人教版选修3-3 8.1气体的等温变化 作业

第八章气体

1 气体的等温变化

记一记

气体的等温变化知识体系

一个方法——控制变量法

一个定律——玻意耳定律

两个图象——p­V图象和p­1

V

图象

四种方法——求封闭气体压强的方法：连通器原理法、液片平衡法、固体平衡法、牛顿第二定律法

辨一辨

1.描述气体状态的参量是密度、压强、温度．(×)

2．描述气体状态的参量是体积、压强、温度．(√)

3．若一定质量的气体的温度、压强保持不变，其体积可能发生变化．(×)

4．若一定质量的气体的温度保持不变，其压强增大时体积增大．(×)

想一想

1．如图所示为“探究气体等温变化规律”的装置．

(1)本实验应用了什么物理方法？

(2)在探究过程中，需要测定哪些物理量？如何测量？

提示：(1)控制变量法．

(2)探究过程需要测量气体的体积和压强．体积可由注射器刻度读出，压强可由压力表读出．

2．一定质量的气体在不同温度下有两条等温线，如图，试比较温度的高低．

提示：由玻意耳定律知pV＝C，C与温度有关，pV越大则温度越高，即T1

思考感悟：

练一练

1．如图所示，一定质量的理想气体，从状态1变化到状态

2，其p­1

V

图象为过坐标原点的倾斜直线，气体温度变化是( )

A．逐渐升高B．逐渐降低C．不变

D．先升高后降低

解析：由玻意耳定律pV ＝C 得P ＝C ·1V 即p ∝1

V

，由于C 为常

数，则T 是常数，温度保持不变．

答案：C

2．一定质量的气体在温度保持不变时，压强增大到原来的4倍，则气体的体积变为原来的( )

A ．4倍

B ．2倍 C.12 D.14

解析：由pV ＝C ，知温度不变时，C 不变，当p 增大到原来4倍时，V 应变为原来的1/4.

答案：D

3．(多选)如图水银柱上面封闭一段气体，管内外水银面高度差h ＝72 cm ，大气压强为76 cmHg ，下列说法正确的是( )

A ．将管稍上提，h 不变

B ．将管稍上提，h 变大

C ．将管下插至管顶与管外水银面高度差为70 cm 时，管内外水银面高度差也是70 cm

D ．将管下插至C 项所述位置时，管内外水银面高度差小于70 cm

解析：水银柱产生的压强加上封闭气体的压强大小等于大气压．将玻璃管上提时，封闭气柱体积增大，因温度不变，故压强减小，所以管内水银柱产生的压强须增大才能重新平衡，故h 变大；将管下插时，封闭气柱变短，压强增大，内外液面差应变小，才能重新平衡，故选BD.

答案：BD

4．(多选)如图所示，为一定质量的气体在不同温度下的两条等温线，则下列说法正确的是( )

A．从等温线可以看出，一定质量的气体在发生等温变化时，其压强与体积成反比

B．一定质量的气体，在不同温度下的等温线是不同的

C．由图可知T1>T2

D．由图可知T1

解析：由等温线的物理意义可知，A、B两项正确；对于一定质量的气体，温度越高，等温线就越远离坐标轴，C项错误，D项正确．

答案：ABD

要点一气体压强的求解

1．在标准大气压(相当于76 cmHg产生的压强)下做托里拆利实验时，由于管中混有少量空气，水银柱上方有一段空气柱，如图所示，则管中稀薄气体的压强相当于下列哪个高度的水银柱产生的压强( )

A．0 cm B．60 cm

C．30 cm D．16 cm

解析：设管内气体压强为p，则有：(p＋60)cmHg＝76 cmHg，可得管中稀薄气体的压强相当于16 cmHg，D项是正确的．答案：D

2．有一段12 cm长的汞柱，在均匀玻璃管中封住一定质量的气体，若开口向上将玻璃管放置在倾角为30°的光滑斜面上，在下滑过程中被封气体的压强为(大气压强p0＝76 cmHg)( ) A．76 cmHg B．82 cmHg

C．88 cmHg D．70 cmHg

解析：水银柱所处的状态不是平衡状态，因此不能用平衡条件来处理．水银柱的受力分析如图所示，因玻璃管和水银柱组成系统的加速度a ＝g sin θ，所以对水银柱由牛顿第二定律得：

p 0S ＋mg sin θ－pS ＝ma ， 故p ＝p 0＝76 cmHg. 答案：A

3．如图所示，U 形管封闭端内有一部分气体被水银封住，已知大气压强为p 0，被封闭气体的压强p (以汞柱为单位)为( )

A ．p 0＋h 2

B ．p 0－h 1

C ．p 0－(h 1＋h 2)

D ．p 0＋(h 2－h 1)

解析：选右边最低液面为研究对象，右边液面受到向下的大气压强p 0，在相同高度的左边液面受到液柱h 1向下的压强和液柱h 1上面气体向下的压强p ，根据连通器原理可知：p ＋h 1＝p 0，所以，p ＝p 0－h 1，B 项正确．

答案：B

要点二 玻意耳定律的理解和应用

4.一定质量的理想气体，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.4

3 L B ．2 L C.8

3

L D ．8 L 解析：由玻意耳定律p 1V 1＝p 2V 2得3atm ×V ＝1 atm ×(V ＋4

L)，解得V＝2 L.

答案：B

5．一只轮胎容积为V＝10 L，已装有p1＝1 atm的空气．现用打气筒给它打气，已知打气筒的容积为V0＝1 L，要使胎内气体压强达到p2＝2.5 atm，应至少打气的次数为(设打气过程中轮胎容积及气体温度维持不变，大气压强p0＝1 atm)( ) A．8次 B．10次

C．12次 D．15次

解析：胎内气体质量发生变化，选打入的和原来的组成的整体为研究对象．设打气次数为n，则V1＝V＋nV0，由玻意耳定律，p1V1＝p2V，解得n＝15次．

答案：D

6．(多选)如图所示，在一端封闭的玻璃管中，用一段水银柱将管内气体与外界隔绝，管口向下放置，若将管倾斜，则待稳定后( )

A．封闭端管内气体的压强增大

B．封闭端管内气体的压强减小

C．封闭端管内气体的压强不变

D．封闭端管内气体的体积减小

解析：玻璃管由竖直到倾斜，水银柱产生的压强p h减小，由p＋p h＝p0知，封闭端管内气体的压强增大，再由玻意耳定律知其体积减小，故选项A、D两项正确．

答案：AD

要点三等温线的理想和应用

7．(多选)某同学用“用DIS研究气体的压强与体积的关系”，做了两次实验，操作完全正确，在同一图上得到了两条不同的直