第八章第1节-气体的等温变化-2020高中物理选修3-3训练课件

01气体的等温变化课时1封闭气体的玻意耳定律计算题型1气体状态参量及气体压强解析课时1封闭气体的玻意耳定律计算刷基础1．[山东济宁鱼台一中2019高二下月考](多选)一定质量的气体，在等温变化中，下列物理量发生变化的是()A．分子的平均速率B．单位体积内的分子数C．气体的压强D．分子总数一定质量的气体，温度不变，分子的总数及分子平均速率均不变，但其压强会随体积的变化而变化，体积变化，单位体积内的分子数也会发生变化，故选B、C.BC解析刷基础2.[吉林省吉林市第五十五中学2019高二下期中]如图所示，竖直放置的弯曲管A端开口，B端封闭，密度为ρ的液体将两段空气柱封闭在管内，管内液面高度差分别为h1、h2和h3，则B端气体的压强为(已知大气压强为p0)()A．p0－ρg(h1＋h2－h3)B．p0－ρg(h1＋h3)C．p0－ρg(h1＋h3－h2)D．p0－ρg(h1＋h2)求B端气体的压强，要从A端开始依次向B端进行分析．中间封闭气体的压强p等于外界大气压强p0和高为h3的液柱产生的压强差，即p＝p0－ρgh3，而B端气体的压强pB等于中间封闭气体的压强和高为h1的液柱产生的压强差，即pB＝p－ρgh1，由以上两式可得pB＝p0－ρg(h1＋h3)，故选B.B课时1封闭气体的玻意耳定律计算解析刷基础3.[湖北荆州中学2019高二下月考]如图所示，一个横截面积为S的圆桶形容器竖直放置，金属圆板的上表面是水平的，下表面是倾斜的，下表面与水平面的夹角为θ，圆板的质量为m，不计圆板与容器内壁的摩擦．若大气压强为p0，则被圆板封闭在容器中的气体的压强p等于()D课时1封闭气体的玻意耳定律计算题型2液体密封气体的计算解析刷基础4．[广东佛山一中2018高二下段考]如图所示为两端开口的U形直管，右侧直管中有一部分空气被一段水银柱与外界隔开，若在右侧直管中再注入一些水银，则平衡后(外界温度恒定)（）A．两侧水银面A、B高度差h减小B．两侧水银面A、B高度差h增大C．右侧封闭气柱体积变大D．两侧水银面A、B高度差h不变设大气压为p0，由题图可知，右侧封闭气体压强p＝p0＋ρgh右＝p0＋ρgh，向右管内注入一些水银，h右变大，则p变大，p0不变，由p＝p0＋ρgh可知，h变大，气体温度不变，压强p变大，由玻意耳定律pV＝C可知，气体体积减小，故B正确，A、C、D错误．B课时1封闭气体的玻意耳定律计算解析刷基础5．[黑龙江大庆实验中学2019高二下月考]如图所示，上端封闭的玻璃管，开口向下，竖直插在水银槽内，管内长度为h的水银柱将一段空气柱封闭，现保持槽内水银面上玻璃管的长度l不变，将管向右倾斜30°，若水银槽内水银面的高度保持不变，待再次达到稳定时，则下列说法中不正确的是(外界环境温度保持恒定)()A．管内水银柱产生的压强变大B．管内水银柱的长度变大C．管内空气柱的密度变大D．管内空气柱的压强变大管内水银柱产生的压强为p水银＝ρghcosθ，则将管向右倾斜，可知管内水银柱产生的压强变小；管内气体的压强p＝p0－p水银，可知管内空气柱的压强变大；温度不变，根据pV＝C可知管内气体的体积减小，管内气体的密度变大，水银柱的长度变大，故选项A错误，B、C、D正确；此题选择不正确的选项，故选A.A课时1封闭气体的玻意耳定律计算解析刷基础6．(多选)如图所示，一粗细均匀的U形管竖直放置，A侧上端封闭，B侧上端与大气相通，下端开口处开关K关闭；A侧空气柱的长度为l＝9.0cm，B侧水银面比A侧的高h＝5.0cm.现将开关K打开，从U形管中放出部分水银，当两侧水银面的高度差为h1＝3.0cm时将开关K关闭．已知大气压强p0＝75.0cmHg，环境温度不变．则下列说法正确的是()A．此时A侧气体压强为72.0cmHgB．此时A侧空气柱长度为10.0cmC．此后再向B侧注入水银，使A、B两侧的水银面达到同一高度，则注入的水银在管内的长度为3.8cmD．此后再向B侧注入水银，使A、B两侧的水银面达到同一高度，则注入的水银在管内的长度为3.4cmABC课时1封闭气体的玻意耳定律计算解析刷基础7．[吉林吉化第一高级中学2019高二期中](多选)如图所示是医院给病人输液的部分装置示意图，在输液过程中(外界环境温度保持恒定)()A．A瓶中的药液先用完B．B瓶中的药液先用完C．随着液面下降，A瓶内C处气体压强逐渐增大D．随着液面下降，A瓶内C处气体压强保持不变药液从B瓶中流下，封闭气体体积增大，温度不变，根据玻意耳定律知，气体压强减小，A瓶中C处气体将A瓶中药液压入B瓶补充，使B瓶液面保持不变，直到A瓶药液全部流入B瓶，所以A瓶中的药液先用完，故A正确，B错误；A瓶瓶口处压强和大气压相等，但液面下降，药液产生压强减小，因此A瓶内C处封闭气体压强增大，故C正确，D错误．AC课时1封闭气体的玻意耳定律计算解析刷基础8．如图所示，内径均匀的玻璃管长L＝100cm，其中有一段长h＝15cm的水银柱把一部分空气封闭在管中，当管开口向上竖直放置时，封闭气柱A的长度L1＝30cm，现将玻璃管在竖直平面内缓慢转过180°至开口向下，之后保持竖直，把开口端向下缓慢插入水银槽中，直至B端气柱长L2＝30cm时为止，已知大气压强p0＝75cmHg，整个过程中温度保持不变，求：(1)玻璃管旋转后插入水银槽前，管内气柱B的长度；(2)玻璃管插入水银槽稳定后，管内气柱A的长度．(1)40cm(2)540/17cm课时1封闭气体的玻意耳定律计算题型3活塞和汽缸内密封气体的计算解析课时1封闭气体的玻意耳定律计算刷基础9．(多选)如图所示，一导热性能良好的金属汽缸静放在水平面上，活塞与汽缸壁间的摩擦不计．汽缸内封闭了一定质量的理想气体．现缓慢地向活塞上倒一定质量的沙土，忽略环境温度的变化，在此过程中()A．汽缸内气体的内能增大B．汽缸内气体分子平均动能增大C．汽缸内气体密度增大D．单位时间内撞击汽缸内壁单位面积上的分子数增多金属汽缸导热性能良好，由于热交换，汽缸内封闭气体温度与环境温度相同，保持不变，向活塞上倒一定质量的沙土时气体等温压缩，气体的内能不变，故A错误；温度不变，则汽缸内气体分子平均动能保持不变，故B错误；汽缸内封闭气体被压缩，体积减小，而质量不变，则汽缸内气体密度增大，故C正确；温度不变，气体分子的平均动能不变，平均速率不变，等温压缩时，根据玻意耳定律可知，气体压强增大，则单位时间内撞击汽缸内壁单位面积上的分子数增多，故D正确．CD解析课时1封闭气体的玻意耳定律计算刷基础10．如图所示为一导热汽缸，内封有一定质量理想气体，活塞与汽缸壁的接触面光滑，活塞上方用弹簧悬挂．活塞质量m与汽缸质量M，大气压p0，活塞横截面积S均为已知，则缸内压强为多少；另当周围环境温度不变，大气压缓慢增大后，下列说法正确的是()A解析课时1封闭气体的玻意耳定律计算刷基础11．[福建莆田一中2019高三上期末]如图所示，固定不动的竖直圆筒的上部是开口封闭、直径较小的细筒，下部是直径较大的粗筒，粗筒横截面积是细筒的3倍．细筒内封闭有一定质量的理想气体Ⅰ，气柱长L1＝25cm；粗筒中有A、B两个轻质活塞，A、B间充满空气Ⅱ(可视为理想气体)，两个活塞之间的筒壁上有一个小孔．两活塞与筒壁间密封良好，不计活塞和筒壁间的摩擦．开始时，A、B活塞间的空气柱长L2＝28cm，小孔到活塞A、B的距离相等，并与外面的大气相通，两个活塞都处于平衡状态，活塞A上方有高H＝15cm的水银柱，水银面与粗筒上端相平．现使活塞B缓慢上移，直至将水银质量的推入细筒中(设整个过程中气柱的温度不变，大气压强为p0＝75cmHg)．求：(1)此时气体Ⅰ的压强；(2)活塞B向上移动的距离．(1)150cmHg(2)27cm解析课时1封闭气体的玻意耳定律计算刷基础12．[湖北宜昌葛洲坝中学2019高二下月考]如图所示，活塞把密闭汽缸分成左、右两个气室，每室各与U形管压强计的一臂相连，压强计的两臂截面处处相同，U形管内盛有密度为ρ＝7.5×102kg/m3的液体．开始时左、右两气室的体积都为V0＝1.2×10－2m3，气压都为p0＝4.0×103Pa，且液体的液面处在同一高度．如图所示，现缓慢向左推进活塞，直到液体在U形管中的高度差h＝40cm，求此时左、右气室的体积V1、V2.(假定两气室的温度保持不变，计算时可以不计U形管和连接管道中气体的体积，g取10m/s2)V1＝8.0×10－3m3V2＝1.6×10－2m3题型4等温变化图象解析课时1封闭气体的玻意耳定律计算刷基础13．[江苏扬州邗江中学2019高二下期中]用注射器做“探究气体等温变化规律”的实验中，取几组p、V值后，用p作纵坐标，1/V作横坐标，画出p－1/V图象是一条直线，把这条直线延长后未通过坐标原点，而与横轴相交，如图所示，可能的原因是()A．各组数据的取值范围太小B．堵塞注射器小孔的橡胶套漏气C．在实验中用手握住注射器而没能保持温度不变D．压强的测量值偏小根据玻意耳定律知pV＝C，取值范围太小会使图线过短，不影响图线位置，选项A错误；由于图线p－1/V为直线，故气体质量、温度不变，与B、C不符，选项B、C错误；因为图象的交点在横轴上，即测量的压强为0时就有一定的体积，故在测量过程中压强测量值偏小，选项D正确．D★易错点只考虑液体压强而忽略大气压强解析课时1封闭气体的玻意耳定律计算刷易错14．一个气泡由湖面下20m深处缓慢上升到湖面下10m深处，它的体积约变为原来体积的()A．3倍B．2倍C．1.5倍D.0.7一般每下降10m水深压强增加1atm，所以在20m深处气泡压强为3atm，在10m深处气泡压强为2atm，根据玻意耳定律，压强变为原来的2/3，体积应变为原来的1.5倍，故选C.C易错分析求液体中密封气体压强，不可只考虑气体上方液体在此产生的压强，还要考虑液体上方大气压，若未考虑大气压强，就会误选B.解析刷提升1．一U形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一光滑的轻活塞．初始时，管内汞柱及空气柱长度如图所示．现在左侧活塞上放置一个能产生69.0cmHg压强的物体，使活塞下降9.42cm.已知玻璃管的横截面积处处相同；在活塞向下移动的过程中，没有发生气体泄漏；大气压强p0＝75.0cmHg，环境温度不变．求：(结果保留三位有效数字)(1)右侧液柱上升的长度；(2)右侧气体的压强．(1)7.50cm(2)144cmHg课时1封闭气体的玻意耳定律计算解析刷提升2．在一端封闭、内径均匀的光滑直玻璃管内，有一段长为h＝16cm的水银柱封闭着一定质量的理想气体．当玻璃管水平放置达到平衡时如图甲所示，被封闭气柱的长度l1＝23cm；当管口向上竖直放置时，如图乙所示，被封闭气柱的长度l2＝19cm.已知重力加速度g＝10m/s2，不计温度的变化．求：(1)大气压强p0(用cmHg表示)；(2)当玻璃管开口向上以a＝5m/s2的加速度匀加速上升时，水银柱和玻璃管相对静止时被封闭气柱的长度．(1)76cmHg(2)17.48cm课时1封闭气体的玻意耳定律计算解析刷提升3．如图所示，在倾角为θ的光滑斜面末端固定着一个足够长的导热汽缸，汽缸里用活塞封闭着一定质量的理想气体，活塞的质量为m，横截面积为S，活塞到缸底的距离为d，现把一个带有轻杆的物体放在斜面上，轻杆与斜面平行，轻杆下端放在活塞上．已知物体质量为M，大气压强为p0.重力加速度为g，活塞在运动过程中所受的摩擦力可以忽略不计，环境温度保持不变，求：(1)刚释放物体的瞬间，物体的加速度大小；(2)稳定后，活塞到汽缸底面的距离．课时1封闭气体的玻意耳定律计算解析刷提升4．[江西南昌二中2019高二下月考]如图，一质量不计、可上下自由移动的活塞将理想气体封闭在圆筒内，筒的侧壁为绝缘体，下底M及活塞D均为导体并按图连接，活塞面积S＝2cm2.闭合开关前，DM间距l1＝5μm，闭合开关后，活塞D与下底M分别带有等量异种电荷，并各自产生匀强电场(D与M间的电场为各自产生的电场的叠加)，在电场力作用下活塞D发生移动．稳定后，DM间距l2＝4μm，电压表读数为2V.(1)求出活塞受到的电场力大小F(大气压强p0＝1.0×105Pa，活塞移动前后气体温度不变);(2)求出活塞D所带电荷量q.(1)5N(2)2×10－5C课时1封闭气体的玻意耳定律计算01气体的等温变化课时2充气、抽气和灌气等问题解析课时2充气、抽气和灌气等问题刷基础1．[重庆市第一中学2019高二下月考]一只轮胎容积为V＝8L，已装有p1＝1atm的空气．现用打气筒给它打气，已知打气筒的容积为V0＝1L，设打气过程中轮胎容积及气体温度维持不变，大气压强p0＝1atm，要使轮胎内气体压强达到p2＝2.5atm，应至少打多少次气()A．8次B．10次C．12次D．15次设打气n次，根据玻意耳定律pV＝p′V′即1atm×(8＋1×n)L＝2.5atm×8L，解得n＝12，选项A、B、D错误，C正确．C解析课时2充气、抽气和灌气等问题刷基础2．[黑龙江大庆实验中学2019高二下月考]某容积为40L的氧气瓶装有30atm的氧气，现把氧气分装到容积为5L的小钢瓶中，使每个小钢瓶中氧气的压强为5atm，如果每个小钢瓶中原有氧气压强为1atm，能分装的瓶数(设分装过程无漏气，且温度不变)()A．40瓶

B．48瓶C．50瓶

D．60瓶C解析课时2充气、抽气和灌气等问题刷基础3．医院某种型号的氧气瓶的容积为0.8m3，开始时瓶中氧气的压强为10标准大气压．假设病人在一种手术过程中吸氧量相当于1标准大气压的氧气0.4m3.当氧气瓶中的压强降低到2标准大气压时，需重新充气．若氧气的温度保持不变，求这种型号氧气瓶重新充气前，1瓶可供病人在这种手术过程中吸氧多少次？氧气瓶充满气后压强为p1＝10atm，体积为V1＝0.8m3，压强减少到p2＝2atm时体积为V2，则p1V1＝p2V2，重新充气前用去的氧气压强为p2时体积为V3，则V3＝V2－V1，设用去的氧气在1标准大气压下体积为V4，则p2V3＝p4V4，设可供病人吸氧n次，则n＝V4/V0＝16次．16解析课时2充气、抽气和灌气等问题刷基础4．[山东潍坊2019高二期中]如图所示为高楼供水系统示意图，压力罐甲、乙与水泵连接，两罐为容积相同的圆柱体，底面积为0.5m2、高为0.7m，开始两罐内只有压强为1.0×105Pa的气体，阀门K1、K2关闭，现启动水泵向甲罐内注水，当甲罐内气压达到2.8×105Pa时水泵停止工作，当甲罐内气压低于1.2×105Pa时水泵启动，设整个过程气体温度不变，求：(1)甲罐内气压达到2.8×105Pa时注入水的体积；(2)打开阀门K1，水流入乙罐，达到平衡前水泵是否启动．(1)0.225m3(2)未启动解析课时2充气、抽气和灌气等问题刷基础5．[广西柳州2019高二下期中]一容器的容积为V，里面原有空气的压强等于外界大气压p0.现用一容积为V0、长度为L的圆柱形气筒对其打气，如图所示，每次打气，活塞移动距离均为L.设温度始终不变，不计连接管的体积．问：(1)求第1次打气后，容器中气体压强p1；(