2019-2020年高中物理 第2章2.3查理定律與蓋—呂薩克定律知能優(yōu)化訓練 滬科版選修3-3.doc

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2019-2020年高中物理 第2章2.3查理定律與蓋—呂薩克定律知能優(yōu)化訓練 滬科版選修3-3 1．一定質量的氣體，在體積不變時，溫度由50 ℃加熱到100 ℃，氣體的壓強變化情況是(　　) A．氣體壓強是原來的2倍 B．氣體壓強比原來增加了 C．氣體壓強是原來的3倍 D．氣體壓強比原來增加了 解析：選D.根據查理定律＝得p2＝p1＝p1，即壓強變?yōu)樵瓉淼谋叮畃2－p1＝(－1)p1＝p1，氣體壓強比原來增加了，答案為D. 2.如圖2－3－10所示，某同學用封有氣體的玻璃管來測絕對零度，當容器水溫是30 ℃時，空氣柱長度為30 cm，當水溫是90 ℃時，空氣柱的長度是36 cm，則該同學測得的絕對零度相當于(　　) 圖2－3－10 A．－273 ℃ B．－270 ℃ C．－268 ℃ D．－271 ℃ 解析：選B.設絕對零度相當于T0 則T1＝－T0＋30，V1＝30S， T2＝－T0＋90，V2＝36S 由蓋－呂薩克定律得＝ 代入數據解得T0＝－270 ℃，故選B. 3．如圖2－3－11所示是一定質量的氣體從狀態(tài)A經過狀態(tài)B到狀態(tài)C的V－T圖像，由圖像可知(　　) 圖2－3－11 A．pA＞pB B．pC＜pB C．VA＜VB D．TA＜TB 解析：選D.由A到B的過程是等容變化，由＝C，且TB＞TA，故pB＞pA，故A、C錯，D正確；由B到C的過程是等壓變化，故B項錯． 4．(xx年陜西榆林高二檢測)如圖2－3－12所示為一水平放置的柱形汽缸內用活塞封閉著一定質量的氣體，初溫為27 ℃，體積為100 cm3，活塞的面積為10 cm2.開始時內外氣體壓強均為105 Pa，活塞與缸壁間的最大靜摩擦力f＝5 N．問： 圖2－3－12 (1)當溫度升高到37 ℃時，氣體的體積多大？ (2)當溫度升高到47 ℃時，氣體的體積多大？ 解析：開始時，p1＝105Pa，V1＝100 cm3，T1＝300 K 設溫度升高到t ℃時，活塞開始滑動，此時封閉氣體的壓強 p＝p0＋＝105＋＝1.05105(Pa) 根據查理定律：＝得 273＋t＝T1，t＝3001.05 ℃－273 ℃＝42 ℃ (1)溫度升高到37 ℃時，活塞還未動，此時氣體體積仍為100 cm3. (2)溫度從42 ℃到47 ℃為封閉氣體的等壓變化，由蓋－呂薩克定律＝得 V＝100 cm3≈102 cm3. 答案：(1)100 cm3　(2)102 cm3 一、選擇題 1．一定質量的氣體，如果保持它的壓強不變，降低溫度使它的體積為0 ℃時體積的倍，則此時氣體的溫度為(　　) A．－273/n ℃ B．－273(1－n)/n ℃ C．－273(n－1)/n ℃ D．－273n(n－1) ℃ 解析：選C.0 ℃時的體積為V0，溫度T0＝273 K．設此時溫度T＝273＋t，則體積V＝V0.由蓋－呂薩克定律＝，得＝，整理得t＝－273(n－1)/n ℃，故選C. 2．密封鋼瓶中的氣體，當它的溫度從10 ℃升高到20 ℃時，壓強從p1變?yōu)閜2，則(　　) A．p2＝2p1 B．p2－p1＝p1 C．p2－p1＝p1 D．p2－p1＝p2 解析：選CD.當溫度變化不大時，可認為鋼瓶的容積不變，鋼瓶中的氣體做等容變化，T1＝283 K，T2＝293 K．由查理定律得＝＝，根據比例性質有＝，所以p2－p1＝p1，同理有＝，所以p2－p1＝p2.故正確答案為C、D. 3．(xx年湛江高二檢測)有甲、乙、丙、丁四位同學在做“研究氣體實驗定律實驗”，分別得到如下四幅圖像(如圖2－3－13所示)．則如下的有關他們的說法，正確的是(　　) 圖2－3－13 A．若甲研究的是查理定律，則他作的圖像可能是圖a B．若乙研究的是玻意耳定律，則他作的圖像是圖b C．若丙研究的是查理定律，則他作的圖像可能是圖c D．若丁研究的是蓋－呂薩克定律，則他作的圖像是圖d 解析：選ABD.查理定律：＝C所以A對C錯．玻意耳定律：pV＝C，所以B對．蓋－呂薩克定律：＝C，當然D也對． 4．假設高空實驗火箭起飛前，儀器艙內氣體的壓強p0＝1 atm，溫度t0＝27 ℃，在火箭豎直向上飛行的過程中，加速度的大小等于重力加速度g，儀器艙內水銀氣壓計的示數為p＝0.6p0，已知儀器艙是密封的，那么，這段過程中艙內溫度是(　　) A．16.2 ℃ B．32.4 ℃ C．360 K D．180 K 解析：選C.加速前后，儀器艙內氣體是等容變化，可以用查理定律求加速時艙內溫度． 取艙內氣體為研究對象，由查理定律得＝. 取氣壓計內高出液面的水銀柱為研究對象，由牛頓第二定律得 p2S－ρSh2g＝ρSh2a， 由以上兩式得　p2＝1.2105 Pa，T2＝360 K. 5．如圖2－3－14所示，四個兩端封閉、粗細均勻的玻璃管內的空氣被一段水銀柱隔開，按圖中標明的條件，當玻璃管水平放置時，水銀柱處于靜止狀態(tài)．如果管內兩端的空氣都升高相同的溫度，則水銀柱向左移動的是(　　) 圖2－3－14 解析：選CD.假設升溫后，水銀柱不動，則壓強要增加，由查理定律有，壓強的增加量Δp＝，而各管原p相同，所以Δp∝，即T高，Δp小，也就可以確定水銀柱應向溫度高的方向移動，故C、D項正確． 6.如圖2－3－15所示，兩根粗細相同、兩端開口的直玻璃管A和B，豎直插入同一水銀槽中，各用一段水銀柱封閉著一定質量同溫度的空氣，空氣柱長度H1＞H2，水銀柱長度h1＞h2，今使封閉氣柱降低相同的溫度(大氣壓保持不變)，則兩管中氣柱上方水銀柱的移動情況是(　　) 圖2－3－15 A．均向下移動，A管移動較多 B．均向上移動，A管移動較多 C．A管向上移動，B管向下移動 D．無法判斷 解析：選A.因為在溫度降低過程中，被封閉氣柱的壓強恒等于大氣壓強與水銀柱因自重而產生的壓強之和，故封閉氣柱均做等壓變化．并由此推知，封閉氣柱下端的水銀面高度不變． 根據蓋－呂薩克定律ΔV＝V，因A、B管中的封閉氣柱初溫T相同，溫度降低量ΔT也相同，且ΔT＜0，所以ΔV＜0，即A、B管中氣柱的體積都減小；又因為H1＞H2，A管中氣柱的體積較大，|ΔV1|＞|ΔV2|，A管中氣柱減小得較多，故A、B兩管氣柱上方的水銀柱均向下移動，且A管中的水銀柱下移得較多，A正確． 二、非選擇題 7．為了測試某種安全閥在外界環(huán)境為一個大氣壓時，所能承受的最大內部壓強，某同學自行設計制作了一個簡易的測試裝置．該裝置是一個裝有電加熱器和溫度傳感器的可密閉容器．測試過程可分為如下操作步驟： a．記錄密閉容器內空氣的初始溫度t1； b．當安全閥開始漏氣時，記錄容器內空氣的溫度t2； c．用電加熱器加熱容器內的空氣； d．將待測的安全閥安裝在容器蓋上； e．蓋緊裝有安全閥的容器蓋，將一定量空氣密閉在容器內． (1)將每一步驟前的字母按正確的操作順序填寫：________. (2)若測得的溫度分別為t1＝27 ℃，t2＝87 ℃，已知大氣壓強為1.0105 Pa，則測試結果是：這個安全閥能承受的最大內部壓強是________． 解析：(1)首先封閉一定質量的理想氣體作為研究對象，所以把d、e放在前面，然后是a，記錄初態(tài)后，對氣體加熱，直至安全閥開始漏氣時記錄末態(tài)溫度．所以順序應為：deacb. (2)初態(tài)時p1＝p0 T1＝t1＋273 K＝300 K 末態(tài)時T2＝t2＋273 K＝360 K 由＝得p2＝＝1.2105 Pa. 答案：(1)deacb　(2)1.2105 Pa 8.一定質量的理想氣體，在狀態(tài)變化過程中的p－T圖像如圖2－3－16所示，在A狀態(tài)時的體積為V0，試畫出對應的V－T圖像和p－V圖像． 圖2－3－16 解析：對氣體由A→B，根據玻意耳定律有p0V0＝3p0VB，則VB＝V0.由此可知A、B、C三點的狀態(tài)參量分別為： A：p0，T0，V0；B：3p0，T0，V0；C：3p0,3T0，V0 V－T圖像和p－V圖像如圖甲、乙所示． 答案：見解析 9．(xx年上海高二檢測)汽車行駛時輪胎的胎壓太高容易造成爆胎事故，太低又會造成耗油量上升. 已知某型號輪胎能在－40 ℃～90 ℃正常工作，為使輪胎在此溫度范圍內工作時的最高胎壓不超過3.5 atm ，最低胎壓不低于1.6 atm，那么，在t＝20 ℃時給該輪胎充氣，充氣后的胎壓在什么范圍內比較合適(設輪胎的體積不變)． 解析：對于胎內氣體，根據查理定律： ＝，t1、p1分別為－40 ℃、1.6 atm. 20 ℃時的壓強為：p2＝p1＝1.6 atm＝2.01 atm 若t3、p3分別為90 ℃、3.5 atm， 根據查理定律得：＝， 20 ℃時壓強為：p′2＝p3＝3.5 atm＝2.83 atm. 胎壓范圍為：2.01 atm＜p＜2.83 atm. 答案：2.01 atm至2.83 atm 10．(xx年寧夏固原高二檢測)如圖2－3－17所示，活塞的質量為m，大氣壓強為p0，當密閉氣體的溫度由T1升高到T2時，活塞處于平衡狀態(tài)，求： 圖2－3－17 (1)溫度為T2時氣體的壓強； (2)溫度為T2時的氣體體積． (汽缸的橫截面積為S，忽略活塞與汽缸間的摩擦，溫度T1時氣體的體積為V1) 解析：(1)以活塞為研究對象進行受力分析，如圖所示．由平衡條件pS＝mg＋p0S，得p＝＋p0. (2)由蓋－呂薩克定律＝得： V2＝V1. 答案：(1)＋p0　(2)V1