物理人教版選修33　81氣體的等溫變化同步練習(xí)

1、8.1氣體的等溫變化同步練習(xí)一、單選題1. 容積為20L的鋼瓶充滿氧氣后，壓強為150atm，打開鋼瓶的閥門讓氧氣同時分裝到容積為5L的小瓶中，若小瓶原來是抽空的，小瓶中充氣后壓強為10atm，分裝過程中無漏氣，且溫度不變，那么最多能分裝()A. 4瓶B. 50瓶C. 56瓶D. 60瓶【答案】C【解析】解：根據(jù)玻意耳定律p0V0=p(V0+nV1)，所以。故選：C。以被封閉氣體為研究對象，氣體做等溫變化，尤其注意被封閉氣體末狀態(tài)體積本題考查等溫變化狀態(tài)方程.重點是確定初末狀態(tài)的各物理量，注意原瓶內(nèi)氣體體積，不要忘了V02. 如圖，玻璃管內(nèi)封閉了一段氣體，氣柱長度為l ，管內(nèi)外水銀面高度差為h

2、.若溫度保持不變，把玻璃管稍向上提起一段距離，則()A. h、l 均變大B. h、l 均變小C. h變大、l 變小D. h變小、l 變大【答案】A【解析】解：在實驗中，水銀柱產(chǎn)生的壓強加上封閉空氣柱產(chǎn)生的壓強等于外界大氣壓.如果將玻璃管向上提，則管內(nèi)水銀柱上方空氣的體積增大，因為溫度保持不變，所以壓強減小，而此時外界的大氣壓不變，根據(jù)上述等量關(guān)系，管內(nèi)水銀柱的壓強須增大才能重新平衡，故管內(nèi)水銀柱的高度增大，由水銀柱產(chǎn)生的壓強加上封閉空氣柱產(chǎn)生的壓強等于外界大氣壓可知空氣柱的壓強減小，故氣柱l 長度增大故選A在本實驗中，玻璃管內(nèi)水銀柱的高度h受外界大氣壓和玻璃管內(nèi)封閉了一段氣體壓強的影響玻璃管封

3、閉了一段氣體，這一部分空氣也會產(chǎn)生一定的壓強，而且壓強的大小會隨著體積的變化而改變，據(jù)此來分析其變化的情況即可在本題的分析中，一定要抓住關(guān)鍵，就是大氣壓的大小和玻璃管內(nèi)封閉了一段氣體決定了水銀柱高度h的大小3. 汽車未裝載貨物時，某個輪胎內(nèi)氣體的體積為V0，壓強為p0。裝載貨物后，該輪胎內(nèi)氣體的壓強增加p。若輪胎內(nèi)氣體視為理想氣體，其質(zhì)量、溫度在裝載貨物前后均不變，則裝載貨物前后此輪胎內(nèi)氣體體積的減少量為A. pV0p0+pB. (p0+p)V0pC. (p0p)V0pD. pV0p0p【答案】A【解析】【分析】輪胎內(nèi)氣體質(zhì)量一定，其質(zhì)量、溫度保持不變，發(fā)生等溫變化，根據(jù)玻意耳定律求出裝載貨物

4、后氣體的體積，即可得到氣體體積的變化量。本題考查的是玻意耳定律的表達(dá)式，難度不大。【解答】對于輪胎內(nèi)氣體，設(shè)裝載貨物后其體積為V，根據(jù)玻意耳定律得 P0V0=P0+PV得V=P0V0P0+P所以裝載貨物前后此輪胎內(nèi)氣體體積的變化量為V=VV0=P0V0P0+PV0計算得出V=P·V0P0+P裝載貨物前后此輪胎內(nèi)氣體體積的減少量為P·V0P0+P故選A。4. 已知理想氣體的內(nèi)能與溫度成正比.如圖所示的實線為汽缸內(nèi)一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)1到狀態(tài)2的變化曲線，則在整個過程中汽缸內(nèi)氣體的內(nèi)能()A. 先增大后減小B. 先減小后增大C. 單調(diào)變化D. 保持不變【答案】B【

5、解析】解：由PVT為恒量，由圖象與坐標(biāo)軸圍成的面積表達(dá)PV乘積，從實線與虛線等溫線比較可得出，該面積先減小后增大，說明溫度T先減小后增大，而理想氣體的內(nèi)能完全由溫度決定，所以內(nèi)能先將小后增大故選B根據(jù)氣體狀態(tài)方程PVT和已知的變化量去判斷其它的物理量運用理想氣體的內(nèi)能與溫度成正比判斷整個過程中汽缸內(nèi)氣體的內(nèi)能的變化能夠運用控制變量法研究多個物理量變化時的關(guān)系5. 一定質(zhì)量的理想氣體，在等溫變化過程中，下列物理量發(fā)生改變的有()A. 分子的平均速率B. 單位體積內(nèi)的分子數(shù)C. 氣體的內(nèi)能D. 分子總數(shù)【答案】B【解析】解：A、氣體在等溫變化過程中，溫度不變，所以分子的平均動能不變，故分子的平均速

6、度不變，故A錯誤B、等溫變化過程研究的是一定質(zhì)量的氣體，壓強隨體積變化而變化，一定質(zhì)量的氣體，其分子總數(shù)一定，單位體積內(nèi)的分子數(shù)改變，故B正確，D錯誤C、理想氣體內(nèi)能只與溫度有關(guān)，溫度不變，則氣體的內(nèi)能不變；故C錯誤；故選：B溫度是分子平均動能變化的標(biāo)志，一定質(zhì)量的氣體，其分子總數(shù)一定本題要明確等溫變化的性質(zhì)及理想氣體內(nèi)能只與溫度有關(guān)，和體積無關(guān)6. 如圖所示，某種自動洗衣機進(jìn)水時，與洗衣缸相連的細(xì)管中會封閉一定質(zhì)量的空氣，通過壓力傳感器感知管中的空氣壓力，從而控制進(jìn)水量.設(shè)溫度不變，洗衣缸內(nèi)水位升高，則細(xì)管中被封閉的空氣 ()A. 體積不變，壓強變小B. 體積變小，壓強變大C. 體

7、積不變，壓強變大D. 體積變小，壓強變小【答案】B【解析】解：當(dāng)洗衣機的水位升高時，封閉的空氣的壓強增大，由于氣體的溫度保持不變，根據(jù)波意耳定律可得，PV=K，所以氣體的體積要減小，所以B正確。故選：B。細(xì)管中封閉一定質(zhì)量的空氣，氣體的溫度始終與外界的溫度相同，所以氣體做的是等溫變化，根據(jù)波意耳定律可以分析得出氣體的變化的規(guī)律等溫變化時，氣體的溫度一定不能變化，并且氣體的質(zhì)量也是不能變化的二、多選題7. 有一只小試管倒插在燒杯的水中，此時試管恰好浮于水面，試管內(nèi)外水面的高度差為h，如圖所示.如果改變溫度或改變外界大氣壓強.則試管(不考慮燒杯中水面的升降及試管壁的厚度)()A. 如僅升高溫度，則

8、試管位置上升，h不變B. 如僅升高溫度，則試管位置下降，h增大C. 如僅升高外界壓強，則試管位置下降，h不變D. 如僅升高外界壓強，則試管位置下降，h減小【答案】AC【解析】解：A、B、根據(jù)題意可知，試管所受浮力和重力大小相等，即有：gV排=mg，由于試管重力不變，因此排開水銀的體積不變，即試管內(nèi)外的汞面高度差h不變，即封閉氣體的壓強不變。若升高溫度，根據(jù)蓋呂薩克定律可知，封閉氣體的體積增大，所以試管應(yīng)上升，故A正確，B錯誤；C、D、試管內(nèi)氣體壓強為：P=P0+h，所以當(dāng)大氣壓強增大時，試管內(nèi)被封閉氣體壓強增大，根據(jù)氣態(tài)方程可知，氣體等溫變化，壓強增大，體積減小，因此試管將下沉一些，此時仍有g(shù)

9、V排=mg，即試管內(nèi)外的汞面高度差h不變，故D錯誤，C正確。故選：AC。題考查了被封閉氣體壓強的求解方法和氣態(tài)方程的簡單應(yīng)用，題目中“試管恰好浮于水銀面”說明試管所受浮力和重力大小相等，把握這一重要信息結(jié)合相關(guān)知識即可正確求解把握題目中的有用信息是解題的關(guān)鍵，如本題中正確理解“試管恰好浮于水銀面”是解題關(guān)鍵，對類似問題注意平時加強訓(xùn)練，提高解題能力8. 某同學(xué)做“驗證玻意耳定律”實驗時，將注射器豎直放置，測得的數(shù)據(jù)如下表所示，發(fā)現(xiàn)第5組數(shù)據(jù)中的PV乘積有較大偏差，如果讀數(shù)和計算無誤，那么造成此偏差的原因可能是() 實驗次序12345P(105Pa)1.211.060.930.800.66V(m

10、l)33.237.843.850.469.2PV(105Paml)40.240.140.740.345.7A. 溫度升高B. 溫度降低C. 漏入氣體D. 漏出氣體【答案】AC【解析】解：根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，可以得到PV=CT，當(dāng)溫度一定時，PV恒定，PV變大，可能是P變大，也可能是C變大，即氣體質(zhì)量變大；故選AC通過數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)PV的乘積明顯變大了，根據(jù)氣體方程找出造成這一現(xiàn)象的可能原因本題關(guān)鍵根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程分析，要明確理想氣體狀態(tài)方程中PVT=C的C由氣體質(zhì)量決定，不難9. 如圖所示，均勻U形管內(nèi)盛有液體，左右液面相平，左管用活塞封閉了一定量的氣體A，右管封閉氣體B，開始A、B兩部分

11、氣體壓強均為p，氣柱的長度均為l，現(xiàn)將活塞緩慢上提，提升的高度為d，則此過程中()A. 氣柱A的長度增加量等于dB. 氣柱B的長度增加量小于dC. 氣體A的最終壓強小于lp(l+d)D. 氣體A的最終壓強大于lp(l+d)【答案】BD【解析】【分析】分別對左右兩管內(nèi)氣體采用假設(shè)法，研究氣柱A的長度增加量時假設(shè)水銀柱不動，研究右邊氣柱時假設(shè)氣柱長增加量等于d。對于研究在U型管內(nèi)被封閉的氣體的狀態(tài)參量的變化時，要正確的確定理想氣體的狀態(tài)，分析其狀態(tài)參量，選擇相應(yīng)的狀態(tài)方程進(jìn)行解答，本題是一種類型，采用假設(shè)法分析，是熱學(xué)中動態(tài)變化問題常用的方法。【解答】A、假設(shè)水銀柱不動則氣柱A的長度增加量等于d，

12、即B管內(nèi)氣柱長沒變，根據(jù)玻意耳定律則A內(nèi)壓強減小B內(nèi)壓強不變，即A內(nèi)壓強小于B內(nèi)壓強，水銀一定在左管內(nèi)上升，故氣柱A的長度增加量小于d，A錯誤；B、假設(shè)氣柱B的長度增加量等于d，則相當(dāng)于A內(nèi)氣體長度沒變，根據(jù)玻意耳定律則A內(nèi)壓強不變B內(nèi)壓強減小，即A內(nèi)壓強大于B內(nèi)壓強，水銀一定在右管內(nèi)上升，故氣柱B的長度增加量小于d，故B正確；CD、假設(shè)氣柱A的長度增加量等于d，才會有：pl=p(l+d)，得：p=lp(l+d)，而實際氣柱A的長度增加量小于d，故氣體A的最終壓強p大于lp(l+d)，故D正確，C錯誤。故選BD。10. 如圖所示是醫(yī)院給病人輸液的部分裝置示意圖.在輸液過程中()A. A瓶中的藥

13、液先用完B. 當(dāng)A瓶中液面下降時，B瓶內(nèi)液面高度保持不變C. 隨著液面下降，A瓶內(nèi)C處氣體壓強逐漸增大D. 隨著液面下降，A瓶內(nèi)C處氣體壓強保持不變【答案】ABC【解析】【分析】藥液從B瓶中流下，封閉氣體體積增大，溫度不變，根據(jù)玻意耳定律知，氣體壓強減小，A瓶中空氣將A瓶中藥液壓入B瓶補充；藥液從A瓶中流至B瓶后，A瓶瓶口處壓強和大氣壓相等，但液面下降，液體產(chǎn)生壓強減小，因此封閉氣體壓強增大。本題考查的是大氣壓的應(yīng)用，我們要學(xué)會分析，學(xué)會用我所學(xué)過物理知識分析我們生活中的物理現(xiàn)象，此題較難，我們要認(rèn)真分析，用心思考?！窘獯稹緼B.在藥液從B瓶中流下時，封閉氣體體積增大，溫度不變，根據(jù)玻意耳定律

14、知，氣體壓強減小，A瓶中空氣將A瓶中藥液壓入B瓶補充，所以B中流出多少液體，A瓶就會有多少液體流入B瓶，所以B瓶液面保持不變，知道A瓶液體全部流入B瓶，所以A瓶液體先用完，故A正確，B正確；CD.A瓶瓶口處壓強和大氣壓相等，但液面下降，液體產(chǎn)生壓強減小，因此封閉氣體壓強增大，故C正確，D錯誤；故選ABC。11. 用密封性好、充滿氣體的塑料袋包裹易碎品，如圖所示，充氣袋四周被擠壓時，假設(shè)袋內(nèi)氣體與外界無熱交換，則袋內(nèi)氣體(   ) A. 體積減小，內(nèi)能增大B. 體積減小，壓強減小C. 對外界做負(fù)功，內(nèi)能增大D. 對外界做正功，壓強減小【答案】AC【解析】袋內(nèi)氣體與外

15、界無熱交換即Q=0，袋四周被擠壓時。體積V減小，外界對氣體做正功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律U=W+Q，氣體內(nèi)能增大，則溫度升高，由pVT =常數(shù)知壓強增大，選項A、C正確，B、D錯誤。三、計算題12. 一活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在氣缸內(nèi)，初始時氣體體積為3.0×103m3.用DIS實驗系統(tǒng)測得此時氣體的溫度和壓強分別為300K和1.0×105Pa.推動活塞壓縮氣體，測得氣體的溫度和壓強分別為320K和1.0×105Pa(1)求此時氣體的體積；(2)保持溫度不變，緩慢改變作用在活塞上的力，使氣體壓強變?yōu)?.0×104Pa，求此時氣體的體積【答案】解：(1)由

16、氣體狀態(tài)方程知：P0V0T0=P1V1T1 將V0=3.0×103m3，T0=300K，P0=1.0×105Pa，T1=320K，P1=1.0×105Pa代入上式解得：V1=3.2×103m3 (2)氣體發(fā)生等溫變化，根據(jù)玻馬定律有： P1V1=P2V2 將P2=8.0×104pa代入可得：V2=4.0×103m3  答：(1)此時氣體的體積為3.2×103m3；(2)此時氣體的體積為4.0×103m3【解析】根據(jù)根據(jù)氣體狀態(tài)方程PVT=C和已知的變化量去求解未知量要注意研究過程中哪些量不變，哪

17、些量變化13. 一個自行車內(nèi)胎的容積是2.0L.用打氣筒給這個自行車緩慢打氣，每打一次就把1.0×105Pa的空氣打進(jìn)去125cm3.設(shè)打氣前胎內(nèi)有0.5L壓強為1.0×105Pa的空氣，打了20次，胎內(nèi)的壓強有多大？【答案】解：對打氣20次后內(nèi)胎中的氣體研究：P1=1.0×105Pa；V1=0.5+0.125×20L=3L；V2=2.0L；求P2；由玻意耳定律可知：p1V1=p2V2，則有：p2=P1V1V2=1.0×105×32Pa=1.5×105Pa；答：胎內(nèi)的壓強為1.5×105Pa【解析】將打20次及車胎

18、內(nèi)的氣體視做整體，運用玻意耳定律列式求解即可本題關(guān)鍵明確研究對象是打了20次的總的空氣，然后根據(jù)玻意耳定律列式求解14. 圖中A、B氣缸的長度和截面積分別為30cm和20cm2，C是可在氣缸內(nèi)無摩擦滑動的、體積不計的活塞，D為閥門.整個裝置均由導(dǎo)熱材料制成.起初閥門關(guān)閉，A內(nèi)有壓強PA=2.0×105帕的氮氣.B內(nèi)有壓強PB=1.0×105帕的氧氣.閥門打開后，活塞C向右移動，最后達(dá)到平衡.假定氧氣和氮氣均為理想氣體，連接氣缸的管道體積可忽略.求：活塞C移動的距離及平衡后B中氣體的壓強；活塞C移動過程中A中氣體是吸熱還是放熱(簡要說明理由)【答案】解：由玻意耳定律得：對A部分氣體有：pALS=p(L+x)S 對B部分氣體有：pBLS=p(Lx)S  由+得：p=pA+pB2=2+12×105Pa=1.5×105Pa 將代入得：x=10cm 活塞C向右移動的過程中A中氣體對外做功，而氣體發(fā)生等溫變化，內(nèi)能不變，故根據(jù)熱力學(xué)第一