新教材2023年高中物理課時分層作業(yè)5氣體實驗定律(Ⅱ)粵教版選擇性必修第三冊

課時分層作業(yè)(五)氣體實驗定律(Ⅱ)◎題組一查理定律1．(多選)關(guān)于熱力學(xué)溫度和攝氏溫度，下列說法中正確的是()A．熱力學(xué)溫度的單位“K”是國際單位制中的基本單位B．溫度升高1℃就是升高1KC．物體的溫度由本身決定，數(shù)值與所選溫標無關(guān)D．0℃的溫度可用熱力學(xué)溫度粗略地表示為273KABD[熱力學(xué)溫度K是國際單位制中七個基本物理量之一，其單位稱為基本單位，A正確；用攝氏溫標與熱力學(xué)溫標表示同一物體的溫度數(shù)值不同，必有T＝t＋273.15K，可知C錯誤，D正確；兩種溫標的每一分度的含義相同，即1℃＝1K，B正確．故答案為A、B、D．]2．某同學(xué)家一臺新電冰箱能顯示冷藏室內(nèi)的溫度，存放食物之前該同學(xué)進行試通電，該同學(xué)將打開的冰箱密封門關(guān)閉并給冰箱通電．若大氣壓為1.0×105Pa，剛通電時顯示溫度為27℃，通電一段時間后顯示溫度為7℃，則此時密封的冷藏室中氣體的壓強是()A．0.26×105Pa B．0.93×105PaC．1.07×105Pa D．3.86×105PaB[冷藏室氣體的初狀態(tài)：T1＝(273＋27)K＝300K，p1＝1×105Pa，末狀態(tài)：T2＝(273＋7)K＝280K，壓強為p2，氣體體積不變，根據(jù)查理定律得：eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)，代入數(shù)據(jù)得：p2≈0.93×105Pa．]3．一定質(zhì)量的氣體，在體積不變的情況下，溫度由0℃升高到10℃時，其壓強的增加量為Δp1，當它由100℃升高到110℃時，其壓強的增加量為Δp2，則Δp1與Δp2之比是()A．1∶1 B．1∶10C．10∶1 D．10∶110A[等容變化，這四個狀態(tài)在同一條等容線上，因Δt相同，所以Δp也相同，故A正確．]4．(多選)p表示壓強，V表示體積，T表示熱力學(xué)溫度，t表示攝氏溫度，選項圖中能正確描述一定質(zhì)量的氣體等容變化規(guī)律的是()ABCDAC[根據(jù)一定質(zhì)量的氣體發(fā)生等容變化時的等容線特征可知，選項A、C正確，B錯誤；D選項沒有明確標明圖像與t軸的交點坐標(－273.15℃，0)，因此不能算正確．]◎題組二蓋-呂薩克定律5．一定質(zhì)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eq\f(1,n)倍，則此時氣體的溫度為()A．eq\f(－273,n)℃B．eq\f(－2731－n,n)℃C．eq\f(－273n－1,n)℃D．－273n(n－1)℃C[根據(jù)蓋—呂薩克定律，在壓強不變的條件下V1＝V0eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋\f(t,273)))，即根據(jù)題意eq\f(V0,n)＝V0eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋\f(t,273)))，整理后得t＝eq\f(－273n－1,n)℃．]6．如圖所示，一導(dǎo)熱性良好的氣缸內(nèi)用活塞封住一定量的氣體(不計活塞與缸壁摩擦)，溫度升高時，改變的量有()A．活塞高度h B．氣缸高度HC．氣體壓強p D．彈簧長度LB[以汽缸整體為研究對象，由受力平衡知彈簧彈力等于總重力，故L、h不變，設(shè)缸壁的重力為G1，則封閉氣體的壓強p＝p0－eq\f(G1,S)保持不變，當溫度升高時，由蓋－呂薩克定律知氣體體積增大，H將減小，故只有B項正確．]7．如圖所示，a、b表示兩部分氣體的等壓線，根據(jù)圖中所給條件可知，當t＝273℃，氣體a的體積比氣體b的體積大()A．0.1m3 B．0.2m3C．0.3m3 D．0.4m3D[在0℃到273℃的溫度區(qū)間上應(yīng)用蓋－呂薩克定律分別研究氣體a和b可得到方程eq\f(Va,273＋273)＝eq\f(0.3,273)，eq\f(Vb,273＋273)＝eq\f(0.1,273)，解得Va＝0.6m3，Vb＝0.2m3，ΔV＝Va－Vb＝0.4m3，正確選項為D．]8．用易拉罐盛裝碳酸飲料非常衛(wèi)生和方便，但如果劇烈碰撞或嚴重受熱會導(dǎo)致爆炸．我們通常用的可樂易拉罐容積V＝355mL．假設(shè)在室溫(17℃)下罐內(nèi)裝有0.9V的飲料，剩余空間充滿CO2氣體，氣體壓強為1atm．若易拉罐能承受的最大壓強為1.2atm，則保存溫度不能超過多少？[解析]取CO2氣體為研究對象，則：初態(tài)：p1＝1atm，T1＝(273＋17)K＝290K，末態(tài)：p2＝1.2atm．氣體發(fā)生等容變化，由查理定律eq\f(p2,p1)＝eq\f(T2,T1)得T2＝eq\f(p2,p1)T1＝eq\f(1.2×290,1)K＝348K．t＝(348－273)℃＝75℃．[答案]75℃9．小贊同學(xué)設(shè)計了一個用電子天平測量環(huán)境溫度的實驗裝置，如圖所示．導(dǎo)熱汽缸開口向上并固定在桌面上，用質(zhì)量m1＝600g、截面積S＝20cm2的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與汽缸壁間無摩擦．一輕質(zhì)直桿中心置于固定支點A上，左端用不可伸長的細繩豎直懸掛活塞，右端用相同細繩豎直懸掛一個質(zhì)量m2＝1200g的鐵塊，并將鐵塊放置到電子天平上．當電子天平示數(shù)為600.0g時，測得環(huán)境溫度T1＝300K．設(shè)外界大氣壓強p0＝1.0×105Pa，重力加速度g＝10m/s2．(1)當電子天平示數(shù)為400.0g時，環(huán)境溫度T2為多少？(2)該裝置可測量的最高環(huán)境溫度Tmax為多少？[解析](1)當電子天平的示數(shù)為m＝600.0g時，以鐵塊為研究對象，由力的平衡條件有FT＋mg＝m2g以活塞為研究對象，由力的平衡條件有FT＋p1S＝p0S＋m1g，解得p1＝p0＋eq\f(m＋m1－m2g,S)，當電子天平的示數(shù)為m′＝400.0g時，同理得p2＝p0＋eq\f(m′＋m1－m2g,S)，氣體的體積不變，根據(jù)查理定律有eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)，解得T2＝297K．(2)當細繩對活塞的拉力為零時，氣體的壓強最大，為p3＝p0＋eq\f(m1g,S)＝1.03×105Pa，氣體的體積不變，根據(jù)查理定律有eq\f(p1,T1)＝eq\f(p3,Tmax)，得Tmax＝309K．[答案](1)297K(2)309K10．(多選)如圖所示，四支兩端封閉、粗細均勻的玻璃管內(nèi)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(nèi)兩端的空氣都升高相同的溫度，則水銀柱向左移動的是()ABCDCD[假設(shè)升溫后，水銀柱不動，則兩邊壓強要增加，由查理定律有，壓強的增加量Δp＝eq\f(pΔT,T)，而各管原壓強p相同，所以Δp∝eq\f(1,T)，即T高，Δp小，也就可以確定水銀柱應(yīng)向溫度高的方向移動，故C、D項正確．]11．(多選)p表示壓強，V表示體積，T表示熱力學(xué)溫度，t表示攝氏溫度，下列圖中能正確描述一定質(zhì)量的理想氣體等壓變化規(guī)律的是()ABCDAC[根據(jù)一定質(zhì)量的理想氣體的等壓變化線的特征可知，A、C正確，B錯誤；D選項中沒有明確標明圖像與t軸交點的坐標為(－273.15℃，0)，因此，不能算正確．]12．如圖所示，容積為V的氣缸由導(dǎo)熱材料制成，面積為S的活塞將氣缸分成容積相等的上下兩部分，氣缸上部通過細管與裝有某種液體的容器相連，細管上有一閥門K．開始時，K關(guān)閉，氣缸內(nèi)上下兩部分氣體的壓強均為p0．現(xiàn)將K打開，容器內(nèi)的液體緩慢地流入氣缸，當流入的液體體積為eq\f(V,8)時，將K關(guān)閉，活塞平衡時其下方氣體的體積減小了eq\f(V,6)．不計活塞的質(zhì)量和體積，外界溫度保持不變，重力加速度大小為g．求流入氣缸內(nèi)液體的質(zhì)量．[解析]設(shè)活塞再次平衡后，活塞上方氣體的體積為V1，壓強為p1；下方氣體的體積為V2，壓強為p2．在活塞下移的過程中，活塞上、下方氣體的溫度均保持不變，由玻意耳定律得p0eq\f(V,2)＝p1V1，p0eq\f(V,2)＝p2V2，由已知條件得V1＝eq\f(V,2)＋eq\f(V,6)－eq\f(V,8)＝eq\f(13,24)V，V2＝eq\f(V,2)－eq\f(V,6)＝eq\f(V,3)，設(shè)活塞上方液體的質(zhì)量為m，由力的平衡條件得p2S＝p1S＋mg，聯(lián)立以上各式得m＝eq\f(15p0S,26g)．[答案]eq\f(15p0S,26g)13．如圖是一個大號的拔罐容器，容器口的表面積為12cm2，把一個點燃的酒精棉球放入到容器中，稍停片刻后把點燃的酒精棉球拿出，容器內(nèi)溫度升高31℃，容器內(nèi)的空氣將有10%從容器內(nèi)溢出．(1)在給拔罐容器內(nèi)的空氣加熱后，容器內(nèi)溫度升高，容器內(nèi)的壓強怎樣變化？(2)把拔罐容器放在人的后背，拔罐容器為什么能吸附在后背上？(不考慮后背皮膚的形變)(3)此時把拔罐容器迅速放在人的后背，氣體不再溢出，當恢復(fù)到原來的溫度時，拔罐容器對人體皮膚的吸附力的大小是多少？(設(shè)開始外界的大氣壓強為1×105Pa)[解析](1)容器開口與外界連通，壓強保持不變．(2)此過程是等容變化，拔罐容器的溫度降低，壓強減小，內(nèi)外存在壓強差，所以拔罐容器能吸附在人的后背上．(3)設(shè)原來的溫度為T，拔罐容器的總體積為V，點燃后拔罐容器的溫度為(T＋31)K，以此狀態(tài)的氣體為研究對象，根據(jù)eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)可得，eq\f(0.9V,T)＝eq\f(V,T＋31)，解得T＝279K＝6℃，撥罐容器吸附