學業分層測評(八)(建議用時：45分鐘)[學業達標]1．對一定質量的氣體，其中正確的是()A．溫度發生變化時，體積和壓強可以不變B．溫度發生變化時，體積和壓強至少有一個發生變化C．如果溫度、體積和壓強三個量都不變化，我們就說氣體狀態不變D．只有溫度、體積和壓強三個量都發生變化，我們才說氣體狀態變化了E．溫度、體積、壓強三個量中，有兩個量發生了變化，則氣體的狀態就變化了【解析】p、V、T三個量中，可以兩個量發生變化，一個量恒定，也可以三個量同時發生變化，而一個量變化，另外兩個量不變的情況是不存在的，氣體狀態的變化就是p、V、T的變化．故B、C、E說法正確．【答案】BCE2．一定質量的氣體，在溫度不變的條件下，將其壓強變為原來的2倍，則()A．氣體分子的平均動能增大B．氣體分子的平均動能不變C．氣體的密度變為原來的2倍D．氣體的體積變為原來的一半E．氣體的分子總數變為原來的2倍【解析】溫度是分子平均動能的標志，由于溫度不變，故分子的平均動能不變，據玻意耳定律得p1V1＝2p1V2，解得：V2＝eq\f(1,2)V1，ρ1＝eq\f(m,V1)，ρ2＝eq\f(m,V2)可得：ρ1＝eq\f(1,2)ρ2，即ρ2＝2ρ1，故B、C、D正確．【答案】BCD3．如圖4-1-16所示是一定質量的理想氣體的三種變化過程，那么下列四種解釋中，哪些說法是正確的()【導學號：30110040】圖4-1-16A．a→d的過程氣體體積增加B．b→d的過程氣體體積不變C．c→d的過程氣體體積增加D．a→d的過程氣體體積減小E．c→d的過程氣體體積減小【解析】在p-T圖上的等容線是延長線過原點的直線，且體積越大，直線的斜率越?。虼?，a狀態對應的體積最小，c狀態對應的體積最大，b、d狀態對應的體積是相等的，故A、B、E正確．【答案】ABE4．如圖4-1-17所示為一定質量的某種氣體等容變化的圖線，下列說法中正確的有()圖4-1-17A．不管體積如何，圖線只有一條B．圖線1和圖線2體積不同，且有V1>V2C．兩條圖線氣體體積V2>V1D．兩圖線必交于t軸上的同一點E．0℃時的壓強p1>p【解析】一定質量的氣體，在不同體積下進行等容變化，圖象不同，圖象的斜率越大，體積越小，所以V1<V2，A、B錯誤，C正確；兩圖線必交于－℃，D正確；由圖知0℃時，p1>p2，E正確．【答案】CDE5．如圖4-1-18所示是一定質量的氣體狀態A經B到狀態C的V-T圖象，由圖象可知()圖4-1-18A．pA>pBB．pC＝pBC．VA<VBD．TA<TBE．VA＝VB【解析】由V-T圖象可以看出A→B是等容過程，TB>TA，故pB>pA，A、C兩項錯誤，D、E兩項正確；由B→C為等壓過程，pB＝pC，故B項正確．【答案】BDE6．如圖4-1-19所示，一個壁厚可以不計、質量為M的氣缸放在光滑的水平地面上，活塞的質量為m，面積為S，內部封有一定質量的氣體．活塞不漏氣，摩擦不計，外界大氣壓強為p0.若在活塞上加一水平向左的恒力F(不考慮氣體溫度的變化)，求氣缸和活塞以共同加速度運動時，缸內氣體的壓強多大？圖4-1-19【解析】設穩定時氣缸和活塞共同以加速度a向左做勻加速運動，這時缸內氣體的壓強為p，由牛頓第二定律列方程氣缸：pS－p0S＝Ma， ①活塞：F＋p0S－pS＝ma， ②將上述兩式相加，可得系統加速度a＝eq\f(F,m＋M).將其代入①式，化簡即得封閉氣體的壓強為p＝p0＋eq\f(M,S)×eq\f(F,M＋m)＝p0＋eq\f(MF,（M＋m）S).【答案】p0＋eq\f(MF,（M＋m）S)7．有一導熱氣缸，氣缸內用質量為m的活塞密封一定質量的理想氣體，活塞的橫截面積為S，大氣壓強為p0.如圖4-1-20所示，氣缸水平放置時，活塞距離氣缸底部的距離為L，現將氣缸豎立起來，活塞將緩慢下降，不計活塞與氣缸間的摩擦，不計氣缸周圍環境溫度的變化，求活塞靜止時到氣缸底部的距離．圖4-1-20【解析】由于氣缸導熱，且不計環境溫度的變化，將氣缸由水平放置變成豎直放置，直到活塞不再下降的過程中，缸內密閉的氣體經歷的是等溫過程，設此時活塞到氣缸底部的距離為h.氣缸水平放置時，對活塞有：p1S－p0S＝0氣缸豎直放置后活塞靜止時，對活塞有：p2S－mg－p0S＝0對上述過程中的氣體，據玻意耳定律有：p1LS＝p2hS解得：h＝eq\f(p0S,p0S＋mg)L.【答案】eq\f(p0S,p0S＋mg)L[能力提升]8．內徑均勻兩端開口的V形管如圖4-1-21所示，支管B豎直插入水銀槽中，支管A與支管B之間的夾角為θ，支管A中有一段長為h的水銀柱保持靜止，下列說法中正確的是()【導學號：30110041】圖4-1-21A．B管內水銀面比管外水銀面高hB．B管內水銀面比管外水銀面高hcosθC．B管內水銀面比管外水銀面低hcosθD．管內封閉氣體的壓強比大氣壓強小hcosθ高的水銀柱產生的壓強E．B管內各處氣體的壓強都一樣【解析】支管A中的水銀柱呈傾斜狀態，所能產生的壓強相當于豎直方向上hcosθ高的水銀柱產生的壓強，管中封閉的氣體壓強比大氣壓小hcosθ高的水銀柱產生的壓強，故D正確；從豎直支管B分析，管內外水銀面存在高度差，由于管內氣體壓強比大氣壓小hcosθ高的水銀柱產生的壓強，所以管內水銀面比管外高hcosθ，故B正確；因被封閉氣體的壓強是大量氣體分子頻繁碰撞器壁而產生的，故E正確．【答案】BDE9．某自行車輪胎的容積為V，里面已有壓強為p0的空氣，現在要使輪胎內的氣壓增大到p，設充氣過程為等溫過程，空氣可看作理想氣體，輪胎容積保持不變，則還要向輪胎充入溫度相同，壓強也是p0，體積為________的空氣．【解析】本題考查理想氣體狀態關系，意在考意考生對理想氣體狀態的理解．設所求體積為Vx，由玻意耳定律，p0(Vx＋V)＝pV，可得Vx＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(p,p0)－1))V.【答案】eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(p,p0)－1))V10．如圖4-1-22所示，圓柱體氣缸倒置在水平地面上，氣缸內部封閉有一定質量空氣，氣缸質量M＝10kg，缸壁厚度忽略不計，活塞質量m＝5kg，其橫截面積S＝50cm2，活塞與缸壁的摩擦不計．在缸內氣體的溫度為27℃時，活塞剛好與地面相接觸，但對地面無壓力．現在對氣缸傳熱，使缸內氣體溫度上升，求當氣缸對地面剛好無壓力時，缸內氣體溫度是多少攝氏度？(大氣壓強p0＝×105Pa，【導學號：30110042】圖4-1-22【解析】T1＝300K活塞對地面無壓力，對活塞有：P1S＋mg＝P0S即：P1＝P0－eq\f(mg,S)＝×105Pa當溫度升為T2時氣缸對地面無壓力，對氣缸有：P2S＝P0S＋Mg即：P2＝P0＋eq\f(mg,S)＝×105Pa對缸內氣體由查理定律得：eq\f(P1,T1)＝eq\f(P2,T2)聯立求解得：T2＝400K即t2＝127℃【答案】127℃11．如圖4-1-23所示，透熱的氣缸內封有一定質量的理想氣體，缸體質量M＝200kg，活塞質量m＝10kg，活塞面積S＝100cm2.活塞與氣缸壁無摩擦且不漏氣．此時，缸內氣體的溫度為27℃，活塞位于氣缸正中，整個裝置都靜止．已知大氣壓恒為p0＝×105Pa，重力加速度g取10m圖4-1-23(1)缸內氣體的壓強p1；(2)缸內氣體的溫度升高到多少時，活塞恰好會靜止在氣缸缸口AB處？【解析】(1)以氣缸為對象(不包括活塞)列氣缸受力平衡方程：p1S＝Mg＋p0S解之得：p1＝3×105Pa.(2)當活塞恰好靜止在氣缸缸口AB處時，缸內氣體溫度為T2，壓強為p2.此時仍有p2S＝Mg＋p0S，即缸內氣體為等壓變化．對這一過程研究缸內氣體，由狀態方程得：eq\f(S×,T1)＝eq\f(S×l,T2)所以T2＝2T1＝600K故t2＝(600－273)℃＝327℃.【答案】(1)p1＝3×105Pa(2)327℃12．如圖4-1-24所示為一太陽能空氣集熱器，底面及側面為隔熱材料，頂面為透明玻璃板，集熱器容積為V0，開始時內部封閉氣體的壓強為p0，經過太陽曝曬，氣體溫度由T0＝300K升至T1＝350K.圖4-1-24(1)求此時氣體的壓強；(2)保持T1＝350K不變，緩慢抽出部分氣體，使氣體壓強再變回到p0，求集熱器內剩余氣體的質量與原來總質量的比值．【解析】(1)設升溫后氣體的壓強為p1，由查理定律得eq\f(p0,T0)＝eq\f(p1,T1