2017-2018学年高中物理人教版选修3-3教学案：第八章 第1节 气体的等温变化 Word版含解析正式版

意义 1正比，在p -图上的等温线应是过原点V的直线 p与V成反比，因此等温过程的p-V图像是双曲线的一支 一定质量的气体，温度越高，气体压强与体积的乘积必然越大，在p -V图上的等温线就越高，图中t2＞t1 温度高低 直线的斜率为p与V的乘积，斜率越大，pV乘积越大，温度就越高，图中t2＞t1

[典例]

如图8-1-10所示是一定质量的某种气体状态变化的p -V图像，气体由状态A变化到状态B的过程中，气体分子平均速率的变化情况是( )

图8-1-10

A．一直保持不变 B．一直增大 C．先减小后增大 D．先增大后减小 [思路点拨]

(1)温度是分子平均动能的标志，同种气体温度越高，分子平均动能越大，分子平均速率越大。

(2)温度越高，pV值越大，p-V图像中等温线离坐标原点越远。 [解析]由图像可知，pAVA＝pBVB，所以A、B两状态的温度相等，在同一等温线上，可在p-V图上作出几条等温线，如图所示。由于离原点越远的等温线温度越高，所以从状态A到状态B温度应先升高后降低，分子平均速率先增大后减小。

[答案]D

(1)在p-V图像中，不同的等温线对应的温度不同。

(2)在p-V图像中，并不是随意画一条线就叫等温线，如典例图8-1-10。

1. (多选)如图8-1-11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( )

图8-1-11

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

解析：选ABD 根据等温图线的物理意义可知A、B选项对。气体的温度越高时，等温图线的位置就越高，所以C错，D对。

1

2．(多选)如图8-1-12所示为一定质量的气体在不同温度下的两条p -图线。由图可知

V( )

图8-1-12

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

1

B．一定质量的气体在发生等温变化时，其p -V图线的延长线是经过坐标原点的 C．T1＞T2 D．T1＜T2

1

解析：选BD 由玻意耳定律pV＝C知，压强与体积成反比，故A错误。p∝V，所以11

p -图线的延长线经过坐标原点，故B正确。p -图线的斜率越大，对应的温度越高，所以VVT1＜T2，故C错误，D正确。

1．描述气体状态的参量是指( ) A．质量、温度、密度 C．质量、压强、温度

B．温度、体积、压强 D．密度、压强、温度

解析：选B 气体状态参量是指温度、压强和体积，B对。

2．(多选)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：选BC 温度是分子平均动能的标志，由于温度T不变，故分子的平均动能不变， 1

据玻意耳定律得p1V1＝2p1V2，V2＝V1。

2mmρ1＝，ρ2＝，

V1V2

即ρ2＝2ρ1，故B、C正确。

3．一定质量的气体，压强为3 atm，保持温度不变，当压强减小2 atm时，体积变化4 L，则该气体原来的体积为( )

4A. L 38C. L 3

B．2 L D．8 L

解析：选B 由题意知p1＝3 atm，p2＝1 atm，当温度不变时，一定质量气体的压强减小则体积变大，所以V2＝V1＋4 L，根据玻意耳定律得p1V1＝p2V2，解得V1＝2 L，故B正确。

4.如图1所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量。设温度不变，洗衣缸内水位升高。则细管中被封闭的空气 ( )

图1

A．体积不变，压强变小 C．体积不变，压强变大

B．体积变小，压强变大 D．体积变小，压强变小

解析：选B 由题图可知空气被封闭在细管内，缸内水位升高时，气体体积减小；根据玻意耳定律，气体压强增大，B选项正确。

5. (多选)如图2所示，是某气体状态变化的p-V图像，则下列说法正确的是( )

图2

A．气体做的是等温变化

B．从A到B气体的压强一直减小 C．从A到B气体的体积一直增大 D．气体的三个状态参量一直都在变

解析：选BCD 一定质量的气体的等温过程的p-V图像即等温曲线是双曲线，显然图中所示AB图线不是等温线，AB过程不是等温变化，A选项不正确。从AB图线可知气体从A状态变为B状态的过程中，压强p在逐渐减小，体积V在不断增大，则B、C选项正确。又因为该过程不是等温过程，所以气体的三个状态参量一直都在变化，D选项正确。

6.如图3所示，一圆筒形汽缸静置于地面上，汽缸筒的质量为M，活塞(连同手柄)的质量为m，汽缸内部的横截面积为S，大气压强为p0。现用手握住活塞手柄缓慢向上提，不计汽缸内气体的重量及活塞与汽缸壁间的摩擦，若将汽缸刚提离地面时汽缸内气体的压强为p、手对活塞手柄竖直向上的作用力为F，则( )

图3

mg

A．p＝p0＋S，F＝mg

mg

B．p＝p0＋S，F＝p0S＋(m＋M)g Mg

C．p＝p0－S，F＝(m＋M)g D．p＝p0－

Mg

，F＝Mg S

解析：选C 对整体有F＝(M＋m)g； Mg

对汽缸有Mg＋pS＝p0S，p＝p0－S，选C。

7.长为100 cm的、内径均匀的细玻璃管，一端封闭、一端开口，当开口竖直向上时，用20 cm 水银柱封住l1＝49 cm长的空气柱，如图4所示。当开口竖直向下时(设当时大气压强为76 cmHg，即1×105 Pa)，管内被封闭的空气柱长为多少？

图4