高中物理 第八章 气体 1 气体的等温变化练习(含解析)新人教版选修3-3

气体的等温变化

[A 组 素养达标]

1．一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( ) A ．2n B ．n C.1n

D.2n

解析：由玻意耳定律pV ＝恒量可知C 正确． 答案：C

2．(多选)在室温下用注射器做验证玻意耳定律的实验，三个实验小组根据实验数据得到图象分别为图中①②③所示的p 1

V

图，分析可能的原因是( )

A ．①组实验中，用手握住注射器，造成气体温度升高

B ．①组实验中，封闭在注射器内气体的质量太大

C ．②组实验中，气体压强测量值小于实际值

D ．③组实验中，没有给活塞抹油而造成漏气

解析：p 1

V

图的斜率是CT ，应该是常数，但①图中斜率变大，是T 变大，故可能是用手握

住注射器，造成气体温度升高，故A 正确，B 错误；图线②不通过坐标原点，由图象可知p 偏小，故可能是气体压强测量值小于实际值，故C 正确；图线③中的斜率变小，p 1

V

图的斜率是

CT ，故可能是没有给活塞抹油而造成漏气，导致p 减小，从而CT 减小，故D 正确．

答案：ACD

3.如图所示，竖直放置的弯曲管A 端开口，B 端封闭，密度为ρ的液体将两段空气封闭在管内，管内液面高度差分别为h 1、h 2和h 3，则B 端气体的压强为(已知大气压强为p 0，重力加速度为g )( )

A ．p 0－ρg (h 1＋h 2－h 3)

B ．p 0－ρg (h 1＋h 3)

C．p0－ρg(h1＋h3－h2)

D．p0－ρg(h1＋h2)

解析：需要从管口依次向左分析，中间气室压强比管口低ρgh3，B端气体压强比中间气室低ρgh1，所以B端气体压强为p0－ρgh3－ρgh1，选项B正确．

答案：B

4.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

解析：由题图可知空气被封闭在细管中，水面升高时，气体体积一定减小，根据玻意耳定律，气体压强就增大，选项B正确．

答案：B

5．一个气泡由湖面下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，水的密度为1.0×103 kg/m3，g取10 m/s2)( )

A．3倍B．2倍

C．1.5倍D．0.7

解析：根据玻意耳定律有

V2 V1＝

p1

p2

＝

p0＋p h1

p0＋p h2

＝

p0＋2p0

p0＋p0

＝

3p0

2p0

＝

3

2

.

答案：C

6．(多选)在室内，将装有5个标准大气压的6 L气体的容器的阀门打开后，从容器中逸出的气体相当于(设室内大气压强p0＝1个标准大气压)( )

A．5个标准大气压的3 L

B．1个标准大气压的24 L

C．5个标准大气压的4.8 L

D．1个标准大气压的30 L

解析：当气体从阀门跑出时，温度不变，所以p1V1＝p2V2.当p2＝1个标准大气压时，得V2＝30 L，逸出气体30 L－6 L＝24 L，B正确．据p2(V2－V1)＝p1V1′得V1′＝4.8 L，所以逸出的气体相当于5个标准大气压的4.8 L气体，C正确．故应选B、C.

答案：BC

7.如图所示，开口向下插入水银槽的玻璃管内封闭着长为H 的空气柱，管内外水银高度差为h .若缓慢向上提起玻璃管(管口未离开槽内水银面)，H 和h 的变化情况是( )

A ．h 和H 都增大

B ．h 和H 都减小

C ．h 增大，H 减小

D ．h 减小，H 增大

解析：假设上提玻璃管时水银柱不动，则封闭气体压强减小，在大气压的作用下水银柱上升．由大气压＝玻璃管中水银柱产生的压强＋封闭气体的压强知，封闭气体的压强减小，体积增大．

答案：A

8．用DIS 研究一定质量气体在温度不变时，压强与体积关系的实验装置如图甲所示，实验步骤如下：

①把注射器活塞移至注射器中间位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接．

②移动活塞，记录注射器的刻度值V ，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p . ③用V 1

p

图象处理实验数据，得出如图乙所示的图线．

(1)为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是________________________________________________________________________．

(2)为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是________和________． 解析：(1)为了保证气体的质量不变，要用润滑油涂在活塞上以达到封闭效果． (2)气体的体积变化，外界对气体做正功或负功，要让气体与外界进行足够的热交换，一要时间长，也就是动作缓慢，二要活塞导热性能好．

答案：(1)用润滑油涂活塞

(2)慢慢地抽动活塞 活塞导热性能好

[B 组 素养提升]

9.(多选)如图所示，一定质量的气体由状态A 变到状态B 再变到状态C 的过程，A 、C 两

点在同一条双曲线上，则此变化过程中( )

A ．从A 到

B 的过程温度升高 B ．从B 到

C 的过程温度升高 C ．从A 到C 的过程温度先降低再升高

D ．A 、C 两点的温度相等

解析：作出过B 点的等温线如图所示，故T B >T A ＝T C ，故从A 到B 的过程温度升高，A 项正确；从B 到C 的过程温度降低，B 项错误；从A 到C 的过程温度先升高后降低，C 项错误；A 、

C 两点在同一等温线上，

D 项正确．

答案：AD

10．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L 0(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p 0，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．

解析：对缸内理想气体，平放初态

p 1＝p 0，V 1＝L 0S

悬挂末态：对缸体，Mg ＋p 2S ＝p 0S 即p 2＝p 0－Mg

S

，V 2＝LS 由玻意耳定律：p 1V 1＝p 2V 2

即p 0L 0S ＝⎝ ⎛⎭

⎪⎫p 0－Mg S LS 得：气柱长度为L ＝

p 0L 0S

p 0S －Mg

.