2019-2020年高中物理 第2章2.2玻意耳定律 知能优化训练 沪科版选修3-3.doc

2019-2020年高中物理 第2章2.2玻意耳定律 知能优化训练 沪科版选修3-31关于热力学温度，下列说法中正确的是()A33 240 KB温度变化1 ，也就是温度变化1 KC摄氏温度与热力学温度都可能取负值D温度由t 至2t ，对应的热力学温度升高了273 Kt解析：选AB.本题主要考查热力学温度与摄氏温度的关系由于T273 Kt，由此可知：33 240 K，A、B正确；D中初态热力学温度为273 Kt，末态为273 K2t，温度变化t K，故D错；对于摄氏温度可取负值的范围为0273 ，因绝对零度达不到，故热力学温度不可能取负值，故C错2.如图218所示，两端开口的U形管中，右侧直管内有一部分空气被一段高H的水银柱与外界隔开，若再向左边的玻璃管中注入一些水银，平衡后，则() 图218AU形管下部两边水银面的高度差减小BU形管下部两边水银面的高度差增大CU形管下部两边水银面高度差不变DU形管右边玻璃管内的气体体积减小解析：选C.由右管内封闭气体的压强平衡条件知，其压强等于外界大气压p0与高H的水银柱产生的压强之和，即pp0pH.根据连通器原理，左管内水银面与右管密闭气体下方水银面高度差应为H.当左管内再注入一些水银后，由于右管密闭气体上方水银柱高度仍是H，密闭气体的压强不变，所以左、右两管下部水银面高度差不变由于密闭气体的温度不变、压强不变，所以它的体积也不会变化3如图219中，p表示压强，V表示体积，T为热力学温度，各图中正确描述一定质量的气体一定不是等温变化的是()图219解析：选D.A图中可以直接看出温度不变，B图说明p，即pV常数，是等温过程C图是双曲线，也是等温线D图的pV乘积越来越大，表明温度升高D项符合题意4.一端封闭的玻璃管开口向下插入水银槽内，如图2110所示，管内水银柱比槽内水银面高h5 cm，空气柱长l45 cm，要使管内外水银面相平求：图2110(1)应如何移动玻璃管？(2)此时管内空气柱长度为多少？(设此时大气压相当于75 cmHg产生的压强)解析：(1)欲使管内外水银面相平，则需增大管内气体的压强可采取的方法是：向下移动玻璃管，管内部气体体积V减小、压强p增大，因此，h减小所以应向下移动玻璃管(2)设此管内空气柱长度为l，p1V1p2V2，(p0gh)lSp0lS，lcm42 cm.答案：(1)向下移动玻璃管(2)42 cm一、选择题1下列说法正确的是()A两个系统处于热平衡时，它们一定具有相同的热量B如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统也必定处于热平衡C温度是决定两个系统是否达到热平衡状态的唯一物理量D热平衡定律是温度计能够用来测量温度的基本原理解析：选BCD.由热平衡定律可知，达到热平衡的所有系统具有相同的宏观性质就是系统温度故选项B、C、D正确2如图2111所示为一定质量的气体的两条等温线，下列关于各状态温度的说法正确的有() 图2111AtAtB BtBtCCtCtD DtDtA解析：选AD.由pV常量可知，气体的pV图像是双曲线的一支，且p、V乘积越大，温度越高3.如图2112所示，为一定质量的气体在不同温度下的两条p图线由图可知() 图2112A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p图线的延长线是经过坐标原点的CT1T2DT1T2解析：选BD.这是一定质量的气体在发生等温变化时的p图线，由图线知p，所以p与V应成反比，A错由图可以看出，p图线的延长线是过坐标原点的，故B对根据p图线斜率的物理意义可知C错，D对4如图2113所示，竖直放置的弯曲管A端开口，B端封闭，密度为的液体将两段空气封闭在管内，管内液面高度差分别为h1、h2、h3，则B端气体的压强为(已知大气压强为p0)()图2113Ap0g(h1h2h3)Bp0g(h1h3)Cp0g(h1h3h2)Dp0g(h1h2)解析：选B.求B端气体的压强，要从管口开始依次向里进行分析中间密封气体的压强p等于外界大气压p0和h3高的液柱产生的压强差，即：pp0gh3，而B端气体的压强pB等于中间气体的压强和h1高的液柱产生的压强差，即：pBpgh1，由以上两式可得：pBp0g(h1h3)，故选项B正确5大气压强p01.0105 Pa.某容器容积为20 L，装有压强为20105 Pa的理想气体，如果保持气体温度不变，把容器的开关打开，待气体达到新的平衡时，容器中剩下的气体质量与原来气体的质量之比为()A119 B120C239 D118解析：选B.由p1V1p2V2，得p1V0p0V0p0V，则V020 L，V380 L，即容器中剩余20 L1个大气压的气体，而同样大气压下气体的总体积为400 L，所以剩下气体的质量与原来质量之比等于同压下气体的体积之比，即，B项正确6.如图2114所示，是一定质量的某种气体状态变化的pV图像，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() 图2114A一直保持不变B一直增大C先减小后增大D先增大后减小解析：选D.由图像可知，pAVApBVB，所以A、B两状态的温度相等，在同一等温线上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二、非选择题7.如图2115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S100 cm2，受到F1200 N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F21200 N，则缸内气体的压强p_Pa，缸外大气压强p0_Pa. 图2115解析：根据压强的定义，缸内气体压强pPa1.2105 Pa由活塞受力平衡得F2p0SF1.大气压强p0Pa1.0105 Pa.答案：1.21051.01058.如图2116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76 cmHg柱，要使两边管中的水银面一样高，需要再注入_cm长的水银柱图2116解析：封闭气体的初态：p1(7619) cmHg57 cmHg，V140 cmS，末态：p276 cmHg，由玻意耳定律知，p1V1p2V2，得V230 cmS，即空气柱长为30 cm，需要注入的水银柱长为l39 cm.答案：399如图2117所示，玻璃管的质量为m1，内壁光滑，横截面积为S，下端封闭玻璃管内装有质量为m2的水银，管外壁与斜面间动摩擦因数为，斜面倾角30，当玻璃管与水银共同沿斜面下滑时，求被封闭的气体压强为多少？图2117解析：设被封闭的气体压强为p，取整体为研究对象，由牛顿第二定律得：(m1m2)g sin(m1m2)gcos(m1m2)a代入数据，解之得：a取水银柱为研究对象，有m2g sinp0SpSm2a得：pp0.答案：p010.如图2118所示，钢筒质量为40 kg，活塞质量为20 kg，横截面积为100 cm2，钢筒放在水平地面上时，气柱长度为10 cm，大气压强为1105 Pa，温度为7 ，求：图2118(1)当竖直向上提活塞杆，将钢筒缓慢被提起来时，气柱多长？(2)当对杆施加竖直向上750 N的拉力时气柱多长？(g取10 m/s2)解析：钢筒放在地面上和钢筒被缓慢提起来时，系统处于平衡状态，由力的平衡条件，可以求出气体初、末状态的压强当对杆施加竖直向上750 N的拉力时，F750 N(Mm) g600 N，则钢筒竖直向上做加速运动，由牛顿第二定律可求出气体末状态的压强(1)设刚提起钢筒时气柱长为l1、压强为p1，钢筒放在地面上时气体压强为p、长度为l.选活塞为研究对象，钢筒放在地面上尚未提活塞时，根据平衡条件有：pSp0Smg，所以pp01.2105 Pa，提起后对钢筒受力分析得：p0Sp1SMg，p1p06104 Pa.选钢筒内封闭气体为研究对象，根据玻意耳定律，有：plSp1l1S，l1 cm20 cm.(2)由于拉力F(Mm)g，钢筒将竖直向上做加速运动，根据牛顿第二定律，有F(Mm)g(Mm)a，a m/s22.5 m/s2.设这时筒内气体压强为p2、气柱长为l2.选钢筒为研究对象，根据牛顿第二定律，有：p0Sp2SMgMa，则p25104 Pa.再选铜筒内封闭气体为研究对象，根据玻意耳定律，有：plSp2l2S，l2 cm24 cm.答案：(1)20 cm(2)24 cm