8.3 理想气体状态方程 同步作业 -2025-2026学年高二下学期（中职）物理高教版(2021)机械建筑类

主题八 固体、液体和气体的性质及其应用 第三节 理想气体状态方程同步作业 一、选择题（共10小题，每小题3分，共30分。每题只有一个正确选项） 1. 物理学中理想气体的主要特点是（ ） A. 分子之间有较强相互作用力 B. 分子本身占有很大体积 C. 忽略分子体积和分子间相互作用力 D. 容易液化、容易凝固 2. 一定质量的理想气体，温度不变时，压强p与体积V的变化关系是（ ） A. 成正比 B. 成反比 C. 无关 D. 先增大后减小 3. 建筑工地上空压机储气罐密封良好，气体质量不变、体积不变，环境温度升高时，罐内气体压强将（ ） A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 先减小后增大 4. 理想气体状态方程的标准表达式是（ ） A. p₁V₁T₁ = p₂V₂T₂ B. C. p₁T₁ = p₂T₂ D. V₁T₁ = V₂T₂ 5. 使用理想气体状态方程计算时，温度必须采用的单位是（ ） A. 摄氏度(℃) B. 开尔文(K) C. 华氏度(℉) D. 任意温度单位均可 6. 一定质量的理想气体，压强保持不变，当温度升高时，气体体积会（ ） A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 随机变化 7. 下列场景中，可以近似看成理想气体条件进行计算的是（ ） A. 低温高压下的潮湿空气 B. 高温低压下施工现场干燥空气 C. 即将液化的气体 D. 高压压缩的液态空气 8. 建筑冬季施工，密闭管道内气体降温后，容易出现负压瘪管，其原因是（ ） A. 气体分子变多 B. 气体压强减小 C. 气体体积变大 D. 气体质量变大 9. 关于理想气体，下列说法错误的是（ ） A. 遵守理想气体状态方程 B. 分子之间无相互作用力 C. 温度越低，越符合理想气体模型 D. 实际气体在常温常压下可近似为理想气体 10.（提升题）一定质量理想气体，状态参数为p₁、V₁、T₁，变化后为p₂、V₂、T₂，若T₂＞T₁、V₂=V₁，则气体压强满足（ ） A. p₂＞p₁ B. p₂＜p₁ C. p₂=p₁ D. 无法判断 二、填空题（共5小题，每空2分，共20分） 11. 理想气体是物理学中的理想化模型，忽略分子本身的______，忽略分子之间的______。 12. 一定质量理想气体，温度不变时，压强越大，体积越______，这一规律叫做______定律。 13. 理想气体状态方程公式为，式中温度T必须用______温度，符号为______。 14. 建筑工地密闭储气罐，体积不变，气温降低，罐内气体压强______；夏季高温暴晒，罐内压强______，有安全隐患。 15.（提升题）一定质量理想气体，压强不变，温度升高，体积必然______；工程上利用这一原理防止密闭管道冬季______变形。 三、判断题（共5小题，每小题2分，共10分。对的打√，错的打×） 16. 理想气体分子之间不存在引力和斥力。（ ） 17. 用理想气体状态方程计算时，可以直接使用摄氏温度代入公式。（ ） 18. 一定质量的理想气体，体积不变，温度升高，压强一定增大。（ ） 19. 施工现场常温常压下的空气，不能近似当作理想气体处理。（ ） 20.（提升题）理想气体状态变化时，质量必须保持不变，方程才能成立。（ ） 四、简答题（共2小题，每小题10分，共20分） 21. 写出理想气体状态方程，说明使用公式计算时的两个必要条件，并结合建筑空压机储气罐举例说明实际应用意义。 22.（提升题）冬季建筑施工中，密闭水暖管道容易发生胀裂或瘪管，请用理想气体等容变化规律解释原因，并写出两条现场安全防护措施。 五、综合运用题（共1小题，共20分） 23. 某建筑工地密闭储气罐，内部空气质量不变，可视为理想气体，罐体容积保持不变。 已知：初始状态压强p₁=1.0×10⁵Pa，温度t₁=27℃；升温后温度t₂=57℃。 已知热力学温度换算公式：T = t + 273K。 （1）本题属于理想气体哪种变化过程？（等容、等压、等温选其一）（4分） （2）把前后两个摄氏温度换算成热力学温度T₁、T₂。（6分） （3）利用理想气体状态方程，列式计算升温后的罐内气体压强p₂。（8分） （4）结合计算结果，说明夏季储气罐暴晒存在什么安全隐患。（2分） 参考答案 一、选择题参考答案（每题3分） 1. C 解析：理想气体理想化条件：忽略分子自身体积、忽略分子间相互作用力。 2. B 解析：等温变化，压强与体积成反比，符合玻意耳定律。 3. A 解析：体积不变、质量不变，温度升高，气体压强增大。 4. B 解析：理想气体状态方程标准形式为。 5. B 解析：气体状态方程统一使用热力学开尔文温度K，不能用摄氏度。 6. A 解析：等压变化，温度升高，气体体积膨胀变大。 7. B 解析：常温、常压、高温、低压下的干燥气体最接近理想气体模型。 8. B 解析：密闭管道降温，压强减小，外部大气压大于内部，管道被压瘪。 9. C 解析：温度越低、压强越高，气体越偏离理想气体模型。 10. A 解析：体积不变，温度升高，压强变大，p₂＞p₁。 二、填空题参考答案（每空2分） 11. 体积；相互作用力 12. 小；玻意耳 13. 热力学；K 14. 减小；增大 15. 变大；负压 三、判断题参考答案（每题2分） 16. √ 17. × 解析：必须换算成开尔文热力学温度，不能直接用摄氏度。 18. √ 19. × 解析：常温常压下施工现场空气可近似看成理想气体。 20. √ 解析：状态方程适用前提：一定质量、同种理想气体。 四、简答题参考答案（每题10分） 21. 答：（1）理想气体状态方程：（4分）；（2）必要条件：①气体质量保持不变；②温度统一使用热力学开尔文温度（4分）；（3）应用：建筑空压机储气罐密闭存气，夏季高温时罐内气压升高，施工人员可根据公式提前预判压力，及时泄压，防止罐体超压爆裂，保障现场机械施工安全（2分）。 22. 答：（1）原理解释：密闭管道内气体质量一定、体积不变，属于等容变化；冬季气温降低，热力学温度T减小，根据理想气体状态方程，内部压强减小，外部大气压大于内部压强，管道被压瘪；若管内水温结冰体积膨胀，也会胀裂管道（6分）；（2）防护措施：①冬季停工排空管道内积水、放空密闭气体；②对室外管道包裹保温棉，防止温度骤降（4分）。 五、综合运用题参考答案（共20分） 23. 解： （1）罐体容积不变，属于等容变化。（4分） （2）换算热力学温度： T₁ = t₁ + 273 = 27 + 273 = 300K（3分） T₂ = t₂ + 273 = 57 + 273 = 330K（3分） （3）等容变化，理想气体状态方程简化为： 变形得： 代入数据：p₁=1.0×10⁵Pa，T₁=300K，T₂=330K p₂ = (1.0×10⁵Pa × 330K) ÷ 300K = 1.1×10⁵Pa（8分） （4）安全隐患：夏季阳光暴晒，罐内气体温度大幅升高，内部压强持续增大，超过罐体承受极限，容易发生罐体爆炸、漏气，危及施工现场人员和机械设备安全。（2分） 答：升温后罐内压强为1.1×10⁵Pa，夏季暴晒易引发超压爆炸安全事故。 学科网（北京）股份有限公司 $