高中物理-理想气体的状态方程练习1

高中物理-理想气体的状态方程练习

基础夯实

一、选择题(1～3题为单选题,4、5题为多选题)

1．关于理想气体,下列说法正确的是( C )

A．理想气体也不能严格地遵守气体实验定律

B．实际气体在温度不太高、压强不太小的情况下,可看成理想气体

C．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

D．所有的实际气体在任何情况下,都可以看成理想气体

解析：理想气体是遵守气体实验定律的气体,A项错误；它是实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下的抽象,故C正确,B、D是错误的。

2．为了控制温室效应,各国科学家提出了不少方法和设想。有人根据液态

CO

2密度大于海水密度的事实,设想将CO

2

液化后,送入深海海底,以减小大气中的

CO

2的浓度。为使CO

2

液化,最有效的措施是( D )

A．减压、升温B．增压、升温

C．减压、降温D．增压、降温

解析：要将CO

2

液化需减小体积,根据

pV

T

＝C,知D选项正确。3．(江苏省兴化一中高二下学期检测)一定质量的理想气体,

由状态A(1,3)沿直线AB变化到C(3,1),如图所示,气体在A、B、C三个状态中的温度之比是( C )

A．1∶1∶1 B．1∶2∶3

C．3∶4∶3 D．4∶3∶4

解析：由pV

T

＝C知,温度之比等于pV乘积之比,故气体在A、B、C三种状态

时的热力学温度之比是3×1∶2×2∶1×3＝3∶4∶3,故选C。

4．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p

1

V

1

T

1

＝

p

2

V

2

T

2

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,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pV

T

＝恒量可

知,C、D正确。

5．(河北保定市高二下学期检测)如图所示,两端开口的弯管,左

管插入水银槽中,右管有一段高为h的水银柱,中间封有一段空气,则

( AD )

A．弯管左管内外水银面的高度差为h

B．若把弯管向上移动少许,则管内气体体积增大

C．若把弯管向下移动少许,则管内气体体积减小

D．若环境温度升高,则右管内的水银柱沿管壁上升

解析：设被封闭气体的压强为p,选取右管中水银柱为研究对象,可得p＝p0＋p h,选取左管中水银柱为研究对象,可得p＝p0＋p h1,故左管内外水银面的高度差为h1＝h,A正确；气体的压强不变,温度不变,故体积不变,B、C均错；气体压强不变,温度升高,体积增大,右管中水银柱沿管壁上升,D正确。

二、非选择题

6．我国“蛟龙”号深海探测船载人下潜超过七千米,再创载人深潜新纪录。在某次深潜实验中,“蛟龙”号探测到990m深处的海水温度为280K。某同学利用该数据来研究气体状态随海水深度的变化,如图所示,导热良好的汽缸内封闭一定质量的气体,不计活塞的质量和摩擦,汽缸所处海平面的温度T0＝300K,压强p

＝1atm,封闭气体的体积V0＝3m3。如果将该汽缸下潜至990m深处,此过程中封闭气体可视为理想气体。求990m深处封闭气体的体积(1atm相当于10m深的海水产生的压强)。

答案：2.8×10－2m 3

解析：汽缸内的理想气体在深度为990m 的海水中的压强为p 1＝990

10

p 0＋p 0＝100atm

此处理想气体温度为T 1＝280K,根据理想气体状态方程可知：p 0V 0T 0＝p 1V

T 1

联立代入数值可得：V ＝2.8×10－2m 3

7.(安徽省安庆一中,安徽师大附中,湖南长沙一中等四省五校高三上学期期末联考)两个相同的上端开口的柱状容器用带有活栓的细管(细管中容积不计)相连,开始时活栓是关闭的,

如图所示,容器1中在质量为m 的活塞下方封闭有一定质量的理想气体,气体体积为V 02；容器2中质量为m

2的活塞位于容器底且没有气体,每个容器内都能保持与外

界环境温度相同。现保持环境温度不变,打开活栓,使两容器中气体达到稳定状态。已知环境温度为T 0,容器的容积都为V 0,活塞横截面积S 满足关系：mg ＝

p 0S 2

(p 0

为外界大气压强)。不计活塞与容器间摩擦,活塞与容器间密封性能良好。求：

(1)稳定后容器1内和容器2内气体的体积各为多少？

(2)稳定后固定容器2中活塞的位置,再缓慢升高环境温度使容器1中的活塞回到最初的位置,求此时的环境温度。

答案：(1)V 1＝0；V 2＝0.6V 0 (2) T ＝2.2T 0 解析：(1)打开活栓后,左侧容器中活塞到底。 由等温变化知(p 02＋p 0)V 02＝(p 0

4＋p 0)V 2

得V 2＝0.6V 0

(2)容器1中活塞回到初位置则气体压强变为

3P 0

2

,由理想气体状态方程得