高中物理選修3-3理想氣體方程好題精選

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上理想氣體2020.03.21一、單選題1（2020·全國高三課時練習）如圖為一定質量理想氣體的壓強與體積關系圖象,它由狀態(tài)經等容過程到狀態(tài),再經等壓過程到狀態(tài).設、狀態(tài)對應的溫度分別為、,則下列關系式中正確的是(   )A,B,C,D,2（2020·全國高三課時練習）如圖所示，甲、乙、丙三支粗細相同的玻璃管，中間都用一段水銀柱封住溫度相同的空氣柱，且空氣柱體積關系為，水銀柱高度關系為。若升高相同的溫度，則管中水銀柱向上移動最多的是（ ）A丙管B甲管和乙管C乙管和丙管D三管中水銀柱上移一樣多3（2019·河北省曲陽縣第一

2、高級中學高二月考）如圖所示，一根豎直的彈簧支持著一倒立氣缸的活塞，使氣缸懸空而靜止設活塞與缸壁間無摩擦，可以在缸內自由移動，缸壁導熱性良好使缸內氣體的溫度保持與外界大氣溫度相同，則下列結論中正確的是 （ ）A若外界大氣壓增大，則彈簧將壓縮一些；B若外界大氣壓增大，則氣缸的上底面距地面的高度將增大；C若氣溫升高，則活塞距地面的高度將減?。籇若氣溫升高，則氣缸的上底面距地面的高度將增大4（2020·全國高三課時練習）如圖所示，由導熱材料制成的汽缸和活塞將一定質量的理想氣體封閉在汽缸內，活塞與汽缸壁之間無摩擦，活塞上方存有少量液體將一細管插入液體，由于虹吸現(xiàn)象，活塞上方液體緩慢流出，在此過

3、程中，大氣壓強與外界的溫度保持不變下列各個描述理想氣體狀態(tài)變化的圖象中與上述過程相符合的是()ABCD二、多選題5（2019·黑龍江高二期中）如圖所示，內徑均勻、兩端開目的V形管，B支管豎直插入水銀槽中，A支管與B支管之間的夾角為，A支管中有一段長為h的水銀柱保持靜止，下列說法中正確的是AB管內水銀面比管外水銀面高hBB管內水銀面比管外水銀面高hcosCB管內水銀面比管外水銀面低hcosD管內封閉氣體的壓強比大氣壓強小hcos高水銀柱6（2019·南昌市八一中學高二月考）有一只小試管倒插在燒杯的水中，此時試管恰好浮于水面，試管內外水面的高度差為h，如圖所示如果改變溫度或改變

4、外界大氣壓強則試管不考慮燒杯中水面的升降及試管壁的厚度A如僅升高溫度，則試管位置上升，h不變B如僅升高溫度，則試管位置下降，h增大C如僅升高外界壓強，則試管位置下降，h不變D如僅升高外界壓強，則試管位置下降，h減小7（2016·上海高三）如圖所示，氣缸分上、下兩部分，下部分的橫截面積大于上部分的橫截面積，大小活塞分別在上、下氣缸內用一根硬桿相連，兩活塞可在氣缸內一起上下移動，缸內封有一定質量的氣體，活塞與缸壁無摩擦且不漏氣起初，在小活塞上的燒杯中放有大量沙子能使兩活塞相對于氣缸向上移動的情況是A給氣缸緩慢加熱B取走燒杯中的沙子C大氣壓變小D讓整個裝置自由下落三、解答題8（2020&#

5、183;山西高三月考）如圖甲所示，絕熱氣缸倒放在水平面上，氣缸底部是邊長為的正方形，氣缸長為L=20cm。用絕熱活塞封閉了一定質量的理想氣體，穩(wěn)定時活塞恰好位于氣缸的正中間，封閉氣體的溫度為T0。可通過電阻絲給氣體緩慢加熱，活塞可沿氣缸壁無摩擦的緩慢滑動，當活塞移動到氣缸口時停止加熱，此時氣體的溫度為T。假設在最初狀態(tài)時，用一根原長長為，勁度系數為k=1000N/m的輕彈簧連接氣缸底部和活塞，如圖乙所示。再用電阻絲給氣體緩慢加熱，當氣體溫度又為T時，求活塞移動的距離及氣體的壓強為多少？（大氣壓強p0=1.0×105Pa，結果保留兩位有效數字）9（2020·全國高三課時練習）

6、如圖，一豎直放置的氣缸上端開口，氣缸壁內有卡口a和b，a、b間距為h，a距缸底的高度為H；活塞只能在a、b間移動，其下方密封有一定質量的理想氣體。已知活塞質量為m，面積為S，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均絕熱，不計他們之間的摩擦。開始時活塞處于靜止狀態(tài)，上、下方氣體壓強均為p0，溫度均為T0?，F(xiàn)用電熱絲緩慢加熱氣缸中的氣體，直至活塞剛好到達b處。求此時氣缸內氣體的溫度以及在此過程中氣體對外所做的功。重力加速度大小為g。專心-專注-專業(yè)理想氣體2020.03.21一、單選題1（2020·全國高三課時練習）如圖為一定質量理想氣體的壓強與體積關系圖象,它由狀態(tài)經等容過程到狀態(tài),再經等壓過程到狀

7、態(tài).設、狀態(tài)對應的溫度分別為、,則下列關系式中正確的是(   )A,B,C,D,【答案】C【解析】【詳解】A與B狀態(tài)：VA=VB，pA>pB則根據可知：TA>TB；B與C狀態(tài)：VC>VB，pA=pB則根據，可知：TC>TB，故C正確，ABD錯誤。2（2020·全國高三課時練習）如圖所示，甲、乙、丙三支粗細相同的玻璃管，中間都用一段水銀柱封住溫度相同的空氣柱，且空氣柱體積關系為，水銀柱高度關系為。若升高相同的溫度，則管中水銀柱向上移動最多的是（ ）A丙管B甲管和乙管C乙管和丙管D三管中水銀柱上移一樣多【答案】B【解析】【詳解】甲、乙、丙中的氣

8、體壓強分別為由于故根據理想氣體狀態(tài)方程，有由于氣體的氣壓不變，故由于相同，故即甲管與乙管中水銀柱上升最多，故B正確，ACD錯誤。故選B。3（2019·河北省曲陽縣第一高級中學高二月考）如圖所示，一根豎直的彈簧支持著一倒立氣缸的活塞，使氣缸懸空而靜止設活塞與缸壁間無摩擦，可以在缸內自由移動，缸壁導熱性良好使缸內氣體的溫度保持與外界大氣溫度相同，則下列結論中正確的是 （ ）A若外界大氣壓增大，則彈簧將壓縮一些；B若外界大氣壓增大，則氣缸的上底面距地面的高度將增大；C若氣溫升高，則活塞距地面的高度將減??；D若氣溫升高，則氣缸的上底面距地面的高度將增大【答案】D【解析】【詳解】AC選擇氣缸和

9、活塞為整體，那么整體所受的大氣壓力相互抵消，若外界大氣壓增大、氣溫升高，彈簧彈力仍等于重力，則彈簧長度不發(fā)生變化，活塞距地面的高度不變，故AC錯誤；B選擇氣缸為研究對象，豎直向下受重力和大氣壓力PS，向上受到缸內氣體向上的壓力P1S，物體受三力平衡：G+PS=P1S，若外界大氣壓P增大，P1一定增大，根據理想氣體的等溫變化PV=C，當壓強增大時，體積一定減小，所以氣缸的上底面距地面的高度將減小，故B錯誤；D若氣溫升高，缸內氣體做等壓變化，由蓋呂薩克定律：，可知，當溫度升高時，氣體體積增大，氣缸上升，則氣缸的上底面距地面的高度將增大，故D正確4（2020·全國高三課時練習）如圖所示，由

10、導熱材料制成的汽缸和活塞將一定質量的理想氣體封閉在汽缸內，活塞與汽缸壁之間無摩擦，活塞上方存有少量液體將一細管插入液體，由于虹吸現(xiàn)象，活塞上方液體緩慢流出，在此過程中，大氣壓強與外界的溫度保持不變下列各個描述理想氣體狀態(tài)變化的圖象中與上述過程相符合的是()ABCD【答案】BD【解析】根據題設條件可知，氣缸和活塞是由導熱材料制成的，氣缸內氣體的溫度由于熱交換與環(huán)境溫度保持相等，外界的溫度保持不變，則封閉氣體的溫度不變，故AB錯誤；根據玻意耳定律得：pV=c，得，即p與成正比，圖象是過原點的傾斜的直線，故C錯誤，D正確所以D正確，ABC錯誤二、多選題5（2019·黑龍江高二期中）如圖所示

11、，內徑均勻、兩端開目的V形管，B支管豎直插入水銀槽中，A支管與B支管之間的夾角為，A支管中有一段長為h的水銀柱保持靜止，下列說法中正確的是AB管內水銀面比管外水銀面高hBB管內水銀面比管外水銀面高hcosCB管內水銀面比管外水銀面低hcosD管內封閉氣體的壓強比大氣壓強小hcos高水銀柱【答案】BD【解析】以A管中的水銀柱為研究對象，則有pShcosSp0S，B管內壓強pp0hcos，顯然p<p0，故B正確，A錯誤；由上可得B管內水銀面要比槽內水銀面高出hcos。故D正確，C錯誤。所以BD正確，AC錯誤。6（2019·南昌市八一中學高二月考）有一只小試管倒插在燒杯的水中，此時試

12、管恰好浮于水面，試管內外水面的高度差為h，如圖所示如果改變溫度或改變外界大氣壓強則試管不考慮燒杯中水面的升降及試管壁的厚度A如僅升高溫度，則試管位置上升，h不變B如僅升高溫度，則試管位置下降，h增大C如僅升高外界壓強，則試管位置下降，h不變D如僅升高外界壓強，則試管位置下降，h減小【答案】AC【解析】【分析】題目中“試管恰好浮于水銀面”說明試管所受浮力和重力大小相等，把握這一重要信息結合相關知識即可正確求解【詳解】根據題意可知，試管所受浮力和重力大小相等，即有，由于試管重力不變，因此排開水銀的體積不變，即試管內外的汞面高度差h不變，即封閉氣體的壓強不變若升高溫度，根據蓋呂薩克定律可知，封閉氣體

13、的體積增大，所以試管應上升，A正確B錯誤；試管內氣體壓強為，所以當大氣壓強增大時，試管內被封閉氣體壓強增大，根據氣態(tài)方程可知，氣體等溫變化，壓強增大，體積減小，因此試管將下沉一些，此時仍有，即試管內外的汞面高度差h不變，C正確D錯誤7（2016·上海高三）如圖所示，氣缸分上、下兩部分，下部分的橫截面積大于上部分的橫截面積，大小活塞分別在上、下氣缸內用一根硬桿相連，兩活塞可在氣缸內一起上下移動，缸內封有一定質量的氣體，活塞與缸壁無摩擦且不漏氣起初，在小活塞上的燒杯中放有大量沙子能使兩活塞相對于氣缸向上移動的情況是A給氣缸緩慢加熱B取走燒杯中的沙子C大氣壓變小D讓整個裝置自由下落【答案】

14、BD【解析】【分析】以活塞和氣體整體為研究對象，由物體平衡條件知(P0-P)(S-s)=G，明確原來氣體壓強小于大氣壓強；題目設計的變化如加熱、取走沙子、大氣壓減小、裝置自由下落后，我們根據理想氣體狀態(tài)方程判斷出氣體的體積增大還是減小，就可以知道活塞上升還是下降了【詳解】A設缸內氣體壓強P，外界大氣壓為P0，大活塞面積S，小活塞面積s，活塞和鋼球的總重力為G，以活塞和氣體整體為研究對象，由物體平衡條件知：(P0-P)(S-s)=G給氣缸緩慢加熱，氣體溫度升高，由蓋呂薩克定律知氣體體積要增大，從氣缸結構上看活塞應向下移動，故A錯誤B取走燒杯中的沙子后，整體的重力小了，由式知容器內氣體壓強必須增大

15、，由玻意耳定律知氣體體積要減小，所以氣缸要向上移動，故B正確C大氣壓變小時，由式知道缸內氣體壓強要減小，由玻意耳定律知氣體體積要增大，所以氣缸要向下移動，故C錯誤D讓整個裝置自由下落，缸內氣體壓強增大(原來小于大氣壓強)，由玻意耳定律知氣體體積要減小，所以氣缸向上移動，故D正確故選BD【點睛】本題的關鍵是利用活塞受力平衡的條件和理想氣體狀態(tài)方程判斷封閉氣體的體積如何變化，是一道比較困難的易錯題三、解答題8（2020·山西高三月考）如圖甲所示，絕熱氣缸倒放在水平面上，氣缸底部是邊長為的正方形，氣缸長為L=20cm。用絕熱活塞封閉了一定質量的理想氣體，穩(wěn)定時活塞恰好位于氣缸的正中間，封閉

16、氣體的溫度為T0?？赏ㄟ^電阻絲給氣體緩慢加熱，活塞可沿氣缸壁無摩擦的緩慢滑動，當活塞移動到氣缸口時停止加熱，此時氣體的溫度為T。假設在最初狀態(tài)時，用一根原長長為，勁度系數為k=1000N/m的輕彈簧連接氣缸底部和活塞，如圖乙所示。再用電阻絲給氣體緩慢加熱，當氣體溫度又為T時，求活塞移動的距離及氣體的壓強為多少？（大氣壓強p0=1.0×105Pa，結果保留兩位有效數字）比較以下兩種解法，你有何感想？解法一：（原答案）【答案】8.5cm；1.1×105Pa【解析】【詳解】甲圖情景中，活塞緩慢移動，氣體壓強始終等于大氣壓強，氣體做等壓變化，有乙圖情景中，設溫度為時，氣體壓強為，活

17、塞向右移動距離，由理想氣體狀態(tài)方程有對活塞由平衡條件有聯(lián)立解得解法二：第一次溫度為T時，壓強為P0、體積為LS;第二次溫度為T時，壓強為P、體積為（x+L/2）S.則：P0LS=P（x+L/2）S 又 聯(lián)立解得9（2020·全國高三課時練習）如圖，一豎直放置的氣缸上端開口，氣缸壁內有卡口a和b，a、b間距為h，a距缸底的高度為H；活塞只能在a、b間移動，其下方密封有一定質量的理想氣體。已知活塞質量為m，面積為S，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均絕熱，不計他們之間的摩擦。開始時活塞處于靜止狀態(tài)，上、下方氣體壓強均為p0，溫度均為T0。現(xiàn)用電熱絲緩慢加熱氣缸中的氣體，直至活塞剛好到達b處。求此時氣缸內氣體的溫度以及在此過程中氣體對外所做的功。重力加速度大小為g。比較以下兩種解法，你有何感想？解法一：（原答案）【答案】；【解析】【詳解】開始時活塞位于a處，加熱后，汽缸中的氣體先等容升