高中物理第八章气体第1节气体的等温变化综合训练新人教版选修3 - 3

答案 B

7．一定质量的理想气体，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

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A. L 38

C. L 3

B．2 L D．8 L

解析 设气体原来的体积为V1，压强为p1后来的体积为V2，则V2＝V1＋4，后来的压强为p2，由玻意耳定律p1V1＝p2V2，且p1＝3 atm，p2＝1 atm，得V1＝2 L，B项正确。

答案 B

8．如图8－1－18所示，在柱形容器中装有部分水，容器上方有一可自由移动的活塞。容器水面浮有一个木块和一个一端封闭、开口向下的玻璃管，玻璃管中有部分空气，系统稳定时，玻璃管内空气柱在管外水面上方的长度为a，空气柱在管外水面下方的长度为b，水面上方木块的高度为c，水面下

方木块的高度为d。现在活 图8－1－18

塞上方施加竖直向下且缓缓增大的力F，使活塞下降一小段距离(未碰及玻璃管和木块)，下列说法中正确的是

A．d和b都减小 C．只有a减小

B．只有b减小 D．a和c都减小

解析 活塞下降一小段距离，则容器中的气体体积减小，压强增大，对于木块露出的部分决定于上、下压强差，故c、d不变；对于玻璃管，浮力等于重力，排开水的体积不变，b不变，玻璃管内气体压强增大，又b不变，故a减小，C正确。

答案 C

9．如图8－1－19所示，玻璃管内封闭了一段气体，气柱长度为l，管内外水银面高度差为h，若温度保持不变，把玻璃管稍向上提起一段距离，则

A．h、l均变大 B．h、l均变小 C．h变大l变小 －19

解析 开始时，玻璃管中的封闭气体的压强p1＝p0－ρgh，上提玻璃管，假设h不变，

D．h变小l变大 图8－1

l变长，由玻意耳定律得，p1l1·S＝p2(l＋Δl)·S，所以气体内部压强小了，大气压p0必

然推着液柱上升，假设不成立，h必然升高一些，最后稳定时，封闭气体的压强p2＝p0－ρg(h

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＋Δh)减小，再根据玻意耳定律，p1l1·S＝p2l2·S，l2＞l1，l变大，故A对。

答案 A

10．如图8－1－20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

A．一直保持不变 图8－1－20 B．一直增大 C．先减小后增大 D．先增大后减小

解析 法一：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。再在p－V图上作出几条等温线，如图所示。由于p、V的乘积越大等温线温度越高，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，故D正确。

法二：在AB上任取一点C，该状态下的压强与体积的乘积pCVC大小表示温度的高低。显然pAVA＝pBVB＜pCVC，故TA＝TB＜TC，分子平均速率是先增大后减小，D正确。

答案 D

二、非选择题(共20分)

11．(8分)设某一足球的容积为5.0 L，内有1.0 atm的空气，欲使球内气压增至2.0 atm，需再向球内打入1.0 atm的空气多少升？(设打气过程中温度不变，足球的容积不变)

解析 把足球内原有的空气和打入的空气取作一定质量的气体，设打入气体的体积为

V，V1＝V＋V0，p1＝1 atm，V2＝5.0 L，p2＝2.0 atm。

根据玻意耳定律p1V1＝p2V2，得p1(V＋V0)＝p2V2。解得V＝5 L。 答案 5 L

12．(12分)如图8－1－21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

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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 图8－1－21

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，p＝76＋4

176p0，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，

p881＝p0，V1＝11 cm×S，p2＝76

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

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