(完整版)2016-2017学年高中物理第八章气体第1节气体的等温变化课时训练

气体的等温变化题组一气体的压强与等温变化图象卜列图象能正确.为了将空气装入气瓶内，现将一定质量的空气等温压缩，空气可视为理想气体。卜列图象能正确表示该过程中空气的压强p和体积V关系的是 （ ）解析：由气体等温变化的玻意耳定律pV=C®B、C正确。答案：BC.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，已知大气压强的大小相当于Hcm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）cm高的水银柱产生的压强B.此时封闭气体的压强相当于 （H-h）cm高的水银柱产生的压强C.此时封闭气体的压强相当于 （H+hcm高的水银柱产生的压强D.此时封闭气体的压强相当于 （H-L）cm高的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=0得p气=p0-ph即p气相当于（H-h）cm高的水银柱产生的压强，选项B正确。答案：B3.如图所示是一定质量的某种气体状态变化的p-V图象，气体由状态A变化到状态3.如图所示是一定质量的某种气体状态变化的体分子平均速率白^变化情况是（ ）A.一直保持不变B.一直增大C.先减小后增大D.先增大后减小解析:Z4Z4tj»V过AB直线作几条等温线，如图所示。由图象可知，PaVA=PbVb,所以AB两状态的温度相等,在同一等温线上，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的过程中温度应先升高后降低，分子平均速率先增大后减小。答案：D4.如图所示，竖直放置的弯曲管A端开口，B端封闭，密度为p的液体将两段空气封闭在管内 ，管内液面高度差分别为hi、h2和h3,则B端气体的压强为(已知大气压强为po)( )A.po-pg(hi+h2-h3)B.po-pg(hi+h3)C.po-pg(hi+h3-h2)D.po-pg(hi+h2)解析:因pc=po-pgh3=pB+pghi,故pB=po-pg(h3+hi),B项正确。答案：B.求图中被封闭气体A的压强，其中甲、乙、丙图中的玻璃管内都灌有水银 ，丁图中的小玻璃管浸没在水中。大气压强po=1.01X105Pa(po大小等同于76cm高水银柱产生的压强)，g取10m/s2,p水=1x103kg/m3)。解析：(1)如题图甲所示解析：(1)如题图甲所示，pA=p0-ph=p0-p0=p0=XI.01X105Pa~0.877X105Pa。(2)如题图乙所示，pA=p0-ph'=p0-Pa~0.943X105Pa。(3)如题图丙所示，pB=0+ph2=p0+35 576 76pA=pB-ph1= p0- p0=1076sin30is76po=8：1p0=po=967671TfiPo=71一 一(2)如题图乙所示，pA=p0-ph'=p0-Pa~0.943X105Pa。(3)如题图丙所示，pB=0+ph2=p0+35 576 76pA=pB-ph1= p0- p0=1076sin30is76po=8：1p0=po=967671TfiPo=71一 一5X1.01X10XI.01X105Pa~1.143X105Pa。xi.01X105Pa~1.076X105Pa。题组二玻意耳定律的应用TOC\o"1-5"\h\z.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，由于温度不变，故分子的平均动能不变，据玻意耳定律得1 m m2 % %P1V1=2p1V2,解得V2= V,p1= ,p2=可得p1可得p1=答案：BCzp2,即p2=2P1,故B、C正确。.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( )A体积不变，压强变小B,体积变小，压强变大C,体积不变，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=CM知压弓虽变大,选项B正确。答案：B.在“探究气体等温变化的规律”实验中，封闭气体如图所示，U形管粗细均匀，右端开口，已知外界大气压相当于76cm高的水银柱产生的压强，图中给出了空气的两个不同的状态。cm高的水银柱产生的压强；乙图空气压强相当于（1）cm高的水银柱产生的压强；乙图空气压强相当于（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）为横坐标来彳^图，你认为他这样做能方便地看出 p与V间的关系吗？答：（选填“能”或“不能”）。解析：（1）甲图中空气压强为大气压强 ，乙图中空气压强相当于（76cm+4cm）水银柱产生的压强。（2）由玻意耳定律PlVl=P2V2,即Pll1S=p2l2s即Pll1=P2l2（11、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，但曲线未必表示反比关系，所以应再作出p-'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。答案：（1）76 80（2）正确（3）不能.如图所示，粗细均匀、导热良好、装有适量水银的 U形管竖直放置，右端与大气相通，左端封闭气柱长l1=20cm（可视为理想气体）,两管中水银面等高。现将右端与一低压舱 （未画出）接通，稳定后右管水银面高出左管水银面 h=10cm。（环境温度不变，大气压强为pc）求稳定后低压舱内的压强。解析：设U形管横截面积为S右端与大气相通时左管中封闭气体压强为 p1,右端与一低压舱接通后左管中封闭气体的压强为p2,气柱长度为12,稳定后低压舱内的压强为 p。左管中封闭气体发生等温变化，根据玻意耳定律得TOC\o"1-5"\h\zp1V=p2V ①p1=pc ②p2=p+ph ③\o"CurrentDocument"V=11S ④\o"CurrentDocument"V=l2S ⑤

由几何关系得h=2(l2-l1) ⑥联立①②③④⑤⑥式，代入数据得P= ^00答案：》10.把一端封闭的粗细均匀的玻璃管放在倾角为 30。的斜面上，开始时让玻璃管不动，管中有一段16cm长的水银柱将长为20cm的空气封入管内，如果让玻璃管在斜面上加速下滑 ，如图所示。已知吏玻璃管与斜面间的动摩擦因数 \外界大气压强为p0(p0大小等同于76cm高的水银柱产生的压强，求玻璃管沿斜面匀加速下滑时 ，封闭的气柱长度为多少被斜面足够长，能保证玻璃管稳定匀加速下滑。解析：设水银柱和玻璃管的质量分别为 m和M以水银柱和玻璃管为研究对象 ，根据牛顿第二定律得(m+Mgsin30°-(m+Mgcos30°=(m+屿，g得a=工。以水银柱为研究对象，设管的横截面积为S,根据牛顿第二定律得pcS+msin30°-pS=ma因为m=pIS,l=16cm,所以管内气体压强为里=空p=p)+ p0由于气体等温变化，可知(76+8)X20=80L,L=21cm。答案:21cm限时达标综限时达标综(建议用时:30分钟)10m深处，它的体积约变为原来体积的)(温度不变，水1.一个气泡由湖面下 10m深处，它的体积约变为原来体积的)(温度不变，水的密度为1.0X103kg/m3,g取10m/s2)(A.3倍 B.2倍C.1.5倍D.0.7解析：根据玻意耳定律有眩=包=pd5l=制_3%pzpo+m加士网Wo2答案：C一定质量的气体由状态 A沿直线变到状态B的过程如图所示，AB位于同一双曲线上，则此变化过程中，温度（ ）A.一直下降 B.先上升后下降C.先下降后上升D.一直上升解析：可作出过直线AB上各点的等温线与过A、B两点的等温线进行比较。答案：B.如图所示，汽缸内封闭一定质量的气体。不计活塞与缸壁间的摩擦 ，保持温度不变，当外界大气压强变化时，不发生改变的是（ ）A.封闭气体的压强B.封闭气体的体积C.弹簧的弹力D.汽缸底部离地面的高度解析：对汽缸有p0S=pS+Mgpo变，则p变，因为温度不变,则V变化,A、B错误；对整体有kx=（M+mg,弹簧的弹力不变，活塞高度不变，汽缸底部离地面高度发生变化 ，C正确,D错误。答案：C.空气压缩机的储气罐中储有 1.0atm的空气6.0L,现再充入1.0atm的空气9.0L。设充气过程为等温过程，空气可看作理想气体，则充气后储气罐中气体压强为 （ ）A.2.5atm B.2.0atmC.1.5atm D.1.0atm解析：根据玻意耳定律有p1V+p2V=pV3,解得p3=2.5atm。答案：A.一名质量为60kg的同学为了表演“轻功”，他用打气筒给4只相同的气球充以相等质量的空气（可视为理想气体，然后将这4只气球以相同的方式放在水平放置的木板上 ，在气球的上方放置一轻质塑料板，如图甲、乙所示。为了估算气球内气体的压强 ，这位同学在气球的外表面涂上颜料 ，在轻质塑料板面向气球一侧表面贴上间距为 2.0cm的方格纸。表演结束后，留下气球与方格纸接触部分的“印迹”如图丙所示。若表演时大气压强为 1.013X105Pa,g取10m/s2,则气球内气体的压强为Pa。(取四位有效数字)解析：以球壁为研究对象，内部气体的压强等于大气压与塑料板产生的压强之和 ，即p内=0+。从图中数据得4个“印迹”共376格，即S=376X4X10-4m2=0.1504m2,代入上式，可得p内=1.053X105Pa。5答案：1.053X10.如图，一定质量的气体温度保持不变 ，最后U形管两臂中的水银面相齐，烧瓶中气体体积为800mL;现用注射器向烧瓶中注入200mL水，稳定后两臂中水银面的高度差为 25cm,不方tU形管中气体的体积。求：(1)大气压强相当于多少cm高的水银柱所产生的压强；(2)当U形管两边水银面的高度差为 45cm时，烧瓶内气体的体积是多少。解析:(1)初状态：p1=p0,V=800mL注入水后的末状态:p2=p0+pAhV2=600mL由p1V1=pW得pV=(pc+pAh)V2代入数据解得p。大小相当于75cm高水银柱所产生压强。(2)当U形管两边水银面的高度差为 45cm时，压强为p3=p0+pAh',体积为V3,由p3V3=pM得n叫_SO0X7&~P3~~uoV= mL=500mL。答案：(1)75cm(2)500mL.如图，容积为Vi的容器内充有压缩空气。容器与水银压强计相连 ，压强计左右两管下部由软胶管相连。气阀关闭时，两管中水银面等高，左管中水银面上方到气阀之间空气的体积为 %。打开气阀，左管中水银面下降；缓慢地向上提右管，使左管中水银面回到原来高度，此时右管与左管中水银面的高度差为ho已知水