【名師一號(hào)】2021年人教版物理雙基限時(shí)練-選修3-3：第八章《氣體》1

雙基限時(shí)練(六)氣體的等溫變化1．(多選題)肯定質(zhì)量的氣體在溫度保持不變，氣體的狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，下列物理量發(fā)生變化的是()A．分子的平均速率 B．單位體積內(nèi)的分子數(shù)C．氣體的壓強(qiáng) D．分子總數(shù)解析當(dāng)溫度不變時(shí)，氣體分子的平均動(dòng)能不變，即分子的平均速率不變，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤；肯定質(zhì)量的氣體在溫度保持不變時(shí)，滿(mǎn)足玻意耳定律，即pV＝C，當(dāng)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，其體積肯定發(fā)生變化，單位體積內(nèi)的分子數(shù)發(fā)生變化，故B選項(xiàng)正確；其壓強(qiáng)也隨之發(fā)生變化，故C選項(xiàng)正確；氣體質(zhì)量不變，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤．答案BC2．各種卡通外形的氫氣球，受到孩子們的寵愛(ài)，特殊是年幼的小孩，小孩一不當(dāng)心松手，氫氣球會(huì)飛向天空，上升到肯定高度會(huì)脹破，是由于()A．球內(nèi)氫氣溫度上升B．球內(nèi)氫氣壓強(qiáng)增大C．球外空氣壓強(qiáng)減小D．以上各項(xiàng)說(shuō)法均不正確解析氣球上升時(shí)，由于高空處空氣淡薄，球外氣體的壓強(qiáng)減小，球內(nèi)氣體要膨脹，到肯定程度時(shí)，氣球就會(huì)脹破．答案C3．如圖所示，豎直放置的彎曲管子A端開(kāi)口，B端封閉，密度為ρ的液體將兩段空氣封閉在管內(nèi)，管內(nèi)液面高度差分別為h1、h2、h3，則B端氣體的壓強(qiáng)為(已知外界大氣壓為p0)()A．p0－ρg(h1＋h2－h(huán)3)B．p0－ρg(h1＋h3)C．p0－ρg(h1＋h3－h(huán)2)D．p0－ρg(h1＋h2)答案B4．如圖所示，有一段12cm長(zhǎng)的汞柱，在均勻玻璃管中封住肯定質(zhì)量的氣體，若開(kāi)口向上將玻璃管放置在傾角為30°的粗糙斜面上，處于靜止?fàn)顟B(tài)．被封閉氣體壓強(qiáng)為(大氣壓強(qiáng)p0＝76cmHg)()A．76cmHgB．82cmHgC．88cmHgD．70cmHg解析以液柱為爭(zhēng)辯對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行受力分析，只分析沿斜方向的外力作用，合力為零，p0S＋pm·S＝pSpm＝lsin30°p＝p0＋pm＝(76＋12×sin30°)cmHg＝82cmHg故B選項(xiàng)正確．答案B5．如圖所示，D→A→B→C表示肯定質(zhì)量的某種氣體狀態(tài)變化的一個(gè)過(guò)程．則下列說(shuō)法正確的是()A．D→A是一個(gè)等溫過(guò)程B.A→B是一個(gè)等溫過(guò)程C.A與B的狀態(tài)參量相同D.B→C體積減小，壓強(qiáng)減小，溫度不變解析由圖象可知p－eq\f(1,V)圖象是過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線(xiàn)，表示氣體進(jìn)行等溫變化，故D→A是等溫變化，A選項(xiàng)正確．A、B兩個(gè)狀態(tài)參量不同，故B、C選項(xiàng)錯(cuò)誤；B→C氣體進(jìn)行等溫變化，p減小，V增大，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤．答案A6．如圖所示，是肯定質(zhì)量的某種氣體狀態(tài)變化的p－V圖象，氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過(guò)程，氣體分子平均速率變化狀況是()A．始終保持不變 B．始終增大C．先減小后增大 D．先增大后減小解析由圖象可知，氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，pV值先增大后減小，由氣體等溫變化的等溫線(xiàn)可知，同一氣體，在不同溫度進(jìn)行等溫變化時(shí)，pV值越大，所對(duì)應(yīng)的溫度越高，故圖象中的氣體，溫度上升后再降低，故D選項(xiàng)正確．答案D7．一根豎直靜止放置的兩端封閉的細(xì)玻璃管，管內(nèi)封閉著的空氣被一段水銀柱分為上下兩部分，如圖所示，當(dāng)它在豎直方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，發(fā)覺(jué)水銀柱相對(duì)玻璃管向上移動(dòng)(溫度不變)，以下說(shuō)法正確的是()A．玻璃管做勻速運(yùn)動(dòng)B．玻璃管向下加速運(yùn)動(dòng)C．玻璃管向下減速運(yùn)動(dòng)D．玻璃管向上加速運(yùn)動(dòng)解析水銀柱相對(duì)玻璃管向上移動(dòng)，即上面被封閉的氣體體積減小，下面被封閉的氣體體積增大，由此可知上面氣體壓強(qiáng)增大，下面氣體壓強(qiáng)減小，則水銀柱受到合外力向下，因此，具有向下的加速度，故B選項(xiàng)正確．答案B8．如圖所示，活塞的質(zhì)量為m，缸套的質(zhì)量為M，通過(guò)彈簧吊在天花板上，氣缸內(nèi)封有肯定質(zhì)量的氣體，缸套和活塞間無(wú)摩擦，活塞面積為S，則(大氣壓強(qiáng)為p0)()A．封閉氣體的壓強(qiáng)p＝p0＋eq\f(mg,S)B．封閉氣體的壓強(qiáng)p＝p0＋eq\f(M＋mg,S)C．封閉氣體的壓強(qiáng)p＝p0－eq\f(Mg,S)D．封閉氣體的壓強(qiáng)p＝eq\f(mg,S)解析以缸套為爭(zhēng)辯對(duì)象，如圖所示，依據(jù)平衡條件有：Mg＋pS＝p0S，所以p＝p0－eq\f(Mg,S).答案C9．容積為20L的鋼瓶?jī)?nèi)，貯有壓強(qiáng)為1.5×107Pa的氧氣．打開(kāi)鋼瓶的閥門(mén)，讓氧氣分裝到容積為5L的氧氣袋中(袋都是真空的)，充氣后的氧氣袋中氧氣壓強(qiáng)都是1.0×106Pa，設(shè)充氣過(guò)程不漏氣，環(huán)境溫度不變，則這瓶氧氣最多可分裝()A．60袋B．56袋C．50袋D．40袋解析設(shè)可分裝n袋，取全部氣體爭(zhēng)辯，據(jù)玻意耳定律有：p1V＝p2V＋np2V01．5×107Pa×20L＝1.0×106Pa×20L＋n×1.0×106Pa×5L，解得n答案B10．在“探究氣體等溫變化的規(guī)律”試驗(yàn)中，封閉的空氣如圖所示，U型管粗細(xì)均勻，右端開(kāi)口，已知外界大氣壓為76cm汞柱高，圖中給出了氣體的兩個(gè)不同的狀態(tài)．甲乙(1)試驗(yàn)時(shí)甲圖氣體的壓強(qiáng)為_(kāi)_______cmHg；乙圖氣體壓強(qiáng)為_(kāi)_______cmHg.(2)試驗(yàn)時(shí)某同學(xué)認(rèn)為管子的橫截面積S可不用測(cè)量，這一觀點(diǎn)正確嗎？答：________(選填“正確”或“錯(cuò)誤”)．(3)數(shù)據(jù)測(cè)量完后在用圖象法處理數(shù)據(jù)時(shí)，某同學(xué)以壓強(qiáng)p為縱坐標(biāo)，以體積V(或空氣柱長(zhǎng)度)為橫坐標(biāo)來(lái)作圖，你認(rèn)為他這樣做能便利地看出p與V間的關(guān)系嗎？答：________.解析(1)由連通器原理可知，甲圖中氣體壓強(qiáng)為p0＝76cmHg，乙圖中氣體壓強(qiáng)為p0＋4cmHg＝80cmHg.(2)由玻意耳定律p1V1＝p2V2，即p1l1S＝p2l2S，即p1l1＝p2l2(l1(3)以p為縱坐標(biāo)，以V為橫坐標(biāo)，作出p－V圖是一條曲線(xiàn)，但曲線(xiàn)未必表示反比關(guān)系，所以應(yīng)再作出p－eq\f(1,V)圖，看是否是過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn)，才能最終確定p與V是否成反比．答案(1)7680(2)正確(3)不能11．如下圖所示，圓筒形汽缸靜止于地面上，汽缸的質(zhì)量為M，活塞(包括手柄)的質(zhì)量為m，汽缸的內(nèi)部截面積為S，大氣壓強(qiáng)為p0，平衡時(shí)汽缸內(nèi)的容積為V，現(xiàn)用手握住活塞手柄漸漸向上提，設(shè)汽缸足夠長(zhǎng)，在整個(gè)上提過(guò)程中氣體溫度保持不變，并且不計(jì)汽缸內(nèi)氣體的重力及活塞與汽缸壁間的摩擦，求將汽缸提離地面時(shí)活塞上升的距離．11．一個(gè)足球的容積V0＝2.6×10－3m3，原來(lái)裝滿(mǎn)1.0×105Pa的空氣．現(xiàn)用打氣筒給這個(gè)足球打氣，每次可把V＝1.0×10－4m3、壓強(qiáng)為1.0×105Pa的空氣打入球內(nèi)，要使足球內(nèi)部的壓強(qiáng)增為2.0解析對(duì)打足氣后球內(nèi)的氣體有：初態(tài)：p1＝1.0×105Pa，V1＝2.6×10－3m3＋n×1.0×10－末態(tài)：p2＝2.0×105Pa，V2＝2.6×10－3m由玻意耳定律得p1V1＝p2V2，所以1.0×105×(26＋n)×10－4＝2.0×105×2.6×10－3，解得n＝26，即應(yīng)打氣26次．答案26次12．今有一質(zhì)量為M的氣缸，用質(zhì)量為m的活塞封有肯定質(zhì)量的抱負(fù)氣體，當(dāng)氣缸水平橫放時(shí)，空氣柱長(zhǎng)為L(zhǎng)0(如圖甲所示)，若氣缸按如圖乙懸掛保持靜止時(shí)，求氣柱長(zhǎng)度為多少．已知大氣壓強(qiáng)為p0，活塞的橫截面積為S，它與氣缸之間無(wú)摩擦且不漏氣，且氣體溫度保持不變．甲乙解析對(duì)缸內(nèi)抱負(fù)氣體，平放狀態(tài)：p1＝p0，V1＝L0S懸掛狀態(tài)：對(duì)缸體，Mg＋p2S＝p0S即p2＝p0－eq\f(Mg,S)，V＝LS由玻意耳定律：p1V1＝p2V2即p0L0S＝(p0－eq\f(Mg,S))LS得氣柱長(zhǎng)度L＝eq\f(p0L0S,p0S－Mg)答案eq\f(p0L0S,p0S－Mg)13．用來(lái)噴灑農(nóng)藥的壓縮噴霧器的結(jié)構(gòu)如圖所示，A的容積為7.5L，裝入藥液后，藥液上方空氣為1.5L，關(guān)閉閥門(mén)K，用打氣筒B每次打進(jìn)105Pa的空氣250cm3(K′為單向閥門(mén))(1)要使藥液上方氣體壓強(qiáng)為4×105Pa，應(yīng)打幾次打氣筒？(2)當(dāng)A中有4×105Pa的空氣后，打開(kāi)閥門(mén)K可以噴灑農(nóng)藥，直到不能?chē)姙r(shí)，噴霧器剩余多少體積的藥液？(忽視噴管中藥液產(chǎn)生的壓強(qiáng))解析將打入的空氣與原來(lái)藥液上方的空氣一起作為爭(zhēng)辯對(duì)象，將變質(zhì)量的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為肯定質(zhì)量的問(wèn)題，利用分態(tài)式求解．打開(kāi)閥門(mén)K噴灑藥液時(shí)，A中空氣經(jīng)受了一個(gè)等溫膨脹過(guò)程，由初態(tài)參量、末態(tài)參量運(yùn)用玻意耳定律便可求解．(1)設(shè)原來(lái)藥液上方空氣體積為V，每次打入空氣體積為V0，打n次后壓強(qiáng)由p0變到p1，以A中原有空氣和n次打入A中的空氣的全部為爭(zhēng)辯對(duì)象，由玻意耳定律得p0(V＋nV0)＝p1V故n＝eq\f(p1－p0V,p0V0)＝eq\f(4×105－10