2.2 气体的等温变化 同步练习 -2022-2023学年高二下学期物理人教版2019选择性必修第三册

2.2气体的等温变化（同步练习）一、单项选择题1.如图所示，U形管封闭端内有一部分气体被水银封住，已知大气压强为p0，封闭部分气体的压强p(以汞柱为单位)为()A．p0＋h2B．p0－h1C．p0－(h1＋h2)D．p0＋(h2－h1)2.如图所示，一端开口、另一端封闭的玻璃管内用水银柱封闭一定质量的气体，保持温度不变，把管子以封闭端为圆心，从开口向上的竖直位置逆时针缓慢转到水平位置的过程中，可用来说明气体状态变化的p­V图像是()3.如图所示，开口向下并插入水银槽中的粗细均匀的玻璃管内封闭着长为H的空气柱，管内水银柱高于水银槽长度为h。若将玻璃管向右旋转一定的角度(管下端未离开槽内水银面)，则H和h的变化情况为()A．H减小，h增大 B．H增大，h减小C．H和h都增大 D．H和h都减小4.一个气泡由湖面下20m深处上升到湖面下10m深处，它的体积约变为原来体积的(温度不变)()A．3倍 B．2倍C．1.5倍 D．0.7倍5.某自行车轮胎的容积为V，里面已有压强为p0的空气，现在要使轮胎内的气压增大到p，设充气过程为等温过程，空气可看作理想气体，轮胎容积保持不变，则还要向轮胎充入温度相同、压强也是p0的空气的体积为()A.eq\f(p0,p)VB.eq\f(p,p0)VC.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(p,p0)－1))VD.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(p,p0)＋1))V6.如图所示，D→A→B→C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．D→A是一个等温过程B．A→B是一个等温过程C．A与B的状态参量相同D．B→C体积减小，压强减小，温度不变7.如图所示，两端开口的均匀玻璃管竖直插入水银槽中，管中有一段水银柱h1封闭一定质量的气体，这时管下端开口处内外水银面高度差为h2，若保持环境温度不变，当外界压强增大时，下列分析正确的是()A．h2变长B．h2变短C．h1上升D．h1下降二、多项选择题8.如图所示为一定质量的气体在不同温度下的两条p­eq\f(1,V)图线，由图可知()A．一定质量的气体在发生等温变化时，其压强与体积成正比B．一定质量的气体在发生等温变化时，其p­eq\f(1,V)图线的延长线是经过坐标原点的C．T1>T2D．T1<T29.如图所示，一定质量的气体由状态A变到状态B再变到状态C，其中A、C两点在同一条双曲线上，则此变化过程中()A．从A到B的过程温度升高B．从B到C的过程温度升高C．从A到C的过程温度先降低再升高D．A、C两点的温度相等三、综合题10.用DIS研究一定质量气体在温度不变时，压强与体积关系的实验装置如图甲所示，实验步骤如下：①把注射器活塞移至注射器中间位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接。②移动活塞，记录注射器的刻度值V，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p。③用V­eq\f(1,p)图像处理实验数据，得出如图乙所示的图线。(1)为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是__________________(2)为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是____________和____________11.今有一质量为M的汽缸，用质量为m的活塞封有一定质量的理想气体，当汽缸水平横放时，空气柱长为L0(如图甲所示)，若汽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，它与汽缸之间无摩擦且不漏气，且气体温度保持不变。12.如图，一容器由横截面积分别为2S和S的两个汽缸连通而成，容器平放在水平地面上，汽缸内壁光滑。整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分，分别充有氢气、空气和氮气。平衡时，氮气的压强和体积分别为p0和V0，氢气的体积为2V0，空气的压强为p。现缓慢地将中部的空气全部抽出，抽气过程中氢气和氮气的温度保持不变，活塞没有到达两汽缸的连接处，求：(1)抽气前氢气的压强；(2)抽气后氢气的压强和体积。参考答案：一、单项选择题1.B2.C3.A4．C5.C6.A7.D二、多项选择题8.BD9.AD三、综合题10.答案：(1)用润滑油涂在活塞上(2)慢慢地移动活塞，活塞导热性能好解析：(1)为了保证气体的质量不变，要用润滑油涂在活塞上以达到封闭效果。(2)气体的体积变化，外界对气体做正功或负功，要让气体与外界进行足够的热交换，一要时间长，也就是动作缓慢，二要活塞导热性能好。11.解：对缸内理想气体，平放初态时：p1＝p0，V1＝L0S竖直悬挂末态时：对缸体，Mg＋p2S＝p0S即p2＝p0－eq\f(Mg,S)，V2＝LS由玻意耳定律：p1V1＝p2V2即p0L0S＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(p0－\f(Mg,S)))LS解得气柱长度为L＝eq\f(p0L0S,p0S－Mg)解：(1)设抽气前氢气的压强为p10，根据力的平衡条件得(p10－p)·2S＝(p0－p)·S①得p10＝eq\f(1,2)(p0＋p)。②(2)设抽气后氢气的压强和体积分别为p1和V1，氮气的压强和体积分别为p2和V2。根据力的平衡条件有p2·S＝p1·2S③由玻意耳定律得p