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1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,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()A.DA是一个等温过程B.AB是一个等温过程C.TATBD.BC过程中,气体体积增大、压强减小、温度不变解析DA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;BC是一个等温过程,V增大,p减小,D正确。答案AD3.一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=h0-hh0p0,选项B正确。答案B4.(多选)如图所示,封闭着理想气体的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-m2gSB.p0-m1gSC.p0+m1g-FSD.p0+(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-m2gS或p=p0+m1g-FS,A、C两项正确,B、D两项错误。答案AC5.(多选)如图所示,内径均匀、两端开口的V形管,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 =p0S,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-1V图线是过原点的直线,选项A错误,选项B正确;对同一部分气体来说,体积相同时,温度越高,压强越大,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:p1=p0-FS=p0-Fd22=p0-4Fd2该过程中温度不变,则:p0V1=p1V2整理得:p0=4FV2d2(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4FV2d2(V2-V1)(2)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=76+476p0,V1=11 cm3S,V2=10 cm3S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=8876p0由玻意耳定律,有p1V1=p2V2,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=12V11=mV1,2=mV2即2=21,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,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 atmB.2.0 atmC.1.5 atmD.1.0 atm解析根据玻意耳定律有p1V1+p2V2=p3V3,解得p3=2.5 atm。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=pl1p2l2=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 cm答案22.5 cm7.5 cm
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