课时作业(9) 理想气体、气体实验定律的微观解释-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册（人教版2024）

课时作业(九) 理想气体、气体实验定律的微观解释 答案精解Ps (建议用时,40分钟) [基础题组练] 题组二 气体实验定律的微观解释 题组一 理想气体及理想气体状态方程 5.(多选)一定质量的理想气体,经等温压缩,气体的 1.关干气体的状态变化,下列说法正确的是 压强增大,用分子动理论的观点分析,这是因为 A.一定质量的理想气体,当压强不变而温度由100C ) 上升到200C时,其体积增大为原来的2倍 A.气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大 B.任何气体由状态1变化到状态2时,一定满足方 B.单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞 程VV# 的次数增多 T C.气体分子的总数增加 C.一定质量的理想气体体积增大到原来的4倍,患 D.单位体积内的分子数目增加 气体可能压强减半,热力学温度加倍 6.(多选)一定质量的理想气体,体积变大的同时,温 D.一定质量的理想气体压强增大到原来的4倍,则 ( 度也升高了,那么下列判断正确的是 ) 气体可能体积加倍,热力学温度减半 2.对于一定质量的理想气体,其状态变化可能实现 A.气体分子平均动能增大 的是 B.单位体积内分子数目增多 A.保持压强和体积不变,只改变它的温度 C.气体的压强一定保持不变 B.保持压强不变,同时隆低温度并增大体积 D.气体的压强可能变大 C. 保持温度不变,同时增大体积和压强 7.一定质量的某种理想气体的压强为),热力学温度 ( 为T,单位体积内的气体分子数为n,则 D.保持体积不变,同时增大压强并升高温度 ) 3.已知湖水深度为20m,湖底水温为4C,水面温度 A.增大,n一定增大 为17C,大气压强为1.0×10Pa.当一气泡从湖 B.T减小,n一定增大 底缓慢升到水面时,其体积约为原来的(取g C.增大时,n一定增大 10 m/s.0-1.0×10kg/m) ) A.12.8倍 B.8.5倍 D._增大时,n一定减小 C.3.1倍 D.2.1倍 8.(多选)一定质量的理想气体处于平衡状态I,现设 4.一定质量的理想气体,经历了如图所示的状态变化 法使其温度降低而压强升高,达到平衡状态II,则 ( 过程,则此三个状态的温度之比是 ) ( ) .p/(x10'Pa) A.状态I时气体的密度比状态II时的大 B.状态I时分子的平均动能比状态II时的大 12345v/ 1 C.状态I时分子间的平均距离比状态II时的大 A.1:3:5 B.3:6:5 D.状态I时每个分子的动能都比状态II时的分子 C.3:2:1 D.5:6:3 平均动能大 .135· [能力提升练 g 9.一定质量的理想气体沿如图所示状态变化,方向从 求当气体温度升高到37C且系统重新稳定后,封 状态a到状态久(延长线过坐标原点):到状态 闭气体的压强和重物下降的高度 再回到状态a.气体在三个状态的体积分别V、V。 -E V..则它们的关系正确的是 ) 2- 去P 027 327/ A.V.-V B.V.V. 327V. D.V.一 200 50 12.如图所示,绝热性能良好目足够长的汽缸固定放 置,其内壁光滑,开口向右,汽缸中封闭一定质量 10.如图所示为上端开口的“凸”形玻璃管,管内有一 部分水银杜密封一定量的理想气体,细管足够长 的理想气体,活塞(绝热)通过水平轻绳跨过轻质 粗、细管的横截面积分别为S一4cm{}、S。 滑轮与重物相连,已知活塞的面积S一10cm{},重 2.cm{},密封的气体柱长度为L一20cm.水银柱长 物的质量zn-2kg,重力加速度g-10m/s,大气 度h-h-5cm,封闭气体初始温度为67C,大 压强.三1.0×10Pa,滑轮摩擦不计.稳定时,活 气压强)。-75cmHg 塞与汽缸底部间的距离为L一12cm.汽缸内温度 T.-300 K. (1)求封闭气体初始状态的压强; (2)若缓慢升高气体温度,升高至多少K方可将所 (1)通过电执丝对汽封内气体加热,气体温度缓慢 上升到T一400K时停止加热,求加热过程中活 有水银全部压入细管内 塞移动的距离d (2)停止加热后,在重物的下方加挂一个2kg的重 物,活塞又向右移动4cm后重新达到平衡,求此 时汽缸内气体的温度T. 将行# 11.如图所示:圆柱形汽钉A中用质量为2的活塞 封闭有一定质量的理想气体,温度为27C,汽缸 中活塞通过滑轮系统悬挂一质量为的重物,稳 定时活塞与汽缸底部的距离为万,现在重物上加挂 质量为”的小物体,已知大气压强为p。,活塞横截 .136·课时作业（九） 1山解析初状态下，设封闭气体的压强为，以活塞为研究对 象，由p:S+mg=pS+2mg,可得p=2p,又V1=hS, 1.C解析一定质量的理想气体压强不变，体积与热力学温度 T=300K, 成正比，温度由100℃上升到200℃时，体积增大为原来的 末状态下，设封闭气体的压强为p2,以活塞为研究对象，由 1.27倍，选项A错误：理想气体状态方程成立的条件为气体 可看作理想气体且质量不变，选项B错误：由理想气体状态 S+号mg=AS+2mg,解得A=号A 5 方程兴-C可知，选项C正确，D情误 又V:=(h+△M)S,T=310K, 根据理想气体执态方程得P业= 2.D圆霸由理想气体的找态方程兴-C(常量)可知，保持压 T T 联立解得△h=0.24h. 强和体积不变，则温度不变，选项A错误：保持压强不变，同 时降低温度，则体积减小，选项B错误：保持温度不变，增大 答系号A0.24h 体积时压强减小，选项C错误：保持体积不变，增大压强时， 12.解析(1)以活塞为研究对象，极据受力平衡有 温度升高，选项D正确. 加热前pS十F=pS,FT=mg, 3.C解析湖底压强为十pgh=3.0×10Pa,即3个大气压 加热后：S十F,=pS,Fr=mg, 3poVI 强，由理想气体状态方程可得(4+23.15)下 所以p=加=0.8×103Pa, 以封闭气体为研究对象， 微K中=器×3V≈aM,所以当-气 pV生 加热过程为等压支化，故有会山S. T, 泡从湖底缓慢升到水面时，其体积约为原来的3.1倍，选项 代入数据解得d=4cm. C正确. (2)加挂重物后pS+F'=pS,Fr'=(m十n')g, 4B服研由理想气体秋态方程得学-C(C为常量，可见 由理想气体状态方程得5L+S, pV=TC,即V的乘积与温度T成正比，选项B正确. 代入数据解得T=375K. 5.BD解析理想气体经等温压缩，体积减小，单位体积内的分 答系(1)4cm(2)375K 子数目增加，则单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰 撞的次数增多，压强增大，但气体分子每次碰撞器壁的平均 课时作业（十） 冲力不变，气体分子的总数不变，选项B、D正确，A、C错误， 1.AD解析由题意知，气体由状态①到状态②的过程中，温度 6.AD解福由题意可知，气体的温度升高了，则分子的平均动 能增大，选项A正确：由于气体的体积变大，则单位体积内 不变，体积增大，根据兴=C可知压强将减小对A图像进 的分子数目减少，选项B错误：由于体积变大和温度升高的 行分析，p-V图像是双曲线，即等温线，且由状态①到状态 关系不确定，故气体的压强可能变大，也可能不变，还可能变 ②，气体体积增大，压强减小，选项A正确：对B图像进行分 小，选项C错误，D正确 析，力一V图像是直线，气体温度会发生变化，选项B错误：对 7.C解析只有p或T变化，不能得出体积的变化情况，选项 C图像进行分析，可知气体温度不变，但体积减小，选项C错 A,B错误：号增大时，V一定减小，单位体积内的气体分子 误：对D图像进行分析，可知气体温度不变，压强减小，故体 积增大，选项D正确. 数一定增大，选项C正确，D错误 2.D解析由V-T图像可知，从A到B体积不变，温度升高， 8.BC解析从秋态I到状态Ⅱ，温度降低，分子的平均动能减 压强变大：从B到C,温度不变，体积减小，压强变大：在 小，选项B正确：气体分子的平均动能减小，但是对于单个分 p一T图像中，过原点的直线为等容线，则结合给定的四个 子来说，其分子的动能不一定减小，甚至有可能增大，选项D p一T图像可知，选项D正确. 错误：从状态【到状态Ⅱ，要使T减小而p增大，由Y=C 3.A解析取原钢瓶内的气体为研究对象，由p(V,十V)= pV,代入数据得p=2.5atm,选项A正确. 得，理想气体的体积应当诚小，选项C正确，A错误 4.C解枥取厚钢瓶内的气体为研究对象，根据玻意耳定律有 9.C解析由题图可知，p.=p,p=p=2p,T.=300K, T=600K,=24.=54℃，T=327K:由理想气体状态方 V。=p(V。十n%),整理得n=VpY 程得V.=CT=300K·￡，V.-CT=30K.C,则V. Pa Po Pe Po 150×20-10×20(瓶)=56（瓶），选项C正确. 10×5 V.由理想气体状态方程可知V,=V工=色X32心 5.CD解析每次抽气后容器中气体的体积都会变成V。,所以 pula 2%×300 不可能三次抽完容器中的气体，选项A错误：以容器中气体 器，选项A.BD错误，C正确 与抽气机中气体为研究对象，第一次抽气时，气体初状态参 10.解析(1)封闭气体初始状态的压强为 量为AW,未我态参量为V=V十号=青V,由孩意 p=po十pg(h:十h:)=85cmHg. (2)封闭气体初始状态的体积为 耳定律得AV,=pV,解得A=子A,选项B错送，选项C V=LS:=80 cm', 温度为T=(67+273)K=340K, 正确：对第二次抽气过程，有V=V。,V=V,十号V。= 水银全部压入细管时水银柱高度为 5cm+5×4 音V,由玻意耳定律得A=,解得A=(任)广A,同 cm=15 cm, 2 此时封闭气体压强p=p十15cmHg=90cmHg, 理可得，第3次抽气后，容器内气体压强为=（浮）广 体积为V,=(L十h1)S,=100cm2, 由理想气依我态方程得兴=D, 器选须D三境 T 6.D解析活塞C向右移动，最后共同的温度为T,压强为p, 解得T,=450K. 答室(1)85cmHg(2)450K 由理想气体状态方程可知，对A部分气体有二-对 T ·198·