高中物理第八章气体1气体的等温变化练习含解析新人教版选修3 - 3

1 气体的等温变化

课后篇巩固提升 基础巩固

1.描述一定质量的气体状态的参量是指( )

A.质量、温度、密度 C.质量、压强、温度 答案B 2.(多选)如图所示,D→A→B→C表示一定质量的某种气体状态变化的一个过程,则下列说法正确的是( )

B.温度、体积、压强 D.密度、压强、温度

解析气体状态参量是指温度、压强和体积,故选项B正确。

A.D→A是一个等温过程 B.A→B是一个等温过程 C.TA>TB

D.B→C过程中,气体体积增大、压强减小、温度不变

解析D→A是一个等温过程,A正确;BC是等温线,而A到B温度升高,B、C错误;B→C是一个等温过程,V增大,p减小,D正确。 答案AD 3.

一端封闭的玻璃管倒插入水银槽中,管竖直放置时,管内水银面比管外高h,上端空气柱长为l,如图所示,已知大气压强相当于h0高的水银柱产生的压强,下列说法正确的是( ) A.此时封闭气体的压强相当于(l+h)高水银柱产生的压强 B.此时封闭气体的压强相当于(h0-h)高水银柱产生的压强 C.此时封闭气体的压强相当于(h0+h)高水银柱产生的压强 D.此时封闭气体的压强相当于(h0-l)高水银柱产生的压强

解析取等压面法,选管外水银面为等压面,则由p气+ph=p0,得p气=p0-ph,即p气= p0,选项B正确。

- 答案B 4.

1

(多选)如图所示,封闭着理想气体的汽缸挂在弹簧测力计下,弹簧测力计的示数为F。已知汽缸的质量为m1,活塞质量为m2,横截面积为S,活塞与缸体间摩擦不计,外界大气压强为p0,则缸内的压强为 A.p0- C.p0+

- ( )

B.p0- D.p0+ -

解析对活塞和汽缸整体受力分析,受重力和弹簧的拉力作用,根据平衡条件,有(m2+m1)g=F,对活塞受力分析,受内外气体压力差和重力,根据平衡条件,有m2g=(p0-p)S,联立解得p=p0- 或p=p0+ ,A、C两项正确,B、D两项错误。 答案AC 5.(多选)如图所示,内径均匀、两端开口的V形管,B支管竖直插入水银槽中,A支管与B支管之间的夹角为θ,A支管中有一段长为h的水银柱保持静止,下列说法中正确的是( )

-

A.B管内水银面比管外水银面高h B.B管内水银面比管外水银面高hcos θ C.B管内水银面比管外水银面低hcos θ

D.管内封闭气体的压强比大气压强小hcos θ高水银柱产生的压强

解析以A管中的水银柱为研究对象,则有pS+hScos θ=p0S,B管内压强p=p0-hcos θ,显然p

B管内水银面要比槽内水银面高出hcos θ。B、D正确。

答案BD 6.

如图所示,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( )

2

A.体积不变,压强变小 C.体积不变,压强变大 答案B B.体积变小,压强变大 D.体积变小,压强变小

解析水位升高,封闭气体体积减小,由玻意耳定律pV=C可知压强变大,选项B正确。

7.(多选)如图是一定质量的气体在不同温度下的两条p-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.T1>T2 D.T1

解析一定质量的气体温度不变时,pV=常量,所以其p- 图线是过原点的直线,选项A错误,选项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T1

(1)将针管水平固定,拔下橡皮帽,向右将活塞从针管中抽出; (2)用天平称出活塞与固定在其上的支架的总质量为M; (3)用游标卡尺测出活塞直径d;

(4)再将活塞插入针管中,保持针管中有一定质量的气体,并盖上橡皮帽,此时,从针管上可读出气柱体积为V1,如图所示;

(5)将弹簧测力计挂钩钩在活塞支架上,向右水平缓慢拉动活塞到一定位置,此时,弹簧测力计读数为F,气柱体积为V2。

试用以上的直接测量数据,写出大气压强的最终表达式p0= ,本实验中第 实验步骤是多余的。

解析开始时气体的压强为p0,向右水平缓慢拉动活塞到一定位置,弹簧测力计读数为F时气体的压强p1:

p1=p0-=p0-

=p0- 3

该过程中温度不变,则:p0V1=p1V2 整理得:p0= -

由上面的式子可知,在表达式中,与活塞及固定在其上的支架的总质量无关,所以步骤(2)是多余的。 答案9.

- (2)

如图所示,U形管两臂粗细不等,开口向上。右端封闭的粗管横截面积是左端开口的细管横截面积的3倍,管中装入水银,大气压强p0相当于76 cm水银柱产生的压强,即101 kPa。左端开口,管中水银面到管口距离为11 cm,且水银面比封闭管内高4 cm,右端封闭管内空气柱长为11 cm。现将开口端用小活塞封住,并缓慢推动活塞,使两管液面相平,推动过程中管中的气体温度始终保持不变。试求: (1)粗管中气体的最终压强; (2)活塞推动的距离。

解析设左管横截面积为S,则右管横截面积为3S。

(1)以右管封闭气体为研究对象,p1=

p0,V1=11 cm×3S,V2=10 cm×3S

由玻意耳定律,有p1·V1=p2·V2,则p2≈117 kPa (2)以左管被活塞封闭气体为研究对象,

p1=p0,V1=11 cm×S,p2= p0

由玻意耳定律,有p1V1=p2V2, 解得V2=9.5 cm×S

活塞推动的距离l=11 cm+3 cm-9.5 cm=4.5 cm。 答案(1)117 kPa (2)4.5 cm

能力提升

1.(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,据玻意耳定律得

p1V1=2p1V2,得V2= V1

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