2018学年高中物理第二章气体气体的等温变化习题教科版选修3-3

气体的等温变化

一、选择题1．关于温度有如下说法

①物体的温度不可能达到绝对零度；

②随着低温技术的发展，绝对零度是可能达到的；

③人的正常体温约310K；

④一个物体的温度由10℃升高到20℃，与它从288K升高到298K所升高的温度是相同的．其中正确的是（）．A．

①④B．

②④C．

①③④D．

②③④2．封闭在容器中的气体的压强（）．A．是由气体重力产生的B．是由气体分子间相互作用（引力和斥力）产生的C．是由大量分子频繁碰撞器壁产生的D．当充满气体的容器自由下落时，由于失重，气体压强将减小为零3．著名的马德堡半球实验可简化成如图所示的示意图．设两个半球壳拼成的球形容器的半径为R，大气压强为p，则要使这两个半球壳分离，施加的拉力，至少为（）．A．4πR2pB．2πR2pC．πR2pD．πR2p4．一定质量的气体发生等温变化时，若体积增大为原来的2倍，则压强变为原来的（）倍．A．2B．1C．D．5．一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（）倍．A．4B．2C．D．6．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7．如图所示是一定质量的某种气体状态变化的p－V图象，气体由状态A变化至状态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．一直减小D．先增大后减小8．如图所示，一根一端封闭的玻璃管开口向下插入水银槽中，内封一定质量的气体，管内水银面低于管外，在温度不变时，将玻璃管稍向下插入一些，下列说法正确的是（）．A．玻璃管内气体体积减小B．玻璃管内气体体积增大C．管内外水银面高度差减小D．管内外水银面高度差增大9．如图所示，上端封闭的连通器A、B、C三管中水银面相平，三管横截面积的关系是SA＞SB＞SC．管内水银上方的空气柱长度为LA＜LB＜LC．若从下方通过阀门K流出少量水银（保持三管中均有水银），则三管中水银面的高度关系是（）．A．A管中水银面最高B．C管中水银面最高C．一样高D．条件不足，无法确定10．如图所示，有一段12cm长的汞柱，在均匀玻璃管中封住一定质量的气体，若开口向上将玻璃管放置在倾角为30°的光滑斜面上，在下滑过程中被封气体的压强为（大气压强p0=76cmHg）（）．A．76cmHgB．82cmHgC．88cmHgD．70cmHg11．一定质量的气体在等温变化的过程中，它的下列哪些物理量将发生变化？（）A．气体的平均速率B．单位体积内的分子数C．气体的压强D．分子总数12．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

二、填空题13．如图所示，在左端封闭的U形管中，用水银封住了A、B两段空气柱，外界大气压强为76cmHg，则pA=________，pB=________14．如图所示，固定在水平地面上的汽缸内封闭着一定质量的气体，活塞与汽缸内壁接触光滑且不漏气，活塞的横截面积S=100cm2，受到F1=200N水平向左的推力而平衡，此时，缸内气体对活塞的平均压力为F2=1200N，则缸内气体的压强p=________Pa，缸外大气压强p0=________Pa．

三、解答题15．一圆柱形汽缸，内部截面积为S，其活塞可在汽缸内无摩擦地滑动，汽缸内密封有理想气体，外部大气压强为p0，当汽缸卧放在水平面上时，活塞距缸底为L0，如图所示．当汽缸竖直放置且开口向上时，活塞距缸底为；当用细绳系住活塞上的钩子，把汽缸提离地面时，活塞距缸底为2L0（忽略气体质量，保持温度不变）．求提离地面时，绳中张力多大？16．如图所示，导热气缸平放在水平地面上，用横截面积为S=

0.1×10-2m2的光滑活塞A和B封闭两部分理想气体I和Ⅱ，活塞A、B的质量分别为mA=2kg，mB=4kg，活塞A、B到气缸底部的距离分别为20cm和8cm现将气缸转至开口向上，环境温度不变，外界大气压强p0=

1.0×105Pa待状态稳定时，求活塞A移动的距离【答案与解析】

一、选择题1．【答案】C2．【答案】C3．【答案】C4．【答案】C【解析】由p1V1=p2V2可得，故选项C正确．5．【答案】D【解析】根据p1V1=p2V2，可得，故选项D正确．6．【答案】A【解析】D→A是一个等温过程，A对；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错，B→C是一个等温过程，V增大，p减小，D错7．【答案】D【解析】由图像可知，pAVA＝pBVB，所以A、B两状态的温度相等，在同一等温线上，可在p－V图上作出几条等温线，如图所示由于离原点越远的等温线温度越高，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8．【答案】A、D【解析】极限分析法设想把管压得很深，则易知V减小，p增大，∵p=p0+ph，∴h增大，即选项A、D正确．假设法将玻璃管向下插入的过程中，假设管内气体体积不变，则h增大，p=p0+ph也增大，由玻意耳定律判断得V减小．故管内气体体积V不可能不变而是减小，由V减小得p=p0+ph增大，所以h也增大．9．【答案】A【解析】未打开阀门前，A、B、C三管中水银面相平，根据连通器原理知三管中封闭气体的压强相同，记作p．假设打开阀门K流出少量水银后，三管中水银面都降低了相同的高度h，三管中水银面仍然相平，气体末压强也相同，但是对管中封闭气体应用玻意耳定律有pL=p＇L+h．解得末压强．此式表明p＇’与空气柱原长L有关．因为，LA＜LB＜LC，所以有pA＇＜pB＇＜pC＇，与假设矛盾说明后来三管内液面不相平．以K为参考点，由连通器原理知pA＇+hA＇=pB＇+hB＇=pC＇+hC＇．∵pA＇＜pB＇＜pC＇，∴hA＇＞hB＇＞hC＇．可见，哪个管内原来空气柱较短，后来该管水银面就较高，与管的横截面积无关．10．【答案】A【解析】水银柱所处的状态不是平衡状态，因此不能用平衡条件处理．对水银柱进行受力分析，则有玻璃管和水银柱组成系统的加速度a=gsin，所以对水银柱由牛顿第二定律得p0S+Mgsin－pS=Ma，故p=p0．11．【答案】B、C【解析】由玻意耳定律可知p1V1=p2V2，即气体的压强和体积将变化．因温度不变，气体的平均速率，质量不变分子总数不变，体积增大，单位体积内的分子数减少．12．【答案】B【解析】由于洗衣缸内水位上升，细管中水位也上升相应的高度，管内气体体积减小，由pV=C可知，细管中气体压强增大故正确选项为B．

二、填空题13．【答案】75cmHg81cmHg14．【答案】

1.2×

1051.0×105【解析】缸内气体压强为，由活塞受力平衡F2=p0S+F1得大气压强

三、解答题15．【答案】p0S．【解析】汽缸由卧放到竖直放置，对缸中气体应用玻意耳定律，有，可得；汽缸由卧放到吊起，对缸中气体应用玻意耳定律有p0L0S=p＇·2L0S，可得．汽缸吊起时，以活塞为研究对象，根据力的平衡条件，有T+p＇S=Mg+p0S．所以张力T=Mg+p0S－p＇S=p0S．16．【答案】

0.05m【解析】对理想气体Ⅰ，由玻意尔定律代入数据得对理想气体Ⅱ，由玻意尔定律代入数据得故活塞A移动的距离答活塞A移动的距离为

0.05m。