2019-2020学年高中物理 第8章 气体 1 气体的等温变化提能训练（含解析）新人教版选修3-3

气体的等温变化基础达标1(2019深圳名校模拟)如图所示，一粗细均匀的u形玻璃管开口向上竖直放置，左、右两管都封有一定质量的理想气体a、b，水银面a、b间的高度差为h1，水银柱cd的长度为h2，且h2h1，a面与c面恰处于同一高度现向右管开口端注入少量水银达到重新平衡，则水银面a、b间新的高度差h1与右管上端新水银柱的长度h2的关系是()ah2h1bh2p0，所以h2h1.故a正确，b、c、d错误2(2019徐州期中)一个足球的容积是2.5 l，用打气筒给这个足球打气，每打一次都把体积为125 ml压强与大气压相同的气体打进球内如果在打气前足球就已经是球形并且里面的压强与大气压相同，则打了20次时，足球内部空气的压强p与大气压p0的关系正确的是()ap2p0bp2p0cp2p0d不确定【答案】a解析：忽略温度的变化，视为等温变化，研究全部气体，设大气压强为p0，根据玻意耳定律有p0v1p2v2，代入数据得p0(2.5200.125)2.5p2，可解得p22p0.故a正确，b、c、d错误3(2019洛阳名校期末)容积为20 l的钢瓶充满氧气后，压强为150 atm，打开钢瓶的阀门让氧气同时分装到容积为5 l的小瓶中若小瓶原来是抽空的，小瓶中充气后压强为10 atm，分装过程中无漏气，且温度不变，那么最多能分装()a4瓶b50瓶c56瓶d60瓶【答案】c解析：根据玻意耳定律p0v0p(v0nv1)，所以n56.故选c4(2019大庆名校期末)竖直倒立的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()ap、v都不变bv减小，p增大cv增大，p减小d无法确定【答案】b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pp0gh，在管子的d处钻一小孔，孔下方水银掉落，上方水银受到(p0p)s的力(严格来说是gh差s右)向左运动，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b正确，a、c、d错误5(2019宁波名校二模)用如图所示的装置可以测量液体的密度将一个带有阀门的三通u形管倒置在两个装有液体的容器中，用抽气机对u形管向外抽气，再关闭阀门k，已知左边液体的密度为1，左右两边液柱高度分别为h1、h2，下列说法正确的是()a实验中必须将u形管内抽成真空b关闭阀门k后，管内气体压强大于管外大气压c右边液体的密度2d右边液体的密度2【答案】c解析：用抽气机对u形管向外抽气后关闭阀门k，管内气体压强(p气)小于管外大气压(p0)，在大气压作用下液体进入两管中，待液体静止两管中压强平衡：p气p液1p0p气p液2，即1gh12gh2.只要管内压强小于管外大气压，就会有液体进入两管中，没必要将u形管内抽成真空，故a错误；关闭阀门k后，管内气体压强小于管外大气压，选项b错误；由1gh12gh2，可得2，故c正确，d错误6(2019上海名校二模)如图所示，左端封闭、右端开口的足够长u形管竖直放置，内有被空气柱隔开的两段水银柱，左管上端为真空从右端缓慢再注入h高的水银，关于稳定后水银面a沿管壁向下移动的距离，最为准确的判断是()a小于0.5hb等于0.5hc介于0.5h与h之间d大于0.5h【答案】d解析：注入h高度的水银后右管中的气体压强增大gh，假设右管空气柱高度不变，则a向下运动0.5h，左水银面上升0.5h而和右边平衡由于右管空气柱被压缩，所以a向下运动超过0.5h，故d正确，a、b、c错误7如图所示，一横截面积为s的圆柱形容器竖直放置，圆板a的上表面是水平的，下表面是倾斜的，且下表面与水平面的夹角为，圆板的质量为m，不计一切摩擦，大气压为p0，则被圆板封闭在容器中的气体的压强为()ap0 bcp0 dp0【答案】d解析：以圆板为研究对象，如右图所示，竖直方向受力平衡pascos p0smg，s，所以pa cos p0smg，所以pap0.故此题应选d选项能力提升8(多选)某同学用“用dis研究气体的压强与体积的关系”做了两次实验，操作完全正确，得到两条不同的p图线，如图所示，造成这种情况的可能原因是()a两次实验中温度不同b两次实验中空气质量不同c两次实验中保持空气质量、温度相同，但所取的气体压强的数据不同d两次实验中保持空气质量、温度相同，但所取的气体体积的数据不同【答案】ab解析：由图象可知，p与成正比，则p与v成反比，即pvc，c是常数由玻意耳定律可知，对一定量的气体，在温度不变时，压强与体积成反比，p与成正比，气体质量与温度相同时，不同状态下气体的p与所对应的点在同一直线上，当气体质量相同而温度不同或气体温度相同而质量不同时，气体的p与所对应的点不在同一直线上，故a、b正确，c、d错误9(多选)(2019射洪名校模拟)如图所示，导热性能良好的汽缸内用活塞封闭着一定质量、常温常压的气体，汽缸固定不动一条细线一端连接在活塞上，另一端跨过一个光滑的定滑轮后连接在一个小桶上，开始时活塞静止，现不断向小桶中添加细沙，使活塞缓慢向右移动(活塞始终未被拉出，汽缸、周围环境温度不变，分子间作用表现为引力)则在活塞移动的过程中，下列说法正确的是()a汽缸内气体的分子平均动能不变，内能可能不变b汽缸内气体的内能变小c汽缸内气体的压强变小d汽缸内气体对外做功【答案】cd解析：分子之间变现为引力，气体膨胀则分子间作用力做负功，势能增加，气体温度不变，动能不变，则总的内能是增加的，故a、b错误；体积增大，压强减小，气体要对外做功，所以c、d正确10(2019新课标卷)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l118.0 cm和l212.0 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【答案】22.5 cm7.5 cm解析：设u形管平放时左右两边空气柱的长度分别为a和b，它们的压强为p当u形管两端竖直朝上时，左边气体的压强为p112.0 cmhg，右边气体的压强为p212.0 cmhg6 cmhg6 cmhg左右两部分气体做等温变化，分别由玻意耳定律得对左部分气体有p1l1spas对右部分气体有p2l2spbs由几何关系有abl1l230 cm联立以上各式得a22.5 cm，b7.5 cm11(2019郑州二模)如图所示为喷洒农药用的某种喷雾器其药液桶的总容积为15 l，装入药液后，封闭在药液上方的空气体积为2 l，打气筒活塞每次可以打进1 atm、150 cm3的空气，忽略打气和喷药过程气体温度的变化求：(1)若要使气体压强增大到2.5 atm，应打气多少次？(2)如果压强达到2.5 atm时停止打气，并开始向外喷药，那么当喷雾器不能再向外喷药时，桶内剩下的药液还有多少升？【答案】(1)20次(2)10升解析：(1)设应打n次，则有p11 atm，v1150 cm3n2 l(0.15n2) l，p22.5 atm，v22 l根据玻意耳定律得p1v1p2v2解得n20(2)由题意可知v12 l，p12.5 atm，p21 atm根据玻意耳定律得p1v1p2v2v2v15 l剩下的药液v15 l5 l10 l12(2019新课标卷)如图，容积为v的汽缸由导热材料制成，面积为s的活塞将汽缸分成容积相等的上下两部分，汽缸上部通过细管与装有某种液体的容器相连，细管上有一阀门k.开始时，k关闭，汽缸内上下两部分气体的压强均为p0.现将k打开，容器内的液体缓慢地流入汽缸，当流入的液体体积为时，将k关闭，活塞平衡时其下方气体的体积减小了.不计活塞的质量和体积，外界温度保持不变，重力加速度大小为g.求流入汽缸内液