高中物理 第八章 气体 第1节 气体的等温变化随堂演练巩固提升课件3高二选修33物理课件

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2．一定质量的理想气体，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( )
A．43 L
B．2 L
C．83 L
D．8 L
解析：选 B．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．
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二、多项选择题
7．关于“探究气体等温变化的规律”实验，下列说法正确的是
() A．实验过程中应保持被封闭气体的质量和温度不发生变化 B．实验中为找到体积与压强的关系，一定要测量空气柱的横截 面积
C．为了减小实验误差，可以在柱塞上涂润滑油，以减小摩擦 D．处理数据时采用 p－V1图象，是因为 p－V1图象比 p－V 图象 更直观
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10.如图所示，是某气体状态变化的 p－V 图象，则下列说法正 确的是( )
A．气体做的是等温变化 B．从 A 到 B 气体的压强一直减小 C．从 A 到 B 气体的体积一直增大 D．气体的三个状态参量一直都在变
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解析：选 BCD．一定质量的气体的等温过程的 p－V 图象即等 温曲线是双曲线，显然图中所示 AB 图线不是等温线，AB 过程 不是等温变化，A 选项不正确；从 AB 图线可知气体从 A 状态 变为 B 状态的过程中，压强 p 在逐渐减小，体积 V 在不断增大， 则 B、C 选项正确；又因为该过程不是等温过程，所以气体的 三个状态参量一直都在变化，D 选项正确．
()
A．4 瓶
B．50 瓶
C．56 瓶
D．60 瓶
解析：选 C．设最多可装的瓶数为 n，
由等温分态公式得 pV＝p′V＋np′V′，
解得12/n13＝/202(1p－p′Vp′′)V＝(30－2×2)5×20＝56 瓶．故 C 正确．
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4．如图所示，一端开口、另一端封闭的玻璃管内用水银柱封闭 一定质量的气体，保持温度不变，把管子以封闭端为圆心，从 开口向上的竖直位置逆时针缓慢转到水平位置的过程中，可用 来说明气体状态变化的 p－V 图象是( )
常数小，所以 SA＜SB，即 C 正确．
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6．某自行车轮胎的容积为 V，里面已有压强为 p0 的空气，现在 要使轮胎内的气压增大到 p，设充气过程为等温过程，空气可看
做理想气体，轮胎容积保持不变，则还要向轮胎充入温度相同、
压强也是 p0、体积为多少的空气( )
解析：选 C．水平方向上有：p1＝p0，竖直方向上有：p2＝p0＋ρgh， 开口向上的竖直位置逆时针缓慢 X 到水平位置的过程中，气体 的压强减小，体积增大．故 C 正确．
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5.如图所示，A、B 是一定质量的理想气体在两
条等温线上的两个状态点，这两点与坐标原点
12.如图，一带有活塞的汽缸通过底部的水平细 管与一个上端开口的竖直管相连，汽缸与竖直管 的横截面面积之比为 3∶1，初始时，该装置的 底部盛有水银；活塞与水银面之间有一定量的气 体，气柱高度为 l(以 cm 为单位)；竖直管内的水银面比汽缸内 的水银面高出38l.现使活塞缓慢向上移动1312l，这时汽缸和竖直管 内的水银面位于同一水平面上，求初始时汽缸内气体的压强(以 cmHg 为单位)．
(设打气过程中空气的温度不变)( )
A．5
B．10
C．15
D．20
解析：选 C．因为温度不变，可应用玻意耳定律的分态气态方
程求解．pV＋np1ΔV＝p′V，代入数据得
1．5 atm×3 L＋n×1 atm×0.5 L＝4 atm×3 L，
解得 n＝15.
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4．给某包装袋充入氮气后密封，在室温下，袋中气体压强为 1 个标准大气压、体积为 1 L．将其缓慢压缩到压强为 2 个标准大 气压时，气体的体积变为 0.45 L．请通过计算判断该包装袋是 否漏气． 解析：若不漏气，设加压后的体积为 V1，由玻意耳定律知 p0V0＝p1V1，代入数据得 V1＝0.5 L，因为 0.45 L<0.5 L，说明包 装袋漏气．
A．pp0V
B．pp0V
C．pp0－1V
D．pp0＋1V
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解析：选 C．取充入气体后的轮胎内的气体为研究对象，设充 入气体体积为 V′，则 初态 p1＝p0，V1＝V＋V′；末态 p2＝p，V2＝V 由玻意耳定律可得：p0(V＋V′)＝pV 解得：V′＝pp0－1V，故选项 C 正确．
O 和对应坐标轴上的 VA、VB 坐标所围成的三
角形面积分别为 SA、SB，对应温度分别为 TA
和 TB，则( )
A．SA＞SB，TA＞TB
B．SA＝SB，TA＜TB
C．SA＜SB，TA＜TB
D．SA＞SB，TA＜TB
解析：选 C．根据等温线特征可知 TA＜TB，由于面积 SA、SB
反映的就是公式 pV＝C 中的常数，而 A 状态的常数比 B 状态的
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3．容积 V＝20 L 的钢瓶充满氧气后，压强 p＝30 atm，打开钢 瓶阀门，让氧气分装到容积为 V′＝5 L 的小瓶中去，小瓶子已 抽成真空．分装完成后，每个小钢瓶的压强 p′＝2 atm.在分装过 程中无漏气现象，且温度保持不变，那么最多可能装的瓶数是
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8．一定质量的气体，在等温变化过程中，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
解析：选 BC．一定质量的气体，温度不变，因此分子的总数及
平均速率都是不变的，但压强与体积要发生变化则单位体积的
分子数发生变化，故选 B、C．
③
V′＝l＋3112l－ΔxS
④
联立以上各式，解得 p＝185l(cmHg)．
⑤
答案：见解析 12/13/2021
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本部分内容讲解 结束 (jiǎngjiě)
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三、非选择题 11.一汽缸开口向上固定在水平面上，汽缸内 部空间的高度 L＝1 m．汽缸中有横截面积 S ＝100 cm2、质量 m＝10 kg 的活塞将一定质量 的理想气体封闭在汽缸内，活塞静止时内部气 柱长度为 L1＝0.4 m．已知大气压强为 p0＝1×105 Pa，取重力加 速度 g＝10 m/s2，活塞与汽缸壁间的摩擦可忽略不计，活塞不 漏气．现用力缓慢向上拉活塞，气体温度保持不变，当活塞即 将脱离汽缸时，竖直向上的拉力 F 多大？
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解析：选 AD．法一：极限分析法，设想把管压下很深，则易知 V 减小，p 增大，因为 p＝p0＋ph，所以 h 增大，即 A、D 选项 正确． 法二：假设法．将玻璃管向下插入过程中，假设管内气体体积 不变，则 h 增大，p＝p0＋ph 也增大，由玻意耳定律判断得 V 减 小，故管内气体体积 V 不可能不变而是减小，由 V 减小得 p＝ p0＋ph 增大，所以 h 也增大，即 A、D 选项正确．
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2．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
[随堂检测] 1.如图所示，两端开口的 U 形管，左侧直管中有一 部分空气被一段水银柱与外界隔开，若在左管中再 缓慢注入一些水银，平衡后则( ) A．两侧水银面 A、B 高度差 h 变大 B．两侧水银面 A、B 高度差 h 不变 C．左侧封闭气柱体积不变 D．左侧封闭气柱体积变大 解析：选 A．若在左管中再缓慢注入一些水银，气体的压强变 大，温度不变，体积变小，所以两侧水银面 A、B 高度差 h 变 大，故 A 12/13/2021 正确，B、C、D 错误．
解析：选 B.水位升高，封闭气体体积减小，由玻意耳定律 pV＝
C 可12知/13/2压021强变大，选项 B 正确．
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3．用打气筒将压强为 1 atm 的空气打进自行车胎内，如果打气
筒容积 ΔV＝500 cm3，轮胎容积 V＝3 L，原来压强 p＝1.5 atm.
现要使轮胎内压强变为 p′＝4 atm，问用这个打气筒要打气几次
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答案：见解析
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一、单项选择题
[课时作业]
1．一个气泡由湖面下 20 m 深处上升到湖面下 10 m 深处，它的
体积约变为原来体积的(温度不变)( )
A．3 倍
B．2 倍
C．1.5 倍
D．0.7
解析：选 C．外界大气压相当于 10 m 水柱产生的压强，对气泡 p1＝3p0，p2＝2p0，由 p1V1＝p2V2 知 V2＝1.5V1，故 C 项正确．
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9.如图所示，一根一端封闭的玻璃管开口向下插入水银槽中，管 中封闭一定质量的气体，管内水银面低于管外，在温度不变时， 将玻璃管稍向下插入一些，下列说法正确的是( )
A．玻璃管内气体体积减小 B．玻璃管内气体体积增大 C．管内外水银面高度差减小 D．管内外水银面高度差增大
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解析：未加拉力时，活塞受力平衡有 p0S＋mg＝p1S 刚好将活塞拉出时气柱长为 L，气体压强为 p2，根据活塞受力 平衡有 p0S＋mg＝F＋p2S 根据玻意耳定律有 p1SL1＝p2SL 解得：F＝660 N.
答案：660 N
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解析：设 S 为汽缸的横截面积，p 为活塞处于初始位置时汽缸
内气体的压强，p0 为大气压强，有 p＝p0＋38l
①
在活塞上移3112l 后，汽缸内气体的压强变为 p0，设气体的体积为
V′，由玻意耳定律得 p0V′＝pSl
②
设汽缸内水银面上升 Δx，有 Δx＝38l－3Δx
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第十二页，共二方法是控制变量法，所以要保 持气体的质量和温度不变，A 正确；由于注射器是圆柱形的， 横截面积不变，所以只需测出空气柱的长度即可，B 错误；涂 润滑油的主要目的是防止漏气，使被封闭气体的质量不发生变 化，不仅是为了减小摩擦，C 错误；当 p 与 V 成反比时，p－V1图 象是一条过原点的直线，而 p－V 图象是双曲线，所以 p－V1图 象更直观，D 正确．