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课时测评7 气体实验定律(Ⅱ)
(时间:45分钟 满分:70分)
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(选择题1-12题,每题4分,共48分)
1.下列关于热力学温标与摄氏温标的说法不正确的是( )
A.热力学温标与摄氏温标的每一分度的大小是相同的
B.热力学温标的0 K对应于-273.15 ℃
C.温度升高3 ℃,在热力学温标中温度升高276.15 K
D.绝对零度是低温的极限,永远达不到
答案:C
解析:由T=t+273.15,可知ΔT=Δt,即热力学温度的变化总等于摄氏温度的变化,故A正确;热力学温度与摄氏温度的关系是T=t+273.15,可知,当T=0K时t=-273.15 ℃,故B正确;温度升高3 ℃也就是温度升高了3K,故C错误;绝对零度是低温的极限,永远达不到,故D正确。本题选不正确的,故选C。
2.(多选)下列图中描述一定质量的气体做等容变化的过程的图线是( )
答案:BD
解析:一定质量的理想气体做等容变化的过程,气体体积V不变,则气体体积的倒数不变;根据=c,T=t+273.15,可得p=cT=c。故选BD。
3.一定质量的气体在等容变化过程中,温度每升高1 ℃,压强的增加量等于它在27 ℃时压强的(T=t+273)( )
A. B.
C. D.
答案:C
解析:一定质量的气体,在体积不变时,设27 ℃时的压强为p1,则有=,可得Δp=ΔT,即温度每升高1 ℃,压强的增加量等于它在27 ℃时压强的。故选C。
4.一定质量的气体,在体积保持不变的条件下,若气体热力学温度值升高到原来的2倍,则( )
A.气体的压强增大到原来的2倍
B.气体的压强减小到原来的一半
C.气体的压强可能不变
D.气体压强与体积的乘积不变
答案:A
解析:根据查理定律有=c,可知一定质量的理想气体,在体积保持不变的条件下,若气体热力学温度值升高到原来的2倍,则气体的压强增大到原来的2倍。故选A。
5.一个封闭的钢管内装有一定质量的空气,当温度为200 K时压强为0.8 atm。如果压强增加到2 atm,那么这时的温度为( )
A.273 K B.300 K
C.400 K D.500 K
答案:D
解析:初状态p=0.8 atm,T=200 K,末状态p′=2 atm,由查理定律有=,解得T′=500 K。故选D。
6.下图中能正确表示盖吕萨克定律的是( )
答案:C
解析:盖吕萨克定律为一定质量的气体在压强不变时,体积与热力学温度成正比,即V=cT=c(t+273.15),故选C。
7.一定质量的气体在等压变化中体积增大了,若气体原来温度为27 ℃,T=t+273,则温度的变化是( )
A.升高了450 K B.升高了150 ℃
C.降低了150 ℃ D.降低了450 ℃
答案:B
解析:由盖吕萨克定律可得=,代入数据可得=,解得T2=450 K,所以升高的温度Δt=ΔT=150 K=150 ℃,故选B。
8.如图为一定质量的某种气体的体积V与温度T的关系图像,它由状态A经等温过程到状态B,再经等容过程到状态C,设A、B、C状态对应的压强分别为pA、pB、pC,则下列关系式中正确的是( )
A.pA<pB,pB<pC B.pA>pB,pB=pC
C.pA>pB,pB<pC D.pA=pB,pB>pC
答案:A
解析:气体从状态A变化到状态B,发生等温变化,压强p与体积V成反比,由题图可知VA>VB,所以pA<pB;从状态B到状态C,气体发生等容变化,压强p与热力学温度T成正比,由题图可知TB<TC,所以pB<pC,故选项A正确。
9.(2023·广东汕尾高二校考)一定质量的气体,在压强不变的情况下,温度由5 ℃升高到10 ℃,体积的增量为ΔV1;温度由10 ℃升高到15 ℃,体积的增量为ΔV2,则( )
A.ΔV1=ΔV2 B.ΔV1>ΔV2
C.ΔV1<ΔV2 D.无法确定
答案:A
解析:由盖吕萨克定律可得,==c,因ΔT1=ΔT2,所以ΔV1=ΔV2,故A正确。
10.如图为一定质量的某种气体等容变化的图线,T=t+273,下列说法中正确的是( )
A.不管体积如何,图线只有一条
B.图线1和图线2体积相等
C.两图线气体体积V2>V1
D.两图线的延长线必不会交于t轴上的同一点
答案:C
解析:一定质量的气体的等容线,体积不同,图线不同,在图线1、2上取温度相同的两点,可得p1>p2,则V1<V2,故C正确,A、B错误;图线1、2的延长线必交于t轴上的点(-273,0)处,即热力学温度0 K处,故D错误。故选C。
11.一定质量的气体,其状态经历a→b→c的变化,pT图线如图所示,在该过程中气体体积( )
A.先不变后增大
B.先增大后不变
C.先不变后减小
D.先减小后不变
答案:D
解析:由题图可知a→b过程气体温度不变,压强增大,根据玻意耳定律可知气体体积减小;b→c过程,pT图线为过原点的直线,气体体积不变。故选D。
12.如图所示,圆柱形导热气缸内有一光滑活塞,密封了一定质量的某种气体。用一弹簧测力计挂在活塞上,将整个气缸悬挂在天花板上。测得此时弹簧测力计的示数为F,气缸内气体的压强为p。若外界大气压始终保持不变,缸壁厚度不计,那么随着外界温度的升高( )
A.F变大、p变大 B.F变大、p不变
C.F不变、p变大 D.F不变、p不变
答案:D
解析:弹簧测力计上的拉力跟气缸和活塞总重力相等,当气温升高时,不影响弹簧弹力大小,所以示数F不变;以气缸为研究对象可知,最终达到平衡时,气缸重力与气缸内压力之和等于大气压力,因为重力和大气压力均不变,所以气缸内压力不变,即气缸内气体压强p不变,故选D。
13.(10分)(2023·广东江门高二统考期末)如图所示,一端封闭的粗细均匀的玻璃管,开口向上竖起放置,管中用一段长度为4 cm的水银柱封闭了一段长度为50 cm的空气柱。已知环境的温度是27 ℃,T=t+273,大气压强为76 cmHg,求:
(1)空气柱的压强多大?
(2)现将玻璃管缓慢地均匀加热至87 ℃,此时空气柱的长度是多少?(玻璃管足够长)
答案:(1)80 cmHg (2)60 cm
解析:(1)设空气柱压强为p1,则p1=p0+pl=76 cmHg+4 cmHg=80 cmHg。
(2)若玻璃管缓慢地均匀加热,则气体发生等压变化,设变化后的高度为H,则可得=,其中T1= K=300 K,T2= K=360 K
联立解得H=60 cm。
14.(12分)(2023·广东广州高二期末)如图所示,圆柱形气缸倒置在水平地面上,气缸内部封有一定质量的气体。已知气缸质量为10 kg,缸壁厚度不计,活塞质量为5 kg,其横截面积为50 cm2,所有摩擦不计。当缸内气体温度为27 ℃时,活塞刚好与地面接触,但对地面无压力。(已知大气压强为p0=1.0×105 Pa,T=t+273,g=10 m/s2)求:
(1)此时封闭气体的压强;
(2)现使气缸内气体温度升高,当气缸恰对地面无压力时,缸内气体温度为多少?
答案:(1)9.0×104 Pa (2)127 ℃
解析:(1)设此时封闭气体的压强为p1,对活塞由共点力平衡条件可得p0S=p1S+mg
解得p1=9.0×104 Pa。
(2)设此时封闭气体的压强为p2,温度为T2,对气缸由共点力平衡条件可得p0S+Mg=p2S
解得p2=1.2×105 Pa
已知T1=300 K,对气缸内气体,温度升高的过程中,气体体积不变
由查理定律可得=
解得T2=400 K
即t2=127 ℃。
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