2019-2020学年高中物理 第8章 气体 课时作业5 气体的等温变化（含解析）新人教版选修3-3

课时作业(五)1一定质量的气体在温度保持不变，气体的状态发生变化时，下列物理量发生变化的是()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分子总数解析当温度不变时，气体分子的平均动能不变，即分子的平均速率不变，故a项错误；一定质量的气体在温度保持不变时，满足玻意耳定律，即pvc，当状态发生变化时，其体积一定发生变化，单位体积内的分子数发生变化，故b项正确；其压强也随之发生变化，故c项正确；气体质量不变，故d项错误答案bc2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，温度不变解析由图像可知p图像是过原点的倾斜直线，表示气体进行等温变化，故da是等温变化，a项正确a、b两个状态参量不同，故b、c项错误；bc气体进行等温变化，p减小，v增大，故d项错误答案a3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2b图线1对应的温度低于图线2c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pv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变为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项答案ac4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，压强变小解析由图可知空气被封闭在细管内，水面升高时，气体体积一定减小，根据玻意耳定律知，气体压强就增大，b项正确答案b5如图所示，为中学物理课上一种演示气体定律的有趣仪器哈勃瓶，它是一个底部开有圆孔，瓶颈很短的平底大烧瓶在瓶内塞有一气球，气球的吹气口反扣在瓶口上，瓶底的圆孔上配有一个橡皮塞在一次实验中，瓶内由气球和橡皮塞封闭一定质量的气体，在对气球缓慢吹气过程中，当瓶内气体体积减小v时，压强增大20%.若使瓶内气体体积减小2v，则其压强增大()a20% b30%c40% d50%解析气体做的是等温变化，所以有：pv1.2p(vv)和pvp(v2v)联立两式得p1.5p，故d项正确答案d6如图所示，一根一端封闭的玻璃管开口向下插入水银槽中，内封有一定质量的气体，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解析假设水银柱相对试管不动，即管内水银面随着试管下降，则管内外水银面高度差增加，内外压强平衡破坏，管内水银面上升，气体体积等温压缩，由玻意耳定律可知，压强增大故a、d项正确答案ad7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p076 cmhg)()a76 cmhg b82 cmhgc88 cmhg d70 cmhg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来处理水银柱的受力分析如图所示，因玻璃管和水银柱组成系统的加速度agsin，所以对水银柱由牛顿第二定律得：p0smgsinpsma，故pp076 cmhg.答案a8在光滑水平面上有一个内外壁都光滑的气缸质量为m，气缸内有一质量为m的活塞，已知mm.活塞密封一部分理想气体现对气缸施一水平向左的拉力f时，如图甲，气缸的加速度为a1，封闭气体的压强为p1，体积为v1；若用同样大小的力f水平向左推活塞，如图乙，气缸的加速度为a2，封闭气体的压强为p2，体积为v2，设密封气体的质量和温度均不变，则()aa1a2，p1v2ba1p2，v1v2ca1a2，p1p2，v1a2，p1p2，v1v2解析对气缸与活塞的整体，据牛顿第二定律可知a1a2，对甲图，以活塞为研究对象，有p0sp1sma1；对乙图，对气缸有：p2sp0sma2，因此p1v2.答案a9在室内，将装有5 atm的6 l气体的容器的阀门打开后，从容器中逸出的气体相当于(设室内大气压强p01atm)()a5 atm,3 l b1 atm,24 lc5 atm,4.8 l d1 atm,30 l解析当气体从阀门跑出时，温度不变，所以p1v1p2v2，当p21 atm时，得v230 l，逸出气体30 l6 l24 l，b项正确据p2(v2v1)p1v1得v14.8 l，所以逸出的气体相当于5 atm下的4.8 l气体，c项正确答案bc10.如图为气压式保温瓶的原理图，保温瓶内水面与出水口的高度差为h，瓶内密封空气体积为v，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至少为多少？(设瓶内弯曲管的体积不计，压前水面以上管内无水，温度保持不变，各物理量的单位均为国际单位)解析压水前：p1p0，v1v压水后水刚流出时：p2p0ghv2vv，由玻意耳定律：p1v1p2v2即p0v(p0gh)(vv)解得v.答案11今有一质量为m的气缸，用质量为m的活塞封有一定质量的理想气体，当气缸水平横放时，空气柱长为l0(如图甲所示)，若气缸按如图乙悬挂保持静止时，求气柱长度为多少已知大气压强为p0，活塞的横截面积为s，它与气缸之间无摩擦且不漏气，且气体温度保持不变解析对缸内理想气体，平放状态：p1p0，v1l0s悬挂状态：对缸体，mgp2sp0s即p2p0，vls由玻意耳定律：p1v1p2v2即p0l0s(p0)ls得气柱长度l答案12用来喷洒农药的压缩喷雾器的结构如图所示，a的容积为7.5 l，装入药液后，药液上方空气为1.5 l，关闭阀门k，用打气筒b每次打进105 pa的空气250 cm3(k为单向阀门)(1)要使药液上方气体压强为4105 pa，应打几次打气筒？(2)当a中有4105 pa的空气后，打开阀门k可以喷洒农药，直到不能喷洒时，喷雾器剩余多少体积的药液？(忽略喷管中药液产生的压强)解析将打入的空气与原来药液上方的空气一起作为研究对象，将变质量的问题转化为一定质量的问题，利用分态式求解打开阀门k喷洒药液时，a中空气经历了一个等温膨胀过程，由初态参量、末态参量运用玻意耳定律便可求解(1)设原来药液上方空气体积为v，每次打入空气体积为v0，打n次后压强由p0变到p1，以a中原有空气和n次打入a中的空气的全部为研究对象，由玻意耳定律得p0(vnv0)p1v故n18.(2)打开阀门k，直到药液不能喷出，忽略喷管中药液产生的压强，则a容器中气体压强应等于外界大气压，以a中气体为研究对象，由玻意耳定律得p1vp0vv l6 l因此a容器中剩余药液的体积为(7.56) l1.5 l.答案(1)18次(2)1.5 l13如图所示，一开口气缸内盛有密度为的某种液体；一长为l的粗细均匀的小瓶底朝上漂浮在液体中，平衡时小瓶露出液面的部分和进入小瓶中液柱的长度均为l/4.现用活塞将气缸封闭(图中未画出)，使活塞缓慢向下运动，各部分气体的温度均保持不变当小瓶的底部恰好与液面相平时，进入小瓶中的液柱长度为l/