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.doc

气体的等温变化一、选择题1关于温度有如下说法： 物体的温度不可能达到绝对零度；随着低温技术的发展，绝对零度是可能达到的；人的正常体温约310 K；一个物体的温度由10升高到20，与它从288 K升高到298 K所升高的温度是相同的其中正确的是（ ） A B C D2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（ ） A4R2p B2R2p CR2p DR2p 4一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A2 B1 C D5一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A4 B2 C D6如图所示，DABC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（ ）ADA是一个等温过程 BAB是一个等温过程CA与B的状态参量相同 DBC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pV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SASBSC管内水银上方的空气柱长度为LALBLC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（ ） AA管中水银面最高 BC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12 cm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=76 cmHg）（ ） A76 cmHg B82 cmHg C88 cmHg D70 cmHg11一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76 cmHg，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=100 cm2，受到F1=200 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F2=1200 N，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=0.110-2 m2的光滑活塞A和B封闭两部分理想气体I和，活塞A、B的质量分别为mA=2 kg，mB=4 kg，活塞A、B到气缸底部的距离分别为20 cm和8 cm。现将气缸转至开口向上，环境温度不变，外界大气压强p0=1.0105Pa。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】C 2【答案】C 3【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】DA是一个等温过程，A对；A、B两状态温度不同，AB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，BC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，pAVApBVB，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。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，LALBLC，所以有pApBpC，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 pApBpC，hAhBhC 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+MgsinpS=Ma，故p=p011【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】75 cmHg 81 cmHg14【答案】1.2105 1.0105 【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=p2L0S，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+pS=Mg+p0S所以张力T=Mg+p0SpS=p0S16【答案】0.05m【解析】对理想气体，由玻意尔定律 代入数据得 对理想气体，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。