2024-2025學(xué)年高中物理第八章氣體1氣體的等溫變化分層訓(xùn)練含解析新人教版選修3-3

PAGE8-氣體的等溫改變基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練1．如圖所示為一豎直放置的圓筒形注射器，活塞上端接有壓力表，能夠干脆表示出注射器內(nèi)密閉氣體的壓強(qiáng)．起先時(shí)活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)，若用力推動(dòng)活塞，使活塞緩慢向下移動(dòng)一段距離，不計(jì)活塞與注射器內(nèi)壁間的摩擦，環(huán)境溫度保持不變．在活塞移動(dòng)過(guò)程中，密閉氣體的壓強(qiáng)將()A．增大B．減小C．不變D．無(wú)法推斷2．下列圖中，p表示壓強(qiáng)，V表示體積，T為熱力學(xué)溫度，各圖中(C中圖線為雙曲線的一支)正確描述肯定質(zhì)量的氣體不是等溫改變的是()3．如圖，肯定質(zhì)量的志向氣體從狀態(tài)A改變到狀態(tài)B，則氣體的溫度()A．上升B．降低C．不變D．無(wú)法推斷4.如圖所示，豎直放置的上端封閉、下端開口的粗細(xì)勻稱的玻璃管中，一段水銀柱封閉著一段長(zhǎng)為l的空氣柱．若將這根玻璃管傾斜45°(開口端仍在下方)，空氣柱的長(zhǎng)度將發(fā)生下列哪種改變()A．變長(zhǎng)B．不變C．變短D．無(wú)法確定5．肯定質(zhì)量的氣體由狀態(tài)A變到狀態(tài)B的過(guò)程如圖中實(shí)線所示，A、B位于同一雙曲線上，則此改變過(guò)程中，溫度()A．始終下降B．先上升后下降C．先下降后上升D．始終上升6．某自行車輪胎的容積為V，里面已有壓強(qiáng)為p0的空氣，現(xiàn)在要使輪胎內(nèi)的氣壓增大到p，設(shè)充氣過(guò)程為等溫過(guò)程，空氣可看作志向氣體，輪胎容積保持不變，則還要向輪胎充入溫度相同，壓強(qiáng)也是p0的空氣的體積為()A.eq\f(p0,p)VB.eq\f(p,p0)VC.eq\f(p,p0)－1VD.eq\f(p,p0)＋1V7．肯定質(zhì)量的氣體，壓強(qiáng)為3atm，保持溫度不變，當(dāng)壓強(qiáng)減小2atm時(shí)，體積改變4L，則該氣體原來(lái)的體積為()A.eq\f(4,3)LB．2LC.eq\f(8,3)LD．8L8．(多選)如圖所示，肯定質(zhì)量的氣體由狀態(tài)A變到狀態(tài)B再變到狀態(tài)C的過(guò)程，A、C兩點(diǎn)在同一條雙曲線上，則此改變過(guò)程中()A．從A到B的過(guò)程溫度上升B．從B到C的過(guò)程溫度上升C．從A到C的過(guò)程溫度先降低再上升D．A、C兩點(diǎn)的溫度相等9．如圖所示，D→A→B→C表示肯定質(zhì)量的某種氣體狀態(tài)改變的一個(gè)過(guò)程，則下列說(shuō)法正確的是()A．D→A是一個(gè)等溫過(guò)程B．A→B是一個(gè)等溫過(guò)程C．A與B的狀態(tài)參量相同D．B→C體積減小，壓強(qiáng)減小，溫度不變10．用DIS探討肯定質(zhì)量氣體在溫度不變時(shí)，壓強(qiáng)與體積關(guān)系的試驗(yàn)裝置如圖甲所示，試驗(yàn)步驟如下：①把注射器活塞移至注射器中間位置，將注射器與壓強(qiáng)傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)逐一連接．②移動(dòng)活塞，記錄注射器的刻度值V，同時(shí)記錄對(duì)應(yīng)的由計(jì)算機(jī)顯示的氣體壓強(qiáng)值p.③用V-eq\f(1,p)圖象處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出如圖乙所示的圖線．(1)為了保持封閉氣體的質(zhì)量不變，試驗(yàn)中實(shí)行的主要措施是______________________．(2)為了保持封閉氣體的溫度不變，試驗(yàn)中實(shí)行的主要措施是________和________．11.如圖所示，長(zhǎng)50cm的玻璃管開口向上豎直放置，用15cm長(zhǎng)的水銀柱封閉了一段20cm長(zhǎng)的空氣柱，外界大氣壓強(qiáng)為75cm汞柱．現(xiàn)讓玻璃管自由下落．不計(jì)空氣阻力，求穩(wěn)定時(shí)氣柱的長(zhǎng)．(可以認(rèn)為氣柱溫度沒有改變)

實(shí)力提升練12．有一段12cm長(zhǎng)的水銀柱，在勻稱玻璃管中封住肯定質(zhì)量的氣體，若開口向上將玻璃管放置在傾角為30°的光滑斜面上，在下滑過(guò)程中被封氣體的壓強(qiáng)為(大氣壓強(qiáng)p0＝76cmHg)()A．76cmHgB．82cmHgC．88cmHgD．70cmHg13．如圖，粗細(xì)勻稱的玻璃管A和B由一橡皮管連接，肯定質(zhì)量的空氣被水銀柱封閉在A管內(nèi)，初始時(shí)兩管水銀面等高，B管上方與大氣相通．若固定A管，將B管沿豎直方向緩慢下移一小段距離H，A管內(nèi)的水銀面高度相應(yīng)改變h，則()A．h＝HB．h＜eq\f(H,2)C．h＝eq\f(H,2)D.eq\f(H,2)＜h＜H14．如圖所示，導(dǎo)熱汽缸平放在水平地面上，用橫截面積為S＝0.1×10－2m2的光滑活塞A和B封閉兩部分志向氣體Ⅰ和Ⅱ，活塞A、B的質(zhì)量分別為mA＝2kg，mB＝4kg，活塞A、B到汽缸底部的距離分別為20cm和8cm.現(xiàn)將汽缸轉(zhuǎn)至開口向上，環(huán)境溫度不變，外界大氣壓強(qiáng)p0＝1.0×105Pa.待狀態(tài)穩(wěn)定時(shí)，求活塞分層訓(xùn)練(六)氣體的等溫改變1．解析：由玻意耳定律pV＝常數(shù)可知，V減小，p增大．答案：A2．解析：等溫改變過(guò)程中，p∝eq\f(1,V)，所以A、B、C表示等溫改變，D不是等溫改變．答案：D3．解析：從圖象可以看出，氣體狀態(tài)改變過(guò)程中，其pV乘積漸漸變大，所以其溫度漸漸上升，A正確，B、C、D錯(cuò)誤．答案：A4．解析：設(shè)水銀柱的長(zhǎng)度為h，豎直放置時(shí)，氣體的壓強(qiáng)為p1＝p0－h(huán)；玻璃管傾斜45°時(shí)，氣體的壓強(qiáng)為p2＝p0－h(huán)cos45°，依據(jù)p1l＝p2l′，則答案：C5．解析：依據(jù)過(guò)線段AB上各點(diǎn)的等溫線與過(guò)A、B兩點(diǎn)的等溫線進(jìn)行比較，分析可知圖線離坐標(biāo)軸越遠(yuǎn)，氣體溫度越高，故氣體沿直線AB改變的過(guò)程中，溫度先上升后下降，最終TB＝TA，B正確．答案：B6．解析：設(shè)將要充入的氣體的體積為V′，據(jù)玻意耳定律有p0(V＋V′)＝pV，解得V′＝eq\f(p,p0)－1V，故選C.答案：C7．解析：由題意知p1＝3atm，p2＝1atm，當(dāng)溫度不變時(shí)，肯定質(zhì)量氣體的壓強(qiáng)減小則體積變大，所以V2＝V1＋4L，依據(jù)玻意耳定律得p1V1＝p2V2，解得V1＝2L，故B正確．答案：B8．解析：作出過(guò)B點(diǎn)的等溫線如圖所示，可知TB＞TA＝TC，可知從A到B的過(guò)程溫度上升，A項(xiàng)正確；從B到C的過(guò)程溫度降低，B項(xiàng)錯(cuò)誤；A、C兩點(diǎn)在同一等溫線上，C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確．答案：AD9．解析：D→A是一個(gè)等溫過(guò)程，A對(duì)；A，B兩狀態(tài)溫度不同，A→B的過(guò)程中eq\f(1,V)不變，則體積V不變，此過(guò)程中氣體的壓強(qiáng)、溫度會(huì)發(fā)生改變，B，C錯(cuò)；B→C是一個(gè)等溫過(guò)程，V增大，p減小，D錯(cuò)．答案：A10．解析：(1)為了保證氣體的質(zhì)量不變，要用潤(rùn)滑油涂在活塞上以達(dá)到封閉效果．(2)氣體的體積改變，外界對(duì)氣體做正功或負(fù)功，要讓氣體與外界進(jìn)行足夠的熱交換，一要時(shí)間長(zhǎng)，也就是動(dòng)作緩慢，二要活塞導(dǎo)熱性能好．答案：(1)用潤(rùn)滑油涂活塞(2)漸漸地抽動(dòng)活塞活塞導(dǎo)熱性能好11．解析：依據(jù)玻意耳定律得p1L1S＝p2Lp1＝90cm汞柱p2＝75cm汞柱L1＝20cm解得L2＝24cm24cm＋15cm＝39cm<50cm.所以水銀沒有溢出，氣柱長(zhǎng)24cm.答案：24cm12．解析：水銀柱所處的狀態(tài)不是平衡狀態(tài)，因此不能用平衡條件來(lái)處理．水銀柱的受力分析如圖所示，因玻璃管和水銀柱組成系統(tǒng)的加速度a＝gsin30°，所以對(duì)水銀柱由牛頓其次定律得：p0S＋mgsin30°－pS＝ma，故p＝p0.答案：A13．解析：依據(jù)題意，原來(lái)A、B管內(nèi)的水銀高度相同，有pA＝p0；B管下移后，設(shè)A管水銀下移高度為h，B管內(nèi)水銀末位置高度如圖所示，A、B管內(nèi)末位置水銀高度差為h1，則B管內(nèi)水銀初、末位置高度差為：h＋h1，可以計(jì)算B管下降的高度為：H＝2h＋h1，此時(shí)由于A管內(nèi)水銀下降，則A管氣體體積增加，壓強(qiáng)減小，即p′A＜p0，此時(shí)有：p′A＋p1＝p0，計(jì)算得p′A＋ρg(H－2h)＝p0，最終有：h＝eq\f(p′A－p0,2ρg)＋eq\f(H,2)，由于p′A＜p0，所以h＜eq\f(H,2)，故選項(xiàng)B正確．