(共37张PPT)
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物品
S
接触面
V
圆柱状薄膜气泡
研究管内空气柱长度变化的示意图PAGE
课时跟踪训练（六） 气体的等温变化
1.如图所示，U形管封闭端内有一部分气体被水银封住，已知大气压强为p0，封闭部分气体的压强p(以汞柱为单位)为( )
A．p0＋h2
B．p0－h1
C．p0－(h1＋h2)
D．p0＋(h2－h1)
解析：选B 选右边最低液面为研究对象，右边液面受到向下的大气压强p0，在相同高度的左边液面受到液柱h1向下的压强和液柱h1上面气体向下的压强p，根据连通器原理可知：p＋h1＝p0，所以，p＝p0－h1，B正确。
2.在“探究气体等温变化的规律”的实验中，实验装置如图所示。利用注射器选取一段空气柱为研究对象。下列改变空气柱体积的操作正确的是( )
A．把柱塞快速地向下压
B．把柱塞缓慢地向上拉
C．在橡胶套处接另一注射器，快速推动该注射器柱塞
D．在橡胶套处接另一注射器，缓慢推动该注射器柱塞
解析：选B 因为该实验是要探究气体等温变化的规律，实验中要缓慢推动或拉动柱塞，目的是尽可能保证封闭气体在状态变化过程中的温度不变；为了方便读取封闭气体的体积不需要在橡胶套处接另一注射器。
3.如图所示，一端开口、另一端封闭的玻璃管内用水银柱封闭一定质量的气体，保持温度不变，把管子以封闭端为圆心，从开口向上的竖直位置逆时针缓慢转到水平位置的过程中，可用来说明气体状态变化的p V图像是( )
解析：选C 玻璃管处于水平方向，有：p1＝p0，玻璃管处于竖直方向，有：p2＝p0＋ρgh，从开口向上的竖直位置逆时针缓慢转到水平位置的过程中，气体的压强减小，体积增大，又因为温度不变，所以p V图线应为双曲线的一支，故C正确。
4.[多选]如图所示，一定质量的气体由状态A变到状态B再变到状态C，其中A、C两点在同一条双曲线上，则此变化过程中( )
A．从A到B的过程温度升高
B．从B到C的过程温度升高
C．从A到C的过程温度先降低再升高
D．A、C两点的温度相等
解析：选AD 作出过B点的等温线如图所示，可知TB>TA＝TC，故从A到B的过程温度升高，A项正确；从B到C的过程温度降低，B项错误；从A到C的过程温度先升高再降低，C项错误；A、C两点在同一等温线上，D项正确。
5.如图所示，开口向下并插入水银槽中的粗细均匀的玻璃管内封闭着长为H的空气柱，管内水银柱高于水银槽长度为h。若将玻璃管向右旋转一定的角度(管下端未离开槽内水银面)，则H和h的变化情况为( )
A．H减小，h增大 B．H增大，h减小
C．H和h都增大 D．H和h都减小
解析：选A 设将玻璃管向右旋转一定的角度时水银柱高度不变，有p＋hsin θ＝p0，则封闭气体压强增大；由题意可知变化过程为等温变化，封闭气体由于压强增大，体积减小，水银柱上升，即H减小，h增大，故A正确，B、C、D错误。
6．一个气泡由湖面下20 m深处上升到湖面下10 m深处，它的体积约变为原来体积的(温度不变)( )
A．3倍 B．2倍
C．1.5倍 D．倍
解析：选C 外界大气压相当于10 m水柱产生的压强，对气泡p1＝3p0，p2＝2p0，由p1V1＝p2V2知V2＝1.5V1，故C项正确。
7．某自行车轮胎的容积为V，里面已有压强为p0的空气，现在要使轮胎内的气压增大到p，设充气过程为等温过程，空气可看作理想气体，轮胎容积保持不变，则还要向轮胎充入温度相同、压强也是p0的空气的体积为( )
A.V B.V
C.V D.V
解析：选C 设将要充入的气体的体积为V′，据玻意耳定律有p0(V＋V′)＝pV，解得V′＝V，故C正确。
8．用DIS研究一定质量气体在温度不变时，压强与体积关系的实验装置如图甲所示，实验步骤如下：
①把注射器活塞移至注射器中间位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接。
②移动活塞，记录注射器的刻度值V，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p。
③用V 图像处理实验数据，得出如图乙所示的图线。
(1)为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是_______________。
(2)为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是____________和____________。
解析：(1)为了保证气体的质量不变，要用润滑油涂在活塞上以达到封闭效果。
(2)气体的体积变化，外界对气体做正功或负功，要让气体与外界进行足够的热交换，一要时间长，也就是动作缓慢，二要活塞导热性能好。
答案：(1)用润滑油涂在活塞上 (2)慢慢地移动活塞 活塞导热性能好
9.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。
解析：以注入后的所有气体为研究对象，由题意可知瓶内气体发生等温变化，设瓶内气体体积为V1，有V1＝0.9 mL－0.5 mL＝0.4 mL＝0.4 cm3，注射器内气体体积为V2，有V2＝0.3×0.4 cm3＝0.12 cm3，根据玻意耳定律有p0＝p1V1，代入数据解得p1＝1.3×105 Pa。
答案：1.3×105 Pa
B级—选考提能
10.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，则下列说法正确的是( )
A．D→A是一个等温过程
B．A→B是一个等温过程
C．A与B的状态参量相同
D．B→C体积减小，压强减小，温度不变
解析：选A D→A是一个等温过程，A正确；A、B两状态温度不同，A→B的过程中不变，则体积V不变，此过程中气体的压强、温度会发生变化，B、C错误；B→C是一个等温过程，V增大，p减小，D错误。
11．在高空飞行的客机上某乘客喝完一瓶矿泉水后，把瓶盖拧紧。下飞机后发现矿泉水瓶变瘪了，机场地面温度与高空客舱内温度相同。由此可判断，高空客舱内的气体压强________(选填“大于”“小于”或“等于”)机场地面大气压强；从高空客舱到机场地面，矿泉水瓶内气体的分子平均动能________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
解析：机场地面温度与高空客舱内温度相同，由题意知瓶内气体体积变小，以瓶内气体为研究对象，根据玻意耳定律pV＝C，可知高空客舱内的气体压强小于机场地面大气压强；由于温度是分子平均动能的标志，气体的平均动能只与温度有关，机场地面温度与高空客舱内温度相同，故从高空客舱到机场地面，瓶内气体的分子平均动能不变。
答案：小于 不变
12．(2024·山东高考)图甲为战国时期青铜汲酒器，根据其原理制作了由中空圆柱形长柄和储液罐组成的汲液器，如图乙所示。长柄顶部封闭，横截面积S1＝1.0 cm2，长度H＝100.0 cm，侧壁有一小孔A。储液罐的横截面积S2＝90.0 cm2，高度h＝20.0 cm，罐底有一小孔B。汲液时，将汲液器竖直浸入液体，液体从孔B进入，空气由孔A排出；当内外液面相平时，长柄浸入液面部分的长度为x；堵住孔A，缓慢地将汲液器竖直提出液面，储液罐内刚好储满液体。已知液体密度ρ＝1.0×103 kg/m3，重力加速度大小g＝10 m/s2，大气压p0＝1.0×105 Pa。整个过程温度保持不变，空气可视为理想气体，忽略器壁厚度。
(1)求x；
(2)松开孔A，从外界进入压强为p0、体积为V的空气，使满储液罐中液体缓缓流出，堵住孔A，稳定后罐中恰好剩余一半的液体，求V。
解析：(1)由题意可知缓慢地将汲液器竖直提出液面过程，气体发生等温变化，
所以有p1(H－x)S1＝p2HS1
又因为p1＝p0
p2＋ρgh＝p0
代入数据联立解得x＝2 cm。
(2)当外界气体进入后，以所有气体为研究对象有p0V＋p2HS1＝p3
又因为p3＋ρg·＝p0
代入数据联立解得V＝8.92×10－4 m3。
答案：(1)2 cm (2)8.92×10－4 m3
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