2.2 气体的等温变化 课后作业（word版含答案）

第二章 气体、固体和液体
2 气体的等温变化
1.一端封闭的玻璃管倒插入水银槽中,管竖直放置时,管内水银面比管外的高h,上端空气柱长为l,如图所示,已知大气压强相当于高度为h' 的水银柱产生的压强,用ph'表示.下列说法正确的是 (　　)
A.此时封闭气体产生的压强是pl-ph
B.此时封闭气体产生的压强是ph'-ph
C.此时封闭气体产生的压强是ph'+ph
D.此时封闭气体产生的压强是ph'-pl
2.如图所示,用弹簧将封闭有一定质量气体(不计重力)的汽缸通过活塞悬挂起来,不计活塞与缸壁间的摩擦,汽缸质量为m,保持温度不变,当外界大气压强变化时,不发生改变的是 (　　)
A.封闭气体产生的压强
B.封闭气体的体积
C.弹簧的弹力
D.汽缸底部离地面的高度
3.一个气泡由湖面下20 m深处缓慢上升到离湖面10 m深处.若湖水各处的温度相同,则气泡的体积约变为原来体积的 (　　)
A.3倍　　　　B.2倍 C.1.5倍 D.
4.(多选)如图所示,p表示压强,V表示体积,T为热力学温度,能正确描述一定质量的气体发生等温变化的是 (　　)
A B C D
5.(多选)如图所示,一端封闭的玻璃管,开口向下,竖直插在水银槽内,管内长度为h的水银柱将一段空气柱封闭,现保持槽内水银面上方的玻璃管的长度l不变,将管向右倾斜30°.若水银槽内水银面的高度保持不变,待再次达到稳定时 (　　)
A.管内空气柱的密度变大
B.管内空气柱产生的压强变大
C.管内水银柱的长度变大
D.管内水银柱产生的压强变大
6.(多选)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,下列说法正确的是(　　)
A.D→A是一个等温变化过程
B.A→B是一个等温变化过程
C.TA>TB
D.B→C过程中,气体体积增大、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,管中有一段高为h1的水银柱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.高为h1的水银柱上升
D.高为h1的水银柱下降
8.大气压强p0=1.0×105 Pa,某容器的容积为20 L,装有压强为20×105 Pa的气体,如果保持气体温度不变,把容器的开关打开,待气体达到新的平衡时,容器内剩下气体的质量与原来气体的质量之比为 (　　)
A.1∶19 B.1∶20
C.2∶39 D.1∶18
9.一只活塞式气筒的容积为V0,另一体积为V的容器中的空气的压强与外界大气压强p0相等.用此气筒对容器打n次气后(设打气时空气温度保持不变),容器中空气的压强是 (　　)
A.1+p0 B.
C.1+p0 D.p0
10.在一端封闭的粗细均匀的玻璃管内,用水银柱封闭一部分空气,玻璃管开口向下,如图所示,当玻璃管做自由落体运动时,空气柱长度将 (　　)
A.增大 B.减小
C.不变 D.无法确定
11.一定质量的某种气体状态变化的p-V图像如图所示,气体由状态A变化到状态B的过程中,气体分子平均速率的变化情况是 (　　)
A.一直保持不变 B.一直增大
C.先减小后增大 D.先增大后减小
12.用如图所示的装置研究在温度不变时,一定质量的某种气体的压强与体积的关系.
本实验通过压强传感器测得气体的压强值,气体体积是通过　　　　得到的.
(2)在实验过程中,推动活塞时要　　　　(选填“迅速”或“缓慢”),且手不能接触注射器　　　　部分.
(3)若大气压强为p0,压强传感器和注射器连接时封闭气体的初始体积为
5 cm3,则其体积变为10 cm3时,理论上气体压强大小应变为　　　　.
(4)某同学实验中得到了如图所示图线,若他的实验操作规范、正确,则图线不过原点的原因可能是　　　　.
A.注射器中有异物
B.连接软管中存在气体
C.注射器内气体温度升高
D.注射器内气体温度降低
13.为方便抽取密封药瓶里的药液,护士一般先用注射器注入少量气体到药瓶里后再抽取药液,如图所示,某种药瓶的容积为0.9 mL,内装有0.5 mL的药液,瓶内气体压强为1.0×105 Pa.护士把注射器内横截面积为
0.3 cm2、长度为0.4 cm、压强为1.0×105 Pa的气体注入药瓶,若瓶内外温度相同且保持不变,气体视为理想气体,求此时药瓶内气体的压强.
14.如图所示,一定质量的气体被活塞封闭在导热的汽缸内,活塞相对于底部的高度为h,可沿汽缸无摩擦地滑动.取一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上,沙子倒完时,活塞下降了;再取相同质量的一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上,外界大气的压强和温度始终保持不变,求此次沙子倒完时活塞到汽缸底部的距离.
15.如图所示,一容器由横截面积分别为2S和S的两个汽缸连接而成,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,这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.现缓慢地将中间的空气全部抽出,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.
(1)求抽气前氢气的压强;
(2)求抽气后氢气的压强和体积.
第二章 气体、固体和液体
2 气体的等温变化
1.B
2.C
3.C
4.AB
5.ABC
6.AD
7.D
8.B
9.A
10.B
11.D
12.(1)用题图所示装置做实验时,气体的压强用压强传感器通过计算机系统得到,气体体积通过注射器的刻度得到.
(2)在实验过程中,推动活塞时要缓慢,这样做气体的温度不会发生变化;同时手不能接触注射器封闭气体部分,避免气体的温度发生变化.
(3)若大气压强为p0,压强传感器和注射器连接时封闭气体的初始体积为
5 cm3,则其体积变为10 cm3时,根据玻意耳定律p1V1=p2V2,代入数据可得理论上气体压强大小p2=p0.
(4)根据玻意耳定律知pV=C,得V与成正比,图线不经过原点的原因可能是注射器中有异物,该异物占据一定的体积,故A正确.设V0代表连接软管中的气体体积,根据p(V+V0)=C,C为定值,得V=-V0.如果实验操作规范、正确,得到的V-图线不过原点,=0时,V为负值,与题图不符,故B错误.注射器内气体温度升高或降低,图线为曲线,故C、D错误.
答案:(1)注射器的刻度　(2)缓慢　封闭气体　(3)　(4)A
13.设瓶内的气体体积为V1,则
V1=0.9-0.5=0.4 mL,
设注射的气体体积为V2,则
V2=0.3×0.4=0.12 mL,
设气体压强为p0,此时瓶内的气体压强为p1,
根据玻意耳定律有p0(V1+V2)=p1V1,
解得p1=1.3×105 Pa.
答案:1.3×105 Pa
14.设大气和活塞对气体的总压强为p1,加一小盒沙子,气体产生的压强增大p,活塞的横截面积为S,由玻意耳定律得p1hS=(p1+p)·S,
解得p=p1,
再加一小盒沙子后,气体的压强变为p1+2p.设第二次加沙子后,活塞的高度为h',则p1hS=(p1+2p)h'S,
联立以上各式解得h'=h.
答案:h
15.(1)抽气前活塞静止,处于平衡状态.对活塞,由平衡条件得
(p氢-p)·2S=(p0-p)S,
解得氢气的压强p氢=(p0+p).
(2)设抽气后氢气的压强与体积分别为p1、V1,氮气的压强与体积分别为p2、V2.
对活塞,由平衡条件得
p2S=p1·2S,
气体发生等温变化,由玻意耳定律得
p1V1=p氢·2V0,
p2V2=p0V0,
两活塞用刚性杆连接,由几何关系得
V1-2V0=2(V0-V2),
解得p1=p0+p.
V1=.
答案:(1)(p0+p) (2)p0+p