2019高中物理 第二章 气体 气体的等温变化习题 教科版选修3-3.doc

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1、1气体的等温变化气体的等温变化一、选择题一、选择题 1关于温度有如下说法：物体的温度不可能达到绝对零度；随着低温技术的发展，绝对零度是可能达到的； 人的正常体温约 310 K；一个物体的温度由 10升高到 20，与它从 288 K 升高到 298 K 所升高的温度是相同的其中正确的是（ ） A B C D2封闭在容器中的气体的压强（ ） A是由气体重力产生的B是由气体分子间相互作用（引力和斥力）产生的C是由大量分子频繁碰撞器壁产生的D当充满气体的容器自由下落时，由于失重，气体压强将减小为零3著名的马德堡半球实验可简化成如图所示的示意图设两个半球壳拼成的球形容器 的半径为 R，大气压强为 p，则

2、要使这两个半球壳分离，施加的拉力，至少为（ ） A4R2p B2R2p CR2p D1 2R2p4一定质量的气体发生等温变化时，若体积增大为原来的 2 倍，则压强变为原来的（ ）倍A2 B1 C1 2D1 45一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（ ）倍A4 B2 C1 2D1 4 6如图所示，DABC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（ ） ADA是一个等温过程 BAB是一个等温过程 CA与B的状态参量相同 DBC体积减小，压强减小，温度不变27如图所示是一定质量的某种气体状态变化的pV图象，气体由状态A变化至状态 B

3、的过程中，气体分子平均速率的变化情况是（ ） A一直保持不变 B一直增大 C一直减小 D先增大后减小8如图所示，一根一端封闭的玻璃管开口向下插入水银槽中，内封 一定质量的气体，管内水银面低于管外，在温度不变时，将玻璃管稍向 下插入一些，下列说法正确的是（ ） A玻璃管内气体体积减小 B玻璃管内气体体积增大C管内外水银面高度差减小 D管内外水银面高度差增大9如图所示，上端封闭的连通器 A、B、C 三管中水银面相平，三管横截 面积的关系是 SASBSC管内水银上方的空气柱长度为 LALBLC若从下 方通过阀门 K 流出少量水银（保持三管中均有水银） ，则三管中水银面的高度 关系是（ ） AA 管中

4、水银面最高 BC 管中水银面最高C一样高 D条件不足，无法确定10如图所示，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） （ ） A76 cmHg B82 cmHg C88 cmHg D70 cmHg11一定质量的气体在等温变化的过程中，它的下列哪些物理量将发生变化？（ ）A气体的平均速率 B单位体积内的分子数C气体的压强 D分子总数12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

5、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，压强变小二、填空题二、填空题313如图所示，在左端封闭的 U 形管中，用水银封住了 A、B 两段空 气柱，外界大气压强为 76 cmHg，则 pA=_，pB=_。 14如图所示，固定在水平地面上的汽缸内封闭着一定质量的气体， 活塞与汽缸内壁接触光滑且不漏气，活塞的横截面积 S=100 cm2，受到 F1=200 N 水平向左的推力而平衡，此时，缸内气体对活塞的平均压力为 F2=1200 N，则缸内气体的压强 p=_Pa，缸外大气压强 p0=_Pa三、解答题

6、三、解答题 15一圆柱形汽缸，内部截面积为 S，其活塞可在汽缸内无摩擦地滑动，汽缸内密封 有理想气体，外部大气压强为 p0，当汽缸卧放在水平面上时，活塞距 缸底为 L0，如图所示当汽缸竖直放置且开口向上时，活塞距缸底为04 5L；当用细绳系住活塞上的钩子，把汽缸提离地面时，活塞距缸底为 2L0（忽略气体质量，保持温度不变） 求提离地面时，绳中张力多 大？16如图所示，导热气缸平放在水平地面上，用横截面积为 S=0.110-2 m2的光滑活 塞 A 和 B 封闭两部分理想气体 I 和，活塞 A、B 的质量分别为mA=2 kg，mB=4 kg，活塞 A、B 到气缸底部的距离分别为 20 cm 和

7、8 cm。现将气缸转至开口向上，环境温度不变，外 界大气压强p0=1.0105Pa。待状态稳定时，求活塞 A 移动的距离。【答案与解析】 一、选择题一、选择题 1 【答案】C 2 【答案】C 3 【答案】C 4 【答案】C 【解析】由 p1V1=p2V2可得1 11 1 21 211 22pVpVppVV，故选项 C 正确5 【答案】D 【解析】根据 p1V1=p2V2，可得1 11 1 21 211 44pVpVVVpp，故选项 D 正确46 【答案】A 【解析】DA是一个等温过程，A 对；A、B两状态温度不同，AB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

8、 错，BC是一个等温过程，V增大，p减小，D 错。7 【答案】D 【解析】由图像可知，pAVApBVB，所以A、B两状态的温度相等，在同一等温线上，可在pV图上作出几条等温线，如图所示。由于离原点越远的等温线温度越高，所以从状态A到状态B温度应先升高后降低，分子平均速率先增大后减小。8 【答案】A、D 【解析】极限分析法：设想把管压得很深，则易知 V 减小，p 增大，p=p0+ph，h 增大，即选项 A、D 正确假设法：将玻璃管向下插入的过程中，假设管内气体体积不变，则 h 增大，p=p0+ph也 增大，由玻意耳定律判断得 V 减小故管内气体体积 V 不可能不变而是减小，由 V 减小得 p=p

9、0+ph增大，所以 h 也增大 9 【答案】A 【解析】未打开阀门前，A、B、C 三管中水银面相平，根据连通器原理知三管中封闭 气体的压强相同，记作 p假设打开阀门 K 流出少量水银后，三管中水银面都降低了相同 的高度 h，三管中水银面仍然相平，气体末压强也相同，但是对管中封闭气体应用玻意耳 定律有 pL=p(L+h)解得末压强 1pLpphLh L此式表明 p与空气柱原长 L 有关因为，LALBLC，所以有 pApBpC， 与假设矛盾。说明后来三管内液面不相平以 K 为参考点，由连通器原理知 pA+hA=pB+hB=pC+hCpApBpC，hAhBhC可见，哪个管内原来空气柱较短，后来该管水

10、银面就较高，与管的横截面积无关 10 【答案】A 【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处理对水银柱进行受力分析，则有玻璃管和水银柱组成系统的加速度 a=gsin，所以对水银柱由牛顿第二定 律得：p0S+MgsinpS=Ma，故 p=p0 11 【答案】B、C 【解析】由玻意耳定律可知 p1V1=p2V2，即气体的压强和体积将变化因温度不变，气 体的平均速率，质量不变。分子总数不变，体积增大，单位体积内的分子数减少512 【答案】B 【解析】由于洗衣缸内水位上升，细管中水位也上升相应的高度，管内气体体积减小， 由 pV=C 可知，细管中气体压强增大。故正确选项为 B二、填空题

11、二、填空题 13 【答案】75 cmHg 81 cmHg 14 【答案】1.2105 1.0105【解析】缸内气体压强为52 41200Pa1.2 10 Pa100 10FpS，由活塞受力平衡F2=p0S+F1得大气压强：521 041200200Pa1.0 10 Pa100 10FFpS。三、解答题三、解答题15 【答案】3 4p0S【解析】汽缸由卧放到竖直放置，对缸中气体应用玻意耳定律，有00004 5Mgp L SpL SS，可得01 4Mgp S；汽缸由卧放到吊起，对缸中气体应用玻意耳定律有：p0L0S=p2L0S，可得012pp汽缸吊起时，以活塞为研究对象，根据力的平衡条件，有 T+pS=Mg+p0S所以张力 T=Mg+p0SpS=3 4p0S16 【答案】0.05m【解析】对理想气体，由玻意尔定律SLPSLP1110 SgmPPA01代入数据得10.1mL 对理想气体，由玻意尔定律SLPSLP2220 SgmPPB12代入数据得 20.05mL 故活塞 A 移动的距离1212()()0.05mdLLLL答：活塞 A 移动的距离为 0.05m。