高中物理 第八章气体 第一节气体的等温变化课时练习 新人教版选修3-3

第8章第1节1．一定质量的气体，在等温变化过程中，下列物理量中发生改变的有()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．分子总数答案：BC2．下列图中，p表示压强，V表示体积，T为热力学温度，各图中正确描述一定质量的气体不是等温变化的是()答案：D3．在室内，将装有5atm的6L气体的容器的阀门打开后，从容器中逸出的气体相当于(设室内大气压强p0＝1atm)()A．5atm,3LB．1atm,24LC．5atm,4.8LD．1atm,30L答案：BC解析：当气体从阀门跑出时，温度不变，所以p1V1＝p2V2，当p2＝1atm时，得V2＝30L，逸出气体30L－6L＝24L，B正确．据p2(V2－V1)＝p1V1′得V1′＝4.8L，所以逸出的气体相当于5atm下的4.8L气体．C正确，故应选B、C.4．某同学做“探究气体等温变化的规律”时，测得的数据如下表所示，发现第5组数据中的pV乘积有较大偏差，如果读数和计算无误，那么造成此偏差的原因可能是()实验次序12345p(105Pa)1.211.060.930.800.66V(mL)33.237.843.850.469.2pV(105Pa·mL)40.240.140.740.345.7A.温度升高B．温度降低C．漏入气体D．漏出气体答案：AC5．如图所示，玻璃管中都灌有水银，分别求出几种情况被封闭的气体的压强(设大气压强为76厘米汞柱)．答案：(1)pA＝p0－ph＝71cmHg(2)pA＝p0－ph＝66cmHg(3)pA＝p0＋ph＝(76＋10×sin30°)cmHg＝81cmHg(4)pA＝p0－ph＝71cmHgpB＝pA－ph＝66cmHg6．粗细均匀的玻璃管，一端封闭，长为12cm，一个潜水员手持玻璃管开口向下潜入水中，当潜到水下某深度时看到水进入玻璃管中2cm，求潜水员潜入水中的深度．(取水面上大气压强p0＝1.0×105Pa，g取10m/s2)答案：2m解析：设潜水员潜入水下的深度为h，玻璃管的横截面积为S，管内气体的初状态：p0,12S，末状态：p0＋ρgh,10S.由玻意耳定律，得p0·12S＝(p0＋ρgh)·10S，得h＝eq\f(0.2p0,ρg)＝2m.7．如图为气压式保温瓶的原理图，保温瓶内水面与出水口的高度差为h，瓶内密封空气体积为V，设水的密度为ρ，大气压强为p0，欲使水从出水口流出，瓶内空气压缩量ΔV至少为多少？(设瓶内弯曲管的体积不计，压前水面以上管内无水，温度保持不变，各物理量的单位均为国际单位)答案：eq\f(ρghV,p0＋ρgh)解析：压水前：p1＝p0，V1＝V压水后水刚流出时：p2＝p0＋ρghV2＝V－ΔV，由玻意耳定律：p1V1＝p2V2即p0V＝(p0＋ρgh)(V－ΔV)解得ΔV＝eq\f(ρghV,p0＋ρgh).能力提升1．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变化至状态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B．一直增大C．一直减小D．以上全错答案：D解析：由图象可看出pAVA＝pBVB，所以TA＝TB，但中间过程p、V乘积发生变化，温度发生变化，从而A、B、C全错，只能选D.2．容积为20L的钢瓶内，贮有压强为1.5×107Pa的氧气．打开钢瓶的阀门，让氧气分装到容积为5L的氧气袋中(袋都是真空的)，充气后的氧气袋中氧气压强都是1.0×106Pa，设充气过程不漏气，环境温度不变，则这瓶氧气最多可分装()A．60袋B．56袋C．50袋D．40袋答案：B解析：设可分装n袋，取全部气体研究，据玻意耳定律有：p1V＝p2V＋np2V01．5×107Pa×20L＝1.0×106Pa×20L＋n×1.0×106×5L，解得n＝56，B选项正确．3．(·新海高二检测)在“探究气体等温变化的规律”实验中，封闭的空气如图所示，U型管粗细均匀，右端开口，已知外界大气压为76cm汞柱高，图中给出了气体的两个不同的状态．(1)实验时甲图气体的压强为________cm汞柱高；乙图气体压强为________cm汞柱高．(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)数据测量完后在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)为横坐标来作图，你认为他这样做能方便地看出p与V间的关系吗？答：________.答案：(1)7680(2)正确(3)不能解析：(1)由连通器原理可知，甲图中气体压强为p0＝76cmHg，乙图中气体压强为p0＋4cmHg＝80cmHg.(2)由玻意耳定律p1V1＝p2V2，即p1l1S＝p2l2S，即p1l1＝p2l2(l1(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－eq\f(1,V)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．4．一圆柱形气缸，内部截面积为S，其活塞可在气缸内无摩擦地滑动，气缸内密封有理想气体，外部大气压强为p0，当气缸卧放在水平面上时，活塞距缸底L0，如图所示．当气缸竖直放置且开口向上时，活塞距缸底为eq\f(4,5)L0；当用细绳系住活塞上的钩子，把气缸提离地面时，活塞距缸底为2L0(忽略气体质量，保持温度不变)．求提离地面时，绳中张力多大？答案：eq\f(3,4)p0S解析：气缸由卧放到竖直放置，对缸中气体运用玻意耳定律，有p0L0S＝(eq\f(Mg,S)＋p0)·eq\f(4,5)L0S，可得Mg＝eq\f(1,4)p0S；气缸由卧放到吊起，对缸中气体运用玻意耳定律有：p0L0S＝p′·2L0S，可得p′＝eq\f(1,2)p0，气缸吊起时，以活塞为研究对象，根据力的平衡条件，有FT＋p′S＝Mg＋p0S.所以张力FT＝Mg＋p0S－p′S＝eq\f(3,4)p0S.5．采用如图所示的装置探究一定质量的气体压强与体积的关系时，是通过调节左右水面的高度差达到改变气体压强体积的，某同学用该装置做实验发现pV＝常数，但其他小组的同学得到的常数却不同，这是什么原因？若将该装置带到绕地球运行的卫星上做实验，能达到目的吗？答案：pV＝常数C，该常数与所封入空气的质量及温度有关，不同实验小组的常数C不同，是因为封入的空气的质量不同(在同一实验室里，温度是相同的)．在绕地球运行的人造卫星上，因液体完全失重不产生压强，无法通过调节两管的液面差改变气体的压强，因此用该装置将无法完成探究实验．6．中国是世界上的人口大国，也是自行车的王国，随着社会的不断进步，虽然汽车已经进入家庭，但自行车以其轻便、经济、维修方便等独有的优势，依然成为人们目前重要的交通工具之一，轮胎“跑气”是自行车的常见故障之一，现用活塞气筒向一个容积为V的自行车轮胎内打气，每次能把体积为V0，压强为p0的空气打入自行车轮胎内．若胎内原有空气的压强为p，设打入气体的温度不变，则打了n次后自行车轮胎内气体的压强为多大？并解释为何在打气过程中越打越费劲？答案：p＋neq\f(p0V0,V)，打入气的次