同步课时精练（六）2.2气体的等温变化（含解析）

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同步课时精练（六）2.2 气体的等温变化（后附解析）
一、多选题
1．如图中玻璃管A和B下端用橡皮管连通，管内装有汞，A管上端封闭，内有部分气体，B管上端开口。如果将B管提起，则（　　）
A．A管内气体体积增大 B．A管内气体体积减小
C．A管和B管内水银面的高度差减小 D．A管和B管内汞面的高度差增大
2．如图所示，有一重力可以忽略的薄壁小试管开口向下竖直地浮在很大的水银槽内，试管中有一长为h1的水银柱封住两段气体A、B，A、B气柱长分别为l1、l2，管内外水银面高度差为h2，在保持温度不变的情况下，下列说法正确的是（　　）
A．开始时h2一定等于h1
B．若外界大气压缓慢增加少许，则h2不变，l1变小，l2变小
C．若外界大气压缓慢增加少许，则h2变小，l1变大，l2变大
D．若用手轻按试管，使试管竖直向下移少许，则h2变大，l1变小，l2变小
3．以下实验中，说法正确的是（ ）
A．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，应当直接量出相邻两亮条纹的间距Δx
B．在“探究气体等温变化的规律”实验中，应当缓慢地移动注射器柱塞
C．在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，应将灵敏电流表直接与干电池相连来确定电流表指针偏转方向与电流方向的关系
D．在“探究变压器原副线圈电压与匝数的关系”实验中，测量电压时应选用多用电表相应的交流电压档
4．如图，一粗细均匀的U形管竖直放置，A侧上端封闭，B侧上端与大气相通，下端开口处开关K关闭；A侧空气柱的长度为l=9.0cm，B侧水银面比A侧的高h= 5.0 cm．现将开关K打开，从U形管中放出部分水银，当B侧水银面比A侧低h1=3.0cm时将开关K关闭．已知大气压强p0=75.0cmHg．则下列法正确的是（ 　）
A．此时A内气体压强72cmHg
B．此时A内空气柱长度10.00cm
C．此后再向B侧注入水银，使A、B两侧的水银面达到同一高度，则注入的水银在管内的长度3.8cm
D．此后再向B侧注入水银，使A、B两侧的水银面达到同一高度，则注入的水银在管内的长度3.4cm
二、单选题
5．如图，一端开口、另一端封闭的玻璃管竖直放置，管内用水银柱封闭了一定量的气体．玻璃管按图示方式缓慢旋转直至水平状态，该气体的（　　）
A．压强增大，体积减小 B．压强减小，体积减小
C．压强增大，体积增大 D．压强减小，体积增大
6．一定质量的气体保持温度不变，在将其压缩的过程中，气体（　　）
A．压强增大，分子平均动能不变 B．压强增大，分子平均动能增大
C．压强减小，分子平均动能不变 D．压强减小，分子平均动能减小
7．一定质量的理想气体分别在T1、T2温度下发生等温变化，相应的两条等温线如图所示，T2对应的图线上有A、B两点，表示气体的两个状态．则 ．
A．温度为T1时气体分子的平均动能比T2时大
B．A到B的过程中，气体内能增加
C．A到B的过程中，单位体积内的气体分子数增多
D．A到B的过程中，气体分子单位时间内对器壁单位面积上的碰撞次数减少
8．“用DIS研究在温度不变时，一定质量气体压强与体积关系”的实验装置如图所示。保持温度不变，封闭气体的压强p用压强传感器测量，体积V由注射器刻度读出。某次实验中，数据表格内第2次~第8次压强没有记录，但其他操作规范。
次　数 1 2 3 4 5 6 7 8 9
压强p/kPa 100.1 p7 179.9
体积V/cm3 18 17 16 15 14 13 12 11 10
根据表格中第1次和第9次数据，推测出第7次的压强p7，其最接近的值是（　　）
A．128.5kPa B．138.4kPa
C．149.9kPa D．163.7kPa
9．如图，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置．玻璃管的下部封有长的空气柱，中间有一段长的水银柱，上部空气柱的长度。已知大气压强为。现将一活塞（图中未画出）从玻璃管开口处缓慢往下推，使管下部空气柱长度变为。假设活塞下推过程中没有漏气，则活塞下推的距离为（　　）
A． B． C． D．
10．针对新型冠状病毒肺炎的治疗，北京大学第一医院的主任医师王贵强在2020年2月20日国务院联防联控机制新闻发布会上表示：无论轻重症，早期的氧疗都可以大大缓解这种疾病的发展。现有一个容积为400L的医用氧气罐，内部气体可视为理想气体，压强为15MPa，为了使用方便，用一批相同规格的小型氧气瓶(瓶内视为真空)进行分装，发现恰好能装满40个小氧气瓶，分装完成后原医用氧气罐及每个小氧气瓶内气体的压强均为3MPa，不考虑分装过程中温度的变化，则每个小氧气瓶的容积为（　　）
A．20L B．40L C．50L D．60L
11．一倒T型内壁光滑的细玻璃管，C端开口竖直向上，用水银密封A、B两部分理想气体。已知A、B、C三部分气柱和对应三段水银柱长度均为10cm。外界大气压强76cmHg。现将细玻璃管绕B点在竖直面内顺时针缓慢旋转90°，整个过程温度不变。则旋转后三段水银柱状态为（ ）

A． B．
C． D．
12．如图，竖直放置、开口向上的试管内用水银封闭一段气体，若试管自由下落，管内的封闭气体（　　）
A．压强增大，体积增大 B．压强增大，体积减小
C．压强减小，体积增大 D．压强减小，体积减小
三、解答题
13．某汽车轮胎内有压强为、体积为、温度为0℃的理想气体．已知阿伏加德罗常数，气体处于标况(时的体积是22.4L)求:
（1）该轮胎内气体在标况时的体积．
（2）该轮胎内气体的分子数．
14．如下图（a）、（b）所示，两个相同玻璃管的左端用相同的橡皮膜密封，管内活塞可被自由推拉且与管壁贴合。将图中的活塞分别缓慢移至图中所示的虚线位置，描述橡皮膜的形变情况，并简述管内气体状态参量的变化情况。
15．如图所示，“空气炮”是非常有趣的小玩具，深受小朋友们喜爱。其使用方法是先用手拉动后面的橡胶膜，抽取一定量的空气后，迅速放手，橡胶膜在恢复原状的过程中压缩空气，从而产生内外压强差，空气从管口冲出形成冲力。已知“空气炮”在未使用前的容积为600mL，拉动橡胶膜至释放前的容积变为800mL，大气压强为1.05×105Pa，整个过程中“空气炮”中的空气温度等于环境温度27℃不变。
（1）若橡胶膜恢复原状的过程可视为没有气体冲出，试求恢复原状瞬间“空气炮”内部空气压强。
（2）经检测，橡胶膜恢复原状瞬间，“空气炮”内部空气压强为1.2×105Pa，试求此时已冲出管口的空气质量与仍在“空气炮”内部的空气质量之比。
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试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．BD
解析：AB．假设封闭气体的体积不变，将B管提起，B管上方液面上升，压强差增大，封闭气体A的压强变大，温度不变，根据玻意耳定律可知，A管内气体体积减小，故A错误；B正确；
CD．提B管之前，左右两管的高度差为0，A中气体的压强为
压强增大，向上提B管引起两管内汞面的高度差增大。故C错误；D正确。
故选BD。
2．ABD
解析：A．根据玻意耳定律，有
解得
故A正确；
BC．B中气体压强为
所以A中气体压强为大气压强，若外界大气压缓慢增加少许，AB中的气体压强增加，根据玻意耳定律，可知体积减小，l1变小，l2变小。故B正确；C错误；
D．若用手轻按试管，相当于施加一向下的力，AB中的气体压强增加，l1变小，l2变小，B中气体压强
变大，故h2变大。故D正确。
故选ABD。
3．BD
解析：A．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，应当量出多个条纹的间距，再取平均值，故A错误；
B．在“探究气体等温变化的规律”实验中，应当缓慢地移动注射器柱塞，放置温度变化对实验的影响，故B正确；
C．在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，应将灵敏电流表连接滑动变阻器再与干电池相连来确定电流表指针偏转方向与电流方向的关系，以保护电路，故C错误；
D．在“探究变压器原副线圈电压与匝数的关系”实验中，测量电压时应选用多用电表相应的交流电压档，故D正确。
故选BD。
4．ABC
解析：A．打开开关放出水银的过程中，B侧水银面处的压强始终为p0，而A侧水银面处的压强随空气柱长度的增加逐渐减小，B、A两侧水银面的高度差也随着减小，直至B侧水银面低于A侧水银面h1为止，由力学平衡条件，有
p1=p0-h1
即此时A内气体压强
p1=(75-3)cmHg= 72cmHg
故A错误；
B．根据玻意耳定律可知
解得
故B正确；
CD．当A、B两侧的水银面达到同一高度时，设A侧空气柱的长度为l2，压强为p2，由玻意耳定律，有
pl=p2l2
由力学平衡条件有
p2=p0
联立各式，并代入题目数据，有
l2=9.6cm
设注入水银在管内的长度为△h，依题意，有
△h=2（l1-l2）+h1
并代入题目数据，有
△h=3.8cm
则选项C正确，D错误。
故选ABC.
5．A
解析：初始状态，设液柱长为h，气体压强为，旋转至水平时，压强变大，而温度不变，根据等温方程可知，气体的体积变小。
故选A。
6．A
解析：根据玻意耳定律可知，温度不变情况下，体积减小时压强增大。分子的平均动能只与温度有关，温度不变，分子平均动能不变。
故选A。
7．D
解析：根据理想气体状态方程，得PV=CT，PV之积越大表示温度越高，所以等温线T1对应的温度较低，则温度为T1时气体分子的平均动能比T2时小，故A错误； A到B的过程中，气体温度不变，内能不变，故B错误； A到B的过程中，体积变大，则单位体积内的气体分子数减小，故C错误；A到B的过程中，压强减小，气体温度不变，则分子运动的激烈程度不变；气体的体积增大，分子密度减小，所以气体分子单位时间内对器壁单位面积上的碰撞次数减少．故D正确。
故选D.
8．C
解析：根据玻意耳定律，一定质量气体，压强与体积成反比，而实验数据，第1次和第9次数据，它们的压强与体积乘积，也正好近似相等，因此第7次的压强
p7=kPa=150kPa
故选C。
9．A
解析：活塞未下推之前，液柱下端封闭气体的压强
液柱下端封闭气体，根据玻意耳定律可知
其中
联立解得
活塞下推后，管上部分气体的压强
解得
管上部分气体，根据玻意耳定律
其中
联立解得，管上部分气体的长度
活塞下推的距离为
故选A。
10．B
解析：由玻意耳定律可得
代入数据得
故选B。
11．C
解析：依题意，对A、B部分气体研究，将细玻璃管绕B点在竖直面内顺时针缓慢旋转90°后，设A部分的水银柱长度为，B部分的水银柱长度为，根据玻意耳定律有
其中
联立以上式子，求得
可得
故选C。
12．C
解析：设竖直放置、开口向上的试管保持静止时，试管内封闭气体压强为，大气压强为，水银对试管内气体产生压强为，则有，当试管自由下落时，水银完全失重，，所以试管内气体压强减小，试管自由下落可看做是等温过程 ，由可知气体的体积增大，ABD错误，C正确。
故选C。
13．（1）6.72×10-2m3 （2）1.8×1024
解析：（1）根据波意尔定律，解得：
（2）胎内气体的摩尔数：，所以分子个数：
14．见详解
解析：根据题意，由图（a）可知，封闭气体的体积变大，由于将活塞缓慢拉到虚线位置，封闭气体的温度不变，由玻意耳定律可知，气体的压强变小，对于橡皮膜，管内压强小于管外大气压强，则橡皮膜向管内形变；由图（b）可知，封闭气体的体积变小，由于将活塞缓慢拉到虚线位置，封闭气体的温度不变，由玻意耳定律可知，气体的压强变大，对于橡皮膜，管内压强大于管外大气压强，则橡皮膜向管外形变。
15．（1）1.4×105Pa；（2）
解析：（1）以抽入气体后的空气炮内气体为研究对象，初始气体压强
气体体积
橡皮膜恢复原状时气体体积
气体做等温变化，由玻意耳定律得
解得
即橡胶膜恢复原状时气体的压强为。
（2）以抽入气体后的空气炮内气体为研究对象，初始气体压强
气体体积
橡皮膜恢复原状时气体在瓶内的体积
已冲出管口的气体压强视为与内部相同为
设其体积为，气体做等温变化，由玻意耳定律得
解得
同压强下气体质量与体积成正比，则冲出管口的气体与内部气体的质量比为
解得
答案第1页，共2页
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