高中物理第8章气体第1节气体的等温变化课堂作业新人教版选修3_3

第八章 第1节 气体的等温变化

基础夯实

一、选择题(1～3题为单选题，4题为多选题)

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( C )

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：以球内气体为研究对象，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。

2．(威海市2016年高三模拟)如图所示，D →A →B →C 表示一定质量的某种气体状态变化的一个过

程，则下列说法正确的是( A ) A ．D →A 是一个等温过程 B ．A →B 是一个等温过程 C ．A 与B 的状态参量相同

D ．B →C 体积减小，压强减小，温度不变

解析：D →A 是一个等温过程，A 对；A 、B 两状态温度不同，A →B 的过程中1

V

不变，则体

积V 不变，此过程中气体的压强、温度会发生变化，B 、C 错，B →C 是一个等温过程，V 增大，p 减小，D 错。

3.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( B )

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

解析：以细管中封闭气体为研究对象，当洗衣缸内水位升高时，细管中封闭气体压强变大，而气体温度不变，则由玻意尔定律知，气体体积变小，故B项正确。

4．(陕西省黄陵中学2017年高二下学期检测)如图所示，内径均

匀、两端开口的V形管，B支管竖直插入水银槽中，A支管与B支管之

间的夹角为θ，A支管中有一段长为h的水银柱保持静止，下列说法

中正确的是

( BD )

A．B管内水银面比管外水银面高h

B．B管内水银面比管外水银面高h cosθ

C．B管内水银面比管外水银面低h cosθ

D．管内封闭气体的压强比大气压强小h cosθ高水银柱

解析：以A管中的水银柱为研究对象，则有pS＋h cosθS＝p0S，B管内压强p＝p0－

h cosθ，显然p

二、非选择题

5．采用验证玻马定律实验的主要器材针管及其附件，来测定大气压强的值，实验步骤如下：

(1)将针管水平固定，拔下橡皮帽，向右将活塞从针管中抽出；

(2)用天平称出活塞与固定在其上的支架的总质量为M；

(3)用卡尺测出活塞直径d；

(4)再将活塞插入针管中，保持针管中有一定质量的气体，并盖上橡皮帽，此时，从针管上可读出气柱体积为V1，如图所示；

(5)将弹簧秤挂钩钩在活塞支架上，向右水平缓慢拉动活塞到一定位置，此时，弹簧称读数为F，气柱体积为V2。

试用以上的直接测量数据，写出大气压强的最终表达式p0＝4FV2

πd V2－V1

，本实验中第(2)实验步骤是多余的。

解析：开始时气体的压强为p0，向右水平缓慢拉动活塞到一定位置，弹簧秤读数为F 时气体的压强p1：

p 1＝p 0－F

S

＝p 0－

F π

d

2

2

＝p 0－

4F πd

2 该过程中温度不变，则：p 0V 1＝p 1V 2 整理得：p 0＝4FV 2

πd 2V 2－V 1

由上面的式子可知，在表达式中，与活塞及固定在其上的支架的总质量无关，所以步骤(2)是多余的。

6．(山东省枣庄市第八中学2017～2018学年高二月考)如图是气压式保温

瓶的原理图，保温瓶内水面与出水口的高度差为h ，瓶内密封空气体积为V ，设水的密度为ρ，大气压强为p 0，欲使水从出水口流出，瓶内空气压缩量ΔV 至少为多少？(设瓶内弯曲管的体积不计，压前水面以上管内无水，温度保持不变，各物理量的单位均为国际单位)。

答案：

ρghV

p 0＋ρgh

解析：压水前： p 1＝p 0V 1＝V

压水后水刚流出时：p 2＝p 0＋ρgh ，V 2＝V －ΔV 由玻意耳定律：p 1V 1＝p 2V 2， 即p 0V ＝(p 0＋ρgh )(V －ΔV )， 解得ΔV ＝

ρghV

p 0＋ρgh

能力提升

一、选择题(单选题)

1．有一段12cm 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p 0＝76cmHg)( A )

A ．76cmHg

B ．82cmHg

C ．88cmHg

D ．70cmHg

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，因玻璃管和水根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。

2.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，1V 作横坐标，画出p －1

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( D )

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

解析：因p －1

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 错误；取值范围大小对实验无太大影响，A 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。

3．如图所示，一试管开口朝下插入盛水的广口瓶中，在某一深度静止时，

管内有一定的空气。若向广口瓶中缓慢倒入一些水，则下列说法正确的是( B )

A ．试管将加速上浮

B ．试管将加速下沉

C ．试管将保持静止

D ．试管将以原静止位置为平衡位置上下振动

解析：题图中试管在水下某深度处于静止状态，浮力(等于排开水的重力)与试管重力相平衡。当试管中空气压强稍大些，即试管稍下移或向广口瓶中加水时，试管内的空气被压缩，浮力将减小，试管将下沉，在下沉的过程中，空气所受压强越来越大，浮力越来越小，试管将加速下沉。

4．(河北省邢台市第一中学2017－2018学年高二下学期月考)钢瓶中装有一定质量的气体，现在用两种方法抽钢瓶中的气体：第一种方法是用小抽气机，每次抽出1L 气体，共抽取三次；第二种方法是用大抽气机，一次抽取3L 气体，这两种抽法中，抽取气体质量较大的是( A )

A ．第一种抽法

B ．第二种抽法

C ．两种抽法抽出的气体质量一样大

D ．无法判断

解析：第一种：温度不变，由玻意耳定律：P 0V ＝P 1(V ＋1)，解得P 1＝P 0(

V

V ＋1

)，同理，

P 2＝P 1(

V V ＋1)，P 3＝P 2(V V ＋1)＝P 0(V

V ＋1)3

；第二种：P 0V ＝P ′(V ＋3)，解得P ′＝P 0(V

V ＋3

)＞