人教版物理选修3-3练习8.2气体的等容变化和等压变化

2气体的等容变化和等压变化
课时过关·能力提升
1.在冬季,剩有半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚,第二天拔瓶口的软木塞时觉得很紧,不易拔出来,主要原因是()
A.软木塞受潮膨胀
B.瓶口因温度降低而收缩变小
C.白天气温升高,大气压强变大
D.瓶内气体因温度降低而压强减小
解析:由于瓶内气体发生等容变化,由查理定,瓶内气体的压强减小,所以不易拔出来。

答案:D
2.一定质量的气体,在体积不变的情况下,温度由0 ℃升高到10 ℃时,其压强的增加量为Δp1,当它由100 ℃升高到110 ℃时,其压强的增加量为Δp2,则Δp1与Δp2之比是()
A.1∶1
B.1∶10
C.10∶110
D.110∶10
解析:气体发生等容变化,这四个状态在同一条等容线上,因ΔT相同,所以Δp也相同。

答案:A
3.一定质量气体的状态经历了如图所示的AB、BC、CD、DA四个过程,其中BC的延长线通过原点,CD垂直于AB且与水平轴平行,DA与BC平行,则气体体积在()
A.AB过程中不断增加
B.BC过程中保持不变
C.CD过程中不断增加
D.DA过程中保持不变
解析:如图,连结OA、OD,OA、OC、OD即为三条等容线,且V B=V C>V A>V D,所以选项A、B正确,选项C、D错误。

答案:AB
4.如图所示,甲、乙为一定质量的某种气体的等容或等压变化图象,关于这两个图象的正确说法是()
A.甲是等压线,乙是等容线
B.乙图中pt线与t轴交点对应的温度是-273.15 ℃,而甲图中Vt线与t轴的交点不一定是-273.15 ℃
C.由乙图可知,一定质量的气体,在任何情况下都是p与t成直线关系
D.乙图表明随温度每升高1 ℃,压强增加相同,但甲图表明随温度的升高压强不变
解析:由查理定律p=CT=C(t+273.15 K)及盖—吕萨克定律V=CT=C(t+273.15 K)可知,题图甲是等压线,题图乙是等容线,故选项A正确;由“外推法”可知两种图线的反向延长线与t轴的交点温度为-273.15 ℃,即热力学温度的0 K,故选项B错误;查理定律及盖—吕萨克定律是气体实验定律,都是在温度不太低、压强不太大的条件下得出的,当压强很大、温度很低时,这些定律就不成立了,故选项C错误;由于图线是直线,故选项D正确。

答案:AD
5.对于一定质量的气体(取T=t+273 K),以下说法正确的是()
A.气体做等容变化时,气体的压强和温度成正比
B.气体做等容变化时,温度升高1 ℃,增加的压强是原来压强
C.气体做等容变化时,气体压强的变化量与温度的变化量成正比
D.由查理定律可知,等容变化中,气体温度从t1升高到t2时,气体压强由p1增加到p2,且
p2=p
解析:一定质量的气体做等容变化,气体的压强跟热力学温度成正比,跟摄氏温度不成正比关系,选项A错误。

根据公式p t=p p0是0 ℃时的压强,Δp B错误。

由公
C正确。

D项p2=p D错误。

答案:C
6.如图所示,两根粗细相同、两端开口的直玻璃管A和B,竖直插入同一水银槽中,各用一段水银柱封闭着一定质量、同温度的空气,空气柱长度l1>l2,水银柱高度h1>h2。

今使封闭气柱降低相同的温度(大气压强保持不变),则两管中气柱上方水银柱的移动情况是()
A.均向下移动,A管移动较多
B.均向上移动,A管移动较多
C.A管向上移动,B管向下移动
D.无法判断
解析:因为在温度降低过程中,被封闭气柱的压强恒等于大气压强与水银柱因自重而产生的压强之和,故封闭气柱均做等压变化。

并由此推知,封闭气柱下端的水银面高度不变。

根据盖—吕萨克定律的分比形式ΔV·V,因A、B管中的封闭气柱,初温T相同,温度降低量ΔT也相同,且ΔT<0,所以ΔV<0,即A、B管中气柱的体积都减小;又因为l1>l2,A管中气柱的体积较大,|ΔV1|>|ΔV2|,A管中气柱减小得较多,故A、B两管气柱上方的水银柱均向下移动,且A管中的水银柱下移得较多。

答案:A
★7.
如图所示,两端开口的弯管,左管插入水银槽中,右管有一段高为h的水银柱,中间封有一段空气,则()
A.弯管左管内外水银面的高度差为h
B.若把弯管向上移动少许,则管内气体体积增大
C.若把弯管向下移动少许,则右管内的水银柱沿管壁上升
D.若环境温度升高,则右管内的水银柱沿管壁上升
解析:被封闭气体的压强按右边计算为p=p0+p h,按左边计算也为p=p0+p h,故左管内外水银面的高度差为h,选项A正确;气体的压强不变,温度不变,故体积不变,选项B错误,选项C正确;压强不变,温度升高,体积增大,右管中水银柱沿管壁上升,选项D正确。

答案:ACD
8.一定质量的气体的Vt图象如图所示,在气体由状态A变化到状态B的过程中,气体的压强()
A.一定不变
B.一定减小
C.一定增大
D.不能判定怎样变化
解析:若BA的延长线交于t轴上-273.15 ℃,则是等压变化,气体压强一定不变;若与t轴交点位于-273.15 ℃的右方,则气体的压强一定减小;若与t轴交点位于-273.15 ℃的左方,则气体的压强一定增大。

答案:D
9.
如图所示,汽缸中封闭着温度为100 ℃的空气,一重物用绳索经滑轮跟汽缸中活塞相连接,重物和活塞都处于平衡状态,这时活塞离汽缸底的高度为10 cm。

如果缸内空气变为0 ℃,重物将上升多少厘米? 解析:汽缸中气体发生的是等压变化,初状态V1=10 cm·S,T1=373 K;末状态V2=lS,T2=273 K。

V2=7.32 cm·S,
即活塞到缸底的距离为7.32 cm,
所以重物将上升Δl=(107.32) cm=2.68 cm。

答案:2.68 cm
★10.一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形汽缸内,汽缸壁导热良好,活塞可沿汽缸壁无摩擦地滑动。

开始时气体压强为p,活塞下表面相对于汽缸底部的高度为h,外界的温度为T0。

现取质量为m的沙子缓慢地倒在活塞的上表面,沙子倒完时,活塞下降
解析:设汽缸的横截面积为S,沙子倒在活塞上后,对气体产生的压强为Δp,由玻意耳定律得phS=(p+Δp
解得Δp
外界的温度变为T后,设活塞距底面的高度为h'。

根据盖—吕萨克定律,得
解得h'
据题意可得
Δp
气体最后的体积为
V=Sh'⑥
联立②④⑤⑥式得
V
答案:。