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1 气体的等温变化课后篇巩固提升基础巩固
1.描述一定质量的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、温度解析气体状态参量是指温度、压强和体积故选项B正确答案B
2.多选如图所示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.TATBD.B→C过程中气体体积增大、压强减小、温度不变解析D→A是一个等温过程A正确;BC是等温线而A到B温度升高B、C错误;B→C是一个等温过程V增大p减小D正确答案AD
3.一端封闭的玻璃管倒插入水银槽中管竖直放置时管内水银面比管外高h上端空气柱长为l如图所示已知大气压强相当于h0高的水银柱产生的压强下列说法正确的是 A.此时封闭气体的压强相当于l+h高水银柱产生的压强B.此时封闭气体的压强相当于h0-h高水银柱产生的压强C.此时封闭气体的压强相当于h0+h高水银柱产生的压强D.此时封闭气体的压强相当于h0-l高水银柱产生的压强解析取等压面法选管外水银面为等压面则由p气+ph=p0得p气=p0-ph即p气=p0选项B正确答案B
4.多选如图所示封闭着理想气体的汽缸挂在弹簧测力计下弹簧测力计的示数为F已知汽缸的质量为m1活塞质量为m2横截面积为S活塞与缸体间摩擦不计外界大气压强为p0则缸内的压强为 A.p0-B.p0-C.p0+D.p0+解析对活塞和汽缸整体受力分析受重力和弹簧的拉力作用根据平衡条件有m2+m1g=F对活塞受力分析受内外气体压力差和重力根据平衡条件有m2g=p0-pS联立解得p=p0-或p=p0+A、C两项正确B、D两项错误答案AC
5.多选如图所示内径均匀、两端开口的V形管B支管竖直插入水银槽中A支管与B支管之间的夹角为θA支管中有一段长为h的水银柱保持静止下列说法中正确的是 A.B管内水银面比管外水银面高hB.B管内水银面比管外水银面高hcosθC.B管内水银面比管外水银面低hcosθD.管内封闭气体的压强比大气压强小hcosθ高水银柱产生的压强解析以A管中的水银柱为研究对象则有pS+hScosθ=p0SB管内压强p=p0-hcosθ显然pp0且B管内水银面要比槽内水银面高出hcosθB、D正确答案BD
6.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.体积变小压强变小解析水位升高封闭气体体积减小由玻意耳定律pV=C可知压强变大选项B正确答案B
7.多选如图是一定质量的气体在不同温度下的两条p-图线由图可知 A.一定质量的气体在发生等温变化时其压强与体积成正比B.一定质量的气体在发生等温变化时其压强与体积成反比C.T1T2D.T1T2解析一定质量的气体温度不变时pV=常量所以其p-图线是过原点的直线选项A错误选项B正确;对同一部分气体来说体积相同时温度越高压强越大所以T1T2选项C错误选项D正确答案BD
8.采用如图所示装置可以验证玻意耳定律主要器材是针管及其附件可测定大气压强的值实验步骤如下:1将针管水平固定拔下橡皮帽向右将活塞从针管中抽出;2用天平称出活塞与固定在其上的支架的总质量为M;3用游标卡尺测出活塞直径d;4再将活塞插入针管中保持针管中有一定质量的气体并盖上橡皮帽此时从针管上可读出气柱体积为V1如图所示;5将弹簧测力计挂钩钩在活塞支架上向右水平缓慢拉动活塞到一定位置此时弹簧测力计读数为F气柱体积为V2试用以上的直接测量数据写出大气压强的最终表达式p0= 本实验中第 实验步骤是多余的 解析开始时气体的压强为p0向右水平缓慢拉动活塞到一定位置弹簧测力计读数为F时气体的压强p1:p1=p0-=p0-=p0-该过程中温度不变则:p0V1=p1V2整理得:p0=由上面的式子可知在表达式中与活塞及固定在其上的支架的总质量无关所以步骤2是多余的答案
29.如图所示U形管两臂粗细不等开口向上右端封闭的粗管横截面积是左端开口的细管横截面积的3倍管中装入水银大气压强p0相当于76cm水银柱产生的压强即101kPa左端开口管中水银面到管口距离为11cm且水银面比封闭管内高4cm右端封闭管内空气柱长为11cm现将开口端用小活塞封住并缓慢推动活塞使两管液面相平推动过程中管中的气体温度始终保持不变试求:1粗管中气体的最终压强;2活塞推动的距离解析设左管横截面积为S则右管横截面积为3S1以右管封闭气体为研究对象p1=p0V1=11cm×3SV2=10cm×3S由玻意耳定律有p1·V1=p2·V2则p2≈117kPa2以左管被活塞封闭气体为研究对象p1=p0V1=11cm×Sp2=p0由玻意耳定律有p1V1=p2V2解得V2=
9.5cm×S活塞推动的距离l=11cm+3cm-
9.5cm=
4.5cm答案1117kPa
24.5cm能力提升
1.多选一定质量的气体在温度不变的条件下将其压强变为原来的2倍则 A.气体分子的平均动能增大B.气体的密度变为原来的2倍C.气体的体积变为原来的一半D.气体的分子总数变为原来的2倍解析温度是分子平均动能的标志由于温度T不变故分子的平均动能不变据玻意耳定律得p1V1=2p1V2得V2=V1ρ1=ρ2=即ρ2=2ρ1故B、C正确答案BC
2.如图所示空的薄金属筒开口向下静止于恒温透明液体中筒中液面与A点齐平现缓慢将其压到更深处筒中液面与B点齐平不计气体分子间相互作用且筒内气体无泄漏液体温度不变下列图象中能体现筒内气体从状态A到B变化过程的是 解析气体发生等温变化由玻意耳定律可知气体的压强与体积成反比金属筒从A下降到B的过程中气体体积V变小压强p变大选项C正确答案C
3.竖直例立的U形玻璃管一端封闭另一端开口向下如图所示用水银柱封闭一定质量的理想气体在保持温度不变的情况下假设在管子的D处钻一小孔则管内被封闭的气体压强p和气体体积V变化的情况为 A.pV都不变B.V减小p增大C.V增大p减小D.无法确定解析设玻璃管两侧水银面高度差是h大气压为p0封闭气体压强p=p0-ph在管子的D处钻一小孔封闭气体压强大小变为p0气体温度不变压强变大由玻意耳定律可知封闭气体体积变小故选项B正确A、C、D错误答案B
4.空气压缩机的储气罐中储有
1.0atm的空气
6.0L现再充入
1.0atm的空气
9.0L设充气过程为等温过程空气可看作理想气体则充气后储气罐中气体压强为 A.
2.5atmB.
2.0atmC.
1.5atmD.
1.0atm解析根据玻意耳定律有p1V1+p2V2=p3V3解得p3=
2.5atm答案A
5.多选如图所示图线1和2分别表示一定质量的气体在不同温度下的等温线下述说法正确的有 A.图线1对应的温度高于图线2对应的温度B.图线1对应的温度低于图线2对应的温度C.气体由状态A沿图线1变化到状态B的过程中分子间平均距离增大D.气体由状态A沿图线1变化到状态B的过程中分子间平均距离减小解析p-V图中图线1在图线2外侧其对应温度较高图线1中气体由状态A变化到状态B为等温膨胀过程体积增大气体分子间的平均距离将增大故选A、C答案AC
6.2018全国卷Ⅲ在两端封闭、粗细均匀的U形细玻璃管内有一段水银柱水银柱的两端各封闭有一段空气当U形管两端竖直朝上时左、右两边空气柱的长度分别为l1=
18.0cm和l2=
12.0cm左边气体的压强为
12.0cmHg现将U形管缓慢平放在水平桌面上没有气体从管的一边通过水银逸入另一边求U形管平放时两边空气柱的长度在整个过程中气体温度不变解析设U形管两端竖直朝上时左、右两边气体的压强分别为p1和p2U形管水平放置时两边气体压强相等设为p此时原左、右两边气柱长度分别变为l1和l2由力的平衡条件有p1=p2+ρgl1-l2
①式中ρ为水银密度g为重力加速度大小由玻意耳定律有p1l1=pl1
②p2l2=pl2
③两边气柱长度的变化量大小相等l1-l1=l2-l2
④由
①②③④式和题给条件得l1=
22.5cm
⑤l2=
7.5cm
⑥答案
22.5cm
7.5cm。