第八章第2節(jié)-氣體的等容變化和等壓變化-2020高中物理選修3-3訓(xùn)練課件

02氣體的等容變化和等壓變化課時(shí)1氣體的等容變化題型1認(rèn)識(shí)等容變化解析課時(shí)1氣體的等容變化刷基礎(chǔ)1．[山東濟(jì)南外國(guó)語(yǔ)學(xué)校2019高二下期中]民間常用“拔火罐”來治療某些疾病，方法是將點(diǎn)燃的紙片放入一個(gè)小罐內(nèi)，當(dāng)紙片燃燒完時(shí)，迅速將火罐開口端緊壓在皮膚上，火罐就會(huì)緊緊地被“吸”在皮膚上．其原因是，當(dāng)火罐內(nèi)的氣體()A．溫度不變時(shí)，體積減小，壓強(qiáng)增大B．體積不變時(shí)，溫度降低，壓強(qiáng)減小C．壓強(qiáng)不變時(shí)，溫度降低，體積減小D．質(zhì)量不變時(shí)，壓強(qiáng)增大，體積減小把火罐扣在皮膚上，罐內(nèi)空氣的體積等于火罐的容積，體積不變，之后罐內(nèi)氣體經(jīng)過熱傳遞，溫度不斷降低，氣體發(fā)生等容變化，由查理定律可知，氣體壓強(qiáng)減小，火罐內(nèi)氣體壓強(qiáng)小于外界大氣壓，壓強(qiáng)差就將火罐緊緊地壓在皮膚上．故選B.B解析刷基礎(chǔ)2．[黑龍江哈爾濱六中2019高二下月考]如圖所示，A、B兩容器容積相等，用粗細(xì)均勻的細(xì)玻璃管連接，兩容器內(nèi)裝有不同氣體，細(xì)管中央有一段水銀柱，在兩邊氣體作用下保持平衡時(shí)，A中氣體的溫度為0℃，B中氣體溫度為20℃，如果將它們的溫度都降低10℃，則水銀柱將()A．向A移動(dòng)B．向B移動(dòng)C．不動(dòng)D．不能確定課時(shí)1氣體的等容變化A題型2等容變化規(guī)律解析刷基礎(chǔ)3．[山東泰安寧陽(yáng)2019高二下段考](多選)如圖所示，由U形管和細(xì)管連接的玻璃泡A、B和C浸泡在溫度均為0℃的水槽中，B的容積是A的3倍．閥門S將A和B兩部分隔開．A內(nèi)為真空，B和C內(nèi)都充有氣體．U形管內(nèi)左邊水銀柱比右邊的低60mm.打開閥門S，整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定后，U形管內(nèi)左右水銀柱高度相等．假設(shè)U形管和細(xì)管中的氣體體積遠(yuǎn)小于玻璃泡的容積．下列說法正確的是()A．C中氣體壓強(qiáng)為180mmHgB．打開S前，B中氣體壓強(qiáng)為120mmHgC．為使左右水銀柱高度差仍為60mmHg，可將右側(cè)水的溫度加熱到364KD．為使左右水銀柱高度差仍為60mmHg，可將右側(cè)水的溫度降低到182KACD課時(shí)1氣體的等容變化解析刷基礎(chǔ)4．在射向高空的火箭儀器艙內(nèi)，起飛前用水銀氣壓計(jì)測(cè)得艙內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p0＝76cmHg，氣體溫度T0＝300K，儀器艙是密封的．取豎直向上為正方向，當(dāng)火箭以加速度a在豎直方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，儀器艙內(nèi)水銀氣壓計(jì)指示的壓強(qiáng)為p＝0.6p0，則()A．a(chǎn)＝g，艙內(nèi)氣體溫度比起飛前溫度增加20%B．a(chǎn)＝g，艙內(nèi)氣體溫度是起飛前溫度的60%C．a(chǎn)＝0.5g，艙內(nèi)氣體溫度比起飛前溫度增加10%D．a(chǎn)＝－0.5g，艙內(nèi)氣體溫度比起飛前溫度降低10%A課時(shí)1氣體的等容變化解析刷基礎(chǔ)5．汽車行駛時(shí)輪胎的胎壓太高容易造成爆胎事故，太低又會(huì)造成耗油量上升．已知某型號(hào)輪胎能在－40～90℃正常工作，為使輪胎在此溫度范圍內(nèi)工作時(shí)的最高胎壓不超過3.5atm，那么，在t＝20℃時(shí)給該輪胎充氣，充氣后的胎壓不能超過多少(設(shè)輪胎的體積不變)．2.83atm課時(shí)1氣體的等容變化解析刷基礎(chǔ)(1)15cm(2)328K課時(shí)1氣體的等容變化題型3U形管水銀柱問題題型4汽缸問題解析刷基礎(chǔ)7．一橫截面積為S的汽缸水平放置，固定不動(dòng)，兩個(gè)活塞A和B將汽缸分隔為1、2兩氣室，溫度均為27℃，達(dá)到平衡時(shí)1、2兩氣室長(zhǎng)度分別為40cm和20cm，如圖所示．在保持兩氣室溫度不變的條件下，緩慢推動(dòng)活塞A，使之向右移動(dòng)6cm，不計(jì)活塞與汽缸壁之間的摩擦，大氣壓強(qiáng)為1.0×105Pa.求：(1)活塞B向右移動(dòng)的距離與氣室2中氣體的壓強(qiáng)；(2)在(1)問條件下，現(xiàn)在若將活塞A用銷子固定，保持氣室1的溫度不變，要使氣室2中氣體的體積恢復(fù)到原來的大小，則應(yīng)將氣室2中氣體溫度升高為多少攝氏度？(1)2cm1.1×105Pa(2)79.94℃課時(shí)1氣體的等容變化刷基礎(chǔ)8．如圖所示，封閉有一定質(zhì)量理想氣體的汽缸開口向下豎直固定放置，活塞的截面積為S，質(zhì)量為m0，活塞通過輕繩連接了一個(gè)質(zhì)量為m的重物．若開始時(shí)汽缸內(nèi)理想氣體的溫度為T0，輕繩剛好伸直且對(duì)活塞無拉力作用，外界大氣壓強(qiáng)為p0，一切摩擦均不計(jì)且m0g＜p0S.(1)求重物剛離地時(shí)汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)；(2)若緩慢降低汽缸內(nèi)氣體的溫度，最終使得汽缸內(nèi)氣體的體積減半，則最終氣體的溫度為多少？課時(shí)1氣體的等容變化解析解析刷基礎(chǔ)9．[四川宜賓敘州一中2019高二下期末]如圖所示，A汽缸橫截面積為0.05m2，A、B兩個(gè)汽缸中裝有體積均為0.01m3、壓強(qiáng)均為1atm(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)、溫度均為27℃的理想氣體，中間用細(xì)管連接．細(xì)管中有一絕熱活塞M，細(xì)管容積不計(jì)．現(xiàn)給左面的活塞N施加一個(gè)推力，使其緩慢向右移動(dòng)，同時(shí)給B中氣體加熱，使此過程中A汽缸中的氣體溫度保持不變，活塞M保持在原位置不動(dòng)．不計(jì)活塞與器壁間的摩擦，周圍大氣壓強(qiáng)為1atm＝1×105Pa，當(dāng)推力F＝5/3×103N時(shí)，求：(1)活塞N向右移動(dòng)的距離；(2)B汽缸中的氣體溫度．(1)5cm(2)127℃課時(shí)1氣體的等容變化解析10．[重慶市鳳鳴山中學(xué)2019高二下期中]如圖所示，足夠長(zhǎng)且上端開口的光滑圓柱形汽缸豎直放置，截面積為40cm2的活塞將一定質(zhì)量的氣體封閉在汽缸內(nèi)．在汽缸內(nèi)距缸底60cm處設(shè)有a、b兩限制裝置，使活塞只能向上滑動(dòng)．開始時(shí)活塞擱在a、b上，缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為p0(p0＝1.0×105Pa為大氣壓強(qiáng))，溫度為300K．現(xiàn)緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體，當(dāng)溫度為330K，活塞恰好離開a、b.重力加速度g取10m/s2.求：(1)活塞的質(zhì)量；(2)當(dāng)溫度升為360K時(shí)活塞上升的高度．(1)4kg(2)5.5cm刷基礎(chǔ)課時(shí)1氣體的等容變化題型5p－T、V－T圖象問題解析課時(shí)1氣體的等容變化刷基礎(chǔ)11．[四川攀枝花2019高二下期末](多選)如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程中()A．氣體的密度一直在增大B．氣體的內(nèi)能一直在增大C．氣體的壓強(qiáng)一直在增大D．氣體的體積一直在增大分別過A、B兩點(diǎn)作等容線如圖所示，由p＝CT/V可知，因OA的斜率大于OB的斜率，則VA<VB，即理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，氣體體積增大，密度減小，A錯(cuò)誤，D正確；從A到B溫度升高，則氣體的內(nèi)能一直在增大，B正確；由圖象可知，氣體的壓強(qiáng)一直在增大，C正確．BCD解析12．[遼寧營(yíng)口2018高二下期末](多選)下列圖中描述一定質(zhì)量的氣體做等容變化的過程的圖線是()CD課時(shí)1氣體的等容變化刷基礎(chǔ)ABCD解析13．[吉林省吉林市吉化一中2019高二下期中]如圖所示，一開口向右的汽缸放置在水平地面上，活塞可無摩擦移動(dòng)且不漏氣，汽缸中間位置有小擋板．初始時(shí)，外界大氣壓為p0，活塞緊壓小擋板處．現(xiàn)緩慢升高缸內(nèi)氣體溫度，下列p－T圖象能正確反映缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)變化情況的是()B課時(shí)1氣體的等容變化刷基礎(chǔ)初始時(shí)，活塞緊壓小擋板處，說明外界大氣壓大于缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)，當(dāng)緩慢升高缸內(nèi)氣體溫度時(shí)，氣體先發(fā)生等容變化，根據(jù)查理定律，缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p與熱力學(xué)溫度T成正比，圖線是延長(zhǎng)線過原點(diǎn)的傾斜的直線，故C、D錯(cuò)誤；當(dāng)缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)等于外界的大氣壓時(shí)，氣體開始發(fā)生等壓膨脹，圖線是平行于T軸的直線，故A錯(cuò)誤，B正確．解析14．[江西南昌第二中學(xué)2019高二下月考]汽缸中一定質(zhì)量的理想氣體，開始處于A狀態(tài)，在體積不變時(shí)變到B狀態(tài)，再在溫度不變時(shí)變到C狀態(tài)，最后在壓強(qiáng)不變時(shí)回到A狀態(tài)，則下列各圖中不能反映上述過程的是()由題意可知，理想氣體從A到B體積不變，從B到C溫度不變，從C到A壓強(qiáng)不變，則B、C、D圖都能反映這種變化過程；而A圖中理想氣體從A到B體積不變，從B到C壓強(qiáng)不變，從C到A溫度不變，故選項(xiàng)A不能反映這一變化過程，A項(xiàng)錯(cuò)誤．A課時(shí)1氣體的等容變化刷基礎(chǔ)解析15．帶有活塞的汽缸內(nèi)封閉一定量的理想氣體．氣體開始處于狀態(tài)A，由過程AB到達(dá)狀態(tài)B，后又經(jīng)過程BC到達(dá)狀態(tài)C，如圖所示．設(shè)氣體在狀態(tài)A時(shí)的壓強(qiáng)、體積和溫度分別為pA、VA和TA.在狀態(tài)B時(shí)的體積為VB.在狀態(tài)C時(shí)的溫度為TC.(1)求氣體在狀態(tài)B時(shí)的溫度TB；(2)求氣體在狀態(tài)A的壓強(qiáng)pA與在狀態(tài)C的壓強(qiáng)pC之比．課時(shí)1氣體的等容變化刷基礎(chǔ)易錯(cuò)點(diǎn)未考慮氣體狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，盲目使用氣體實(shí)驗(yàn)定律課時(shí)1氣體的等容變化刷易錯(cuò)16．如圖所示，一導(dǎo)熱性能良好、內(nèi)壁光滑的汽缸豎直放置，在距汽缸底部l＝36cm處有一與汽缸固定連接的卡環(huán)，活塞與汽缸底部之間封閉了一定質(zhì)量的氣體．當(dāng)氣體的溫度T0＝300K、大氣壓強(qiáng)p0＝1.0×105Pa時(shí)，活塞與汽缸底部之間的距離l0＝30cm，不計(jì)活塞的質(zhì)量和厚度．現(xiàn)對(duì)汽缸加熱，使活塞緩慢上升，求封閉氣體溫度升高到T＝540K時(shí)的壓強(qiáng)p.1.5×105Pa解析易錯(cuò)分析沒有分析活塞剛到汽缸卡環(huán)處時(shí)的溫度，直接使用題目所給的數(shù)據(jù)信息，利用查理定律或蓋－呂薩克定律求解而得到錯(cuò)誤結(jié)果．02氣體的等容變化和等壓變化課時(shí)2氣體的等壓變化解析刷基礎(chǔ)1．(多選)如圖所示，豎直放置、開口向上的長(zhǎng)試管內(nèi)用水銀密閉一段理想氣體，若大氣壓強(qiáng)不變，管內(nèi)氣體()A．溫度降低，則壓強(qiáng)增大B．溫度升高，則壓強(qiáng)減小C．溫度降低，則壓強(qiáng)不變D．溫度升高，則體積增大CD課時(shí)2氣體的等壓變化題型1認(rèn)識(shí)等壓變化大氣壓不變，水銀柱的長(zhǎng)度也不變，所以封閉氣體的壓強(qiáng)不變，氣體做等壓變化，故A、B錯(cuò)誤，C正確；根據(jù)V/T＝C可知，氣體溫度升高，則體積增大，故D正確．解析刷基礎(chǔ)2．如圖所示，一根豎直的彈簧支持著一倒立汽缸中的活塞，使汽缸懸空而靜止．設(shè)活塞與缸壁間無摩擦且可以在缸內(nèi)自由移動(dòng)，缸壁導(dǎo)熱性能良好，則下列說法中正確的是()A．若外界大氣壓增大，則彈簧將壓縮一些B．若外界大氣壓增大，則汽缸上底面距地面的高度將不變C．若氣溫升高，則活塞距地面的高度將減小D．若氣溫升高，則汽缸上底面距地面的高度將增大D課時(shí)2氣體的等壓變化選擇汽缸和活塞為整體，則彈簧彈力始終等于整體重力，彈簧長(zhǎng)度不發(fā)生變化，則活塞距地面的高度不變，故A、C錯(cuò)誤．選汽缸為研究對(duì)象，豎直向下受重力和大氣壓力pS，向上受到缸內(nèi)氣體向上的壓力p1S，由平衡條件得G＋pS＝p1S，若外界大氣壓p增大，則p1一定增大，根據(jù)玻意耳定律得，pV＝C(常數(shù))，當(dāng)壓強(qiáng)增大時(shí)，氣體體積一定減小，所以汽缸的上底面距地面的高度將減小，故B錯(cuò)誤．若氣溫升高，缸內(nèi)氣體做等壓變化，根據(jù)V/T＝C可知，當(dāng)溫度升高時(shí)，氣體體積增大，汽缸上升，則汽缸的上底面距地面的高度將增大，故D正確．解析刷基礎(chǔ)3．(多選)如圖所示，在一只燒瓶上連一根玻璃管，把它跟一個(gè)水銀壓強(qiáng)計(jì)連在一起，燒瓶里封閉著一定質(zhì)量的氣體，開始時(shí)水銀壓強(qiáng)計(jì)U形管兩端水銀面一樣高．為使U形管兩端水銀面保持相同高度，下列說法正確的是()A．如果把燒瓶浸在熱水中，應(yīng)把A向下移B．如果把燒瓶浸在熱水中，應(yīng)把A向上移C．如果把燒瓶浸在冷水中，應(yīng)把A向下移D．如果把燒瓶浸在冷水中，應(yīng)把A向上移AD課時(shí)2氣體的等壓變化將燒瓶浸在熱水中時(shí)，氣體溫度升高，壓強(qiáng)變大，左管水銀面下降，應(yīng)適當(dāng)向下移動(dòng)A管使兩管水銀面等高，即保證了氣體壓強(qiáng)不變，故A正確，B錯(cuò)誤．將燒瓶浸在冷水中時(shí)，氣體溫度降低，壓強(qiáng)減小，左管水銀面上升，應(yīng)向上移動(dòng)A管使兩管水銀面等高，故C錯(cuò)誤，D正確．解析刷基礎(chǔ)4．[湖北荊州沙市中學(xué)2019高二下期中]如圖甲所示，總長(zhǎng)L＝40cm的粗細(xì)均勻的直玻璃管水平放置，用長(zhǎng)為20cm的水銀柱封閉一定質(zhì)量的理想氣體，氣體長(zhǎng)度為16cm.環(huán)境溫度為t1＝7℃，大氣壓強(qiáng)p0＝75cmHg.(1)保持外界大氣壓強(qiáng)不變，緩慢升高環(huán)境溫度，當(dāng)環(huán)境溫度升高到t2時(shí)，水銀柱到達(dá)管口，求t2(℃)的大?。?2)保持外界大氣壓強(qiáng)p0、環(huán)境溫度為t2不變的情況下，將玻璃管緩慢轉(zhuǎn)至豎直開口向下，如圖乙所示，穩(wěn)定后管中水銀柱的長(zhǎng)度．(1)77℃(2)15cm題型2等壓變化規(guī)律的應(yīng)用課時(shí)2氣體的等壓變化解析刷基礎(chǔ)5．[福建福州八校2019高二下期末]如圖所示，一汽缸固定在水平地面上，通過活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與缸壁的摩擦可忽略不計(jì)，活塞的截面積為S＝50cm2.活塞與水平平臺(tái)上的物塊A用水平輕桿連接，A的質(zhì)量為m＝50kg，物塊與平臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，開始時(shí)活塞距缸底L＝10cm，缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)p1等于外界大氣壓強(qiáng)p0＝1×105Pa，溫度為t1＝27℃.現(xiàn)對(duì)汽缸內(nèi)的氣體緩慢加熱，當(dāng)汽缸內(nèi)的溫度升為t2＝177℃時(shí)，物塊A開始移動(dòng)，繼續(xù)加熱，并保持A緩慢移動(dòng)．(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，g取10m/s2)求：(1)物塊A與平臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；(2)A向右運(yùn)動(dòng)距離為d＝2cm時(shí)汽缸內(nèi)的溫度．(1)0.5(2)540K課時(shí)2氣體的等壓變化題型3等壓變化規(guī)律——單汽缸問題解析刷基礎(chǔ)6．[安徽皖北2019高二下期末聯(lián)考]如圖所示，兩端開口的汽缸豎直固定放置，兩厚度不計(jì)的輕質(zhì)活塞A、B間有輕桿相連，在活塞A上放一重物C，C的質(zhì)量為m＝3kg，兩活塞的橫截面積分別為SA＝25cm2，SB＝15cm2.活塞間封閉有一定質(zhì)量的理想氣體(不漏氣)．開始時(shí)，整個(gè)裝置保持靜止，此時(shí)兩活塞與D處距離相等，p0＝1.0×105Pa，重力加速度g取10m/s2，不計(jì)一切摩擦．(1)求開始時(shí)，輕桿對(duì)活塞A的作用力大??；(2)若緩慢降低汽缸內(nèi)溫度至t＝87℃時(shí)，A活塞恰好靠近D處，求開始時(shí)汽缸內(nèi)氣體的溫度．(1)45N(2)480K課時(shí)2氣體的等壓變化題型4等壓變化規(guī)律——雙缸連接體問題解析刷基礎(chǔ)7．圖中系統(tǒng)由兩個(gè)側(cè)壁絕熱、底部截面積均為S的容器組成．左容器足夠高，上端敞開，右容器上端由導(dǎo)熱材料封閉．兩個(gè)容器的下端由可忽略容積的細(xì)管連通．容器內(nèi)兩個(gè)絕熱的活塞A、B下方封有氮?dú)猓珺上方封有氫氣．外部大氣壓強(qiáng)為p0，溫度為T0＝273K，兩個(gè)活塞因自身重力對(duì)下方氣體產(chǎn)生的壓強(qiáng)均為0.1p0.系統(tǒng)平衡時(shí)，各氣柱的高度如圖所示．現(xiàn)將系統(tǒng)的底部浸入恒溫?zé)崴壑校俅纹胶鈺r(shí)A上升了一定的高度．用外力將A緩慢推回第一次平衡時(shí)的位置并固定，第三次達(dá)到平衡后，氫氣柱高度為0.8h.氮?dú)夂蜌錃饩梢暈槔硐霘怏w．求：(1)第二次平衡時(shí)氮?dú)獾捏w積；(2)水的溫度．(1)2.7hS(2)368.55K課時(shí)2氣體的等壓變化解析刷基礎(chǔ)8．[廣西八市2019高二下期末聯(lián)考]如圖所示，質(zhì)量相同的活塞A、B將開口向上的汽缸分為氣室Ⅰ、Ⅱ兩部分，已知活塞B到汽缸底部的距離為L(zhǎng).勁度系數(shù)為k的輕彈簧被壓縮在兩活塞之間．汽缸和活塞的導(dǎo)熱性能良好，活塞與汽缸內(nèi)壁間無摩擦且氣密性好．大氣壓強(qiáng)為p0，溫度為T0；開始時(shí)，氣室Ⅰ中氣體的壓強(qiáng)為0.75p0、氣室Ⅱ中氣體的壓強(qiáng)為1.5p0.從某時(shí)刻起緩慢升高環(huán)境溫度，當(dāng)環(huán)境溫度為T時(shí)，彈簧恰好處于原長(zhǎng)狀態(tài)．已知活塞的截面積為S，重力加速度為g，求：(1)每個(gè)活塞的質(zhì)量及開始時(shí)彈簧的壓縮量x；(2)當(dāng)溫度為T時(shí)，活塞A上移的距離H.課時(shí)2氣體的等壓變化題型5等壓圖象

解析9．如圖所示是一定質(zhì)量的氣體從狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B到狀態(tài)C的V－T圖象，由圖象可知()A．pA＞pB

B．pC＜pB

C．VA＜VB

D．TA＜TB

D由體積不變，溫度越高，壓強(qiáng)越大可知，在V－T圖象中，各點(diǎn)對(duì)原點(diǎn)連線的斜率越大，壓強(qiáng)越小，所以pA<pC＝pB，故A、B錯(cuò)誤；由圖象可知，氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B體積不變，則溫度升高，故C錯(cuò)誤，D正確．刷基礎(chǔ)課時(shí)2氣體的等壓變化解析10．[山東泰安2018高二下期末](多選)圖中的實(shí)線表示一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化的p－T圖象，變化過程如圖中箭頭所示，則下列說法中正確的是()A．a(chǎn)到b過程中氣體內(nèi)能增加，密度不變B．b到c過程中氣體內(nèi)能增加，密度增大C．c到