2.2气体的等温变化 课后练习（word版含答案）

2.2气体的等温变化
一、选择题（共15题）
1．如图所示是医院给病人输液的部分装置示意图，在输液过程中（　　）
A．A瓶中的药液先用完
B．B瓶中的药液先用完
C．随着液面下降，A瓶内C处气体压强逐渐减小
D．随着液面下降，A瓶内C处气体压强保持不变
2．如图所示的四个图像，有一个是表示一定质量的某种理想气体从状态a等温压缩到状态b的过程，这个图像是 (　 　)
A． B．
C． D．
3．如图所示是一定质量的理想气体从状态A经B至C的图线，则在此过程中（　　）
A．气体的内能改变 B．气体的体积增大
C．气体压强变大 D．气体温度降低
4．如图，竖直放置的U形管内装有水银，左端开口，右端封闭一定量的气体，底部有一阀门．开始时阀门关闭，左管的水银面较高．现打开阀门，流出一些水银后关闭阀门．当重新平衡时（ ）
A．左管的水银面与右管等高 B．左管的水银面比右管的高
C．左管的水银面比右管的低 D．水银面高度关系无法判断
5．在“探究气体等温变化的规律”实验中得到的图像如图所示，若纵坐标表示封闭气体的压强，则横坐标表示封闭气体的（　　）
A．热力学温度T B．摄氏温度t C．体积V D．体积的倒数
6．如图，两端开口、粗细均匀的U形管竖直放置，用两段水银柱封闭一段气体。能使气柱变长的措施是（　　）
A．增大外界气压
B．减小外界气压
C．在U形管的左管滴入水银
D．在U形管的右管滴入水银
7．如图，竖直圆筒是固定不动的，粗筒横截面积是细筒的3倍，细筒足够长，粗筒中A、B两轻质活塞间封有气体，气柱长L＝19 cm，活塞A上方的水银深H＝10 cm，两活塞与筒壁间的摩擦不计，用外力向上托住活塞B，使之处于平衡状态，水银面与粗筒上端相平．现使活塞B缓慢上移，直至水银的一半被推入细筒中，若大气压强p0=75 cmHg，则此时气柱的长为（ ）
A．16 cm
B．17 cm
C．18 cm
D．19 cm
8．活塞式抽气机汽缸容积为V，用它给容积为2V的容器抽气，抽气机抽动两次(抽气过程可视为等温变化)，容器内剩余气体压强是原来的（　　）
A． B． C． D．
9．水银气压计中混入了一个气泡，上升到水银柱的上方，使水银柱上方不再是真空．当实际大气压相当于768mm高的水银柱产生的压强时，这个水银气压计的度数只有750mm，此时管中的水银面到管顶的距离为80mm．当这个气压计的读数为740mm水银柱时，实际的大气压强为（　　）
A．739 mmHg B．756mmHg C．740 mmHg D．758 mmHg
10．一定质量的气体在T1、 T2不同温度下的等温变化图线如图所示，A、B和C、D分别为两条等温线上的点。在下面p- -T和V- -T图象中，能表示图中气体状态变化过程的是
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
11．如图所示，一定质量的理想气体，从状态1变化到状态2，其p－图象为倾斜直线，气体温度变化是（　　）
A．逐渐升高 B．逐渐降低
C．可能不变 D．可能先升高后降低
12．如图所示，开口向下插入水银槽的玻璃管内封闭着长为H的空气柱，管内水银面比管外高，管内外水银面高度差为h，若将玻璃管向上提起一小段距离，则空气柱的压强和密度变化情况是（　　）
A．压强和密度都变大 B．压强和密度都变小
C．压强变大而密度变小 D．压强变小而密度变大
13．在室内，将装有5atm的6L气体的容器阀门打开后，从容器中逸出的气体相当于（设室内大气压强p0＝1atm）（　　）
A．5atm，4.8L B．1atm，24L C．5atm，3L D．1atm，30L
14．如图所示，竖直放置的弯曲管ACDB，A管接一密闭球形容器，内有一定质量的气体，B管开口，水银柱将两部分气体封闭，，各管形成的液面高度差分别为h1、h2和h3．已知外界大气压强为p0，环境温度不变，水银密度为ρ．现在B管开口端缓慢向上移动，直到CD两管液面相平，则下列说法正确的是
A．移动B管前A内气体的压强为
B．移动B管后A内气体的体积一定减小
C．移动B管后CD部分其他体积不变
D．移动B管后增大、减小，A管内气体的压强可能不变
15．如图所示，水银柱上面封闭一段气体，管内外水银面高度差h=72cm，大气压强为76cmHg，下列说法不正确的是（　　）
A．将管稍上提，h不变
B．将管稍上提，h变大
C．将管下插至管顶与管外水银面高度差为70cm时，管内外水银面高度差也是70cm
D．将管下插至C项所述位置时，管内外水银面高度差小于70cm
E．将管下插至C项所述位置时，管内封闭气体的压强大于76cmHg
二、填空题
16．“用DIS研究温度不变时一定质量的气体压强与体积的关系”实验中应保持不变的参量是__________；所研究的对象是_________；它的体积可用_________直接读出，它的压强是由图中__________________、__________________得到．
17．某同学探究气体等温变化规律的实验装置如图所示。该同学测出了注射器内封闭气体的几组压强和体积的值后，以为纵坐标，为横坐标，画出图像如图甲、乙、丙，则甲产生的可能原因是______；乙产生的可能原因是______；丙产生的可能原因是______。
A．各组的、取值范围太小
B．实验过程中有漏气现象
C．实验过程中气体温度升高
D．在计算压强时，没有计入由于活塞和框架的重力引起的压强
18．为了探究气体压强与体积的关系，实验装置如图所示。注射器下端的开口有橡胶塞，它和活塞一起把一段空气柱封闭在玻璃管中。实验中空气柱体积变化缓慢，可认为___________保持不变。空气柱的压强p可以从仪器上方的指针读出，空气柱的长度L可以在玻璃管侧的刻度尺上读出，若空气柱的横截面积为S，则空气柱的体积V=___________。为了直观地判断压强p与体积V的数量关系，应作出___________(或)图像。
19．玻意耳定律
（1）内容：
一定质量的某种气体，在______不变的情况下，压强p与体积V成______。
（2）公式：
pV＝C或______
（3）条件：
气体的______一定，______不变。
三、综合题
20．某种喷雾器的贮液筒的总容积为7.5 L，如图所示，装入6 L的药液后再用密封盖将贮液筒密封，与贮液筒相连的活塞式打气筒每次能压入300 cm3，1 atm的空气，设整个过程温度保持不变．
(1)要使贮气筒中空气的压强达到4 atm，打气筒应打压几次？
(2)在贮气筒中空气的压强达到4 atm时，打开喷嘴使其喷雾，直到内外气体压强相等，这时筒内还剩多少药液？
21．如图所示，在长为L＝61 cm的一端封闭、另一端开口向上的竖直细玻璃管内，用4 cm高的水银柱封闭着38cm长的理想气体，管内外气体的温度均为27，大气压强p0＝76cmHg.
(1)若缓慢对玻璃管加热，当水银柱上表面与管口刚好相平时，求管中气体的温度；
(2)若保持管内温度始终为27，现将玻璃管缓慢放至水平时，求管中气体的长度．
22．如图所示，粗细均匀的U形玻璃管，左端封闭、右端开口、置于竖直平面内，左端封闭着长L=60cm的理想气体，左边玻璃管中水银柱的长度为40cm，右边水银柱的长度为25cm，水平玻璃管中水银柱的长度为50cm。外界大气压为75cmHg，玻璃管直径远小于水银柱长。求：
（i）封闭气体的压强；
（ii）保持温度不变，将U形玻璃管绕A点在竖直平面内逆时针旋转90°，达到稳定状态后，封闭气体的长度。
23．如图，左细右粗的导热气缸内的理想气体被竖直导热活塞分隔成A、B两部分，活塞右端用一长为L的轻绳固定在气缸右壁，活塞左端距气缸左端的距离为L。已知气缸左端截面积为S，右端截面面积为2S，A部分气体的压强为p0，B部分气体的压强为4p0，活塞横截面积为S，质量不计，气缸内表面光滑，周围环境温度保持不变。
（1）求轻绳的拉力大小F；
（2）若轻绳突然断裂，求再次平衡时活塞离气缸左侧的距离。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】
AB．药液从B瓶中流下，封闭气体体积增大，温度不变，根据玻意耳定律知，气体压强减小，A瓶中空气将A瓶中药液压入B瓶补充，使B瓶液面保持不变，直到A瓶液体全部流入B瓶，所以A瓶液体先用完，A正确，B错误；
CD．A瓶瓶口处压强和大气压相等，但液面下降，液体产生压强减小，因此封闭气体压强增大，C错误，D错误。
故选A。
2．B
【详解】
A．该图表示气体从a到b的等温膨胀过程，选项A错误；
B．该图表示气体从a到b的等温压缩过程，选项B正确；
C．该图表示气体从a到b的等容降温过程，选项C错误；
D．该图表示气体从a到b的等温膨胀过程，选项D错误；
故选B.
3．C
【详解】
AD．由图像知，这条线为等温线，即，所以气体内能相同，AD错误；
B．由图像知，所以，即气体的体积减小，B错误；
C．由图像知，所以气体压强变大，C正确。
故选C。
4．D
【详解】
若流出的水银量较少，则左管水银仍高于右管；若流出的水银量较多，因左边上边等于大气压，右边若小于大气压强，则左边会低于右边；总之根据已知条件不能判断水银面高度关系，故选D.
5．D
【详解】
气体等温变化，由玻意耳定律得
在温度不变时p和V成反比，p与成正比，故D 正确。
故选D。
6．B
【详解】
A．使气柱变长，即为是被封闭的气体的体积增大，由是恒量可知，在温度不变的情况下，减小气体的压强，可以使气柱变长。设右端气柱上方的水银柱的高度为h。若增大外界气压，由
可知，被封闭气体的压强增大，气体的体积减小，气柱长度变短，选项A错误；
B．若减小外界气压，由
可知，被封闭气体的压强减小，气体的体积增大，气柱长度变长，选项B正确；
C．若在U形管的左管滴入水银，右端气柱上方的水银柱的高度不发生变化，被封闭气体的压强不变，气柱长度不变，选项C错误；
D．若在U形管的右管滴入水银，由
可知，被封闭气体的压强增大，气体的体积减小，气柱长度变短，选项D错误；
故选B。
7．B
【详解】
使活塞B缓慢上移，当水银的一半被推入细筒中时，粗铜内的水银柱高5cm，因粗筒横截面积是细筒的3倍，所以进入细桶内的水银柱高为15cm，水银柱的总高度为H′=20cm，所以此时气体的压强为P2=P0+ρgH′=95cmHg，根据玻意耳定律：，可得：，解得此时气柱的长为：，故B正确，ACD错误．
8．C
【详解】
设容器内气体压强为p，则气体状态参量为
p1=p，V1=2V，V2=3V
第一次抽气过程，由玻意耳定律得
p1V1=p2V2
即
p×2V=p2×3V
解得
p2=p
第二次抽气过程，气体状态参量
p2=p，V2′=2V，V3=3V
由玻意耳定律得
p2V2′=p3V3
即
p×2V=p3×3V
解得
p3=p
故选C。
9．B
【详解】
以管中封闭气体为研究对象，设玻璃管的横截面积为S，
初态：；
末态：；
根据玻意耳定律得：，代入得，解得：，B正确．
10．A
【详解】
A、B和C、D分别为两条等温线上的点，故TA=TB、TC=TD；由图1可知，A到B和由C到D均为等温膨胀过程，且压强减小；又在p-V图象中离坐标原点越远的等温线温度越高可知，TA＜TC，由此可知，甲正确，乙丙丁错误；
A．甲，该图与结论相符，选项A正确；
B．乙，该图与结论不相符，选项B错误；
C．丙，该图与结论不相符，选项C错误；
D．丁，该图与结论不相符，选项D错误；
故选A。
11．B
【详解】
根据理想气体状态方程
可知
所以图像上各点与原点连线的斜率与温度成正比，由图像可知，过程图像上各点与原点连线斜率逐渐减小，故气体温度逐渐降低，B正确，ACD错误。
故选B。
12．B
【详解】
假设玻璃管上提时水银柱长度不变，则封闭气体压强减小，在大气压的作用下水银柱将上升，所以h增大；而根据可知封闭气体压强减小，由玻意耳定律可知气体体积增大，由于气体的质量不变，根据可知密度变小。
故选B。
13．AB
【详解】
BD．当气体从阀门跑出时，温度不变，所以
p1V1=p2V2
当p2=1atm时，得
V2=30L
逸出气体30L-6L=24L，故B正确，D错误；
AC．根据玻意耳定律可得
p2（V2-V1）=p1V1′
得
V1′=4.8L
所以逸出的气体相当于5atm下的4.8L气体，故C错误，A正确。
故选AB。
14．AB
【详解】
A．移动B管前：对于C、D管中的压强P=P0+ρgh1 ，又P=PA-ρgh3，则得
p0+ρgh1=PA-ρgh3
得A内气体的压强为
PA=P0+ρgh1+ρgh3
故A正确；
B．A内气体的压强为
PA=P0+ρgh1+ρgh3．
上提B管后A内气体的压强变大，根据玻意耳定律，A内气体体积减小，故B正确；
C．上提B管后CD内气体的压强变大，根据玻意耳定律，气体体积减小，故C错误；
D．上提B管后，h1增大，h3减小，A中气体体积减小，压强一定增大．故D错误；
故选AB．
15．ACE
【详解】
AB．根据玻意耳定律
解得
上提细管时气体体积V变大，内外液面差h变大，A错误，B正确；
CD．将管下插至管顶与管外水银面高度差为70cm时，管内外水银面高度差也是70cm，那么气体体积等于零，违反玻意耳定律，气体体积不可能等于零，管内外水银面高度差小于70cm，D正确，C错误；
E． 如果将管下插至管顶与管外水银面高度差为70cm时，管内封闭气体的压强大于76cmHg，管内的水银面比管外水银面低，气体的体积和压强同时增大，违反玻意耳定律，E错误。
故选ACE。
16． 温度 注射器内气体 注射器刻度 压强传感器 数据采集器
【详解】
该实验研究温度不变时一定质量的气体压强与体积的关系，故不变的量为温度；
研究对象为注射器内的气体；
它的体积可以从注射器刻度直接读出；
压强可以由压强传感器、数据采集器读出。
17． D C B
【详解】
甲图：是线性关系，但不过原点，相当于把图线向右平移了一定距离或向下平移了一定距离，分析知，体积计算是不会出错误，应该是少了一部分压强，故选D。
乙图：图线向上弯曲，说明乘积变大，是温度升高或质量增加造成的现象，故选C。
丙图：图线向下弯曲，说明乘积变小，是温度下降或质量减小造成的现象，故选B。
18． 温度 SL
【详解】
实验中空气柱体积变化缓慢，可认为温度保持不变。
若空气柱的横截面积为S，则空气柱的体积V=SL。
因pV=C，则为了直观地判断压强p与体积V的数量关系，应作出“”图像，这样得到的图像为直线。
19． 温度 反比 p1V1＝p2V2 质量 温度
20．(1)15　(2)1.5 L
【详解】
试题分析：气体发生等温变化，应用玻意耳定律求出打气的次数；当内外气压相等时，药液不再喷出，应用玻意耳定律求出空气的体积，然后求出剩余的药液．
（1）设每打一次气，贮液筒内增加的压强为p，
由玻意耳定律得：1 atm×300cm3＝1.5×103cm3×p，p＝0.2atm，
需打气次数
(2)设停止喷雾时贮液筒内气体体积为V，
由玻意耳定律得：4 atm×1.5 L＝1 atm×V，V＝6 L，
故还剩贮液7.5 L－6 L＝1.5 L
21．(1) 450K(2) 40cm
【详解】
(i)设玻璃管横截面积为S，以管内封闭气体为研究对象，气体经等压膨胀，则
T1＝300K，V1＝38cmS，V2＝57 cmS
由盖·吕萨克定律得
得
T2＝450K.
(ii)气体等温变化，压强为p3=76cmHg，气体长度为Lcm，V3＝LS，
p3＝(76＋H)cmHg
由玻意耳定律：p1V1＝p3V3
得
L＝40cm
22．（i）；（ii）
【详解】
（i）由等高处压强相等可得
代入数据计算得p气=60cmHg
（ii）假设将U型管逆时针旋转90°后开口一端玻璃管中还有水银柱，该过程为等温变化，由玻意耳定律得
其中
p1=p气=60cmHg，p2=p0 +50cmHg=125cmHg
代入数据得L2=28.8cm
则左边气体的压缩量
所以，当U型管逆时针旋转90°以后，开口一端玻璃管中无水银柱，设竖直玻璃管中水银柱的长度为x，则此时封闭气体压强
p2=75+x，L2=(60-25-50+x)
由玻意耳定律得
代入数据解方程得x=45cm
可得此时封闭气体的长度为L2 =30cm
23．（1）；（2）
【详解】
（1）对活塞受力分析如图所示，由受力平衡得
解得
（2）设活塞再次平衡时离气缸左侧的距离为x，由玻意耳定律得
对气体A
对气体B
解得
答案第1页，共2页