《理想气体状态方程》理想气体状态方程 - 人教版高考物理复习物理知识点练习 - 读趣百科

《理想气体状态方程》理想气体状态方程

1多选题

(多选)如图为竖直放置的上细下粗的密闭细管，水银柱将气体分隔成A、B两部分，初始温度相同．使A、B升高相同温度达到稳定后，体积变化量为△V_A、△V_B，压强变化量为△p_A、△p_B，对液面压力的变化量为△F_A、△F_B，则(　　)

A
水银柱向上移动了一段距离
B
△V_A＜△V_B
C
△p_A＞△p_B
D
△F_A=△F_B

题目答案

AC

答案解析

分析：

本题可采取假设法，假设气体的体积不变，根据等容变化判断出上下气体的压强变化量以及压力变化量，从而判断出水银柱的移动方向．关于体积的变化量关系，可抓住总体积不变去分析．

解答：

解：首先假设液柱不动，则A、B两部分气体发生等容变化，由查理定律，对气体A：$\frac {P_A}{T_A}$=$\frac {P_A}{T_A}$；对气体B：$\frac {P_B}{T_A}$=$\frac {P_B}{T_A}$，又初始状态满足P_A=P_B+h，可见使A、B升高相同温度，P_A_=$\frac {T_A}{T_A}$P_A=$\frac {T_A}{T_A}$(P_B+h)，P_B_=$\frac {T_A}{T_A}$P_B，因此△P_A＞△P_B，因此△F_A＞△F_B液柱将向上移动，A正确，C正确；由于气体的总体积不变，因此△V_A=△V_B，所以B、D错误．

故选AC．

点评：

解决本题的关键是选择合适的方法，假设法在本题中得到了很好的应用．

纠错重做

2单选题

下列说法中正确的是（　　）

A
一定质量的气体被压缩时，气体压强不一定增大
B
一定质量的气体温度不变压强增大时，其体积也增大
C
气体压强是由气体分子间的斥力产生的
D
在失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁没有压强

题目答案

A

答案解析

分析：

根据气体状态方程$\frac {PV}{T}$=C和已知的变化量去判断其它的物理量．

知道气体压强产生的原理．

解答：

解：A、一定质量的气体被压缩时，体积V减小，

根据气体状态方程$\frac {PV}{T}$=C，由于不清楚温度的变化，所以气体压强不一定增大．故A正确．

B、一定质量的气体温度不变压强增大时，根据气体状态方程$\frac {PV}{T}$=C，其体积应减小．故B错误．

C、气体分子相距较远，相互间的作用力很小，有较好的流动性，由于大量分子都在不停地做无规则热运动，与器壁频繁碰撞，使器壁受到一个平均持续的冲力，致使气体对器壁产生一定的压强．故C错误．

D、气体的压强是气体分子与器壁碰撞产生与是否处于失重状态无关，故D错误．

故选A．

点评：

能够运用控制变量法研究多个物理量变化时的关系．

我们要了解固体和液体压强与气体压强的产生原理．

纠错重做

3多选题

(多选)如图所示，U形管A、B内装有一部分水银，通过橡胶软管与玻璃管C相连，C管竖直插入水银槽中，若A、B、C三管内径相同，U形管两侧液面高度差为h，中间封有一段空气，则(　　)

A
C管内外水银面的高度差为h
B
若将C管向下移动少许，则B管内水银面沿管壁上升
C
若往B管注入一些水银，则A管水银面上升的高度大于C管水银面下降的高度
D
若环境温度升高，则A管水银面下降的高度等于C管水银面下降的高度

题目答案

ABC

答案解析

分析：

根据AB水银面的高度差求出封闭气体的压强，再确定C管内外水银面的高度差．若将C管向下移动少许，封闭气体的压强增大，B管内水银面沿管壁上升．若往B管注入一些水银，封闭气体的压强增大，气体的体积减小，A管水银面上升的高度大于C管水银面下降的高度．若环境温度升高，封闭气体的压强增大，A管水银面下降的高度大于C管水银面下降的高度．

解答：

解：

A、设C管内外水银面的高度差为h′，则封闭气体的压强为

P_0+h=P_0+h′，则有h′=h，即C管内外水银面的高度差为h．故A正确．

B、若将C管向下移动少许，封闭气体的压强增大，B管内水银面沿管壁上升．故B正确．

C、若往B管注入一些水银，封闭气体的压强增大，根据玻意耳定律可知，气体的体积减小，A管水银面上升的高度大于C管水银面下降的高度．故C正确．

D、若环境温度升高，封闭气体的压强增大，A管水银面下降的高度大于C管水银面下降的高度．故D错误．

故选ABC

点评：

本题关键是确定封闭气体压强如何变化，也可以采用假设法理解．基础题．

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4多选题

(多选)如图所示，一根竖直的弹簧支持着一倒立气缸的活塞，使气缸悬空而静止，设活塞与缸壁间无摩擦且可以在缸内自由移动，缸壁导热性能良好使缸内气体总能与外界大气温度相同，则下述结论中正确的是(　　)

A
若外界大气压增大，则弹簧将压缩一些
B
若外界大气压增大，则气缸上底面距地面的高度将减小
C
若气温升高，则气缸上底面距地面的高度将减小
D
若气温升高，则气缸上底面距地面的高度将增大

题目答案

BD

答案解析

分析：

理想气体的等温变化PV=C(常数)，等压变化$\frac {V$_1$}{T$_1$}$=C，然后结合选项合理选择整体法与隔离法．

解答：

解：A、选择气缸和活塞为整体，那么整体所受的大气压力相互抵消，若外界大气压增大，则弹簧长度不发生变化，故A错误．

B、选择气缸内为研究对象，竖直向下受重力和大气压力PS，向上受到缸内气体向上的压力P$_1$S，物体受三力平衡：G+PS=P$_1$S，若外界大气压P增大，P$_1$一定增大，根据理想气体的等温变化PV=C(常数)，当压强增大时，体积一定减小，所以气缸的上底面距地面的高度将减小，故B正确．

C、选择气缸和活塞为整体，那么整体所受的大气压力相互抵消，当气温升高时，则弹簧长度不发生变化，则活塞距地面的高度不变，故C错误．

D、若气温升高，缸内气体做等压变化，根据：$\frac {V$_1$}{T$_1$}$=C，当温度升高时，气体体积增大，气缸上升，则气缸的上底面距地面的高度将增大，故D正确．

故选BD．

点评：

在理想气体状态方程的应用中，关键判断P、V、T三个物理量中哪个是不变量．

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5多选题

(多选)一定质量的某理想气体，处在某一状态，经下列哪个过程后回到原来的温度（　　）

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

题目答案

AD

答案解析

分析：

根据题意，应用力学气体状态方程分析答题．

解答：

解：A、由理想气体状态方程：$\frac {pV}{T}$=C可知，保持压强不变而使它的体积膨胀，温度T升高，接着保持体积不变而减小压强，温度降低，温度可能回到原来的温度，故A正确；

B、由理想气体状态方程：$\frac {pV}{T}$=C，先保持压强不变而使它的体积减小，温度降低，接着保持体积不变而减小压强，温度继续降低，温度不可能回到原来的温度，故B错误；

C、由理想气体状态方程：$\frac {pV}{T}$=C，先保持体积不变而增大压强，温度升高，接着保持压强不变而使它的体积膨胀，温度继续升高，温度不可能回到原来的值，故C错误；

D、由理想气体状态方程：$\frac {pV}{T}$=C，先保持体积不变而减小压强，温度降低，接着保持压强不变而使它的体积膨胀，温度升高，温度可能回到原来的温度，故D正确；

故选：AD．

点评：

本题考查了判断气体温度变化情况，应用理想气体状态方程即可正确解题．

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6单选题

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$\frac {p$_1$V$_1$}{T$_1$}$=$\frac {p$_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4倍，可能是体积加倍，热力学温度减半

题目答案

C

答案解析

分析：

对于一定质量的理想气体$\frac {pV}{T}$=C，各个选项逐一分析．

解答：

解：A、一定质量的理想气体，压强不变时，体积与热力学温度成正比，温度由100K上升到200K时，体积增大到原来的2倍，故A错误；

B、气体由状态1到状态2，一定满足方程$\frac {p$_1$V$_1$}{T$_1$}$=$\frac {p$_2$V$_2$}{T$_2$}$，必须满足质量不变，故B错误；

C、根据气体状态方程$\frac {pV}{T}$=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，故C正确；

D、根据理想气体状态方程$\frac {pV}{T}$=C，“压强增大到原来的4倍，可能是体积加倍，热力学温度减半”则比值增大，故D错误；

故选：C

点评：

本题考查了气体状态参量如果变化，根据题意求出气体状态参量应用理想气体状态方程可以解题，解题时注意假设法的应用．

纠错重做