課時評價作業(yè)(五)氣體實驗定律(Ⅱ)A級基礎鞏固1．(2023·高三課時練習)(多選)對一定質量的理想氣體，下列說法正確的是()A．體積不變，壓強增大時，氣體分子的平均動能一定增大B．溫度不變，壓強減小時，氣體的密度一定減小C．壓強不變，溫度降低時，氣體的密度一定減小D．溫度升高，壓強和體積都可能不變E．若氣體的溫度和壓強都不變，則氣體的體積一定不會變解析：體積不變，壓強增大時，根據理想氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C可知，溫度升高，所以氣體分子的平均動能一定增大，故A正確；溫度不變，壓強減小時，根據eq\f(pV,T)＝C可知，體積變大，所以氣體的密度一定減小，故B正確；壓強不變，溫度降低時，根據eq\f(pV,T)＝C可知，體積減小，所以氣體的密度一定增大，故C錯誤；溫度升高，根據eq\f(pV,T)＝C可知，p、V的乘積變大，壓強和體積不可能都不變，故D錯誤；根據理想氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C知，若保持氣體的溫度和壓強都不變，則氣體的體積一定不會變，故E正確．答案：ABE2．(2023·全國高三專題練習)為了有效控制新冠疫情傳播，在轉移患者時采用專用的負壓救護車，負壓救護車的核心是負壓艙．它不工作時為開放狀態(tài)，工作時通過頂部循環(huán)過濾的進、排氣高效凈化系統(tǒng)保證負壓艙內為微負壓環(huán)境及內部空氣流通，為疑似病人提供新鮮空氣，同時保護周圍人員及周圍環(huán)境不受病原體污染．已知大氣壓強為p0，環(huán)境溫度為T0.負壓艙正常工作時內部溫度比環(huán)境溫度高了k1T0，內部壓強比外界低了k2p0.空氣視為理想氣體，物理量的單位均為國際單位制，常數k1和k2均遠小于1.則負壓艙從開放狀態(tài)轉為正常工作狀態(tài)需向外界排出的空氣質量與原有空氣質量的比值為()A.eq\f(k1,k2) B.eq\f(k2,k1－k2)C.eq\f(k1,k1－k2) D.eq\f(k1－k2,k1)解析：根據題意，設原有氣體的質量為m，放出氣體的質量為Δm，初態(tài)體積為V，排出的氣體體積為ΔV，由理想氣體狀態(tài)方程有eq\f(p0V,T0)＝eq\f(k2p0（V＋ΔV）,k1T0)，解得ΔV＝eq\f(k1－k2,k2)·V，則向外界排出的空氣質量與原有空氣質量的比值為eq\f(Δm,m)＝eq\f(ΔV,ΔV＋V)＝eq\f(k1－k2,k1).答案：D3．(2023·全國高三專題練習)(多選)在一次科學晚會上，某老師表演了一個“馬德堡半球實驗”．他先取出兩個在碗底各焊接了鐵鉤的不銹鋼碗，在一個碗里燒了一些紙，然后迅速把另一個碗扣上，再在碗的外面澆水，使其冷卻到環(huán)境溫度．用兩段繩子分別鉤著鐵鉤朝相反的方向拉，試圖把兩個碗拉開，如圖所示．當兩邊的人各增加到5人時，才把碗拉開．已知碗口的直徑為20cm，環(huán)境溫度為15℃，大氣壓強為1.0×105Pa.實驗過程中碗不變形，也不漏氣，設每人平均用力為200N．下列說法中正確的是()A．澆水過程中不銹鋼碗里的氣體壓強逐漸增大B．澆水過程中不銹鋼碗里氣體分子的平均速率逐漸變小C．碗快要被拉開時，碗內封閉氣體壓強約為3.6×104PaD．不銹鋼碗剛被扣上時，里面空氣的溫度約為155℃解析：在碗的外面澆水，使其冷卻到環(huán)境溫度，氣體的溫度降低，體積不變，由eq\f(pV,T)＝C知壓強減小，分子平均動能減小，平均速率減小，故B正確，A錯誤；每人平均用力為200N，則快要被拉開時，對任一不銹鋼碗受力分析有pπeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2)))eq\s\up12(2)＋5×200N＝p0πeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2)))eq\s\up12(2)，解得p≈6.8×104Pa，故C錯誤；對碗內氣體分析，氣體做等容變化，有eq\f(p0,T0)＝eq\f(p,T)，而T＝288K．解得T0≈428K＝155℃，故D正確．答案：BD4.如圖所示是一定質量的氣體從狀態(tài)A經B到狀態(tài)C的V-T圖像，由圖像可知()A．pA>pB B．pC<pBC．VA<VB D．TA<TB解析：由V-T圖像可以看出由A→B是等容過程，TB>TA，故pB>pA，A、C錯誤，D正確；由B→C為等壓過程pB＝pC，故B錯誤．答案：D5．如圖所示的四個圖像中，有一個是表示一定質量的某種氣體從狀態(tài)a等壓膨脹到狀態(tài)b的過程，這個圖像是()解析：A項中由狀態(tài)a到狀態(tài)b為等容變化，A錯誤；B項中由狀態(tài)a到狀態(tài)b為等壓壓縮，B錯誤；C項中由狀態(tài)a到狀態(tài)b為等壓膨脹，C正確；D項中由狀態(tài)a到狀態(tài)b，壓強增大，體積增大，D錯誤．答案：C6.(2023·全國模擬預測)如圖所示，上細下粗的玻璃圓管，上端開口且足夠長，下端封閉，細管部分的橫截面積S1＝1cm2，粗管部分的橫截面積S2＝2cm2.用適量的水銀在管內密封一定質量的理想氣體，初始狀態(tài)封閉氣體的溫度為t1＝57℃，封閉氣柱的長度L＝22cm，細管和粗管中水銀柱的高度均為h0＝2cm，大氣壓強恒為p0＝76cmHg.求：(絕對零度取－273℃)(1)對封閉氣體緩慢加熱，當粗管中的水銀剛好全部壓入細管時管內氣體壓強；(單位用cmHg表示)(2)當粗管中的水銀剛好全部壓入細管時，氣體的溫度t2.(單位用攝氏度表示)解析：(1)設水銀全部進入細管后的高度為h′，水銀總體積不變，有S1h′＝S1h0＋S2h0，解得h′＝6cm.此時管內氣體的壓強為p2＝p0＋ρgh′＝82cmHg.(2)開始時管內氣體的壓強為p1＝p0＋2ρgh0＝80cmHg，根據理想氣體狀態(tài)方程有eq\f(p1LS2,T1)＝eq\f(p2（L＋h0）S2,T2)，解得T2＝369K，所以t2＝96℃.答案：(1)82cmHg(2)96℃B級能力提升7.(2023·高二課時練習)一定質量的理想氣體從狀態(tài)A開始，經歷狀態(tài)B、C、D回到狀態(tài)A的p-T圖像如圖所示，其中BA的延長線經過原點O，BC、AD與橫軸平行，CD與縱軸平行，下列說法正確的是()A．A到B過程中，氣體的壓強變大、溫度升高、體積變大B．B到C過程中，氣體分子單位時間內撞擊單位面積器壁的次數增多C．C到D過程中，體積變大、分子熱運動劇烈程度不變D．D到A過程中，氣體壓強不變、內能減小、體積變大解析：在該圖像中過原點的直線是等容線，A到B過程中，氣體的體積不變，故A錯誤；B到C過程中，壓強不變，溫度升高，則分子平均動能增大，由eq\f(V,T)＝C知體積變大，氣體分子單位時間內撞擊單位面積器壁的次數減少，故B錯誤；C到D過程中，溫度不變，氣體分子熱運動劇烈程度不變，故C正確；D到A過程中，等壓變化、溫度降低，則氣體內能減小，由eq\f(V,T)＝C知體積減小，故D錯誤．答案：C8.(多選)如圖所示，一定質量的空氣被水銀封閉在靜置于豎直平面的U形玻璃管內，右管上端開口且足夠長，右管內水銀面比左管內水銀面高h，能使h變大的原因是()A．環(huán)境溫度升高 B．大氣壓強升高C．沿管壁向右管內加水銀 D．U形玻璃管自由下落解析：對左管被封氣體：p＝p0＋ph，由eq\f(pV,T)＝k，可知當溫度T升高，大氣壓p0不變時，h增加，故A正確；大氣壓升高，h減小，B錯誤；向右管加水銀時，由溫度T不變，p0不變，V變小，p增大，即h變大，C正確；U形管自由下落，水銀完全失重，氣體體積增加，h變大，D正確．答案：ACD9．(2023·高二課時練習)(多選)如圖甲所示，一定質量理想氣體的狀態(tài)沿1→2→3→1的順序作循環(huán)變化．若用V-T或p-V圖像表示這一循環(huán)，下圖中表示可能正確的選項是()解析：由題圖可知，1到2狀態(tài)是等容變化，p與T均增大，根據查理定律eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)，2到3狀態(tài)是等壓變化，p不變，T降低，根據蓋呂薩克定律eq\f(V2,T2)＝eq\f(V3,T3)，可知T2>T3，V2>V3.3到1狀態(tài)是等溫變化，壓強p減小，溫度T不變，根據玻意耳定律p3V3＝p1V1，可知p3>p1，V3<V1.答案：ADC級拓展創(chuàng)新10．(2023·全國高三專題練習)(多選)如圖，一定量的理想氣體經歷的兩個不同過程，分別由體積—溫度(V-t)圖上的兩條直線Ⅰ和Ⅱ表示，V1和V2分別為兩直線與縱軸交點的縱坐標；t0為它們的延長線與橫軸交點的橫坐標，t0＝－273.15℃；a為直線Ⅰ上的一點．由圖可知()A．氣體在狀態(tài)a和b的壓強之比eq\f(pa,pb)＝1B．氣體在狀態(tài)a和b的壓強之比eq\f(pa,pb)＝2C．氣體在狀態(tài)b和c的壓強之比eq\f(pb,pc)＝eq\f(V2,V1)D．氣體在狀態(tài)b和c的壓強之比eq\f(pb,pc)＝eq\f(V1,V2)解析：根據eq\f(pV,T)＝C，可得V＝eq\f(C,p)(t＋273.15)．因兩條直線都過絕對零度點，可知兩條直線都是等壓圖線，即狀態(tài)a和b的壓強相等，即eq\f(pa,pb)＝1，A正確，B錯誤；由V＝eq\f(C,p)(t＋273.15)知圖線的斜率k＝eq\f(C,p)，即eq\f(C,k)＝p，則壓強比等于斜率的反比，則狀態(tài)b和c的壓強之比eq\f(pb,pc)＝eq\f(V2,t0)∶eq\f(V1,t0)＝eq\f(V2,V1)，C正確，D錯誤．答案：AC11．(2023·江蘇高三校聯考階段練習)如圖所示，水平放置的絕熱氣缸和活塞封閉了A、B兩部分理想氣體，活塞M1絕熱，活塞M2導熱良好，面積均為S，A、B氣體的壓強、溫度均與外界大氣相同，分別為p0和T0.兩活塞與氣缸間的滑動摩擦力為f＝0.25p0S，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力．初始時，活塞M1與氣缸底部相距L，活塞M1、M2間的距離為2L.現接通電熱絲加熱氣體，一段時間后，活塞M2將要發(fā)生滑動．求該過程中：(1)活塞M1移