2019-2020学年高中物理第八章气体1气体的等温变化课后检测含解析新人教版选修3-3

2019-2020学年高中物理第八章气体1气体的等温变化课后检测含解析新人教版选修3-3

‎1　气体的等温变化 记一记 气体的等温变化知识体系 一个方法——控制变量法 一个定律——玻意耳定律 两个图象——pV图象和p图象 四种方法——求封闭气体压强的方法：连通器原理法、液片平衡法、固体平衡法、牛顿第二定律法 ‎ 辨一辨 ‎1.描述气体状态的参量是密度、压强、温度．(×)‎ ‎2．描述气体状态的参量是体积、压强、温度．(√)‎ ‎3．若一定质量的气体的温度、压强保持不变，其体积可能发生变化．(×)‎ ‎4．若一定质量的气体的温度保持不变，其压强增大时体积增大．(×)‎ 想一想 ‎1．如图所示为“探究气体等温变化规律”的装置．‎ ‎(1)本实验应用了什么物理方法？‎ ‎(2)在探究过程中，需要测定哪些物理量？如何测量？‎ 提示：(1)控制变量法．‎ ‎(2)探究过程需要测量气体的体积和压强．体积可由注射器刻度读出，压强可由压力表读出．‎ ‎2．一定质量的气体在不同温度下有两条等温线，如图，试比较温度的高低．‎ 提示：由玻意耳定律知pV＝C，C与温度有关，pV越大则温度越高，即T1T2‎ D．由图可知T1tB D．tD>tA 解析：两条等温线，故tA＝tB，tC＝tD，故A项正确；两条等温线比较，有tA＝tB＜tC＝tD，故B项错误，C、D两项正确．‎ - 11 -‎ 答案：ACD 基础达标 ‎1．描述气体状态的参量是指(　　)‎ A．质量、温度、密度 B．温度、体积、压强 C．质量、压强、温度 D．密度、压强、温度 解析：气体状态的参量是指温度、压强和体积，B项正确．‎ 答案：B ‎2．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 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：气体上升时，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 ‎3．如图，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，则气体的温度(　　)‎ A．升高 B．降低 C．不变 D．无法判断 解析：从图象可以看出，气体状态变化过程中，其pV乘积逐渐变大，所以其温度逐渐升高，A项正确，B、C、D错误．‎ 答案：A ‎4．一个气泡由湖面下‎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 - 11 -‎ ‎5．如图所示，两端开口的均匀玻璃管竖直插入水银槽中，管中有一段水银柱h1封闭一定质量的气体，这时管下端开口处内、外水银面高度差为h2，若保持环境温度不变，当外界压强增大时，下列分析正确的是(　　)‎ A．h2变长 B．h2变短 C．h1上升 D．h1下降 解析：被封闭气体的压强p＝p0＋ph1＝p0＋ph2，故h1＝h2，随着大气压强的增大，被封闭气体压强也增大，由玻意耳定律知气体的体积减小，空气柱长度变短，但h1、h2长度不变，h1液柱下降，D项正确．‎ 答案：D - 11 -‎ ‎6．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变化到状态B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．先减小后增大 D．先增大后减小 解析：由图象可知，pAVA＝pBVB，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对应温度越高，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．‎ 答案：D ‎7．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．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项正确；A、B两状态温度不同，A→B的过程中不变，则体积V不变，此过程中气体的压强、温度会发生变化，B、C两项错误；B→C是一个等温过程，V增大，p减小，D项错误．‎ 答案：A ‎8．[2019·新乡高二检测]某自行车轮胎的容积为V，里面已有压强为p0的空气，现在要使轮胎内的气压增大到p，设充气过程为等温过程，空气可看作理想气体，轮胎容积保持不变，则还要向轮胎充入温度相同，压强也是p0的空气的体积为(　　)‎ A.V B.V C.V D.V 解析：设将要充入的气体的体积为V′，据玻意耳定律有p0(V＋V′)＝pV，解得V′＝V，故选C项．‎ 答案：C - 11 -‎ ‎9．如图所示，竖直放置、开口向下的试管内用水银封闭一段气体，若试管自由下落，管内气体(　　)‎ A．压强增大，体积增大 B．压强增大，体积减小 C．压强减小，体积增大 D．压强减小，体积减小 解析：取水银柱为研究对象，静止时由平衡条件有p0S＝p1S＋mg；自由下落时由牛顿第二定律有p2S＋mg－p0S＝ma，而a＝g，故有p1＝p0－、p2＝p0，可知p2>p1.再由p1V1＝p2V2知V1>V2，故B项正确．‎ 答案：B ‎10．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，汽缸内封住一定质量的气体，缸套和活塞间无摩擦，活塞横截面积为S，大气压强为p0，则封闭气体的压强为(　　)‎ A．p＝p0＋ B．p＝p0＋ C．p＝p0－ D．p＝ 解析：以缸套为研究对象，有pS＋Mg＝p0S，所以封闭气体的压强p＝p0－， 故应选C项．‎ 答案：C ‎11．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图象处理实验数据，得出如图乙所示的图线．‎ - 11 -‎ ‎(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 能力达标 ‎12.给某包装袋充入氮气后密封，在室温下，袋中气体压强为1个标准大气压、体积为‎1 L．将其缓慢压缩到压强为2个标准大气压时，气体的体积变为‎0.45 L．请通过计算判断该包装袋是否漏气．‎ 解析：若不漏气，加压后气体的温度不变，设其体积为V1，由玻意耳定律得p0V0＝p1V1‎ 代入数据得V1＝‎‎0.5 L 因为‎0.45 L<‎0.5 L，故包装袋漏气．‎ 答案：见解析 ‎13．一定质量的空气被活塞封闭在可导热的汽缸内，活塞相对于底部的高度为h，可沿汽缸无摩擦地滑动．取一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面．沙子倒完时，活塞下降了h/4.再取相同质量的一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面．外界大气的压强和温度始终保持不变，求此次沙子倒完后稳定时活塞距汽缸底部的高度．‎ 解析：设大气和活塞对气体的总压强为p0，一小盒沙子对气体产生的压强为p，汽缸横截面积为S.‎ 则状态Ⅰ：p1＝p0，V1＝hS 状态Ⅱ：p2＝p0＋p，V2＝S 状态Ⅲ：p3＝p0＋2p，V3＝h′S 由玻意耳定律得：p0hS＝(p0＋p)··S，p0hS＝(p0＋2p)h′S 联立两式解得：h′＝h.‎ 因此沙子倒完后稳定时活塞距汽缸底部的高度为h.‎ 答案：h ‎14．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L0(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p0，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．‎ - 11 -‎ 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－，V2＝LS 由玻意耳定律：p1V1＝p2V2‎ 即p‎0L0S＝LS 得：气柱长度为L＝ 答案： - 11 -‎