江苏省泰州中学高二物理选修3-3同步检测8-1气体的等温变化

第一节 气体的等温变化

基础夯实

1．一定质量的气体，在等温变化过程中，下列物理量中发生改变的有( )

A．分子的平均速率 C．气体的压强 答案：BC

2．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( )

B．单位体积内的分子数 D．分子总数

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：根据等温图线的物理意义可知A、B选项都对。气体的温度越高时，等温图线的位置就越高，所以C错，D对。

3．一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( )

11

A．4倍 B．2倍 C. D. 24答案：D

V2p11

解析：根据玻意耳定律p1V1＝p2V2，得＝＝，即气体的体积V1p241

变为原来的 4

4．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( )

A．球内氢气温度升高 C．球外空气压强减小 答案：C

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。

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

B．球内氢气压强增大 D．以上说法均不正确

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70cm时，管内外水银

面高度差也是70cm

D．将管下插至C项所述位置时，管内外水银面高度差小于70cm 答案：BD

解析：由p·V＝C知上提体积变大，压强变小，内外液面差变大，B对。同样下插时，体积变小，压强变大，内外液面差变小，D对。

6．(新海高二检测)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76cm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________cmHg；乙图气体压强为________cmHg。

(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？

答：________(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？

答：________。

答案：(1)76 80 (2)正确 (3)不能

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

(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1

曲线未必表示反比关系，所以应再作出p－图，看是否是过原点的直

V线，才能最终确定p与V是否成反比。

7．(2012·辽宁本溪一中庄河高中高三联考)今有一质量为M的气缸，用质量为m的活塞封有一定质量的理想气体，当气缸水平横放时，空气柱长为L0(如图甲所示)，若气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P0，活塞的横截面积为S，它与气缸之间无摩擦且不漏气，且气体温度保持不变。

答案：P0L0S/(P0S－Mg)

解析：对缸内理想气体，平放初态 P1＝P0，V1＝L0S

悬挂末态：对缸体，Mg＋P2S＝P0S 即P2＝P0－Mg/S V＝LS

由玻意耳定律：P1V1＝P2V2即P0L0S＝(P0－Mg/S)LS 得：气柱长度为L＝P0L0S/(P0S－Mg)

能力提升

1．(2012·上海市青浦区高三期末)已知两端开口的“”型管，且水平部分足够长，一开始如右图所示，若将玻璃管稍微上提一点，或稍微下降一点时，被封

闭的空气柱的长度分别会如何变化？( ) A．变大；变小 B．变大；不变 C．不变；不变 D．不变；变大 答案：D

解析：上提时空气柱压强不变，空气柱的长度不变；下降时空气柱压强变小，空气柱长度变大，所以D选项正确。

2．在室内，将装有5atm的6L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＝1atm)( )

A．5atm,3L C．5atm,4.8L 答案：BC

B．1atm,24L D．1atm,30L

解析：当气体从阀门跑出时，温度不变，所以p1V1＝p2V2，当p2

＝1atm时，得V2＝30L，逸出气体30L－6L＝24L，B正确。据p2(V2－V1)＝p1V1′得V1′＝4.8L，所以逸出的气体相当于5atm下的4.8L气体。C正确，故应选B、C。

3．容积为20L的钢瓶内，贮有压强为1.5×107Pa的氧气。打开钢瓶的阀门，让氧气分装到容积为5L的氧气袋中(袋都是真空的)，充气后的氧气袋中氧气压强都是1.0×106Pa，设充气过程不漏气，环境温度不变，则这瓶氧气最多可分装( )

A．60袋 C．50袋 答案：B

解析：设可分装n袋，取全部气体研究，据玻意耳定律有：p1V＝p2V＋np2V0

1．5×107Pa×20L＝1.0×106Pa×20L＋n×1.0×106Pa×5L，解得n＝56，B选项正确。

4.

B．56袋 D．40袋

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，则试管将( )

A．加速上浮

B．加速下沉 C．保持静止

D．以原静止位置为平衡位置上下振动 答案：B

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。

5.

如图所示的是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中的压强分别为pA、pB则它们与外界大气压强p0

间的大小关系应为________；

(2)当输液瓶悬挂高度与输液软管内径确定的情况下，药液滴注的速度是________。(填“越滴越快”、“越滴越慢”或“恒定”)

答案：(1)pB>p0>pA (2)恒定

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pAp0，即有pB>p0>pA。

(2)当输液瓶悬挂高度与输液软管内径确定时，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管中间气体部分的压强也不变，所以药液滴注的速度是恒定不变的。

6．粗细均匀的玻璃管，一端封闭，长为12cm，一个潜水员手持玻璃管开口向下潜入水中，当潜到水下某深度时看到水进入玻璃管中2cm，求潜水员潜入水中的深度。(取水面上大气压强p0＝1.0×105Pa，g取10m/s2)

答案：2m

解析：设潜水员潜入水下的深度为h，玻璃管的横截面积为S，管内气体的初状态：p0,12S，末状态：p0＋ρgh,10S。

0.2p0

由玻意耳定律，得p0·12S＝(p0＋ρgh)·10S，得h＝＝2m。

ρg 7.

如图为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p0，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)

ρghV

答案： p0＋ρgh

解析：压水前：p1＝p0，V1＝V 压水后水刚流出时：p2＝p0＋ρgh V2＝V－ΔV，由玻意耳定律：p1V1＝p2V2 即p0V＝(p0＋ρgh)(V－ΔV) ρghV

解得ΔV＝。

p0＋ρgh

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