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1、1第 1节 气体的等温变化对点训练考点 1 气体的三个状态参量及压强的计算1.(多选)一定质量的气体,在等温变化过程中,下列物理量中发生改变的有( )A.分子的平均速率 B单位体积内的分子数C.气体的压强 D分子总数E.气体的体积答案 BCE解析 等温变化过程中,温度不变,则分子的平均动能不变,所以分子的平均速率不变, p、 V发生相应的变化,单位体积内的分子数也随之发生相应变化,但分子总数不变,故 B、C、E 正确。2如图所示,活塞的质量为 m,缸套的质量为 M。通过弹簧吊在天花板上,汽缸内封有一定质量的气体。缸套和活塞间无摩擦,活塞面积为 S,大气压强为 p0。则封闭气体的压强为( )A.

2、p p0 B p p0mgS M m gSC.p p0 D pMgS mgS答案 C2解析 对汽缸缸套进行受力分析,如图所示。由平衡条件可得: p0S Mg pS,所以p p0 ,故 C项正确。MgS3.用 DIS研究一定质量气体在温度不变时,压强与体积关系的实验装置如图甲所示,实验步骤如下:把注射器活塞移至注射器中间位置,将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接;移动活塞,记录注射器的刻度值 V,同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p;用 V 图象处理实验数据,得出如图乙所示的图线。1p(1)为了保持封闭气体的质量不变,实验中采取的主要措施是_;(2)为了保持封闭气体的温度不变,实

3、验中采取的主要措施是_和_;(3)如果实验操作规范、正确,但如图乙所示的 V 图线不过原点,则 V0代表1p_。答案 (1)在注射器活塞上涂润滑油(2)移动活塞要缓慢 不能用手握住注射器封闭气体部分(3)注射器与压强传感器连接部位的气体体积3解析 (1)通过涂润滑油可使注射器不漏气,从而保持其质量不变。(2)缓慢移动活塞是为了有足够的时间使封闭气体与外界进行热交换,不用手握住注射器也是为了不使手上的热量传递给封闭气体,从而保持气体温度不变。(3)注射器与压强传感器连接部位有气体,从而使图线不过原点。考点 2 玻意耳定律4.一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

4、原来的 ( )A.4倍 B2 倍 C. D.12 14答案 D解析 根据玻意耳定律 p1V1 p2V2得 ,即气体的体积变为原来的 。V2V1 p1p2 14 145.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,压强变小答案 B解析 水位升高,压强变大,由玻意耳定律 pV C可知封闭气体体积减小,选项 B正确。46如图,玻璃管内封闭了一段气体,气柱长度为 l,管内外水银面高度差为 h

5、。若温度保持不变,把玻璃管稍向上提起一段距离,则( )A.h、 l均变大 B h、 l均变小C.h变大 l变小 D h变小 l变大答案 A解析 开始时,玻璃管中的封闭气体的压强 p1 p0 gh ,上提玻璃管,假设 h不变,则 l变长,由玻意耳定律得, p1lS p2(l l)S,所以气体内部压强小了,大气压 p0必然推着液柱上升,假设不成立, h必然变大一些。最后稳定时,封闭气体的压强p2 p0 g (h h)减小,再根据玻意耳定律, p1l1S p2l2S, l2l1, l变大,故 A正确。7如图所示,封闭端有一段长 40 cm的空气柱,左右两边水银柱的高度差是 19 cm,大气压强为 7

6、6 cmHg,要使两边管中的水银面一样高,需要再注入_cm 长的水银柱。答案 39解析 封闭气体做等温变化,由于初态 p1 p0 ph(7619) cmHg57 cmHg, l140 cm,末态 p2 p076 cmHg,由玻意耳定律得: p1l1S p2l2S,解得 l230 cm,需再注入的水银柱长: l h2( l1 l2)39 cm。考点 3 pV图象与 p 图象的应用1V8(多选)如图所示,为一定质量的气体在不同温度下的两条等温线,则下列说法正确的是( )5A.一定质量的气体在发生等温变化时,其压强与体积成反比B.一定质量的气体,在不同温度下的等温线是不同的C.由图可知 T1 T2D

7、.由图可知 T1 T2答案 ABD解析 根据等温图线的物理意义可知 A、B 选项都正确,气体的温度越高时,等温图线的位置就越远离原点,所以 C错误,D 正确。9.如图所示是一定质量的某种气体状态变化的 pV图象,气体由状态 A变化到状态 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.先减小后增大 D先增大后减小答案 D解析 由图象可知, pAVA pBVB,所以 A、 B两状态的温度相等,在同一等温线上。可在 pV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。综合训练610.(多选

8、)如图所示,在一端封闭的玻璃管中,用一段水银将管内气体与外界隔绝,管口向下放置,若将管倾斜,则呈现的物理现象是( )A.封闭端内气体的压强增大B.封闭端内气体的压强减小C.封闭端内气体的压强不变D.封闭端内气体的体积减小答案 AD解析 被封闭气体的压强 p p0 水银 gh,其中 h为水银柱的竖直高度,故当管倾斜时 h将减小,压强 p增大,又由于气体做等温变化,由玻意耳定律知,压强增大,体积减小。选项 A、D 正确。11气压式保温瓶内密封空气的体积为 V,瓶内水面与出水口的高度差为 h,如图所示。设水的密度为 ,大气压强为 p0,欲使水从出水口流出,瓶内空气压缩量 V至少应为_。答案 ghVp

9、0 gh解析 开始时瓶内气压为 p0,水恰好流出时,气压为 p0 gh ,根据玻意耳定律,p0V( p0 gh )(V V),解得 V 。 ghVp0 gh12.如图为一种减震垫,上面布满了圆柱状薄膜气泡,每个气泡内充满体积为 V0,压强为 p0的气体,当平板状物品平放在气泡上时,气泡被压缩。若气泡内气体温度保持不变,7当体积压缩到 V时气泡与物品接触面的面积为 S,求此时每个气泡内气体对接触面处薄膜的压力。答案 p0SV0V解析 设压力为 F,压缩后气体压强为 p。由 p0V0 pV和 F pS得 F p0S。V0V13.自行车轮胎的容积是 3 L,所装气体的压强为 4105 Pa。如果温度保持不变,把自行车轮胎的气阀打开以后,气体慢慢跑到大气中,请问轮胎里剩下的气体是原来的百分之几?设大气压是 1.0105 Pa。答案 25%解析 以容器原装气体为研究对象。初始状态: p1410 5 Pa, V13 L,末状态: p21.010 5 Pa,体积为 V2,由于温度不变,根据玻意耳定律 p1V1 p2V2,V2 L12 L,p1V1p2 410531.0105所以 100%25%,3 L12 L即剩下的气体为原来的 25%。

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