人教版（2019）选择性选修第三册　第2章气体、液体、固体 第2节 气体的等温变化限时训练

2019新人教版选择性选修第三册
第2章气体、液体、固体 第2节 气体的等温变化限时训练
1．(多选题)一定质量的气体在温度保持不变，气体的状态发生变化时，下列物理量发生变化的是(　　)
A．分子的平均速率　　　　 B．单位体积内的分子数
C．气体的压强 D．分子总数
答案　BC
2．如图所示，竖直放置的弯曲管子A端开口，B端封闭，密度为ρ的液体将两段空气封闭在管内，管内液面高度差分别为h1、h2、h3，则B端气体的压强为(已知外界大气压为p0)(　　)
A．p0－ρg(h1＋h2－h3) B．p0－ρg(h1＋h3)
C．p0－ρg(h1＋h3－h2) D．p0－ρg(h1＋h2)
答案　B
3．如图所示，有一段12 cm长的汞柱，在均匀玻璃管中封住一定质量的气体，若开口向上将玻璃管放置在倾角为30°的粗糙斜面上，处于静止状态．被封闭气体压强为(大气压强p0＝76 cmHg)(　　)
A．76 cmHg B．82 cmHg
C．88 cmHg D．70 cmHg
答案　B
4．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
答案　A
5．如图所示，是一定质量的某种气体状态变化的p－V图象，气体由状态A变化到状态B的过程，气体分子平均速率变化情况是(　　)
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
答案　D
6.图为一定质量理想气体的压强p与体积V的关系图象，它由状态A经等容过程到状态B，再经等压过程到状态C.设A、B、C状态对应的温度分别为TA、TB、TC，则下列关系式中正确的是(　　)
A．TATB，TB＝TC
C．TA>TB，TBTC
答案　C
7．一根竖直静止放置的两端封闭的细玻璃管，管内封闭着的空气被一段水银柱分为上下两部分，如图所示，当它在竖直方向运动时，发现水银柱相对玻璃管向上移动(温度不变)，以下说法正确的是(　　)
A．玻璃管做匀速运动 B．玻璃管向下加速运动
C．玻璃管向下减速运动 D．玻璃管向上加速运动
答案　B
8．如图所示，活塞的质量为m，缸套的质量为M，通过弹簧吊在天花板上，气缸内封有一定质量的气体，缸套和活塞间无摩擦，活塞面积为S，则(大气压强为p0)(　　)
A．封闭气体的压强p＝p0＋ B．封闭气体的压强p＝p0＋
C．封闭气体的压强p＝p0－ D．封闭气体的压强p＝
答案　C
9．容积为20 L的钢瓶内，贮有压强为1.5×107 Pa的氧气．打开钢瓶的阀门，让氧气分装到容积为5 L的氧气袋中(袋都是真空的)，充气后的氧气袋中氧气压强都是1.0×106 Pa，设充气过程不漏气，环境温度不变，则这瓶氧气最多可分装(　　)
A．60袋 B．56袋 C．50袋 D．40袋
答案　B
10．若已知大气压强为p0，在图中各装置均处于静止状态，图中液体密度均为ρ，求被封闭气体的压强．

答案　甲：p0－ρgh　乙：p0－ρgh　丙：p0－ρgh丁：p0＋ρgh1
解析　在甲图中，以高为h的液柱为研究对象，由二力平衡知p甲S＝－ρghS＋p0S
所以p甲＝p0－ρgh
在图乙中，以B液面为研究对象，由平衡方程F上＝F下有：pAS＋ρghS＝p0S p乙＝pA＝p0－ρgh
在图丙中，仍以B液面为研究对象，有pA′＋ρghsin 60°＝p0所以p丙＝pA′＝p0－ρgh
在图丁中，以液面A为研究对象，由二力平衡得p丁S＝(p0＋ρgh1)S所以p丁＝p0＋ρgh1.
11．竖直平面内有如图3所示的均匀玻璃管，内用两段水银柱封闭两段空气柱a、b，各段水银柱高度如图所示，大气压为p0，求空气柱a、b的压强各多大．
答案　pa＝p0＋ρg(h2－h1－h3)　pb＝p0＋ρg(h2－h1)
解析　从开口端开始计算，右端大气压为p0，同种液体同一水平面上的压强相同，所以b气柱的压强为pb＝p0＋ρg(h2－h1)，而a气柱的压强为pa＝pb－ρgh3＝p0＋ρg(h2－h1－h3)．
10．在“探究气体等温变化的规律”实验中，封闭的空气如图所示，U型管粗细均匀，右端开口，已知外界大气压为76 cm汞柱高，图中给出了气体的两个不同的状态．
甲　乙
(1)实验时甲图气体的压强为________ cmHg；乙图气体压强为________ cmHg.
(2)实验时某同学认为管子的横截面积S可不用测量，这一观点正确吗？
答：________(选填“正确”或“错误”)．
(3)数据测量完后在用图象法处理数据时，某同学以压强p为纵坐标，以体积V(或空气柱长度)为横坐标来作图，你认为他这样做能方便地看出p与V间的关系吗？
答：________.
答案　(1)76　80　(2)正确　 (3)不能



11．一个足球的容积V0＝2.6×10－3 m3，原来装满1.0×105 Pa的空气．现用打气筒给这个足球打气，每次可把V＝1.0×10－4 m3、压强为1.0×105 Pa的空气打入球内，要使足球内部的压强增为2.0×105 Pa，应打气多少次？(设足球的容积和空气温度在打气过程中不变)
解析　对打足气后球内的气体有：
初态：p1＝1.0×105 Pa，
V1＝2.6×10－3 m3＋n×1.0×10－4 m3；
末态：p2＝2.0×105 Pa，
V2＝2.6×10－3 m3.
由玻意耳定律得p1V1＝p2V2，
所以1.0×105×(26＋n)×10－4＝2.0×105×2.6×10－3，解得n＝26，即应打气26次．
答案　26次


12．今有一质量为M的气缸，用质量为m的活塞封有一定质量的理想气体，当气缸水平横放时，空气柱长为L0(如图甲所示)，若气缸按如图乙悬挂保持静止时，求气柱长度为多少．已知大气压强为p0，活塞的横截面积为S，它与气缸之间无摩擦且不漏气，且气体温度保持不变．
甲　乙
解析　对缸内理想气体，平放状态：
p1＝p0，V1＝L0S
悬挂状态：对缸体，Mg＋p2S＝p0S 即p2＝p0－，V＝LS
由玻意耳定律：p1V1＝p2V2 即p0L0S＝(p0－)LS
得气柱长度L＝
答案　
13．用来喷洒农药的压缩喷雾器的结构如图所示，A的容积为7.5 L，装入药液后，药液上方空气为1.5 L，关闭阀门K，用打气筒B每次打进105 Pa的空气250 cm3(K′为单向阀门)
(1)要使药液上方气体压强为4×105 Pa，应打几次打气筒？
(2)当A中有4×105 Pa的空气后，打开阀门K可以喷洒农药，直到不能喷洒时，喷雾器剩余多少体积的药
液？(忽略喷管中药液产生的压强)
解析　将打入的空气与原来药液上方的空气一起作为研究对象，将变质量的问题转化为一定质量的问题，利用分态式求解．打开阀门K喷洒药液时，A中空气经历了一个等温膨胀过程，由初态参量、末态参量运用玻意耳定律便可求解．
(1)设原来药液上方空气体积为V，每次打入空气体积为V0，打n次后压强由p0变到p1，以A中原有空气和n次打入A中的空气的全部为研究对象，由玻意耳定律得p0(V＋nV0)＝p1V
故n＝＝＝18.
(2)打开阀门K，直到药液不能喷出，忽略喷管中药液产生的压强，则A容器中气体压强应等于外界大气压，以A中气体为研究对象，由玻意耳定律得
p1V＝p0V′
V′＝＝ L＝6 L
因此A容器中剩余药液的体积为(7.5－6) L＝1.5 L.
答案　(1)18次
(2)1.5 L