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高中物理 第八章 氣體 1 氣體的等溫變化分層訓(xùn)練 新人教版選修33

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1、 1 氣體的等溫變化 A級 抓基礎(chǔ) 1.一定質(zhì)量的氣體,壓強(qiáng)為3 atm,保持溫度不變,當(dāng)壓強(qiáng)減小了2 atm,體積變化了4 L,則該氣體原來的體積為(  ) A. L   B.2 L   C. L   D.3 L 解析:設(shè)原來的體積為V, 則3V=(3-2)(V+4),得V=2 L. 答案:B 2.一個氣泡由湖面下20 m深處緩慢上升到湖面下10 m深處,它的體積約變?yōu)樵瓉眢w積的(  ) A.3倍 B.2倍 C.1.5倍 D.0.7倍 解析:氣泡緩慢上升過程中,溫度不變,氣體等溫變化,湖面下20 m處,水的壓強(qiáng)約為2個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓相當(dāng)于10 m水

2、產(chǎn)生的壓強(qiáng)),故p1=3 atm,p2=2 atm,由p1V1=p2V2,得:===1.5,故C項正確. 答案:C 3.(多選)一位質(zhì)量為60 kg的同學(xué)為了表演“輕功”,他用打氣筒給4只相同的氣球充以相等質(zhì)量的空氣(可視為理想氣體),然后將這4只氣球以相同的方式放在水平木板上,在氣球的上方放置一輕質(zhì)塑料板,如圖所示.在這位同學(xué)慢慢站上輕質(zhì)塑料板正中間位置的過程中,球內(nèi)氣體溫度可視為不變.下列說法正確的是(  ) A.球內(nèi)氣體壓強(qiáng)變大 B.球內(nèi)氣體壓強(qiáng)變小 C.球內(nèi)氣體體積變大 D.球內(nèi)氣體體積變小 解析:氣球被壓后,氣壓變大,根據(jù)玻意耳定律公式pV=C,故體積縮小,即A、D

3、正確,B、C錯誤. 答案:AD 4.如圖所示,活塞的質(zhì)量為m,缸套的質(zhì)量為M,通過彈簧吊在天花板上,汽缸內(nèi)封住一定質(zhì)量的氣體,缸套和活塞間無摩擦,活塞面積為S,大氣壓強(qiáng)為p0,則封閉氣體的壓強(qiáng)為(  ) A.p=p0+ B.p=p0+ C.p=p0- D.p= 解析:以缸套為研究對象,有pS+Mg=p0S,所以封閉氣體的壓強(qiáng)p=p0-,故應(yīng)選C.對于活塞封閉氣體類問題壓強(qiáng)的求法,靈活選取研究對象會使問題簡化. 答案:C 5.如圖所示,豎直放置的U形管,左端開口,右端封閉,管內(nèi)有a、b兩段水銀柱,將A、B兩段空氣柱封閉在管內(nèi).已知水銀柱a長h1為10 cm,水銀柱b兩個

4、液面間的高度差h2為5 cm,大氣壓強(qiáng)為75 cmHg,則空氣柱A、B的壓強(qiáng)分別是多少? 解析:設(shè)管的橫截面積為S,選a的下端為參考液面,它受向下的壓力為(pA+ph1)S,受向上的大氣壓力為p0S,由于系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),則(pA+ph1)S=p0S, 所以pA=p0-ph1=(75-10)cmHg=65 cmHg, 再選b的左下端為參考液面,由連通器原理知:液柱h2的上表面處的壓強(qiáng)等于pB,則(pB+ph2)S=pAS,所以pB=pA-ph2=(65-5)cmHg=60 cmHg. 答案:65 cmHg 60 cmHg B級 提能力 6.各種卡通形狀的氫氣球,受到孩子們的喜歡

5、,特別是年幼的小孩,小孩一不小心松手,氫氣球會飛向天空,上升到一定高度會脹破,是因為(  ) A.球內(nèi)氫氣溫度升高 B.球內(nèi)氫氣壓強(qiáng)增大 C.球外空氣壓強(qiáng)減小 D.以上說法均不正確 解析:氣球上升時,由于高空處空氣稀薄,球外氣體的壓強(qiáng)減小,球內(nèi)氣體要膨脹,到一定程度時,氣球就會脹破. 答案:C 7.已知兩端開口的“”型管,且水平部分足夠長,一開始如圖所示,若將玻璃管稍微上提一點(diǎn),或稍微下降一點(diǎn)時,被封閉的空氣柱的長度分別會(  ) A.變大;變小 B.變大;不變 C.不變;不變 D.不變;變大 解析:上提時空氣柱壓強(qiáng)不變,空氣柱的長度不變;下降時空氣柱壓強(qiáng)變小,

6、空氣柱長度變大,所以D選項正確. 答案:D 8.(多選)在室內(nèi),將裝有5 atm的6 L氣體的容器的閥門打開后,從容器中逸出的氣體相當(dāng)于(設(shè)室內(nèi)大氣壓強(qiáng)p0=1 atm)(  ) A.5 atm,3 L B.1 atm,24 L C.5 atm,4.8 L D.1 atm,30 L 解析:當(dāng)氣體從閥門跑出時,溫度不變,所以p1V1=p2V2,當(dāng)p2=1 atm時,得V2=30 L,逸出氣體30 L-6 L=24 L,B正確.據(jù)p2(V2-V1)=p1V1′得V1′=4.8 L,所以逸出的氣體相當(dāng)于5 atm下的4.8 L氣體,C正確.故應(yīng)選B、C. 答案:BC 9.如圖所

7、示,一試管開口朝下插入盛水的廣口瓶中,在某一深度靜止時,管內(nèi)有一定的空氣.若向廣口瓶中緩慢倒入一些水,則試管將(  ) A.加速上浮 B.加速下沉 C.保持靜止 D.以原靜止位置為平衡位置上下振動 解析:題圖中試管在水下某深度處于靜止?fàn)顟B(tài),浮力(等于排開水的重力)與試管重力相平衡.當(dāng)試管中空氣壓強(qiáng)稍大些,即試管稍下移或向廣口瓶中加水時,試管內(nèi)的空氣被壓縮,浮力將減小,試管將下沉,在下沉的過程中,空氣所受壓強(qiáng)越來越大,浮力越來越小,試管將加速下沉. 答案:B 10.如圖所示,兩端開口的U形玻璃管兩邊粗細(xì)不同,粗管橫截面積是細(xì)管的2倍.管中裝入水銀,兩管中水銀面與管口距離均為12

8、 cm,大氣壓強(qiáng)為p0=75 cmHg.現(xiàn)將粗管管口封閉,然后將細(xì)管管口用一活塞封閉并將活塞緩慢推入管中,直至兩管中水銀面高度差達(dá)6 cm為止,求活塞下移的距離(假設(shè)環(huán)境溫度不變). 解析:設(shè)粗管中氣體為氣體1.細(xì)管中氣體為氣體2. 對粗管中氣體1:有p0L1=p1L1′ 右側(cè)液面上升h1,左側(cè)液面下降h2,有 S1h1=S2h2,h1+h2=6 cm, 得h1=2 cm,h2=4 cm L1′=L1-h(huán)1 解得:p1=90 cmHg 對細(xì)管中氣體2:有p0L1=p2L2′ p2=p1+Δh 解得:L2′=9.375 cm 因為h=L1+h2-L2′ 解得:h=6.

9、625 cm 答案:6.625 cm 11.(2016海南卷)如圖,密閉氣缸兩側(cè)與一U形管的兩端相連,氣缸壁導(dǎo)熱;U形管內(nèi)盛有密度為ρ=7.5102 kg/m3的液體.一活塞將氣缸分成左、右兩個氣室,開始時,左氣室的體積是右氣室的體積的一半,氣體的壓強(qiáng)均為p0=4.5103 Pa.外界溫度保持不變.緩慢向右拉活塞使U形管兩側(cè)液面的高度差h=40 cm,求此時左、右兩氣室的體積之比.取重力加速度大小g=10 m/s2,U形管中氣體的體積和活塞拉桿的體積忽略不計. 解析:設(shè)初始狀態(tài)時氣缸左氣室的體積為V01,右氣室的體積為V02;當(dāng)活塞至氣缸中某位置時,左、右氣室的壓強(qiáng)分別為p1、p2,

10、體積分別為V1、V2,由玻意耳定律,得 p0V01=p1V1① p0V02=p2V2② 依題意有V01+V02=V1+V2③ 由力的平衡條件,有p2-p1=ρgh,④ 聯(lián)立①②③④式,并代入題給數(shù)據(jù),得 2V+3V01V1-9V=0,⑤ 由此解得 V1=V01(另一解不合題意,舍去)⑥ 由③⑥式和題給條件,得V1∶V2=1∶1. 答案:1∶1 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375

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