第八章第2節(jié)-氣體的等容變化和等壓變化-2020高中物理選修3-3訓練課件

02氣體的等容變化和等壓變化課時1氣體的等容變化題型1認識等容變化解析課時1氣體的等容變化刷基礎1．[山東濟南外國語學校2019高二下期中]民間常用“拔火罐”來治療某些疾病，方法是將點燃的紙片放入一個小罐內(nèi)，當紙片燃燒完時，迅速將火罐開口端緊壓在皮膚上，火罐就會緊緊地被“吸”在皮膚上．其原因是，當火罐內(nèi)的氣體()A．溫度不變時，體積減小，壓強增大B．體積不變時，溫度降低，壓強減小C．壓強不變時，溫度降低，體積減小D．質(zhì)量不變時，壓強增大，體積減小把火罐扣在皮膚上，罐內(nèi)空氣的體積等于火罐的容積，體積不變，之后罐內(nèi)氣體經(jīng)過熱傳遞，溫度不斷降低，氣體發(fā)生等容變化，由查理定律可知，氣體壓強減小，火罐內(nèi)氣體壓強小于外界大氣壓，壓強差就將火罐緊緊地壓在皮膚上．故選B.B解析刷基礎2．[黑龍江哈爾濱六中2019高二下月考]如圖所示，A、B兩容器容積相等，用粗細均勻的細玻璃管連接，兩容器內(nèi)裝有不同氣體，細管中央有一段水銀柱，在兩邊氣體作用下保持平衡時，A中氣體的溫度為0℃，B中氣體溫度為20℃，如果將它們的溫度都降低10℃，則水銀柱將()A．向A移動B．向B移動C．不動D．不能確定課時1氣體的等容變化A題型2等容變化規(guī)律解析刷基礎3．[山東泰安寧陽2019高二下段考](多選)如圖所示，由U形管和細管連接的玻璃泡A、B和C浸泡在溫度均為0℃的水槽中，B的容積是A的3倍．閥門S將A和B兩部分隔開．A內(nèi)為真空，B和C內(nèi)都充有氣體．U形管內(nèi)左邊水銀柱比右邊的低60mm.打開閥門S，整個系統(tǒng)穩(wěn)定后，U形管內(nèi)左右水銀柱高度相等．假設U形管和細管中的氣體體積遠小于玻璃泡的容積．下列說法正確的是()A．C中氣體壓強為180mmHgB．打開S前，B中氣體壓強為120mmHgC．為使左右水銀柱高度差仍為60mmHg，可將右側(cè)水的溫度加熱到364KD．為使左右水銀柱高度差仍為60mmHg，可將右側(cè)水的溫度降低到182KACD課時1氣體的等容變化解析刷基礎4．在射向高空的火箭儀器艙內(nèi)，起飛前用水銀氣壓計測得艙內(nèi)氣體的壓強p0＝76cmHg，氣體溫度T0＝300K，儀器艙是密封的．取豎直向上為正方向，當火箭以加速度a在豎直方向運動時，儀器艙內(nèi)水銀氣壓計指示的壓強為p＝0.6p0，則()A．a(chǎn)＝g，艙內(nèi)氣體溫度比起飛前溫度增加20%B．a(chǎn)＝g，艙內(nèi)氣體溫度是起飛前溫度的60%C．a(chǎn)＝0.5g，艙內(nèi)氣體溫度比起飛前溫度增加10%D．a(chǎn)＝－0.5g，艙內(nèi)氣體溫度比起飛前溫度降低10%A課時1氣體的等容變化解析刷基礎5．汽車行駛時輪胎的胎壓太高容易造成爆胎事故，太低又會造成耗油量上升．已知某型號輪胎能在－40～90℃正常工作，為使輪胎在此溫度范圍內(nèi)工作時的最高胎壓不超過3.5atm，那么，在t＝20℃時給該輪胎充氣，充氣后的胎壓不能超過多少(設輪胎的體積不變)．2.83atm課時1氣體的等容變化解析刷基礎(1)15cm(2)328K課時1氣體的等容變化題型3U形管水銀柱問題題型4汽缸問題解析刷基礎7．一橫截面積為S的汽缸水平放置，固定不動，兩個活塞A和B將汽缸分隔為1、2兩氣室，溫度均為27℃，達到平衡時1、2兩氣室長度分別為40cm和20cm，如圖所示．在保持兩氣室溫度不變的條件下，緩慢推動活塞A，使之向右移動6cm，不計活塞與汽缸壁之間的摩擦，大氣壓強為1.0×105Pa.求：(1)活塞B向右移動的距離與氣室2中氣體的壓強；(2)在(1)問條件下，現(xiàn)在若將活塞A用銷子固定，保持氣室1的溫度不變，要使氣室2中氣體的體積恢復到原來的大小，則應將氣室2中氣體溫度升高為多少攝氏度？(1)2cm1.1×105Pa(2)79.94℃課時1氣體的等容變化刷基礎8．如圖所示，封閉有一定質(zhì)量理想氣體的汽缸開口向下豎直固定放置，活塞的截面積為S，質(zhì)量為m0，活塞通過輕繩連接了一個質(zhì)量為m的重物．若開始時汽缸內(nèi)理想氣體的溫度為T0，輕繩剛好伸直且對活塞無拉力作用，外界大氣壓強為p0，一切摩擦均不計且m0g＜p0S.(1)求重物剛離地時汽缸內(nèi)氣體的壓強；(2)若緩慢降低汽缸內(nèi)氣體的溫度，最終使得汽缸內(nèi)氣體的體積減半，則最終氣體的溫度為多少？課時1氣體的等容變化解析解析刷基礎9．[四川宜賓敘州一中2019高二下期末]如圖所示，A汽缸橫截面積為0.05m2，A、B兩個汽缸中裝有體積均為0.01m3、壓強均為1atm(標準大氣壓)、溫度均為27℃的理想氣體，中間用細管連接．細管中有一絕熱活塞M，細管容積不計．現(xiàn)給左面的活塞N施加一個推力，使其緩慢向右移動，同時給B中氣體加熱，使此過程中A汽缸中的氣體溫度保持不變，活塞M保持在原位置不動．不計活塞與器壁間的摩擦，周圍大氣壓強為1atm＝1×105Pa，當推力F＝5/3×103N時，求：(1)活塞N向右移動的距離；(2)B汽缸中的氣體溫度．(1)5cm(2)127℃課時1氣體的等容變化解析10．[重慶市鳳鳴山中學2019高二下期中]如圖所示，足夠長且上端開口的光滑圓柱形汽缸豎直放置，截面積為40cm2的活塞將一定質(zhì)量的氣體封閉在汽缸內(nèi)．在汽缸內(nèi)距缸底60cm處設有a、b兩限制裝置，使活塞只能向上滑動．開始時活塞擱在a、b上，缸內(nèi)氣體的壓強為p0(p0＝1.0×105Pa為大氣壓強)，溫度為300K．現(xiàn)緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體，當溫度為330K，活塞恰好離開a、b.重力加速度g取10m/s2.求：(1)活塞的質(zhì)量；(2)當溫度升為360K時活塞上升的高度．(1)4kg(2)5.5cm刷基礎課時1氣體的等容變化題型5p－T、V－T圖象問題解析課時1氣體的等容變化刷基礎11．[四川攀枝花2019高二下期末](多選)如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程中()A．氣體的密度一直在增大B．氣體的內(nèi)能一直在增大C．氣體的壓強一直在增大D．氣體的體積一直在增大分別過A、B兩點作等容線如圖所示，由p＝CT/V可知，因OA的斜率大于OB的斜率，則VA<VB，即理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，氣體體積增大，密度減小，A錯誤，D正確；從A到B溫度升高，則氣體的內(nèi)能一直在增大，B正確；由圖象可知，氣體的壓強一直在增大，C正確．BCD解析12．[遼寧營口2018高二下期末](多選)下列圖中描述一定質(zhì)量的氣體做等容變化的過程的圖線是()CD課時1氣體的等容變化刷基礎ABCD解析13．[吉林省吉林市吉化一中2019高二下期中]如圖所示，一開口向右的汽缸放置在水平地面上，活塞可無摩擦移動且不漏氣，汽缸中間位置有小擋板．初始時，外界大氣壓為p0，活塞緊壓小擋板處．現(xiàn)緩慢升高缸內(nèi)氣體溫度，下列p－T圖象能正確反映缸內(nèi)氣體壓強變化情況的是()B課時1氣體的等容變化刷基礎初始時，活塞緊壓小擋板處，說明外界大氣壓大于缸內(nèi)氣體的壓強，當緩慢升高缸內(nèi)氣體溫度時，氣體先發(fā)生等容變化，根據(jù)查理定律，缸內(nèi)氣體的壓強p與熱力學溫度T成正比，圖線是延長線過原點的傾斜的直線，故C、D錯誤；當缸內(nèi)氣體的壓強等于外界的大氣壓時，氣體開始發(fā)生等壓膨脹，圖線是平行于T軸的直線，故A錯誤，B正確．解析14．[江西南昌第二中學2019高二下月考]汽缸中一定質(zhì)量的理想氣體，開始處于A狀態(tài)，在體積不變時變到B狀態(tài)，再在溫度不變時變到C狀態(tài)，最后在壓強不變時回到A狀態(tài)，則下列各圖中不能反映上述過程的是()由題意可知，理想氣體從A到B體積不變，從B到C溫度不變，從C到A壓強不變，則B、C、D圖都能反映這種變化過程；而A圖中理想氣體從A到B體積不變，從B到C壓強不變，從C到A溫度不變，故選項A不能反映這一變化過程，A項錯誤．A課時1氣體的等容變化刷基礎解析15．帶有活塞的汽缸內(nèi)封閉一定量的理想氣體．氣體開始處于狀態(tài)A，由過程AB到達狀態(tài)B，后又經(jīng)過程BC到達狀態(tài)C，如圖所示．設氣體在狀態(tài)A時的壓強、體積和溫度分別為pA、VA和TA.在狀態(tài)B時的體積為VB.在狀態(tài)C時的溫度為TC.(1)求氣體在狀態(tài)B時的溫度TB；(2)求氣體在狀態(tài)A的壓強pA與在狀態(tài)C的壓強pC之比．課時1氣體的等容變化刷基礎易錯點未考慮氣體狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，盲目使用氣體實驗定律課時1氣體的等容變化刷易錯16．如圖所示，一導熱性能良好、內(nèi)壁光滑的汽缸豎直放置，在距汽缸底部l＝36cm處有一與汽缸固定連接的卡環(huán)，活塞與汽缸底部之間封閉了一定質(zhì)量的氣體．當氣體的溫度T0＝300K、大氣壓強p0＝1.0×105Pa時，活塞與汽缸底部之間的距離l0＝30cm，不計活塞的質(zhì)量和厚度．現(xiàn)對汽缸加熱，使活塞緩慢上升，求封閉氣體溫度升高到T＝540K時的壓強p.1.5×105Pa解析易錯分析沒有分析活塞剛到汽缸卡環(huán)處時的溫度，直接使用題目所給的數(shù)據(jù)信息，利用查理定律或蓋－呂薩克定律求解而得到錯誤結(jié)果．02氣體的等容變化和等壓變化課時2氣體的等壓變化解析刷基礎1．(多選)如圖所示，豎直放置、開口向上的長試管內(nèi)用水銀密閉一段理想氣體，若大氣壓強不變，管內(nèi)氣體()A．溫度降低，則壓強增大B．溫度升高，則壓強減小C．溫度降低，則壓強不變D．溫度升高，則體積增大CD課時2氣體的等壓變化題型1認識等壓變化大氣壓不變，水銀柱的長度也不變，所以封閉氣體的壓強不變，氣體做等壓變化，故A、B錯誤，C正確；根據(jù)V/T＝C可知，氣體溫度升高，則體積增大，故D正確．解析刷基礎2．如圖所示，一根豎直的彈簧支持著一倒立汽缸中的活塞，使汽缸懸空而靜止．設活塞與缸壁間無摩擦且可以在缸內(nèi)自由移動，缸壁導熱性能良好，則下列說法中正確的是()A．若外界大氣壓增大，則彈簧將壓縮一些B．若外界大氣壓增大，則汽缸上底面距地面的高度將不變C．若氣溫升高，則活塞距地面的高度將減小D．若氣溫升高，則汽缸上底面距地面的高度將增大D課時2氣體的等壓變化選擇汽缸和活塞為整體，則彈簧彈力始終等于整體重力，彈簧長度不發(fā)生變化，則活塞距地面的高度不變，故A、C錯誤．選汽缸為研究對象，豎直向下受重力和大氣壓力pS，向上受到缸內(nèi)氣體向上的壓力p1S，由平衡條件得G＋pS＝p1S，若外界大氣壓p增大，則p1一定增大，根據(jù)玻意耳定律得，pV＝C(常數(shù))，當壓強增大時，氣體體積一定減小，所以汽缸的上底面距地面的高度將減小，故B錯誤．若氣溫升高，缸內(nèi)氣體做等壓變化，根據(jù)V/T＝C可知，當溫度升高時，氣體體積增大，汽缸上升，則汽缸的上底面距地面的高度將增大，故D正確．解析刷基礎3．(多選)如圖所示，在一只燒瓶上連一根玻璃管，把它跟一個水銀壓強計連在一起，燒瓶里封閉著一定質(zhì)量的氣體，開始時水銀壓強計U形管兩端水銀面一樣高．為使U形管兩端水銀面保持相同高度，下列說法正確的是()A．如果把燒瓶浸在熱水中，應把A向下移B．如果把燒瓶浸在熱水中，應把A向上移C．如果把燒瓶浸在冷水中，應把A向下移D．如果把燒瓶浸在冷水中，應把A向上移AD課時2氣體的等壓變化將燒瓶浸在熱水中時，氣體溫度升高，壓強變大，左管水銀面下降，應適當向下移動A管使兩管水銀面等高，即保證了氣體壓強不變，故A正確，B錯誤．將燒瓶浸在冷水中時，氣體溫度降低，壓強減小，左管水銀面上升，應向上移動A管使兩管水銀面等高，故C錯誤，D正確．解析刷基礎4．[湖北荊州沙市中學2019高二下期中]如圖甲所示，總長L＝40cm的粗細均勻的直玻璃管水平放置，用長為20cm的水銀柱封閉一定質(zhì)量的理想氣體，氣體長度為16cm.環(huán)境溫度為t1＝7℃，大氣壓強p0＝75cmHg.(1)保持外界大氣壓強不變，緩慢升高環(huán)境溫度，當環(huán)境溫度升高到t2時，水銀柱到達管口，求t2(℃)的大?。?2)保持外界大氣壓強p0、環(huán)境溫度為t2不變的情況下，將玻璃管緩慢轉(zhuǎn)至豎直開口向下，如圖乙所示，穩(wěn)定后管中水銀柱的長度．(1)77℃(2)15cm題型2等壓變化規(guī)律的應用課時2氣體的等壓變化解析刷基礎5．[福建福州八校2019高二下期末]如圖所示，一汽缸固定在水平地面上，通過活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與缸壁的摩擦可忽略不計，活塞的截面積為S＝50cm2.活塞與水平平臺上的物塊A用水平輕桿連接，A的質(zhì)量為m＝50kg，物塊與平臺間的動摩擦因數(shù)為μ，開始時活塞距缸底L＝10cm，缸內(nèi)氣體壓強p1等于外界大氣壓強p0＝1×105Pa，溫度為t1＝27℃.現(xiàn)對汽缸內(nèi)的氣體緩慢加熱，當汽缸內(nèi)的溫度升為t2＝177℃時，物塊A開始移動，繼續(xù)加熱，并保持A緩慢移動．(設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g取10m/s2)求：(1)物塊A與平臺間的動摩擦因數(shù)μ；(2)A向右運動距離為d＝2cm時汽缸內(nèi)的溫度．(1)0.5(2)540K課時2氣體的等壓變化題型3等壓變化規(guī)律——單汽缸問題解析刷基礎6．[安徽皖北2019高二下期末聯(lián)考]如圖所示，兩端開口的汽缸豎直固定放置，兩厚度不計的輕質(zhì)活塞A、B間有輕桿相連，在活塞A上放一重物C，C的質(zhì)量為m＝3kg，兩活塞的橫截面積分別為SA＝25cm2，SB＝15cm2.活塞間封閉有一定質(zhì)量的理想氣體(不漏氣)．開始時，整個裝置保持靜止，此時兩活塞與D處距離相等，p0＝1.0×105Pa，重力加速度g取10m/s2，不計一切摩擦．(1)求開始時，輕桿對活塞A的作用力大??；(2)若緩慢降低汽缸內(nèi)溫度至t＝87℃時，A活塞恰好靠近D處，求開始時汽缸內(nèi)氣體的溫度．(1)45N(2)480K課時2氣體的等壓變化題型4等壓變化規(guī)律——雙缸連接體問題解析刷基礎7．圖中系統(tǒng)由兩個側(cè)壁絕熱、底部截面積均為S的容器組成．左容器足夠高，上端敞開，右容器上端由導熱材料封閉．兩個容器的下端由可忽略容積的細管連通．容器內(nèi)兩個絕熱的活塞A、B下方封有氮氣，B上方封有氫氣．外部大氣壓強為p0，溫度為T0＝273K，兩個活塞因自身重力對下方氣體產(chǎn)生的壓強均為0.1p0.系統(tǒng)平衡時，各氣柱的高度如圖所示．現(xiàn)將系統(tǒng)的底部浸入恒溫熱水槽中，再次平衡時A上升了一定的高度．用外力將A緩慢推回第一次平衡時的位置并固定，第三次達到平衡后，氫氣柱高度為0.8h.氮氣和氫氣均可視為理想氣體．求：(1)第二次平衡時氮氣的體積；(2)水的溫度．(1)2.7hS(2)368.55K課時2氣體的等壓變化解析刷基礎8．[廣西八市2019高二下期末聯(lián)考]如圖所示，質(zhì)量相同的活塞A、B將開口向上的汽缸分為氣室Ⅰ、Ⅱ兩部分，已知活塞B到汽缸底部的距離為L.勁度系數(shù)為k的輕彈簧被壓縮在兩活塞之間．汽缸和活塞的導熱性能良好，活塞與汽缸內(nèi)壁間無摩擦且氣密性好．大氣壓強為p0，溫度為T0；開始時，氣室Ⅰ中氣體的壓強為0.75p0、氣室Ⅱ中氣體的壓強為1.5p0.從某時刻起緩慢升高環(huán)境溫度，當環(huán)境溫度為T時，彈簧恰好處于原長狀態(tài)．已知活塞的截面積為S，重力加速度為g，求：(1)每個活塞的質(zhì)量及開始時彈簧的壓縮量x；(2)當溫度為T時，活塞A上移的距離H.課時2氣體的等壓變化題型5等壓圖象

解析9．如圖所示是一定質(zhì)量的氣體從狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B到狀態(tài)C的V－T圖象，由圖象可知()A．pA＞pB

B．pC＜pB

C．VA＜VB

D．TA＜TB

D由體積不變，溫度越高，壓強越大可知，在V－T圖象中，各點對原點連線的斜率越大，壓強越小，所以pA<pC＝pB，故A、B錯誤；由圖象可知，氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B體積不變，則溫度升高，故C錯誤，D正確．刷基礎課時2氣體的等壓變化解析10．[山東泰安2018高二下期末](多選)圖中的實線表示一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化的p－T圖象，變化過程如圖中箭頭所示，則下列說法中正確的是()A．a(chǎn)到b過程中氣體內(nèi)能增加，密度不變B．b到c過程中氣體內(nèi)能增加，密度增大C．c到