高中物理粤教版选修3-3作业题 第二章第七节气体实验定律（Ⅰ） Word版含解析

第二章 固体、液体和气体
第七节 气体实验定律（Ⅰ）
1．一定质量的气体，压强为3 atm，保持温度不变，压强减小了2 atm，体积变化了4 L，则该气体原来的体积为(　　)
A. L　　　B．2 L　　　C. L　　　D．3 L
解析：设原来的体积为V1，则3V1＝(3－2)(V1＋4)，
得V1＝2 L.
答案：B
2．(多选)如图所示，一定质量的气体等温线上两点的压强、体积和温度如图所示，下列表达式正确的是(　　)
A．p1V1＝p2V2 B．p1V2＝p2V1
C．T1＝T2 D．T1＞T2
解析：一定质量的气体等温变化过程中，压强跟体积成反比，由两状态对应的压强(p1和p2)和体积(V2和V1)可知A错误，B正确，同一等温线上各状态温度是相等的，C正确，D错误．
答案：BC
3．(多选)一定质量的气体在发生等温变化时，下列物理量发生变化的是(　　)
A．气体的压强
B．单位体积内的分子数
C．分子的平均速率
D．分子的总数
解析：一定质量的气体在发生等温变化时，p和V都要发生变化，体积V发生变化单位体积内的分子数改变，A、B正确；温度不变，分子的平均动能不变，分子的平均速率不发生变化，C错误；质量一定，分子的总数不变，D错误．
答案：AB
4．(多选)如图所示，p表示压强，V表示体积，T为热力学温度，图中正确描述一定质量的气体发生等温变化的是(　　)
解析：A图中可以直接看出温度不变；B图说明p∝，即pV＝常数，是等温过程；C图是双曲线，但横坐标不是体积V，不是等温线；D图的p?V图线不是双曲线，故也不是等温线．
答案：AB
5．(多选)一位质量为60 kg的同学为了表演“轻功”，他用打气筒给4只相同的气球充以相等质量的空气(可视为理想气体)，然后将这4只气球以相同的方式放在水平木板上，在气球的上方放置一轻质塑料板，如图所示．在这位同学慢慢站上轻质塑料板正中间位置的过程中，球内气体温度可视为不变．下列说法正确的是(　　)
A．球内气体压强变大 B．球内气体压强变小
C．球内气体体积变大 D．球内气体体积变小
解析：气球被挤压后，气压变大，根据玻意耳定律pV＝C，体积将缩小，故A、D正确，B、C错误．
答案：AD
6．汽车未装载货物时，某个轮胎内气体的体积为V0，压强为p0；装载货物后，该轮胎内气体的压强增加了Δp，若轮胎内气体视为理想气体，其质量、温度在装载货物前后均不变，求装载货物前后此轮胎内气体体积的变化量．
解析：对轮胎内的气体：
初状态：p1＝p0，V1＝V0
末状态：p2＝p0＋Δp，V2＝ΔV＋V0
由玻意耳定律得p1V1＝p2V2
解得：ΔV＝－
答案：－
B级　提能力
7．(多选)在室内，将装有5 atm的6 L气体的容器的阀门打开后，从容器中逸出的气体相当于(设室内大气压强p0＝1 atm)(　　)
A．5 atm，3 L B．1 atm，24 L
C．5 atm，4.8 L D．1 atm，30 L
解析：当气体从阀门逸出时，温度不变，所以p1V1＝p2V2，当p2＝1 atm时，得V2＝30 L，逸出气体30 L－6 L＝24 L，B正确．据p2(V2－V1)＝p1V1′得V1′＝4.8 L，所以逸出的气体相当于5 atm下的4.8 L气体，C正确．
答案：BC
8．一个气泡从一个标准大气压的湖面以下20 m深处上升10 m后，它的体积约变为原来的(设气泡温度不变，水的密度为1.0×103 kg/m3，g＝10 m/s2，每10 m水柱产生的压强约等于1个标准大气压)(　　)
A．3倍 B．2倍
C．1.5倍 D．0.7倍
解析：因每10 m水柱产生的压强约等于1个标准大气压，以气泡为研究对象，
利用玻意耳定律p1V1＝p2V2，
得＝＝＝＝1.5.
答案：C
9.(多选)如图所示，玻璃管A和B同样粗细，A的上端封闭，两管下端用橡皮管连通，两管中水银柱高度差为h，若将B管慢慢地提起，则(　　)
A．A管内空气柱将变长
B．A管内空气柱将变短
C．两管内水银柱高度差将增大
D．两管内水银柱高度差将减小
解析：将B管慢慢提起，可以认为气体温度不变，在气体的压强增大时，A管内气柱将变短，而pA＝p0＋ph，所以高度差增大．
答案：BC
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：D→A是一个等温过程，A对；A、B两状态温度不同，A→B是一个等容过程(体积不变)，B、C错；B→C是一个等温过程，V增大，p减小，D错．
答案：A
11．如图为喷洒农药的喷雾器结构图，喷雾器的容积为10 L，药液上方有压强为1 atm的空气2 L.
(1)打气筒每次可以打进250 cm3的空气，要使药液上方气体的压强为2.5 atm，需要打几次气(整个过程可视为等温变化)?
(2)当喷雾器内气体压强等于2.5 atm时，打开喷雾阀门直到药液不能喷射，求喷雾器内剩余多少药液(不考虑筒内液体产生的压强，大气压为1 atm)．
解析：(1)设打入n次气，每次打入的气体体积为V，以喷雾器内空气和打入的空气总体为研究对象．
初状态：p1＝1 atm，V1＝V0＋nV＝(2＋0.25n)L.
末状态：p2＝2.5 atm，V2＝V0＝2 L.
由玻意耳定律p1V1＝p2V2.
代数解得：n＝12次．
(2)打开喷雾阀门，药液不能喷射时，喷雾器内气体压强应等于大气压，以内部气体为研究对象，初状态即为(1)中的末状态，即p2＝2.5 atm，V2＝V0＝2 L.
末状态：p3＝1 atm，V3＝？
由玻意耳定律p2V2＝p3V3，
解得V3＝＝ L＝5 L.
所以喷雾器内剩余的药液体积
V剩＝V容－V3＝(10－5) L＝5 L.
答案：(1)12次　(2)5 L
12．(2016·海南卷)如图，密闭气缸两侧与一U形管的两端相连，气缸壁导热；U形管内盛有密度为ρ＝7.5×102 kg/m3的液体．一活塞将气缸分成左、右两个气室，开始时，左气室的体积是右气室的体积的一半，气体的压强均为p0＝4.5×103 Pa.外界温度保持不变．缓慢向右拉活塞使U形管两侧液面的高度差h＝40 cm，取重力加速度大小g＝10 m/s2，U形管中气体的体积和活塞拉杆的体积忽略不计．求此时左、右两气室的体积之比．
解析：设初始状态时气缸左气室的体积为V01，右气室的体积为V02；当活塞至气缸中某位置时，左、右气室的压强分别为p1、p2，体积分别为V1、V2，由玻意耳定律，得
p0V01＝p1V1，①
p0V02＝p2V2，②
依题意有V01＋V02＝V1＋V2，③
由力的平衡条件有p2－p1＝ρgh，④
联立①②③④式，并代入题给数据，得
2V＋3V01V1－9V＝0，⑤
由此解得V1＝V01(另一解不合题意，舍去)，⑥
由③⑥式和题给条件，得V1∶V2＝1∶1.⑦
答案：1∶1