1、11 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 B2.(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
2、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。h0-hh0答案 B24.(多选)如图所示,封闭着理想气体的
3、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-m2gS m1gSC.p0+ D.p0+m1g-FS (m1+m2)g-FS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+m1)g=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-p)S,联立解得 p=p0- 或m2gSp=p0+ ,A、C 两项正确,B、D 两项错误。m1g-FS答案 AC5.(多选)如图所示,内径均匀、两端开口的 V形管,
4、 B支管竖直插入水银槽中, A支管与 B支管之间的夹角为 ,A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 hcos C.B管内水银面比管外水银面低 hcos D.管内封闭气体的压强比大气压强小 hcos 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+hScos =p 0S,B管内压强 p=p0-hcos ,显然 pT2D.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1V确;对同一部分气体来说,体积相同时,温度越高,压强越大,
5、所以 T1T2,选项 C错误,选项 D正确。答案 BD8.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
6、 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 p1:4p1=p0- =p0- =p0-FS F (d2)2 4F d2该过程中温度不变,则: p0V1=p1V2整理得: p0=4FV2 d2(V2-V1)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 (2)4FV2 d2(V2-V1)9.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 76 cm水银柱产生的压强,即 101 kPa。左端开
7、口,管中水银面到管口距离为 11 cm,且水银面比封闭管内高 4 cm,右端封闭管内空气柱长为 11 cm。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 3S。(1)以右管封闭气体为研究对象, p1= p0,V1=11 cm3S,V2=10 cm3S76+476由玻意耳定律,有 p1V1=p2V2,则 p2117 kPa(2)以左管被活塞封闭气体为研究对象,p1=p0,V1=11 cmS,p2= p08876由玻意耳定律,有 p1V1=p2V2,
8、解得 V2=9.5 cmS活塞推动的距离 l=11 cm+3 cm-9.5 cm=4.5 cm。答案 (1)117 kPa (2)4.5 cm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5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= V112 1= , 2=mV1 mV2即 2=2 1,故 B、C 正确。答案 BC2.如图所示,空的薄金属筒开口向下静止于恒温透
9、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 C3.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.p,V都不变 B.V减小, p增大C.V增大,
10、 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 B4.空气压缩机的储气罐中储有 1.0 atm的空气 6.0 L,现再充入 1.0 atm的空气 9.0 L。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.2.5 atm B.2.0 atmC.1.5 atm D.1.0 atm6解析 根据玻意耳定律有 p1V1+p2V2=p3V3,解得 p3=2.5 atm。
11、答案 A5.(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 AC6.(2018全国卷 )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
12、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=18.0 cm和 l2=12.0 cm,左边气体的压强为 12.0 cmHg。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 p2。U 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+g (l1-l2) 式中 为水银密度, g为重力加速度大小。由玻意耳定律有p1l1=pl1 p2l2=pl2 两边气柱长度的变化量大小相等l1-l1=l2-l2 由 式和题给条件得l1=22.5 cml2=7.5 cm7答案 22.5 cm 7.5 cm
