气体的等温变化 每课一练 (43)

2019-2020学年人教版高中物理选修3-3
8.1气体的等温变化
1、各种卡通形状的氢气球,受到孩子们的喜欢,特别是年幼的小孩,小孩一不小心松手,氢气球会飞向天空,上升到一定高度会胀破,是因为（ ） A.球内氢气温度升高 B.球内氢气压强增大 C.球外空气压强减小
D.以上说法均不正确
2、如图所示，两端开口的U 形管中装有水银，在右管中用水银封闭着一段空气，要使两侧水银面高度差h 增大，应（ ）
A.从左管滴入水银
B.从右管滴入水银
C.让气体升温
D.增大大气压强
3、一定质量的气体,在做等温变化的过程中,下列物理量发生变化的有( ) A.气体的体积 B.单位体积内的分子数 C.气体的压强 D.分子总数
4、如图所示，在U 型管的封闭端A 内有一部分气体，管中标斜线部分均为水银，则A 内气体的压强p 应为下述关系式中是( )
A.2p h ＝
B.02p p h ＝－
C.012p p h h ＝－－
D.01p p h ＝＋
5、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
1
p
V
-图象,是因为
1
p
V
-图象比图象更直观
6、如图所示,p表示压强,V表示体积,T为热力学温度,正确描述一定质量的气体发生等温变化的是( )
A.
B.
C.
D.
7、氧气瓶在储存过程中,由于密封不严,缓慢漏气过程中其瓶内氧气的压强和体积变化如图中A到B所示,则瓶内氧气的温度（）
A.—直升高
B.—直下降
C.先升高后降低
D.不变
8、在如图所示气缸中,上下活塞面积分别为S A、S B,且S A＜S B,活塞A、B之间用硬杆相连,气
缸内密闭着一定量的理想气体.当活塞A上方的容器内装满小铁球时活塞处于静止状态,现从容器中取出几个铁球,保持温度不变,待活塞重新稳定后( )
A.活塞向下移动了一段距离
B.活塞向上移动了一段距离
C.密闭气体体积增大
D.密闭气体压强增小
9、如图,玻璃管内封闭了一段气体,气柱长度为l,管内外水银面高度差为h.若温度保持不变,把玻璃管稍向上提起一段距离,则( )
A.h、l均变大
B.h、l均变小
C.h变大l变小
D.h变小l
变大
10、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
1
p
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
11、一定质量的气体发生等温变化时,若体积增大为原来的n倍,则压强变为原来的多少倍（）
A.2n
B.n
C.1/n
D.2/n
12、如图所示，图线1和2分别表示一定质量的气体在不同温度下的等温线，下述说法正确
的有( )
A．图线1对应的温度高于图线2
B．图线1对应的温度低于图线2
C．气体由状态A沿图线1变化到状态B的过程中，分子间平均距离增大
D．气体由状态A沿图线1变化到状态B的过程中，分子间平均距离减小
13、在“探究气体等温变化的规律”实验中,封闭的空气如图所示,管的粗细均匀,右端开口,已知外界大气压为76cmHg,图中给出了气体的两个不同的状态。

1.实验时图甲左端封闭的气体的压强为__________cmHg,图乙左端封闭的气体压强为
__________cmHg。

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”)。

14、内径均匀的U形细玻璃管A端封闭,E端开口,如图所示,AB段长300mm,BC段长100mm,CD 段长400mm,DE段充满水银,DE=560mm,AD段充满空气,外界大气压p0=760mmHg,现迅速从E向上截去400mm长玻璃管,平衡后管内空气柱的长度为多大?
15、今有一质量为M的汽缸,用质量为m的活塞封有一定质量的理想气体,当汽缸水平横放时,空气柱长为L0(如图甲所示),若汽缸按如图乙悬挂保持静止时,求气柱长度为多少?(已知大气压强为P0,活塞的横截面积为S,它与汽缸之间无摩擦且不漏气,且气体温度保持不变。

)
答案以及解析
1答案及解析：
答案：C
解析：气球上升,由于高空处空气稀薄,球外气体的压强减小,球内气体要膨胀,到一定程度时,气球就会胀破,故选C。

2答案及解析： 答案：B
解析：以右侧管中封闭气体做为研究对象，封闭气体的压强00P P h P h =+=+右，要使两侧水银面高度差h 增大，封闭气体的压强0P P h =+变大；从左侧管口滴入水银，h 右不变，封闭气体压强0P P h =+右不变，两侧水银面高度差h 不变，故A 错误；从右侧管口滴入水银，h 右变大，封闭气体压强0P P h =+右变大，由0P P h =+可知，两侧水银高度差h 增大，故B 正确； 使气体升温，h 右不变，封闭气体压强0P P h =+右不变，两侧水银面高度差h 不变，故C 错误；
增大大气压强，封闭气体的压强00P P h P h =+=+右，h h =右，不变，故D 错误；故选：B ．
3答案及解析： 答案：ABC
解析：等温过程中,p 、V 发生相应变化,单位体积内的分子数也随之发生相应变化。

4答案及解析：
答案：B 解析：
5答案及解析： 答案：AD
解析：本实验探究采用的方法是控制变量法,所以要保持被封闭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,不是为了减小摩擦,C 错误;p 与
V 成反比, 1p V -
图象是一条过原点的直线,而p V -图象是双曲线的一支,所以1
p V
-图象更直观,D 正确。

6答案及解析： 答案：ABC
解析：A 图表示温度T 始终不变,B 、C 图表示pV 为定值,即温度不变,A 、B 、C 对;D 中p∝V,因此温度必然变化,故D 错。

7答案及解析： 答案：D
解析：错解为B,错误原因是只简单地对;A 、B 及A 到B 的过程进行分析后,作出各状态下的
等温线,如图所示,从图中可以看出t A>t1 >t2 >t B,从而误选B,而忽略了只有一定质量的气体才
满足t A <t1 <t2 <t B.正确答案应为D.密封不严说明漏气,说明气体质量变化,B不正确;“缓慢”说明氧气瓶中氧气可充分同外界进行热交换,隐含与外界“等温".
8答案及解析：
答案：B
解析：设小铁球和两个活塞的质量为M,则根据它们处于平衡状态有:P0s A+Mg=P0s B,当取下几
个铁球后,M减小,大气压强不变,因此活塞将向上移动,体积将减小,由于气体等温变化,因此体积减小,压强增大,故ACD错误,B正确.
故选B.
9答案及解析：
答案：A
解析：在实验中,水银柱产生的压强加上封闭空气柱产生的压强等于外界大气压.如果将玻璃管向上提,则管内水银柱上方空气的体积增大,因为温度保持不变,所以压强减小,而此时外界的大气压不变,根据上述等量关系,管内水银柱的压强须增大才能重新平衡,故管内水银柱的高度增大.
故选A.
10答案及解析：
答案：D
解析：因
1
p
V
图象为一直线,故气体的质量一定、温度不变的条件得到满足,B、C两项错
误;取值范围大小对实验无太大影响,A项错误;如图所示,先将图线反向延长并和纵坐标交
于-p,然后将1
V
轴向下平移到-p,图象过原点,可见压强总偏小,D正确.
11答案及解析：
答案：C
解析：根据玻意耳定律pV=常量，可得C正确。

12答案及解析：
答案：AC
解析：
13答案及解析：
答案：1.76; 80; 2.正确
解析：1.由连通器原理可知,题图甲重气体压强为p0=76cmHg,题图乙中气体压强为
p0+4cmHg=80cmHg。

2.由玻意耳定律得p1V1=p2V2,即p1l1S=p2l2S,即p1l1=p2l2(l1、l2为空气柱长度),所以玻璃管的横截面街可不用测量。

14答案及解析：
答案：182.3mm
解析：本题易错之处是不知道截去400mm长玻璃管后,管内留有水银柱会停留在何处。

首先需要判断一下水银柱截去后剩余的水银柱会停留在什么地方,设玻璃管横截面积为S。

(1)是否会停留在右侧竖直管内。

当从E向上截去400mm,系统重新平衡时,空气柱的体积减小,压强增大,在等温条件下,根据玻意耳定律有:
初态:p1=(760-560)mmHg=200mmHg,V1=800Smm3
末态:p2=(760-160)mmHg=600mmHg,V2=l2S(其中l2为末态空气柱长度)
p1V1=p2V2=200×800S=600×l2S
解得l2=267mm
即空气柱的长度为267mm,而AB段的总长度为300mm,这样就意味着水银柱进入AB管,而如果水银进入横着的管,末态压强就不再是600mmHg,因此水银不会全部停留在右侧竖直管内。

(2)是否会有部分水银柱留在竖直管中,即如图甲所示情况,由玻意耳定律可知:
200×800S=(760-x)[300+100-(160-x)]
解得:x1=-40mm;x2=560mm。

两个答案均与所设不符,所以这种情况也是不可能的。

(3)是否会出现水银柱充满BC 管的情况,如图乙所示。

由玻意耳定律可知:
200×800S =(760+60) '
2l S
解得'2l ≈195mm≠240mm
结果与实际不符,这种情况是不可能的。

(4)设水银柱部分进入BA 管,部分留在BC 管中,如图丙所示。

由玻意耳定律可知
200×800S =[760+(300-x')]·x'S 解得: 12
'182.3mm
'878mm x x ≈⎧⎨≈⎩
空气柱长度为878mm,这与实际情况不符,因此,平衡后管内空气柱的长度为182.3mm
15答案及解析：
答案：
000p L S
p S Mg
- 解析：对缸内理想气体，平放初态10p p =，10V L S = 悬挂末态：对缸体，20Mg p S p S += 即20Mg
p p S
=-
，2V LS = 由玻意耳定律：1122p V p V =即000Mg p L S p LS S ⎛
⎫=- ⎪⎝⎭得：气体长度为000
p L S L p S Mg =
-。