1.气体的等温变化

高中物理选修3-3同步训练试题解析

一、选择题

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倍

解析：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．

答案： C

2．如图所示,在一端封闭的玻璃管中,用一段水银将管内气体与外界隔绝,管口向下放置,若将管倾斜,待稳定后则呈现的物理现象是()

A．封闭端内气体的压强增大B．封闭端内气体的压强减小

C．封闭端内气体的压强不变D．封闭端内气体的体积减小

解析：玻璃管由竖直到倾斜,水银柱压强p h减小,由p＋p h＝p0知气体压强增大,再由玻意耳定律知其体积减小,故A、D正确．

答案：AD

3．如图为一定质量的气体的两条等温线,则下列关于各状态温度的说法正确的有()

A．t A＝t B B．t B＝t C

C．t C＞t A D．t D＞t A

解析：两条等温线,故t A＝t B,t C＝t D,故A项正确．两条等温线比较,t D＞t A,t C＞t A,故B项错,C、D项正确．

答案：ACD

4．放飞的氢气球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

解析：气球上升时,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．

答案： C

5．如图所示,活塞的质量为m,缸套的质量为M.通过弹簧吊在天花板上,汽缸内封有一定质量的气体．缸套和活塞间无摩擦,活塞面积为S.大气压强为p0.则封闭气体的压强为()

A．p＝p0＋mg/S B．p＝p0＋(M＋m)g/S

C．p＝p0－Mg/S D．p＝mg/S

答案： C

6．氧气瓶在储存过程中,由于密封不严,出现缓慢漏气,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(设环境温度不变)()

A．一直升高B．一直下降

C．先升高后降低D．不变

解析：易错选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；漏气缓慢进行,故氧气瓶中氧气可充分同外界进行热交换,隐含与外界“等温”．

答案： D

7．用活塞气筒向一个容积为V的容器内打气,每次能把体积为V0,压强为p0的空气打入容器内,若容器内原有空气的压强为p,打气过程中温度不变,则打了n次后容器内气体的压强为()

A.p 0V 0V

B ．p 0＋np 0

C ．p ＋n ⎝⎛⎭⎫

p 0V 0V

D ．p 0＋⎝⎛⎭⎫V 0V n

·

p 0 解析： 将n 次打气的气体和容器中原有气体分别看成是初态,将打气后容器内气体看成是末态,利用等温分态分式,有pV ＋np 0V 0＝p ′V ,得n 次打气后容器内气体的压强p ′＝p ＋n ⎝⎛⎭⎫

p 0V 0V ,即C 项正确．

答案： C

8．如图所示,有一压力锅,锅盖上的排气孔截面积约为7.0×10－

6 m 2,限压阀重为0.

7 N ．使用该压力锅对水消毒,根据下列水的沸点与气压关系的表格,分析可知压力锅内的最高水温约为(大气压强为1.01×105 Pa)( )

p (×105

Pa)

1.01

1.43 1.54 1.63 1.73

1.82

1.91

2.01 2.12 2.21 t (℃) 100 110

112

114

116 118 120

122

124

126

C ．122 ℃

D ．124 ℃

解析： 由表格数据知,气压越大,沸点越高,即锅内最高温度越高．对限压阀分析受力,当mg ＋p 0S ＝pS 时恰好要放气,此时p ＝mg S ＋p 0＝0.77.0×10－6＋p 0＝2.01×105 Pa 达到最大值,对应的最高温度为122 ℃

答案： C

9．容积V ＝20 L 的钢瓶充满氧气后,压强为p ＝30个大气压,打开钢瓶盖阀门,让氧气分别装到容积为V 0＝5 L 的小瓶子中去,若小瓶子已抽成真空,分装到小瓶子中的氧气压强均为p 0＝2个大气压,在分装过程中无漏气现象,且温度保持不变,那么最多可装的瓶数是( )

A ．4瓶

B ．50瓶

C ．56瓶

D ．60瓶

解析： 设最多可装的瓶数为n ,由玻意耳定律有pV ＝p 0(V ＋nV 0),所以 n ＝pV －p 0V p 0V 0＝30×20－2×20

2×5＝56瓶．

答案： C

二、非选择题

10.如图所示,为医院用于静脉滴注的装置示意图,倒置的输液瓶上方有一气

室A,密封的瓶口处的软木塞上插有两根细管,其中a管与大气相通,b管为输液软

管,中间又有一气室B,而其c端则通过针头接人体静脉．

(1)若气室A、B中气体的压强分别为p A、p B则它们与外界大气压强p0间的

大小关系应为________；

(2)当输液瓶的悬挂高度与输液软管内径确定时,药液滴注的速度________．(填“越滴越快”、“越滴越慢”或“恒定不变”)

解析：(1)因a管与大气相通,故可以认为a管上端处压强即为大气压强,这样易得p A ＜p0,而p B＞p0,即有p B＞p0＞p A.

(2)当输液瓶的悬挂高度与输液软管的内径确定时,由于a管上端处的压强与人体血管中的压强都保持不变,故b管中气体的压强也不变,所以药液滴注的速度是恒定不变的．答案：(1)p B＞p0＞p A(2)恒定不变

11．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76 cm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？

________(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？

解析：(1)由连通器原理可知,甲图中气体压强为p0＝76 cmHg,乙图中气体压强为p0＋4 cmHg＝80 cmHg.

(2)由玻意耳定律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积可不用测量．

(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－1

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．

V