1、第4章气体第1节气体实验定律1.一定质量的理想气体,在某一平衡状态下的压强、体积与温度分别为p1、V1、T1,在另一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p2、V2、T2,下列关系正确的是()A.p1=p2,V1=2V2,T1=12T2B.p1=p2,V1=12V2,T1=2T2C.p1=2p2,V1=2V2,T1=2T2D.p1=2p2,V1=V2,T1=2T2解析:选项A和B都是等压变化,压强不变时,气体体积和热力学温度成正比,所以选项A和B均错误;选项D是等容变化,压强与热力学温度成正比,所以选项D正确;选项C中三个状态参量都变化,根据理想气体状态方程p1V1T1=p2V2T2,知C选项是错
2、误的。答案:D2.一定质量的气体,在温度不变的条件下,将其压强变为原来的2倍,则()A.气体分子的平均动能增大B.气体的密度变为原来的2倍C.气体的体积变为原来的一半D.气体的分子总数变为原来的2倍解析:温度是分子平均动能的标志,由于温度不变,故分子的平均动能不变,据玻意耳定律得p1V1=2p1V2,解得:V2=12V1,1=mV1,2=mV2可得:1=122,即2=21,故B、C正确。答案:BC3.如图所示为一定质量的气体在不同温度下的两条p1V图线。由图可知()A.一定质量的气体在发生等温变化时,其压强与体积成正比B.一定质量的气体在发生等温变化时,其压强与体积成反比C.T1T2D.T1T
3、2解析:一定质量的气体温度不变时,pV=常量,所以其p1V图线是过原点的直线,A错误,B正确;对同一部分气体来说,体积相同时,温度越高,压强越大,所以T1T2,D正确。答案:BD4.如图所示,甲、乙为一定质量的某种气体的等容或等压变化图象,关于这两个图象的正确说法是()A.甲是等压线,乙是等容线B.乙图中pt线与t轴的交点对应的温度是-273.15 ,而甲图中Vt线与t轴的交点对应的温度不是-273.15 C.由乙图可知,一定质量的气体,在任何情况下都是p与t成直线关系D.乙图表明随温度每升高1 ,压强增加量相同,但甲图随温度的升高,压强不变解析:由查理定律和盖吕萨克定律可知,甲图是等压线,乙
4、图是等容线,A正确;由“外推法”知,两种图线的反向延长线与t轴的交点温度都是-273.15 ,B错误;查理定律和盖吕萨克定律的成立条件都是压强不太大、温度不太低,当压强很大、温度很低时,这些定律就不成立了,C错误;由于图线是直线,D正确。答案:AD5.如图所示,汽缸内封闭一定质量的气体。不计活塞与缸壁间的摩擦,保持温度不变,当外界大气压强变化时,不发生改变的是()A.封闭气体的压强B.封闭气体的体积C.弹簧的弹力D.汽缸底部离地面的高度解析:对汽缸有p0S=pS+Mg,p0变,则p变,因为温度不变,则V变化,A、B错误;对整体有kx=(M+m)g,弹簧的弹力不变,活塞高度不变,汽缸底部离地面高
5、度发生变化,C正确,D错误。答案:C6.长l=1 m的粗细均匀的直玻璃管一端封闭,把它开口向下竖直插入水银中,管的一半露在水银面外,大气压强为76 cmHg,如图所示。求进入管中的水银的高度。解析:设玻璃管的横截面积为S,以管内气体为研究对象,设进入管中的水银的高度为x。初态:p1=p0,V1=lS末态:p2=p0+(l2-x)水银g,V2=(l-x)S根据玻意耳定律得p1V1=p2V2,代入数据解得x=0.05 m。答案:0.05 m7.如图所示,汽缸中封闭着温度为100 的空气,一重物用绳索经滑轮跟缸中活塞相连接,重物和活塞都处于平衡状态,这时活塞离汽缸底的高度为10 cm,如果缸内空气变
6、为0 ,重物将上升多少厘米?解析:缸中气体做等压变化,由盖吕萨克定律V1T1=V2T210cmS(273+100)K=h2S273K解得h2=7.32 cm重物上升距离为10 cm-7.32 cm=2.68 cm答案:2.68 cm8.汽车行驶时轮胎的胎压太高容易造成爆胎事故,太低又会造成油耗上升。已知某型号轮胎能在-4090 时正常工作,为使轮胎在此温度范围内工作时的最高胎压不超过3.5 atm,最低胎压不低于1.6 atm,那么在t=20 时给该轮胎充气,充气后的胎压在什么范围内比较合适?(设轮胎容积不变)解析:由于轮胎容积不变,故轮胎内气体做等容变化。设在T0=293 K充气后的最小胎压为pmin,最大胎压为pmax。依题意,当T1=233 K时胎压p1=1.6 atm,根据查理定律p1T1=pminT0,即1.6atm233K=pmin293K,解得:pmin=2.01 atm当T2=363 K时胎压p2=3.5 atm,根据查理定律p2T2=pmaxT0,即3.5atm363K=pmax293K解得pmax2.83 atm。答案:2.012.83 atm