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江苏省泰州中学高二物理选修3-3同步检测8-1气体的等温变化


第一节

气体的等温变化

基础夯实 1.一定质量的气体,在等温变化过程中,下列物理量中发生改变 的有( ) B.单位体积内的分子数 D.分子总数

A.分子的平均速率 C.气体的压强 答案:BC

2.如图所示,为一定质量的气体在不同温度下的两条等温线,则 下列说法正确的是( )

A.从等温线可以看出,一定质量的气体在发生等温变化时,其压 强与体积成反比 B.一定质量的气体,在不同温度下的等温线是不同的 C.由图可知 T1>T2 D.由图可知 T1<T2 答案:ABD 解析:根据等温图线的物理意义可知 A、B 选项都对。气体的温 度越高时,等温图线的位置就越高,所以 C 错,D 对。 3.一定质量的气体在温度保持不变时,压强增大到原来的 4 倍, 则气体的体积变为原来的( )

A.4 倍 答案:D

B.2 倍

1 C. 2

1 D. 4

V2 p1 1 解析:根据玻意耳定律 p1V1=p2V2,得 = = ,即气体的体积 V1 p2 4 变为原来的 1 4

4.各种卡通形状的氢气球,受到孩子们的喜欢,特别是年幼的小 孩,小孩一不小心松手,氢气球会飞向天空,上升到一定高度会胀破, 是因为( ) B.球内氢气压强增大 D.以上说法均不正确

A.球内氢气温度升高 C.球外空气压强减小 答案:C

解析:气球上升时,由于高空处空气稀薄,球外气体的压强减小, 球内气体要膨胀,到一定程度时,气球就会胀破。 5. 如图水银柱上面封闭一段气体, 管内外水银面高度差 h=72cm, 大气压强为 76cmHg,下列说法正确的是( )

A.将管稍上提,h 不变 B.将管稍上提,h 变大 C.将管下插至管顶与管外水银面高度差为 70cm 时,管内外水银

面高度差也是 70cm D.将管下插至 C 项所述位置时,管内外水银面高度差小于 70cm 答案:BD 解析:由 p· V=C 知上提体积变大,压强变小,内外液面差变大, B 对。同样下插时,体积变小,压强变大,内外液面差变小,D 对。 6.(新海高二检测)在“探究气体等温变化的规律”实验中,封闭 的空气如图所示, 型管粗细均匀, U 右端开口, 已知外界大气压为 76cm 汞柱高,图中给出了气体的两个不同的状态。

(1)实验时甲图气体的压强为________cmHg;乙图气体压强为 ________cmHg。 (2)实验时某同学认为管子的横截面积 S 可不用测量,这一观点正 确吗? 答:________(选填“正确”或“错误”)。 (3)数据测量完后在用图象法处理数据时,某同学以压强 p 为纵坐 标,以体积 V(或空气柱长度)为横坐标来作图,你认为他这样做能方便 地看出 p 与 V 间的关系吗? 答:________。

答案:(1)76

80

(2)正确

(3)不能

解析:(1)由连通器原理可知,甲图中气体压强为 p0=76cmHg, 乙图中气体压强为 p0+4cmHg=80cmHg。 (2)由玻意耳定律 p1V1=p2V2,即 p1l1S=p2l2S,即 p1l1=p2l2(l1、l2 为空气柱长度),所以玻璃管的横截面积可不用测量。 (3)以 p 为纵坐标,以 V 为横坐标,作出 p-V 图是一条曲线,但 1 曲线未必表示反比关系,所以应再作出 p-V图,看是否是过原点的直 线,才能最终确定 p 与 V 是否成反比。 7.(2012· 辽宁本溪一中庄河高中高三联考)今有一质量为 M 的气 缸, 用质量为 m 的活塞封有一定质量的理想气体, 当气缸水平横放时, 空气柱长为 L0(如图甲所示),若气缸按如图乙悬挂保持静止时,求气 柱长度为多少。已知大气压强为 P0,活塞的横截面积为 S,它与气缸 之间无摩擦且不漏气,且气体温度保持不变。

答案:P0L0S/(P0S-Mg) 解析:对缸内理想气体,平放初态 P1=P0,V1=L0S 悬挂末态:对缸体,Mg+P2S=P0S 即 P2=P0-Mg/S V=LS

由玻意耳定律:P1V1=P2V2 即 P0L0S=(P0-Mg/S)LS 得:气柱长度为 L=P0L0S/(P0S-Mg) 能力提升 1.(2012· 上海市青浦区高三期末)已知两端开口的“ ”型管,且 水平部分足够长,一开始如右图所示,若将玻璃管稍微上提一点,或 稍微下降一点时,被封

闭的空气柱的长度分别会如何变化?( A.变大;变小 B.变大;不变 C.不变;不变 D.不变;变大 答案:D

)

解析:上提时空气柱压强不变,空气柱的长度不变;下降时空气 柱压强变小,空气柱长度变大,所以 D 选项正确。 2.在室内,将装有 5atm 的 6L 气体的容器的阀门打开后,从容 器中逸出的气体相当于(设室内大气压强 p0=1atm)( A.5atm,3L C.5atm,4.8L 答案:BC B.1atm,24L D.1atm,30L )

解析:当气体从阀门跑出时,温度不变,所以 p1V1=p2V2,当 p2 =1atm 时,得 V2=30L,逸出气体 30L-6L=24L,B 正确。据 p2(V2 -V1)=p1V1′得 V1′=4.8L,所以逸出的气体相当于 5atm 下的 4.8L 气体。C 正确,故应选 B、C。 3.容积为 20L 的钢瓶内,贮有压强为 1.5×107Pa 的氧气。打开 钢瓶的阀门,让氧气分装到容积为 5L 的氧气袋中(袋都是真空的),充 气后的氧气袋中氧气压强都是 1.0×106Pa,设充气过程不漏气,环境 温度不变,则这瓶氧气最多可分装( A.60 袋 C.50 袋 答案:B 解析:设可分装 n 袋,取全部气体研究,据玻意耳定律有:p1V= p2V+np2V0 1.5×107Pa×20L=1.0×106Pa×20L+n×1.0×106Pa×5L,解 得 n=56,B 选项正确。 4. ) B.56 袋 D.40 袋

如图所示,一试管开口朝下插入盛水的广口瓶中,在某一深度静 止时,管内有一定的空气。若向广口瓶中缓慢倒入一些水,则试管将 ( ) A.加速上浮

B.加速下沉 C.保持静止 D.以原静止位置为平衡位置上下振动 答案:B 解析:题图中试管在水下某深度处于静止状态,浮力(等于排开水 的重力)与试管重力相平衡。当试管中空气压强稍大些,即试管稍下移 或向广口瓶中加水时,试管内的空气被压缩,浮力将减小,试管将下 沉,在下沉的过程中,空气所受压强越来越大,浮力越来越小,试管 将加速下沉。 5.

如图所示的是医院用于静脉滴注的装置示意图,倒置的输液瓶上 方有一气室 A,密封的瓶口处的软木塞上插有两根细管,其中 a 管与 大气相通,b 管为输液软管,中间又有一气室 B,而其 c 端则通过针头 接人体静脉。 (1)若气室 A、B 中的压强分别为 pA、pB 则它们与外界大气压强 p0 间的大小关系应为________; (2)当输液瓶悬挂高度与输液软管内径确定的情况下,药液滴注的 速度是________。(填“越滴越快”、“越滴越慢”或“恒定”) 答案:(1)pB>p0>pA (2)恒定

解析:(1)因 a 管与大气相通,故可以认为 a 管上端处压强即为大 气压强,这样易得 pA<p0,而 pB>p0,即有 pB>p0>pA。 (2)当输液瓶悬挂高度与输液软管内径确定时,由于 a 管上端处的 压强与人体血管中的压强都保持不变,故 b 管中间气体部分的压强也 不变,所以药液滴注的速度是恒定不变的。 6.粗细均匀的玻璃管,一端封闭,长为 12cm,一个潜水员手持 玻璃管开口向下潜入水中,当潜到水下某深度时看到水进入玻璃管中 2cm,求潜水员潜入水中的深度。(取水面上大气压强 p0=1.0×105Pa, g 取 10m/s2) 答案:2m 解析:设潜水员潜入水下的深度为 h,玻璃管的横截面积为 S,管 内气体的初状态:p0,12S,末状态:p0+ρgh,10S。 0.2p0 由玻意耳定律,得 p0· 12S=(p0+ρgh)· 10S,得 h= ρg =2m。

7.

如图为气压式保温瓶的原理图,保温瓶内水面与出水口的高度差 为 h,瓶内密封空气体积为 V,设水的密度为 ρ,大气压强为 p0,欲使

水从出水口流出,瓶内空气压缩量 ΔV 至少为多少?(设瓶内弯曲管的 体积不计,压前水面以上管内无水,温度保持不变,各物理量的单位 均为国际单位) 答案: ρghV p0+ρgh

解析:压水前:p1=p0,V1=V 压水后水刚流出时:p2=p0+ρgh V2=V-ΔV,由玻意耳定律:p1V1=p2V2 即 p0V=(p0+ρgh)(V-ΔV) 解得 ΔV= ρghV 。 p0+ρgh


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