新教材同步輔導(dǎo)2023年高中物理課時評價作業(yè)四氣體實驗定律(Ⅰ)粵教版選擇性必修第三冊

課時評價作業(yè)(四)氣體實驗定律(Ⅰ)A級基礎(chǔ)鞏固1.(多選)“探究氣體等溫變化的規(guī)律”的實驗裝置如圖所示，下列說法正確的是()A．實驗過程中應(yīng)保持被封閉氣體的質(zhì)量和溫度不發(fā)生變化B．實驗中為找到體積與壓強的關(guān)系，一定要測量空氣柱的橫截面積C．在柱塞上涂潤滑油主要是為了減小摩擦D．處理數(shù)據(jù)時采用p-eq\f(1,V)圖像，是因為p-eq\f(1,V)圖像比p-V圖像更直觀解析：本實驗采用的方法是控制變量法，所以要保持被封閉氣體的質(zhì)量和溫度不變，A正確；由于注射器的橫截面積不變，所以只需測出空氣柱的長度即可，B錯誤；涂潤滑油雖然可以減小摩擦，但主要目的是防止漏氣，使被封閉氣體的質(zhì)量不發(fā)生變化，C錯誤；p與V成反比，p-eq\f(1,V)圖像是一條過原點的直線，而p-V圖像是雙曲線的一支，所以p-eq\f(1,V)圖像更直觀，D正確．答案：AD2．(2023·全國高三專題練習(xí))如圖，自動洗衣機洗衣缸的底部與豎直均勻細管相通，細管上部封閉，并與壓力傳感器相接．洗衣缸進水時，細管中的空氣被水封閉，隨著洗衣缸中水面的上升，細管中的空氣被壓縮，當(dāng)細管中空氣壓強達到一定數(shù)值時，壓力傳感器使進水閥門關(guān)閉，這樣就可以自動控制進水量．已知剛進水時細管中被封閉空氣柱長度為50cm，大氣壓強p0＝1.0×105Pa，水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，重力加速度g＝10m/s2.當(dāng)空氣柱被壓縮到48cm長時，壓力傳感器關(guān)閉洗衣機進水閥門，此時洗衣缸內(nèi)水位高度約為()A．44cm B．42cmC．46cm D．50cm解析：壓力傳感器關(guān)閉洗衣機進水閥門，此時管內(nèi)氣體的壓強為p＝p0＋ρg(h－l1＋l2)，則由玻意耳定律可知p0l1S＝[p0＋ρg(h－l1＋l2)]l2S，解得h≈43.6cm，故選A.答案：A3．(2022·重慶北碚西南大學(xué)附中高一期末)(多選)2020年初，新冠病毒來襲，我國人民萬眾一心、英勇抗“疫”，取得階段性勝利．為確保師生健康，各校都進行了嚴格的消殺工作，圖為某同學(xué)設(shè)計的消殺噴藥裝置，內(nèi)部裝有8L藥液，上部密封1atm的空氣1L，保持閥門關(guān)閉，再充入1atm的空氣0.2L，設(shè)在所有過程中空氣可看成理想氣體，且溫度不變，下列說法正確的是()A．充氣后，密封氣體的壓強增大為1.2atmB．充氣后，密封氣體的分子平均動能不變C．打開閥門后，密封氣體對外界做負功D．打開閥門后，不再充氣也能把藥液噴光解析：根據(jù)題意可知，氣體的溫度不變，則密封氣體的分子平均動能不變，玻意耳定律有p0V1＋p0V2＝p1V1，代入數(shù)據(jù)解得p1＝1.2atm，故A、B正確；由上述分析可知，打開閥門之前，封閉氣體的壓強大于外界大氣壓強，則打開閥門后，氣體膨脹，密封氣體對外界做正功，故C錯誤；根據(jù)題意，由玻意耳定律有pV1＝p2V3，解得p2＝eq\f(2,15)atm<p0，則不能把藥液噴光，故D錯誤．答案：AB4．(2023·全國高三專題練習(xí))如圖所示，一導(dǎo)熱良好的足夠長氣缸水平放置在光滑水平桌面上，桌面足夠高，氣缸內(nèi)有一活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體．一足夠長輕繩跨過定滑輪，一端連接在活塞上，另一端掛一鉤碼，滑輪與活塞間的輕繩與桌面平行，不計一切摩擦．已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，大氣壓為p0，鉤碼質(zhì)量為m1，活塞質(zhì)量為m2，氣缸質(zhì)量為m3，活塞橫截面積為S.則釋放鉤碼，氣缸穩(wěn)定運動過程中，氣缸內(nèi)理想氣體的壓強為()A．p0－eq\f(m1m3g,（m1＋m2＋m3）S) B．p0－eq\f(m1m3g,（m2＋m3）S)C．p0 D．p0－eq\f(m1g,S)解析：對鉤碼、活塞和氣缸的整體，由牛頓第二定律可知m1g＝(m1＋m2＋m3)a，對氣缸p0S－pS＝m3a，聯(lián)立解得p＝p0－eq\f(m1m3g,（m1＋m2＋m3）S).答案：A5．(2023·廣東汕頭高三開學(xué)考試)農(nóng)村地區(qū)有一種全自動無塔供水器(如圖甲)，采用氣壓式供水，以解決供水管網(wǎng)水壓不足的問題．如圖乙所示，工作原理是由水泵將水通過止回閥壓入塔體使塔內(nèi)密閉氣體受到壓縮，壓力逐漸增大．當(dāng)壓力達到上限時，電接點壓力表通過控制柜使水泵自動停止．當(dāng)塔內(nèi)水位下降，氣壓減小到下限位置時，電接點壓力表通過控制柜使水泵重新啟動．如此反復(fù)，使設(shè)備不停供水．當(dāng)塔內(nèi)氣體不足時，補氣閥可自動補氣．已知水泵工作壓強范圍為1.4p0～2.8p0，塔容積為1.4m3，第一次注水前塔內(nèi)氣體壓強等于外界大氣壓強p0.塔內(nèi)氣體可視為理想氣體，忽略溫度變化．求：(1)水泵停止注水時塔內(nèi)氣體的體積；(2)為了降低水泵的啟動頻率，達到省電節(jié)能的目的，可適度調(diào)高水泵工作壓強的上限．欲使水泵停止注水時，水的體積達到塔容積的75%，水泵工作壓強的上限應(yīng)調(diào)到多少？解析：(1)因為塔內(nèi)封閉氣體做等溫變化，由玻意耳定律得p1V1＝p2V2，其中p1＝p0，V1＝1.4m3，p2＝2.8p0，代入數(shù)據(jù)解得，水泵停止注水時塔內(nèi)氣體的體積為V2＝0.5m3.(2)對塔內(nèi)氣體，由玻意耳定律得p1V1＝p3V3，由題意得V3＝1.4×(1－75%)m3.代入數(shù)據(jù)解得，水泵工作壓強的上限應(yīng)調(diào)到p3＝4p0.答案：(1)0.5m3(2)4p0B級能力提升6．(2023·全國高三專題練習(xí))呼吸機在抗擊新冠肺炎的戰(zhàn)疫中發(fā)揮了重要的作用．呼吸機的工作原理可以簡述為：吸氣時會將氣體壓入患者的肺內(nèi)，當(dāng)壓力上升到一定值時，呼吸機會停止供氣，呼氣閥也會相繼打開，患者的胸廓和肺就會產(chǎn)生被動性的收縮，進行呼氣．若吸氣前肺內(nèi)氣體的體積為V0，肺內(nèi)氣體壓強為p0(大氣壓強)．吸入一些壓強為p0的氣體后肺內(nèi)氣體的體積變?yōu)閂，壓強為p，若空氣視為理想氣體，整個過程溫度保持不變，則吸入氣體的體積為()A．V－V0 B．eq\f(pV,p0)C．eq\f(p（V－V0）,p0) D．eq\f(pV－p0V0,p0)解析：設(shè)壓入的氣體體積為V1，氣體做等溫變化，則pV＝p0V0＋p0V1，解得V1＝eq\f(pV－p0V0,p0).答案：D7．(2023·全國高三專題練習(xí))如圖甲所示，內(nèi)壁光滑的絕熱氣缸用活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，初始時氣缸開口向上放置，活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時氣體體積為V1.將氣缸緩慢轉(zhuǎn)動90°，開口向右放置，穩(wěn)定時氣缸內(nèi)氣體的體積為V2(未知)，如圖乙所示．接著把氣缸懸掛起來，使氣缸倒置開口向下，氣體未溢出，穩(wěn)定時氣缸內(nèi)氣體體積為V3(未知)，如圖丙所示．假設(shè)整個過程中氣體溫度和外界大氣壓p0保持不變．已知活塞質(zhì)量為m，橫截面積為S，重力加速度為g.求：(1)氣缸開口向上放置時，氣缸內(nèi)氣體的壓強p1；(2)氣缸開口向右放置時，氣缸內(nèi)氣體的體積V2；(3)氣缸開口向下放置時，氣缸內(nèi)氣體的體積V3.解析：(1)對活塞受力分析可知p1S＝p0S＋mg，解得p1＝p0＋eq\f(mg,S).(2)整個過程中溫度不變，p1V1＝p0V2，解得V2＝eq\f(（p0S＋mg）V1,p0S).(3)設(shè)氣缸開口向下放置時壓強為p3，對活塞受力分析可知p0S＝p3S＋mg，解得p3＝p0－eq\f(mg,S)，根據(jù)p1V1＝p3V3，解得V3＝eq\f(（p0S＋mg）V1,p0S－mg).答案：(1)p0＋eq\f(mg,S)(2)eq\f(（p0S＋mg）V1,p0S)(3)eq\f(（p0S＋mg）V1,p0S－mg)C級拓展創(chuàng)新8．(2022·四川遂寧高二期末)如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體先后處于a、b、c、d四個狀態(tài)，則這四個氣體狀態(tài)的溫度關(guān)系正確的是()A．Ta<Tb<Tc<Td B．Ta＝Tb<Tc＝TdC．Ta＝Tb>Tc＝Td D．Ta<Tc<Tb＝Td解析：根據(jù)eq\f(pV,T)＝C，可知，pV乘積越大，則溫度T越大，由圖可知，a、b、c、d四點的pV乘積的大小分別為(格子數(shù)乘積)6、18、9、18，則四點的溫度關(guān)系是Ta<Tc<Tb＝Td，故選D.答案：D9．(2023·山東濟寧統(tǒng)考模擬)如圖甲所示，兩端開口的導(dǎo)熱氣缸水平固定，A、B是厚度不計的兩輕活塞，可在氣缸內(nèi)無摩擦滑動，兩輕活塞用一輕桿相連，缸內(nèi)封閉有理想氣體．A、B靜止時，缸內(nèi)兩部分氣柱的長度分別為L和eq\f(L,2)；現(xiàn)用輕質(zhì)細線將活塞B與重物C拴接，如圖乙所示．已知活塞A、B面積S1、S2的關(guān)系為S1＝2S2＝2S，大氣壓強為p0，重力加速度為g，重物C質(zhì)量為m＝eq\f(p0S,4g)，環(huán)境溫度保持不變．當(dāng)兩活塞再次靜止時，求：(1)氣缸內(nèi)氣體的壓強；(2)活塞移動的距離x.解析：(1)兩活塞再次靜止時，對整體有p0S1＋p2S2＋mg＝p2S1＋p0S2，解得p2＝eq\f(5,4)p0.(2)兩活塞開始靜止時，對整體有p0S1＋p1S2＝p1S1＋p0S2，開始靜止時封閉氣體的體積為V1＝LS1＋eq\f(L