人教版高中物理选修(3-3)8.3《理想气体的状态方程》同步训练试题解析
2019-2020学年下学期人教版选修3-3高二物理8.3 理想气体状态方程(精选练习)(解析版)
人教版物理选修3-3第八章《气体》第三节理想气体状态方程精选练习一夯实基础1．下面有关理想气体的说法正确的是()A．分子本身的大小不可忽略B．一定质量的理想气体，内能只与温度有关C．分子与分子之间的相互作用力表现为斥力D．所有气体都可视为理想气体【答案】B【解析】：理想气体是实际气体在温度不太低，压强不太大的情况下的抽象，是理想化模型，分子体积与气体分子之间的平均距离相比可以忽略不计，故A选项错误；分子之间没有相互作用力，不计分子势能，理想气体的内能是分子动能之和，而温度是分子平均动能的标志，所以一定质量的理想气体，内能只与温度有关，理想气体不考虑分子间的互相作用力，C选项错误；实际气体只有在温度不太低，压强不太大情况下看成理想气体，B选项正确，D选项错误．2．(多选)下列关于理想气体的说法正确的是()A．理想气体也是物理学中的一个理想模型B．任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体叫做理想气体C．温度不低于零下几十摄氏度、压强不超过大气压的几倍时，可以把实际气体当成理想气体来处理D．容易液化的气体在通常温度和压强下可以看成理想气体【答案】ABC【解析】：只要实际气体的压强不是很大，温度不是很低，都可以近似的当成理想气体来处理，理想气体是一个理想化模型，A选项正确；由理想气体的定义可知，B选项正确；气体的压强不是很大，温度不是很低，才可以近似的当成理想气体来处理，C选项正确，D选项错误．3.如图为伽利略设计的一种测温装置示意图，玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，下端 插入水中，玻璃泡中封闭有一定量的空气．若玻璃管内水柱上升，则外界大气的变化可能是( )A ．温度降低，压强增大B ．温度升高，压强不变C ．温度升高，压强减小D ．温度不变，压强减小【答案】A【解析】：外界温度降低，泡内气体体积减小，根据pV T＝C 可知，泡内气体压强可能减小，液柱上升，内外液柱高度差变大，外界大气压增大，A 项正确；由pV T＝C 可知，当T 增大V 减小时，p 一定增大，而液柱上升，说明外界大气压增大，B 、C 两项错误；被封闭气体温度不变，液柱升高，气体体积减小，由pV ＝C 可知气体压强增大，则外界压强一定增大，D 项错误．4.如图，绝热汽缸A 与导热汽缸B 横截面积相同，均固定于地面，由刚性杆连接的绝热活塞与两汽缸间均无摩擦．两汽缸内都装有处于平衡状态的理想气体，开始时体积均为V 0、温度均为T 0，缓慢加热A 中气体，停止加热达到稳定后，A 中气体压强变为原来的1.2倍，设环境温度始终保持不变，求汽缸A 中气体的体积V A 和温度T A .【答案】 76V 0 1.4T 0 【解析】(1)汽缸B 导热，B 中气体初、末状态温度相等，发生的量等温变化．(2)刚性杆连接绝热活塞，且A 、B 两个汽缸面积相等，因此A 、B 体积之和不变，而V A ＋V B ＝2V 0.设初态压强为p 0，膨胀后A 、B 压强相等，均为1.2p 0.B 中气体始末状态温度相等，则有p 0V 0＝1.2p 0(2V 0－V A )V A ＝76V 0. A 部分气体满足p 0V 0T 0＝1.2p 0V A T A解得T A ＝1.4T 0.二 提升训练5.一定质量的理想气体，从初状态(p 0、V 0、T 0)先经等压变化使温度上升到32T 0，再经等容变化使压强减小到12p 0，则气体最后状态为( )A.12p 0、V 0、32T 0 B.12p 0、32V 0、34T 0 C.12p 0、V 0、34T 0 D.12p 0、32V 0、T 0 【答案】B【解析】：在等压过程中，V ∝T ，有V 0T 0＝V 232T 0，得V 2＝32V 0，再经过一个等容过程，有p 032T 0＝p 02T 3，解得T 3＝34T 0，所以B 正确．6.在没有外界影响的情况下，密闭容器内的理想气体静置足够长时间后，该气体( )A ．分子的无规则运动停息下来B ．每个分子的速度大小均相等C ．分子的平均动能保持不变D ．分子的密集程度保持不变【答案】CD【解析】：在没有外界影响的情况下，分子的无规则运动永不停息，分子的速率分布呈中间多两头少，不可能每个分子的速度大小均相等，选项A 、B 错误；根据温度是分子平均动能的标志可知，只要温度不变，分子的平均动能就保持不变，由于体积不变，所以分子的密集程度保持不变，选项C 、D 正确．7.一定质量的理想气体，状态变化由a 到b 到c ，其p -t 图中直线ab 平行于p 坐标轴，直线bc 通过坐标原点，三种状态的体积分别为V a 、V b 、V c ，则根据图象可以判定( )A ．V a >V bB ．V a ＝V bC ．V b >V cD ．V b ＝V c【答案】C【解析】：分析图象，根据理想气体的状态方程可知，pV T＝C ，其中a →b 温度不变，压强减小，即体积增大，V a <V b ，A 、B 选项错误；b 、c 的p -t 图象均过横轴上－273 ℃的点，由－273连接b 、c 两点可知，相同温度下c 的压强更 大， 则c 的体积小，V b >V c ，C 选项正确，D 选项错误．8．(多选)关于理想气体的状态变化，下列说法中正确的是( )A ．一定质量的理想气体，当压强不变而温度由100 ℃上升到200 ℃时，其体积增大为原来的2倍B ．气体由状态1变化到状态2时，一定满足方程p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2C ．一定质量的理想气体体积增大到原来的4倍，可能是压强减半，热力学温度加倍D ．一定质量的理想气体压强增大到原来的2倍，可能是体积不变，热力学温度加倍【答案】CD【解析】：一定质量的理想气体压强不变，体积与热力学温度成正比．温度由100 ℃上升到200 ℃时，体积增大为原来的1.27倍，故A 错误；理想气体状态方程成立的条件为质量不变，故B 项错误；由理想气体状态方程pV T＝恒量可知，故C 、D 选项正确．9.如图所示，一定质量的理想气体，经过图线A →B →C →A 的状态变化过程，AB 的延长线过O 点，CA 与纵轴平行．由图线可知( )A．A→B过程气体压强不变，密度减小B．B→C过程气体压强增大，密度增大C．B→C过程气体温度升高，密度减小D．C→A过程气体温度不变，密度增大【答案】B【解析】：由题图可知，A→B过程，气体体积与热力学温度成正比，则气体发生等压变化，气体压强不变，体积减小，密度变大，故A错误；B→C过程，体积减小，温度升高，故压强增大，密度增大，故B正确，C错误；C→A 过程，气体的体积增大，温度不变，故压强减小，密度减小，故D错误．。
人教版高中物理选修3-3-第八章《气体》测试题(解析版)
一、单选题(共15小题)1.下列选项中属于物理学中实物模型的是( )A．分子B．电场C．电子D．理想气体2.如图所示为A、B两部分理想气体的V－t图象，设两部分气体是质量相同的同种气体，根据图中所给条件，可知( )A．当t＝℃时，气体的体积A比B大 m3B．当tA＝tB时，VA∶VB＝3∶1C．当tA＝tB时，VA∶VB＝1∶3D．A，B两部分气体都作等压变化，它们的压强之比pA∶pB＝3∶13.下列有关“温度”的概念的说法中正确的是( )A．温度反映了每个分子热运动的剧烈程度B．温度是分子平均动能的标志C．一定质量的某种物质，内能增加，温度一定升高D．温度升高时物体的每个分子的动能都将增大4.对于一定质量的气体，在体积不变时，压强增大到原来的二倍，则气体温度的变化情况是( )A．气体的摄氏温度升高到原来的二倍B．气体的热力学温度升高到原来的二倍C．气体的摄氏温度降为原来的一半D．气体的热力学温度降为原来的一半5.如图所示，在均匀U型管两端开口，装有如图所示的水银，今在管的一侧B上端加入同种液体，设缓缓加入且中间不留空隙，则B、C液面高度差将( )A．变大B．变小C．不变D．不能确定6.如图所示，质量为M导热性能良好的汽缸由一根平行于斜面的细线系在光滑斜面上．汽缸内有一个质量为m的活塞，活塞与汽缸壁之间无摩擦且不漏气．汽缸内密封有一定质量的理想气体．如果大气压强增大(温度不变)，则( )A．气体的体积增大B．细线的张力增大C．气体的压强增大D．斜面对汽缸的支持力增大7.温度为27 ℃的一定质量的气体保持压强不变，把体积减为原来的一半时，其温度变为( )A． 127 KB． 150 KC． 13．5 ℃D． 23．5 ℃8.如V－T图所示，一定质量的理想气体，从状态A变化到状态B，最后变化到状态C.线段AB平行横轴，线段AC连线过坐标原点．则气体压强p变化情况是( )A．不断增大，且pC小于pAB．不断增大，且pC大于pAC．先增大再减小，且pC大于pAD．先增大再减小，且pC与pA相等9.如图所示，一个横截面积为S的圆筒形容器竖直放置，金属圆板的上表面是水平的，下表面是倾斜的，下表面与水平面的夹角为θ，圆板的质量为M，不计圆板与容器内壁的摩擦．若大气压强为p0，则被圆板封闭在容器中的气体的压强等于( )A．B．＋C．p0＋D．p0＋10.用活塞气筒向一个容积为V的容器内打气，每次能把体积为V0，压强为p0的空气打入容器内，若容器内原有空气的压强为p，打气过程中温度不变，则打了n次后容器内气体的压强为( )A．B．p0＋np0C．p＋n()D．p0＋()n·p011.一个密闭的钢管内装有空气，在温度为20 ℃时，压强为1 atm，若温度上升到80 ℃，管内空气的压强约为( )A． 4 atmB．atmC． 1．2 atmD．atm12.一只轮胎容积为V＝10 L，已装有p1＝1 atm的空气．现用打气筒给它打气，已知打气筒的容积为V0＝1 L，要使胎内气体压强达到p2＝2．5 atm，应至少打多少次气(设打气过程中轮胎容积及气体温度维持不变，大气压强p0＝1 atm)( )A． 8次B． 10次C． 12次D． 15次13.一定质量的理想气体，经历了如图所示的状态变化过程，则这三个状态的温度之比是( )A．1∶3∶5B．3∶6∶5C．3∶2∶1D．5∶6∶314.关于密闭容器中气体的压强，下列说法正确的是( )A．是由于气体分子相互作用产生的B．是由于气体分子碰撞容器壁产生的C．是由于气体的重力产生的D．气体温度越高，压强就一定越大15.一定质量的理想气体，经历一膨胀过程，这一过程可以用图中的直线ABC来表示，在A、B、C三个状态上，气体的温度TA、TB、TC相比较，大小关系为( )A．TB＝TA＝TCB．TA>TB>TCC．TB>TA＝TCD．TB<TA＝TC二、实验题(共3小题)16.如图所示，在“用DIS研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”实验中，某同学将注射器活塞置于刻度为10 mL处，然后将注射器连接压强传感器并开始实验，气体体积V每增加1mL测一定压强p，最后得到p和V的乘积逐渐增大．(1)由此可推断，该同学的实验结果可能为图________．(2)图线弯曲的可能原因是在实验过程中______．A．注射器有异物B．连接软管中存在的气体C．注射器内气体温度升高D．注射器内气体温度降低17.用DIS研究一定质量气体在温度不变时，压强与体积关系的实验装置如图1所示，实验步骤如下：①把注射器活塞移至注射器中间位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接；②移动活塞，记录注射器的刻度值V，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p；③用V－图象处理实验数据，得出如图2所示图线．(1)为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是_______________________；(2)为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是_______________________和________________________________________________________________________；(3)如果实验操作规范正确，但如图所示的V－图线不过原点，则V0代表___________．18.某小组在“用DIS研究温度不变时一定质量的气体压强与体积的关系”实验．(1)实验过程中，下列哪些操作是正确的( )A．推拉活塞时，动作要快，以免气体进入或漏出B．推拉活塞时，手可以握住整个注射器C．压强传感器与注射器之间的连接管脱落后，应立即重新接上，继续实验D．活塞与针筒之间要保持润滑又不漏气(2)该实验小组想利用实验所测得的数据测出压强传感器和注射器的连接管的容积，所测得的压强和注射器的容积(不包括连接管的容积)数据如下表所示：①为了更精确的测量也可以利用图象的方法，若要求出连接管的容积也可以画_______图．A．p－V B．V－pC．p－D．V－②利用上述图线求连接管的容积时是利用图线的________．A．斜率B．纵坐标轴上的截距C．横坐标轴上的截距D．图线下的“面积”三、计算题(共3小题)19.一轻活塞将一定质量的理想气体封闭在水平放置的固定汽缸内，开始时气体体积为V0，温度为27 ℃.在活塞上施加压力，将气体体积压缩到V0，温度升高到47 ℃.设大气压强p0＝×105Pa，活塞与汽缸壁的摩擦不计．(1)求此时气体的压强；(2)保持温度不变，缓慢减小施加在活塞上的压力使气体体积恢复到V0，求此时气体的压强．20.一定质量的理想气体经历了温度缓慢升高的变化，如图所示，p－T和V－T图各记录了其部分变化过程，试求：(1)温度600 K时气体的压强；(2)在p－T图象上将温度从400 K升高到600 K的变化过程补充完整．21.如图所示，一导热性能良好、内壁光滑的汽缸竖直放置，在距汽缸底部l＝36 cm处有一与汽缸固定连接的卡环，活塞与汽缸底部之间封闭了一定质量的气体．当气体的温度T0＝300 K、大气压强p0＝1．0×105Pa时，活塞与汽缸底部之间的距离l0＝30 cm，不计活塞的质量和厚度．现对汽缸加热，使活塞缓慢上升，求：(1)活塞刚到卡环处时封闭气体的温度T1；(2)封闭气体温度升高到T2＝540 K时的压强p2．四、填空题(共3小题)22.在一个坚固的圆筒内，装有100 L压强为1个大气压的空气，现在想使筒内的空气压强增为10个大气压，应向筒内打入_________ L压强为1个大气压的空气．(设温度不变)23.如图所示是医院里给病人输液的示意图，假设药液瓶挂在高处的位置不变，则在输液过程中a、b两处气体的压强的变化是：a处气体的压强________，b处气体的压强________，药液进入人体的速度________．(填“变小”“变大”或“不变”)24.一定质量的理想气体经历如图所示的状态变化，变化顺序为a→b→c→d，图中坐标轴上的符号p指气体压强，V指气体体积，ab线段延长线过坐标原点，cd线段与p轴垂直，da线段与轴垂直．气体在此状态变化过程中属于等温变化过程的是________，在b→c的变化过程中气体的内能______(填“增大”“减小”或“不变”)．五、简答题(共3小题)25.某医院治疗一种疾病的治愈率为10 %，那么，前9个病人都没有治愈，第10个人就一定能治愈吗26.如图所示为两种不同温度T1、T2下气体分子的麦克斯韦速率分布曲线，横坐标为速率，纵坐标为对应这一速率的分子个数，你能判断T1、T2的大小吗27.从微观领域解释：一定质量的理想气体，在状态发生变化时，至少有两个状态参量同时发生变化，而不可能只有一个参量发生变化，其他两个参量不变．答案解析1.【答案】D【解析】建立理想化模型的一般原则是首先突出问题的主要因素，忽略问题的次要因素，为了使物理问题简单化，也为了便于研究分析，我们往往把研究的对象、问题简化，忽略次要的因素，抓住主要的因素，建立理想化的模型，电子、电场、分子都是实际的物体，而忽略气体分子的自身体积，将分子看成是有质量的几何点；假设分子间没有相互吸引和排斥，分子之间及分子与器壁之间发生的碰撞是完全弹性的，不造成动能损失，这种气体称为理想气体，故A、B、C错误，D正确．2.【答案】B【解析】由图象可知，A、B两部分气体都发生等压变化，由＝C知它们在相同温度下体积之比不变．选择0 ℃读数，由y轴可知VA∶VB＝3∶1，所以pA∶pB＝VB∶VA＝1∶3.3.【答案】B【解析】温度是分子平均动能大小的标志，而对某个确定的分子来说，其热运动的情况无法确定，不能用温度反映．故A、D错，B对．温度不升高而仅使分子的势能增加，也可以使物体内能增加，冰熔化为同温度的水就是一个例证，故C错．4.【答案】B【解析】一定质量的气体体积不变时，压强与热力学温度成正比，即＝，得T2＝＝2T1，B 正确．5.【答案】C【解析】在B端加入水银后，A段水银柱不变，左侧密闭气体的压强不变，则B、C液面高度差不变，故C项正确．6.【答案】C【解析】对活塞受力分析，沿斜面方向可得：pS＋mg sinα＝p0S，所以p＝p0－，若p0增大，则p增大，根据pV＝常量，可知V减小；对汽缸和活塞的整体而言，细线的张力F T＝(M＋m)g sinα，；斜面对汽缸的支持力F＝(M＋m)g cosα，与大气压强无关，选项C正确．7.【答案】B【解析】由盖—吕萨克定律得＝，所以T2＝·T1＝＝K＝150 K．8.【答案】D【解析】V－T图象中过原点的直线为等压线，直线斜率越大压强越小，如图可知：过OA的直线斜率大于过OB的直线斜率，故A的压强小于B的压强，由A到B压强增大，由B到C压强减小，AC的直线过原点，故pC与pA相等，D正确．9.【答案】D【解析】为求气体的压强，应以封闭气体的圆板为研究对象，分析其受力，如图所示．由平衡条件得p·cosθ＝p0S＋Mg解得：p＝p0＋，所以正确选项为D．10.【答案】C【解析】将n次打气的气体和容器中原有气体分别看成是初态，将打气后容器内气体看成是末态，利用等温分态分式，有pV＋np0V0＝p′V，得n次打气后容器内气体的压强p′＝p＋n()，即C正确．11.【答案】C【解析】由查理定律知＝，代入数据解得，p2≈1．2 atm，所以C正确．12.【答案】D【解析】本题中，胎内气体质量发生变化，选打入的气体和原来的气体组成的整体为研究对象．设打气次数为n，则V1＝V＋nV0，由玻意耳定律，p1V1＝p2V，解得n＝15次．13.【答案】B【解析】由理想气体状态方程得：＝C(C为常数)，可见pV＝TC，即pV的乘积与温度T成正比，故B项正确．14.【答案】B【解析】气体的压强是由容器内的大量分子撞击器壁产生的，A、C错，B对；气体的压强与温度和体积两个因素有关，温度升高压强不一定增大，故D错．15.【答案】C【解析】由图中各状态的压强和体积的值可知：pA·VA＝pC·VC<pB·VB，因为＝恒量，可知TA＝<TB．另外从图中也可知A、C处在同一等温线上，而B处在离原点更远的一条等温线上，所以TB>TA＝TC．TC16.【答案】(1)(a) (2)C【解析】(1)由于“最后得到p和V的乘积逐渐增大”，因此在V－图象中，斜率k＝pV逐渐增大，斜率变大，故选(a)．(2)注射器有异物不会影响图线的斜率，故A错误．连接软管中存在气体可以视为被封闭的气体总体积较大，不会影响斜率，故B错误．注射器内气体温度升高，由克拉柏龙方程知＝c，当T增大时，pV会增大，故C正确，D错误．17.【答案】(1)用润滑油涂活塞(2)缓慢抽动活塞不能用手握住注射器封闭气体部分(3)注射器与压强传感器连接部位的气体体积【解析】(1)为了保证气体的质量不变，要用润滑油涂活塞达到封闭效果．(2)要让气体与外界进行足够的热交换，一要时间长，也就是动作缓慢，二要活塞导热性能好，再者，不能用手握住封闭气体部分的注射器．(3)根据p(V＋V0)＝C，C为定值，则V＝－V0，体积读数值比实际值大V0．18.【答案】(1)D (2)①D②B【解析】19.【答案】(1)×105Pa (2)×105Pa【解析】(1)由理想气体状态方程得：＝，所以此时气体的压强为：p1＝×＝×Pa＝×105Pa.(2)由玻意耳定律得：p2V2＝p3V3，所以p3＝＝Pa≈×105Pa.20.【答案】(1)×105Pa (2)如图所示【解析】(1)由题图知，p1＝×105Pa，V1＝ m3，T1＝400 Kp2＝，V2＝3 m3，T2＝600 K由理想气体状态方程得＝p2＝＝×105Pa(2)在原p－T图象上补充两段直线21.【答案】(1)360 K (2)1．5×105Pa【解析】(1)设汽缸的横截面积为S．由题意可知，活塞缓慢上升，说明活塞平衡，此过程为等压膨胀由盖—吕萨克定律有＝T1＝T0＝360 K(2)由题意可知，封闭气体后体积保持不变由查理定律有＝p2＝p0＝1．5×105Pa．22.【答案】900【解析】取后来筒中气体为研究对象，根据玻意耳定律得：1 atm×(100 L＋V)＝100 L×10 atm，从而得V＝900 L．23.【答案】变大不变不变【解析】选A管下端液面为研究对象，在大气压强p0(向上)、液柱h1的压强ρgh1(向下)和液柱h1上方液面处压强pa(向下)作用下平衡．因为p0＝pa＋ρgh1，则有pa＝p0－ρgh1，因为输液过程中h1不断减小，所以pa不断增大．再对b处气体上方液面进行受力分析，B管中与A管最低液面在同一水平面处的压强也为p0，则有pb＝p0＋ρgh2，因为在输液过程中p0、h2不变，所以pb不变，则药液进入人体的速度也不变．24.【答案】a→b增大【解析】根据理想气体状态变化方程＝C得p＝T，可知当温度不变时p－是一条过原点的倾斜直线，所以a→b是等温变化．由p＝T可知图线的斜率表示温度的高低，所以b→c的过程中气体温度升高，又因为理想气体的内能只跟温度有关，所以内能增大．25.【答案】如果把治疗一个病人作为一次试验，这个病人的治愈率是10 %．随着试验次数的增加，即治疗的病人数的增加，大约有10 %的人能够治愈．对于某一次试验来说，其结果是随机的，因此，前9个病人没有治愈是可能的，对第10个人来说，其结果仍然是随机的，既有可能治愈，也可能没有治愈，治愈率仍为10 %．【解析】26.【答案】T2>T1【解析】温度升高分子的热运动加剧，分子的平均速率变大，速率大的分子所占的比例变大，曲线峰值向速率大的一方移动，所以T2>T1．27.【答案】从微观领域分析，气体的压强由气体的分子密度和气体分子的平均动能决定，而温度是平均动能的标志．对一定质量的理想气体，若体积变化，分子的密度必然发生变化，必引起压强变化；若温度变化，则分子的平均动能发生变化，那么气体的压强必然发生变化；若气体的压强发生变化，必然是决定气体压强的因素发生变化，即气体的分子密度或气体分子的平均动能发生变化．所以说气体状态发生变化时，不可能只有一个参量发生变化，其他两个参量不变．【解析】、。
【精准解析】2021学年物理人教版选修3-3：8.3理想气体的状态方程
3理想气体的状态方程课后篇巩固提升基础巩固1.(多选)关于理想气体,下列说法正确的是()A.温度极低的气体也是理想气体B.压强极大的气体也遵从气体实验定律C.理想气体是对实际气体的抽象化模型D.理想气体实际并不存在,温度极低、压强极大的气体在微观上分子间距离变小,趋向于液体,故答案为C、D。
2.一定质量的某种理想气体的压强为p,热力学温度为T,单位体积内的气体分子数为n,则()A.p增大,n一定增大B.T减小,n一定增大C. 增大时,n一定增大D. 增大时,n一定减小p或T增大,不能得出体积的变化情况,A、B错误; 增大,V一定减小,单位体积内的分子数一定增大,C正确,D错误。
3.(多选)一定质量的理想气体处于某一初始状态,若要使它经历两个状态变化过程,压强仍回到初始的数值,则下列过程可以采用()A.先经等容降温,再经等温压缩B.先经等容降温,再经等温膨胀C.先经等容升温,再经等温膨胀D.先经等温膨胀,再经等容升温据 =C可知,先等容降温,导致压强减小,然后等温压缩导致压强增大,所以A选项可以采用;先等容降温,导致压强减小,然后等温膨胀导致压强减小,B选项不可采用;先等容升温,导致压强增大,然后等温膨胀导致压强减小,C选项可以采用;先等温膨胀,导致压强减小,然后等容升温导致压强增大,D 选项可以采用。
4.一定质量的理想气体经过一系列过程,如图所示,下列说法中正确的是()A.c→a过程中,气体压强增大,体积变小B.c→a过程中,气体压强增大,体积变大C.a→b过程中,气体体积增大,压强减小D.b→c过程中,气体压强不变,体积增大据 =C(常量),题图中c→a过程中,气体的体积不变,温度升高,压强变大,所以选项A、B错误;a→b过程中,气体的温度不变,压强减小,体积增大,所以选项C正确;b→c过程中,气体压强不变,温度减小,体积减小,所以选项D错误。
5.一定质量的理想气体,在某一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p1、V1、T1,在另一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p2、V2、T2,下列关系正确的是()A.p1=p2,V1=2V2,T1=12T2B.p1=p2,V1=12V2,T1=2T2C.p1=2p2,V1=2V2,T1=2T2D.p1=2p2,V1=V2,T1=2T2根据理想气体状态方程 1 1 1 2 2 2判断可知,选项D正确。
2015版高中物理(人教版选修3-3)教师用书：8.3 理想气体的状态方程 练习
1.如图所示,A、B两点代表一定质量理想气体的两个不同状态,状态A的温度为T A,状态B的温度为T B,由图可知()。
A.T B=2T AB.T B=4T AC.T B=6T AD.T B=8T A【解析】由图象读出A、B状态的气体体积和压强,根据理想气体状态方程可知:T A=错误！未找到引用源。
T B=错误！未找到引用源。
×T B=错误！未找到引用源。
T B,所以选项C正确。
【答案】C2.一定质量的理想气体从状态A经过如图所示的过程变到状态B,在此过程中气体的密度()。
A.一直变小B.一直变大C.先变小后变大D.先变大后变小【解析】由图示过原点分别作A、B点的等容线,由图线的斜率可判定此过程中气体的体积逐渐增大,由密度公式ρ=错误！未找到引用源。
,可以得出气体密度一直减小,故A正确。
【答案】A3.一定质量的理想气体,从状态p1、V1、T1变化到状态p2、V2、T2。
下述过程不可能．．．的是()。
A.p2>p1,V2>V1,T2>T1B.p2>p1,V2>V1,T2<T1C.p2>p1,V2<V1,T2>T1D.p2>p1,V2<V1,T2<T1【解析】当p2>p1,V2>V1时,p2V2>p1V1,根据理想气体状态方程,有T2>T1;当p2>p1,V2<V1时,p2V2可能大于、小于或等于p1V1,根据理想气体状态方程可知T2与T1大小不确定,所以A、C、D都是可能的,选B。
【答案】B4.如图所示,一导热性能良好的汽缸吊在弹簧下,缸内被活塞封住一定质量的气体(不计活塞与缸壁摩擦),当温度升高到某一数值时,变化了的量有()。
A.活塞高度hB.缸体高度HC.气体压强pD.弹簧长度L【解析】以汽缸为研究对象进行受力分析,可知气体的压强不变;对气体受力分析可知,L不变,h不变,但H 变化。
2020届人教版高中物理选修3-3：检测题(八) 理想气体的状态方程含答案
课时跟踪检测（八） 理想气体的状态方程1．(多选)关于理想气体，下列说法中正确的是( )A ．理想气体的分子间没有分子力B ．理想气体是严格遵从气体实验定律的气体模型C ．理想气体是一种理想化的模型，没有实际意义D ．实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下，可看成理想气体解析：选ABD 人们把严格遵从气体实验定律的气体叫做理想气体，故B 正确。
理想气体分子间没有分子力，是一种理想化的模型，在研究气体的状态变化特点时忽略次要因素，使研究的问题简洁、明了，故A 正确，C 错误。
在温度不太低、压强不太大时，实际气体可看成理想气体，故D 正确。
2．(多选)对一定质量的理想气体，下列状态变化中不可能的是( )A ．使气体体积增加而同时温度降低B ．使气体温度升高，体积不变，压强减小C ．使气体温度不变，而压强、体积同时增大D ．使气体温度降低，压强减小，体积减小解析：选BC 对于理想气体，满足公式pV T ＝C 。
若体积增加而温度降低，只要压强也变小，公式就成立，A 选项是可能的；若温度升高，体积不变，压强应是变大的，B 选项是不可能的；若温度不变，压强与体积成反比，不可能同时增大，C 选项不可能；压强减小，体积可能减小，可能变大，D 选项可能。
3．一定质量的理想气体，在某一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p 1、V 1、T 1，在另一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p 2、V 2、T 2，下列关系正确的是( )A ．p 1＝p 2，V 1＝2V 2，T 1＝12T 2 B ．p 1＝p 2，V 1＝12V 2，T 1＝2T 2 C ．p 1＝2p 2，V 1＝2V 2，T 1＝2T 2D ．p 1＝2p 2，V 1＝V 2，T 1＝2T 2解析：选D 根据理想气体状态方程p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2判断可知D 正确。
4．(多选)一定质量的理想气体，初始状态为p 、V 、T ，经过一系列状态变化后，压强仍为p ，则下列过程中可以实现的是( )A ．先等温膨胀，再等容降温B ．先等温压缩，再等容降温C ．先等容升温，再等温压缩D ．先等容降温，再等温压缩解析：选BD 根据理想气体的状态方程pV T ＝C ，若经过等温膨胀，则T 不变，V 增加，p 减小，再等容降温，则V 不变，T 降低，p 减小，最后压强p 肯定不是原来值，A 错；同理可以确定C 也错，正确选项为B 、D 。
高中物理 第八章 气体 第3节 理想气体的状态方程练习(含解析)新人教版选修3-3
第3节理想气体的状态方程1．了解理想气体模型，知道实际气体可以近似看成理想气体的条件。
2．能够从气体实验定律推导出理想气体的状态方程。
3．掌握理想气体状态方程的内容、表达式和适用条件，并能应用理想气体的状态方程分析解决实际问题。
一、理想气体1．定义：在任何温度、任何压强下都严格遵从□01气体实验定律的气体。
2．理想气体与实际气体二、理想气体的状态方程1．内容：一定质量的某种理想气体，在从状态1变化到状态2时，尽管p、V、T都可能03热力学温度的比值保持不变。
改变，但是□01压强跟□02体积的乘积与□2．公式：□04pV T ＝C 或□05p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2。
3．适用条件：一定质量的□06某种理想气体。
判一判(1)一定质量的理想气体，先等温膨胀，再等压压缩，其体积必小于起始体积。
( ) (2)气体的状态由1变到2时，一定满足方程p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2。
( ) (3)描述气体的三个状态参量中，可以保持其中两个不变，仅使第三个发生变化。
( ) 提示：(1)× (2)× (3)×课堂任务 对理想气体的理解理想气体的特点1．严格遵守气体实验定律及理想气体状态方程。
2．理想气体分子本身的大小与分子间的距离相比可以忽略不计，分子可视为质点。
3．理想气体分子除碰撞外，无相互作用的引力和斥力，故无分子势能，理想气体的内能等于所有分子热运动动能之和，一定质量的理想气体内能只与温度有关。
例1 (多选)关于理想气体，下面说法哪些是正确的( )A．理想气体是严格遵守气体实验定律的气体模型B．理想气体的分子没有体积C．理想气体是一种理想模型，没有实际意义D．实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下，可当成理想气体[规范解答] 理想气体是指严格遵守气体实验三定律的气体，实际的气体在压强不太高、温度不太低时可以认为是理想气体，A、D正确。
理想气体分子间没有分子力，但分子有大小，B错误。
人教版物理【选修3-3】《8.3理想气体的状态方程》同步练习及答案
一、选择题1.下列说法正确的是（ ）A. 玻意耳定律对任何压强都适用B. 盖·吕萨克定律对任意温度都适用C. 常温、常压下的各种气体，可以当做理想气体D. 一定质量的气体，在压强不变的情况下，它的体积跟温度成正比2.对一定质量的理想气体，下列四种状态变化中，哪些是可能实现的（ ）A. 增大压强时，压强增大，体积减小B. 升高温度时，压强增大，体积减小C. 降低温度时，压强增大，体积不变D. 降低温度时，压强减小，体积增大3.向固定容器内充气，当气体压强为p ，温度为27℃时气体的密度为ρ，当温度为327℃，气体压强为1.5P 时，气体的密度为（ ） A. 0.25ρ B. 0.5ρ C. 0.75ρ D. ρ4.对于理想气体方程pV/T=恒量，下列叙述正确的是（ ）A. 质量相同的不同种气体，恒量一定相同B. 质量不同的不同种气体，恒量一定不相同C. 摩尔数相同的任何气体，恒量一定相等D. 标准状态下的气体，恒量一定相同5.如图8.3—4所示，一导热性能良好的气缸吊在弹簧下，缸内被活塞封住一定质量的气体（不计活塞与缸壁摩擦），当温度升高到某一数值时，变化了的量有（ ）A. 活塞高度hB. 缸体高度HC. 气体压强pD. 弹簧长度L6.将一根质量可忽略的一端封闭的塑料管子插入液体中，在力F 作用下保持平衡，在图8.3—5中H 值的大小将与下列哪个量无关A. 管子的半径B. 大气压强C. 液体的密度D. 力F 7.如图8.3—6所示，开口向下的竖直玻璃管的末端有一段水银柱，当玻璃管从竖直位置转过45。
时，开口端的水银柱将A. 从管的开口端流出一部分B. 不发生变化C. 沿着管子向上移动一段距离D. 无法确定其变化8、 定质量的理想气体，由状态A （1，3）沿直线AB 变化到C （3，1），如图8.3—7所示，气体在A 、B 、C 三个状态中的温度之比是A.1：1：1B. 1：2：3C. 3：4：3D. 4：3：4二、填空题 9.一定质量的理想气体，其状态变化如图8.3—8中箭头所示顺序进行，则AB 段是______ 过程，遵守_________图8.3— 4 图8.3— 5图8.3— 6图8.3—7定律，BC段是 __________过程，遵守 _______ 定律，若CA段是以纵轴和横轴为渐近线的双曲线的一部分，则CA段是 ________过程，遵守 __________ 定律。
人教版物理选修3-3作业课件：8.3 理想气体的状态方程
6.一端开口的 U 形管内由水银柱封有一段空气柱，大气压强为 76 cmHg，当气体温度为 27 ℃时空气柱长为 8 cm，开口端水银面比封闭 端水银面低 2 cm, 如图所示，求：
(1)当气体温度上升到多少 ℃时，空气柱长为 10 cm? (2)若保持温度为 27 ℃不变，在开口端加入多长的水银柱能使空气 柱长为 6 cm?
热力学温度加倍
D．一定质量的理想气体压强增大到原来的 2 倍，可能是体积不变，
热力学温度加倍
解析：一定质量的理想气体压强不变，体积与热力学温度成正比．温 度由 100 ℃上升到 200 ℃时，体积增大为原来的 1.27 倍，故 A 错误； 理想气体状态方程成立的条件为质量不变，B 项缺条件，故错误．由理 想气体状态方程pTV＝恒量可知，C、D 正确．
答案：(1)1.32×1022 个 (2)0.52 L
解析：(1)肥皂泡内气体的摩尔数
n＝22.4 VL/mol≈0.022 mol 分子数 N＝nNA＝0.022×6.02×1023 个≈1.32×1022 个． (2)T1＝(273＋37) K＝310 K，T2＝273 K 由理想气体状态方程p1V1＝p2V2
4．(多选)关于理想气体的状态变化，下列说法中正确的是( CD )
A．一定质量的理想气体，当压强不变而温度由 100 ℃上升到 200 ℃
时，其体积增大为原来的 2 倍
B．气体由状态
1
变化到状态
2
时，一定满足方程p1V1＝p2V2 T1 T2
C．一定质量的理想气体体积增大到原来的 4 倍，可能是压强减半，
二、多项选择题 3．一定质量的某实际气体，处在某一状态，经下列哪个过程后会 回到原来的温度( AD ) A．先保持压强不变而使它的体积膨胀，接着保持体积不变而减小 压强 B．先保持压强不变而使它的体积减小，接着保持体积不变而减小 压强 C．先保持体积不变而增大压强，接着保持压强不变而使它的体积 膨胀 D．先保持体积不变而减小压强，接着保持压强不变而使它的体积 膨胀
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一、选择题
1．对一定质量的理想气体，下列状态变化中不可能的是( ) A ．使气体体积增大，同时温度降低、压强减小 B ．使气体温度升高，体积不变、压强减小 C ．使气体温度不变，而压强、体积同时增大 D ．使气体温度降低，压强减小、体积减小
解析： 根据理想气体状态方程pV
T ＝C 知，V 增大，T 降低，如果压强减小，A 可以实
现；同理．D 可以实现，B 、C 不可以实现，因此选B 、C.
答案： BC
2.一定质量的某种气体自状态A 经状态C 变化到状态B ，这一过程在V －T 图上如图所示，则( )
A ．在过程AC 中，气体的压强不断变大
B ．在过程CB 中，气体的压强不断变小
C ．在状态A 时，气体的压强最大
D ．在状态B 时，气体的压强最大 答案： AD
3.如图所示，内壁光滑的气缸和活塞都是绝热的，缸内被封闭的理想气体原来体积为V ，压强为p ，若用力将活塞向右压，使封闭的气体体积变为V
2
，缸内被封闭气体的( )
A ．压强等于2p
B ．压强大于2p
C ．压强小于2p
D ．分子势能增大了
解析： 气缸绝热，压缩气体，其温度必然升高，由状态方程pV
T ＝恒量可知T 增大，
体积变为V
2
，则压强大于2p ，故B 正确，A 、C 错，理想气体分子无势能，D 错．
答案： B
4．已知理想气体的内能与温度成正比．如图所示的实线为汽缸内一定质量的理想气体由状态1到状态2的变化曲线，则在整个过程中汽缸内气体的内能( )
A ．先增大后减小
B ．先减小后增大
C ．单调变化
D ．保持不变
解析： 由图知汽缸内理想气体状态的pV 变化特点是先减小后增大，又因为pV
T ＝C (常
量)可知温度T 先减小后增大，故气体内能先减小后增大，B 正确．
答案： B
5．甲、乙两个相同的密闭容器中分别装有等质量的同种气体，已知甲、乙容器中气体的压强分别为p 甲、p 乙，且p 甲<p 乙，则( )
A ．甲容器中气体的温度高于乙容器中气体的温度
B ．甲容器中气体的温度低于乙容器中气体的温度
C ．甲容器中气体分子的平均动能小于乙容器中气体分子的平均动能
D ．甲容器中气体分子的平均动能大于乙容器中气体分子的平均动能
解析： 甲、乙两容器中的气体由于质量相等，可以看成同一气体的两个不同状态．则p 甲V 甲T 甲＝p 乙V 乙
T 乙
，由于V 甲＝V 乙，所以T 甲<T 乙，B 、C 正确． 答案： BC
6.一定质量的气体做等压变化时，其V －t 图象如图所示，若保持气体质量不变，使气体的压强增大后，再让气体做等压变化，则其等压线与原来相比，下列可能正确的是( )
A ．等压线与t 轴之间夹角变大
B ．等压线与t 轴之间夹角不变
C ．等压线与t 轴交点的位置不变
D ．等压线与t 轴交点的位置一定改变
解析： 对于一定质量气体的等压线，其V －t 图线的延长线一定过－273 ℃的点，故C 项正确，D 错．气体压强增大后，温度还是0 ℃时，由理想气体状态方程pV
T ＝C 可知，V 0
减小，等压线与t 轴夹角减小，A 、B 错．
答案： C
7.如图所示为一定质量的理想气体沿着所示的方向发生状态变化的过程，则该气体压强
变化是()
A．从状态c到状态d，压强减小B．从状态d到状态a，压强不变
C．从状态a到状态b，压强增大D．从状态b到状态c，压强不变
解析：在V－T图象中，过原点的直线表示等压变化，直线的斜率越大，气体的压强越小．分别做过a、b、c、d四点的等压线，则有p b>p c>p d>p a，故A、C正确．答案：AC
8．如图所示，一定质量的某种理想气体，由状态A沿直线AB变化到状态B，A、C、B三点所对应的热力学温度分别记为T A、T C、T B，在此过程中，气体的温度之比T A∶T B∶T C 为()
A ．1∶1∶1
B ．1∶2∶3
C ．3∶3∶4
D ．4∶4∶3
解析： 由p －V 图象可知，p A ＝3 atm ，V A ＝1 L ，p B ＝1 atm ，V B ＝3 L ，p C ＝2 atm ，V C
＝2 L ，由理想气体状态方程可得p A V A T A ＝p B V B T B ＝p C V C
T C
，代入数据得T A ∶T B ∶T C ＝3∶3∶4.
答案： C
9.如图所示是一定质量的理想气体的p －V 图线，若其状态由A →B →C →A ，且A →B 等容，B →C 等压，C →A 等温，则气体在ABC 三个状态时( )
A ．单位体积内气体的分子数n a ＝n
B ＝n
C B ．气体分子的平均速率v A ＞v B ＞v C
C ．气体分子在单位时间内对器壁的平均作用力F A ＞F B ，F B ＝F C
D ．气体分子在单位时间内，对器壁单位面积碰撞的次数是N A ＞N B ，N A ＞N C 解析： 由图可知B →C ，体积增大，密度减小，A 错．C →A 等温变化，分子平均速率v A ＝v C ，B 错．而气体分子对器壁产生作用力，B →C 为等压过程，p B ＝p C ，F B ＝F C ，F A ＞F B ，则C 正确．A →B 为等容降压过程，密度不变，温度降低，N A ＞N B ，C →A 为等温压缩过程，温度不变，密度增大，应有N A ＞N C .
答案： CD
10．光滑绝热的活塞把密封的圆筒容器分成A 、B 两部分，这两部分充有温度相同的气体，平衡时V A ∶V B ＝1∶2，现将A 中气体加热到127 ℃，B 中气体降低到27 ℃，待重新平衡后，这两部分气体体积的比V ′A ∶V ′B 为( )
A ．1∶1
B ．2∶3
C ．3∶4
D ．2∶1
解析： 对A 部分气体有：
p A V A T A ＝p ′A V ′A
T ′A
① 对B 部分气体有：p B V B T B ＝p ′B V ′B
T ′B
②
因为p A ＝p B ，p ′A ＝p ′B ，T A ＝T B ，所以将①式÷②式得 V A /V B ＝V ′A T ′B /V ′B T ′A .
所以V ′A /V ′B ＝V A T ′A /V B T ′B ＝1×400
2×300
＝2/3.
答案： B
p 2＝76 cmHg
T 2＝(273＋24) K ＝297 K
根据理想气体的状态方程p 1V 1T 1＝p 1V 2
T 2
得
V 2＝p 1V 1T 2p 2T 1＝208×4.19×10－
3
×29776×281
cm 3≈0.012 cm 3.
答案： 0.012 cm 3
12．一活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，初始时气体体积为3.0×10－
3 m 3.用
DIS 实验系统测得此时气体的温度和压强分别为300 K 和1.0×105 Pa.推动活塞压缩气体，测得气体的温度和压强分别为320 K 和1.0×105 Pa.求：
(1)求此时气体的体积；
(2)保持温度不变，缓慢改变作用在活塞上的力，使气体压强变为8.0×104 Pa ，求此时气体的体积．
解析： (1)由理想气体状态方程得p 0V 0T 0＝p 1V 1
T 1
所以此时气体的体积为
V 1＝p 0V 0T 1T 0p 1＝1.0×105×3.0×10－
3
×320300×1.0×10
5
m 3＝3.2×10－
3 m 3 (2)由玻意耳定律得p 1V 1＝p 2V 2，所以
V 2＝p 1V 1p 2＝1.0×105×3.2×10－
38.0×10
4
m 3＝4.0×10－
3 m 3. 答案： (1)3.2×10－
3 m 3 (2)4.0×10－
3 m 3。