2.2气体的等温变化 检测（word版含答案）

2.2气体的等温变化
一、单选题
图示装置为玻意耳定律演示仪。已知实验环境为恒温环境，注射器导热性能良好，封闭的气体质量不变，可视为理想气体，不计一切摩擦。现用力缓慢向上拉活塞，则下列说法正确的是(????)
A. 拉力恒定不变
B. 气体放出热量
C. 气体分子在单位时间内撞击注射器壁上单位面积的次数减少
D. 注射器壁单位面积上受到大量分子撞击的平均作用力不变
如图所示，一端封口的玻璃管开口向下插在水银槽里，管内封有长度分别为L1和L2的两段气体。当将管慢慢地向下按一段距离时，管内气柱的长度将如何变化(????)
A. L1变小，L2变大
B. L1变大，L2变小
C. L都变小
D. L1、L2都变大
空气压缩机的储气罐中储有1.0×105Pa的空气6.0L，现在想使罐内的空气压强变为2.5×105Pa，设充气过程为等温过程，空气可看作理想气体，则应向储气罐中打入1.0×105Pa的空气的体积为(????)
A. 6.0L B. 9.0L C. 12.0L D. 15.0L
如图所示，两端封闭粗细均匀的玻璃管水平放置在桌面上，中间有一段水银柱把气体分隔为等体积的两部分。现使玻璃管保持竖直并作一定的运动，保持温度不变，在运动过程中发现两部分气体的体积仍相等，则该玻璃管的运动不可能的是(????)
A. 平抛运动 B. 自由落体运动 C. 匀速直线运动 D. 竖直上抛运动
呼吸机在抗击新冠肺炎的战疫中发挥了重要的作用。呼吸机的工作原理可以简述为：吸气时会将气体压入患者的肺内，当压力上升到一定值时，呼吸机会停止供气，呼气阀也会相继打开，患者的胸廓和肺就会产生被动性的收缩，进行呼气。若吸气前肺内气体的体积为V0，肺内气体压强为p0(大气压强)。吸入一些压强为p0的气体后肺内气体的体积变为V，压强变为p，若空气视为理想气体，整个过程温度保持不变，则吸入气体的体积为(????)
A. V?V0 B. pVp0 C. pV?V0p0 D. pV?p0V0p0
某容积为40L的氧气瓶装有30atm的氧气，现把氧气分装到容积为5L的小钢瓶中，使每个小钢瓶中氧气的压强为2atm，若每个小钢瓶中原有氧气压强为1atm，能分装的瓶数是(设分装过程中无漏气，且温度不变)(????)
A. 120瓶 B. 240瓶 C. 112瓶 D. 224瓶
用注射器做“探究气体等温变化规律”的实验中，取几组p、V值后，用p作纵坐标，1V作横坐标，画出p?1V图象是一条直线，把这条直线延长后未通过坐标原点，而与横轴相交，如图所示，可能的原因是(????)
A. 各组的取值范围太小
B. 堵塞注射器小孔的橡胶套漏气
C. 在实验中用手握住注射器而没能保持温度不变
D. 压强的测量值偏小
下列有关热力学现象和规律的描述不正确的是(????)
A. 布朗运动的无规则性反映了液体分子运动的无规则性
B. 用打气筒给自行车充气，越打越费劲，说明气体分子间表现为斥力
C. 一定质量的理想气体，在体积不变时，气体分子平均每秒与器壁碰撞次数随温度的降低而减少
D. 一定质量的理想气体经历等压膨胀过程，分子平均动能增大
医院急诊室给病人输液的装置如图所示，在输液过程中(????)
A. a部分气体压强不变，b处药液下滴速度不变
B. a部分气体压强减小，b处药液下滴速度减少
C. a部分气体压强增大，b处药液下滴速度不变
D. a部分气体压强增大，b处药液下滴速度变快
对于一定质量的理想气体，下面表述正确的是(????)
A. 当分子热运动变剧烈时，压强一定增大
B. 等温压缩过程，气体压强一定增大
C. 等容变化过程，气体温度一定不变
D. 压强增大，体积一定减少
二、填空题
一只汽车轮胎，充足气体时的体积是0.8m3，压强是5.7×105Pa。装在汽车上后(汽车静止)，受到车身的压力而发生形变，体积减小到0.76m3，这时轮胎内气体的压强为________Pa。每秒撞击单位面积器壁的气体分子数________(选填“增加”、“减小”或“不变”)。
三、实验题
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1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、计算机逐一链接；
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?1P图象处理实验数据，得出如图2所示图线。
如果实验操作规范正确，但如图所示的V?1P图线不过原点，则V0代表________。
四、计算题
随着全国各地复学，各学校都特别加强了对校园环境的消杀工作。如图所示是某学校消毒喷雾器设备。喷雾器的储液桶与打气筒用软细管相连，已知储液桶容积为20L，打气筒每次打气能向储液桶内压入p0=1.0×105Pa的空气V0=200mL，现往储液桶内装入16L药液后关紧桶盖和喷雾头开关，此时桶内气体压强为p0=1.0×105Pa，打气过程中储液桶内气体温度与外界温度相同且保持不变，不计储液桶两端连接管以及软细管的容积。
(1)若通过打气使储液桶内消毒液上方的气体压强达到3×105Pa，求打气筒打气次数是多少？
(2)当储液桶内消毒液上方的气体压强达到3×105Pa后，打开喷雾器开关S直至储液桶消毒液上方的气压变为2×105Pa，求在这过程中储液桶喷出药液的体积是多少？
左右两管粗细不同的U形玻璃管如图所示放置，左右两管竖直，管中有一段水银，右管口封闭，右管中封闭气柱长为10cm，左管管口内有一轻质活塞，在左管中封闭一段长度也为10cm的气柱，左管中水银液面比右管中水银液面高4cm，左管截面积是右管截面积的13，开始时左管中封闭气体压强为77cmHg，现将活塞缓慢向下移，使左右两管中水银液面相平，已知环境温度为27℃，求两管中水银液面相平时：
(1)两管中气体的压强；
(2)活塞下移的距离。
如图所示，长度为L=100cm、粗细均匀的玻璃管一端封闭。水平放置时，长度为L0=50cm的空气柱被水银封住，水银柱长为?=30cm。若将玻璃管缓慢地转到开口向下的竖直位置，然后竖直插入水银槽后，有△?=15cm的水银柱进入玻璃管整个过程温度保持不变，大气压强为p0=75cmHg。求：
(i)玻璃管转到开口向下的竖直位置时，管内剩余水银柱的长度；
(ii)玻璃管竖直插入水银槽后管内气体的压强。
答案和解析
1. C2. C3. B4. C5. D6. D7. D8. B9.C10. B
11. 6×105，增加
12.注射器与压强传感器连接部位的气体体积。
13.【答案】解：(1)以储液桶内药液上方的气体为研究对象，假设打入之前的气体体积为V1。则
初状态：压强p1=1.0×105Pa，体积V1
末状态：压强p2=3.0×105Pa，体积V2=4L
由玻意耳定律得p1V1=p2V2
解得：V1=12L
因为原来储液桶内已有气体体积为V2=4L
所以打气筒打气次数为n=V1?V2V0=40次
(2)仍以储液桶内药液上方的气体为研究对象
初状态：压强p'1=3.0×105Pa，体积V1'=4L
末状态：压强p'2=2.0×105Pa，体积V'2
由玻意耳定律得p'1V'1=p'2V'2
解得V2'=6L
所以储液桶喷出药液的体积
△V=6L?4L=2L
14.解：(1)开始时，左管中气体压强p1=77cmHg，气柱长L1=10cm
右管中气体的压强为p2=81cmHg，气柱长为L2=10cm
当左、右两管中水银液面相平时，设左管下降x，则右管上升的高度?=Sx3S=x3
则4?x=x3，解得x=3cm，故右端上升的高度为1cm
设两管中气体的压强均为p，右管中气柱的长为L'2=10cm?1cm=9cm
右管中气体发生等温变化，则有p2L2S2=pL'2S2
解得：p=90cmHg
(2)设两管中水银液面相平时，左管中气柱长为L'1，左管中气体发生等温变化，则有p1L1S1=pL'1S1
解得：L'1=779cm
活塞向下移动的距离为?=13cm?779cm=409cm
15.解：(i)设玻璃管横截面积为S，剩余水银柱长度为x cm。
初状态：p1=p0，V1=L0S
末状态：p2=(p0?x)cmHg，V2=(L?x)S
p1V1=p2V2
联解解得：x=25cm，x=150cm(舍去)
(ii)末状态：p3，V3=(L?△??x)S
根据玻意耳定律可得：p1V1=p3V3
联解解得p3=62.5cmHg