2024-2025学年高中物理第八章气体1气体的等温变化课时作业含解析新人教版选修3-3

PAGEPAGE5气体的等温改变时间：45分钟一、单项选择题1．描述气体状态的参量是指(B)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：气体状态的参量是指温度、压强和体积，B对．2．各种卡通形态的氢气球，受到孩子们的喜爱，特殊是年幼的小孩．小孩一不当心松手，氢气球会飞向天空，上升到肯定高度会胀破，是因为(C)A．球内氢气温度上升B．球内氢气压强增大C．球外空气压强减小D．以上说法均不正确解析：气球上升时，由于高空处空气淡薄，球外气体的压强减小，球内气体要膨胀，到肯定程度时，气球就会胀破．3.在标准大气压(相当于76cmHg产生的压强)下做托里拆利试验时，由于管中混有少量空气，水银柱上方有一段空气柱，如图所示，则管中淡薄气体的压强相当于下列哪个高度的水银柱产生的压强(D)A．0cmHg B．60cmHgC．30cmHg D．16cmHg解析：设管内气体压强为p，则有：(p＋60)cmHg＝76cmHg，可得管中淡薄气体的压强相当于16cmHg，选项D是正确的．4．有一段12cm长的汞柱，在匀称玻璃管中封住肯定质量的气体，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＝76cmHg)(A)A．76cmHgB．82cmHgC．88cmHgD．70cmHg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a＝gsinθ，所以对水银柱由牛顿其次定律得：p0S＋mgsinθ－pS＝ma，故p＝p0＝76cmHg.5．如图所示，为中学物理课上一种演示气体定律的好玩仪器—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．在一次试验中，瓶内由气球和橡皮塞封闭肯定质量的气体，在对气球缓慢吹气过程中，当瓶内气体体积减小ΔV时，压强增大20%.若使瓶内气体体积减小2ΔV，则其压强增大(D)A．20%B．30%C．40%D．50%解析：气体做的是等温改变，所以有：pV＝1.2p(V－ΔV)和pV＝p′(V－2ΔV)联立两式得p′＝1.5p，故D项正确．二、多项选择题6．某同学用“DIS”探讨气体的压强与体积的关系，做了两次试验，操作完全正确，在同一图上得到了两条不同的直线，造成这种状况的可能缘由是(AB)A．两次试验中温度不同B．两次试验中空气质量不同C．两次试验中保持空气质量、温度相同，但所取的气体压强的数据不同D．两次试验中保持空气质量、温度相同，但所取的气体体积的数据不同解析：由图象可知，p与eq\f(1,V)成正比，则p与V成反比，即pV＝C，C是常数；由玻意耳定律可知，对肯定量的气体，在温度不变时，压强与体积成反比，p与eq\f(1,V)成正比，气体质量与温度相同时，不同状态下气体的p与所对应的点在同始终线上，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eq\f(1,V)所对应的点不在同始终线上，故A、B两项正确，C、D两项错误．7.如图所示，一根一端封闭的玻璃管开口向下插入水银槽中，管中封闭肯定质量的气体，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(AD)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：解法一：极限分析法：设想把管压下很深，则易知V减小，p增大，因为p＝p0＋ph，所以h增大．即A、D选项正确．解法二：假设法：将玻璃管向下插入过程中，假设管内气体体积不变，则h增大，p＝p0＋ph也增大，由玻意耳定律推断得V减小，故管内气体体积V不行能不变而是减小，由V减小得p＝p0＋ph增大，所以也增大．即A、D选项正确．8．如图所示为肯定质量的气体的两条等温线，则下列关于各状态温度的说法正确的有(ACD)A．tA＝tB B．tB＝tCC．tC>tB D．tD>tA解析：两条等温线，故tA＝tB，tC＝tD，故A项正确；两条等温线比较，有tD>tA，tC>tB，故B错，C、D项正确．三、非选择题9．在“探究气体等温改变的规律”试验中，封闭的空气如图所示，U形管粗细匀称，右端开口，已知外界大气压为76cm汞柱高，图中给出了气体的两个不同的状态．(1)试验时甲图气体的压强为76cmHg；乙图气体压强为80cmHg.(2)试验时某同学认为管子的横截面积S可不用测量，这一观点正确吗？答：正确(选填“正确”或“错误”)．(3)数据测量完后在用图象法处理数据时，某同学以压强p为纵坐标，以体积V(或空气柱长度)为横坐标来作图，你认为他这样做能便利地看出p与V间的关系吗？答：不能．解析：(1)由连通器原理可知，甲图中气体压强为p0＝76cmHg，乙图中气体压强为p0＋4cmHg＝80cmHg.(2)由玻意耳定律p1V1＝p2V2，即p1l1S＝p2l2S，即p1l1＝p2l2(l1、l2为空气柱长度)，所以玻璃管的横截面积可不用测量．(3)以p为纵坐标，以V为横坐标，作出p－V图象是一条曲线，但曲线未必表示反比关系，所以应再作出p－eq\f(1,V)图象，看是否是过原点的直线，才能最终确定p与V是否成反比．10．某容器的容积是10L，里面所盛气体的压强为2.0×106Pa，保持温度不变，把这些气体装在另一个容器里，气体的压强为1.0×105Pa，这个容器的容积是多大？解析：以容器中的气体为所探讨的对象，其初始状态下V1＝10L，p1＝2.0×106Pa，经过等温改变后，其末状态下p2＝1.0×105Pa，由玻意耳定律有p1V1＝p2V2则V2＝eq\f(p1,p2)V1＝eq\f(2.0×106,1.0×105)×10L＝200L.答案：这个容器的容积为200L.11.如图所示，在一个一端封闭的试管中有一段长度h＝20cm的水银柱，用水银柱封闭了一段空气柱．外界大气压强p0为75cm高的水银柱产生的压强．(1)当试管的开口向下竖直放置时，空气柱的长度l1＝20cm，当将试管倒置过来，开口向上时，空气柱的长度是多少？(2)试管的开口向上时，假如向上的加速度a＝5m/s2，空气柱的长度是多少？(气体的温度保持不变)解析：设水银密度为ρ，(1)当试管开口向下时，空气柱的压强为p1＝p0－ρgh＝75cm·ρg－20cm·ρg＝55cm·ρg.设玻璃管的横截面积为S，空气柱的体积为V1＝l1S.当试管开口向上时，空气柱的压强为p2＝p0＋ρgh＝75cm·ρg＋20cm·ρg＝95cm·ρg.设空气柱的长度为l2，空气柱的体积为V2＝l2S.依据玻意耳定律得p1V1＝p2V2，即：p1l1S＝p2l2S.代入数据解方程得：l2＝eq\f(p1,p2)l1＝eq\f(55,95)×20cm＝11.58cm.(2)当试管的开口向上时，设气体的压强为p3.选水银柱为探讨对象，水银柱的质量为m＝ρhS.依据牛顿其次定律得：p3S－p0S－ρhSg＝ρhSa.所