高中物理选修3-3：《理想气体状态方程》含解析

第四单元理想气体状态方程

(时间：90分钟，满分：100分)

一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分．在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分．)

1．某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的，且车胎体积增大．若这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体，那么()

A．外界对胎内气体做功，气体内能减小

B．外界对胎内气体做功，气体内能增大

C．胎内气体对外界做功，内能减小

D．胎内气体对外界做功，内能增大

2．如图所示是理想气体经历的两个状态的p－T图象，对应的p－V图象应是()

3．一定质量的理想气体经历等温压缩过程时，气体的压强增大，从分子微观角度来分析，这是因为()

A．气体分子的平均动能增大

B．单位时间内器壁单位面积上分子碰撞的次数增多

C．气体分子数增加

D．气体分子对器壁的碰撞力变大

4．一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.p

T增大时，n一定增大 D.p

T增大时，n一定减小

5.一定质量的某种理想气体经历如图所示的一系列过程，ab、bc、cd和da这四个过程在p－T图上都是直线段，其中ab的延长线通过坐标原点O，bc垂直于ab，cd平行于ab，由图可以判断()

A．ab过程中气体体积不断减小

B．bc过程中气体体积不断减小

C．cd过程中气体体积不断增大

D．da过程中气体体积不断增大

6.一定质量的理想气体做等压变化时，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轴之间夹角变小

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

7．一绝热容器内封闭着一些气体，容器在高速运输途中突然停下来，则下列说法正确的是()

A．因气体温度与机械运动的速度无关，故容器中温度不变

B．因容器是绝热的，故容器中气体温度不变

C．因容器突然停止运动，气体分子运动的速度亦随之减小，故容器中温度降低

D．容器停止运动时，由于分子和容器壁的碰撞，机械运动的动能转化为分子热运动的动能，故容器中气体温度将升高

8．一钢筒内装有压缩空气，当打开阀门后气体迅速从筒内逸出，很快筒内气体的压强与大气压强p0相同，然后立即关闭阀门．如果钢瓶外部环境保持温度不变，经较长的时间后筒内的气体压强()

A．等于p0B．大于p0

C．小于p0D．无法判定

9.如图中A、B两点代表一定质量的理想气体的两个不同的状态，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 A B．T B＝4T A

C．T B＝6T A D．T B＝8T A

10．已知湖水深度为20 m，湖底水温为4 ℃，水面温度为17 ℃，大气压强为1.0×105 Pa.当一气泡从湖底缓慢升到水面时，其体积约为原来的(取g＝10 m/s2，ρ＝1.0×103 kg/m3)()

A．12.8倍B．8.5倍

C．3.1倍D．2.1倍

11．教室内的气温会受到室外气温的影响，如果教室内上午10时的温度为15 ℃，下午2时的温度为25 ℃，假设大气压强无变化，则下午2时与上午10时相比较，房间内的() A．空气分子密集程度增大B．空气分子的平均动能增大

C．空气分子的速率都增大D．空气质量增大

12.如图所示，一定质量的理想气体由状态A沿平行于纵轴的直线变化到

状态B，则它的状态变化过程是()

A．气体的温度不变

B．气体的内能增加

C．气体分子的平均速率减小

D．气体分子在单位时间内与器壁单位面积碰撞的次数不变

题号123456789101112

答案

二、非选择题(本题共4小题，共40分．按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．)

13．(10分)如图，上端开口的圆柱形汽缸竖直放置，截面积为5×10－3m2，

一定质量的理想气体被质量为 2.0 kg的光滑活塞封闭在汽缸内，其压强为

________Pa(大气压强取1.01×105 Pa，g取10 m/s2)．若从初温27 ℃开始加热

气体，使活塞离汽缸底部的高度由0.50 m缓慢地变为0.51 m，则此时气体的

温度为________℃(取T＝t＋273 K)．

14．(10分)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．

(1)试求温度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．

15.(10分)有一空的薄金属筒开口向下静止于恒温透明液体中，筒中液面与A 点齐平．现缓慢将其压到更深处，筒中液面与B 点齐平，此时筒中气体长度减为原来的23.若测得A 点压

强为1.2×105Pa ，不计气体分子间相互作用，且筒内气体无泄漏．

(1)求液体中B 点的压强；

(2)从微观上解释气体压强变化的原因．

16.(10分)如图所示为一均匀薄壁U 形管，左管上端封闭，右管开口且足够长，管的横截面积为S ，内装有密度为ρ的液体．右管内有一质量为m 的活塞搁在固定卡口上，卡口与左管上端等高，活塞与管壁间无摩擦且不漏气．温度为T 0时，左、右管内液面等高，两管内空气柱(可视为理想气体)长度均为L ，压强均为大气压强p 0，重力加速度为g ，现使左、右两管温度同时缓慢升高，在活塞离开卡口上升前，左右两管液面保持不动．求：

(1)温度升高到T 1为多少时，右管活塞开始离开卡口上升； (2)温度升高到T 2为多少时，两管液面高度差为L .