2024-2025學(xué)年試題物理（選擇性人教版2019）第二章2-氣體的等溫變化

2.氣體的等溫變化課后訓(xùn)練鞏固提升基礎(chǔ)鞏固1.一定質(zhì)量的氣體發(fā)生等溫變化時(shí),若體積增大為原來的n倍,則壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼?)A.2n B.n C.1n D.答案C解析由玻意耳定律pV=恒量可知C正確。2.下列圖中,p表示壓強(qiáng),V表示體積,T為熱力學(xué)溫度,各圖中正確描述一定質(zhì)量的氣體不是等溫變化的是()答案D解析氣體的等溫變化指的是一定質(zhì)量的氣體在溫度不變的情況下,氣體的壓強(qiáng)與體積成反比,B、C正確,D錯(cuò)誤。溫度不變,A正確。3.(多選)一定質(zhì)量的氣體,在溫度不變的條件下,將其壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼?倍,則()A.氣體分子的平均動(dòng)能增大B.氣體的密度變?yōu)樵瓉淼?倍C.氣體的體積變?yōu)樵瓉淼囊话隓.氣體的分子總數(shù)變?yōu)樵瓉淼?倍答案BC解析溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,由于溫度T不變,故分子的平均動(dòng)能不變,據(jù)玻意耳定律得p1V1=2p1V2,得V2=12Vρ1=mV1,ρ2即ρ2=2ρ1,故B、C正確。4.采用驗(yàn)證玻意耳定律實(shí)驗(yàn)的主要器材針管及其附件,來測(cè)定大氣壓強(qiáng)的值,實(shí)驗(yàn)步驟如下:①將針管水平固定,拔下橡皮帽,向右將活塞從針管中抽出;②用天平稱出活塞與固定在其上的支架的總質(zhì)量為m總;③用游標(biāo)卡尺測(cè)出活塞直徑d;④再將活塞插入針管中,保持針管中有一定質(zhì)量的氣體,并蓋上橡皮帽,此時(shí),從針管上可讀出氣柱體積為V1,如圖所示;⑤將彈簧測(cè)力計(jì)掛鉤鉤在活塞支架上,向右水平緩慢拉動(dòng)活塞到一定位置,此時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)為F,氣柱體積為V2。試用以上的直接測(cè)量數(shù)據(jù),寫出大氣壓強(qiáng)的最終表達(dá)式p0=,本實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)步驟(選填數(shù)字)是多余的。

答案4FV解析開始時(shí)氣體的壓強(qiáng)為p0,向右水平緩慢拉動(dòng)活塞到一定位置,彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)為F時(shí)氣體的壓強(qiáng)p1=p0FS=p0Fπd該過程中溫度不變,則p0V1=p1V2整理得p0=4由上面的式子可知,在表達(dá)式中,與活塞及固定在其上的支架的總質(zhì)量無關(guān),所以步驟②是多余的。能力提升1.一定質(zhì)量的氣體在不同溫度下的兩條等溫線如圖所示,下列說法錯(cuò)誤的是()A.從等溫線可以看出,一定質(zhì)量的氣體在發(fā)生等溫變化時(shí),其壓強(qiáng)與體積成反比B.一定質(zhì)量的氣體,在不同溫度下的等溫線是不同的C.由圖可知T1>T2D.由圖可知T1<T2答案C解析根據(jù)等溫圖線的物理意義可知A、B選項(xiàng)都對(duì),不符合題意。氣體的溫度越高時(shí),等溫圖線的位置就越高,所以C錯(cuò),符合題意,D對(duì),不符合題意。2.豎直倒立的U形玻璃管一端封閉,另一端開口向下,如圖所示,用水銀柱封閉一定質(zhì)量的理想氣體,在保持溫度不變的情況下,假設(shè)在管子的D處鉆一小孔,則管內(nèi)被封閉的氣體壓強(qiáng)p和氣體體積V變化的情況為()A.p,V都不變 B.V減小,p增大C.V增大,p減小 D.無法確定答案B解析設(shè)玻璃管兩側(cè)水銀面高度差是h,大氣壓為p0,封閉氣體壓強(qiáng)p=p0ph,在管子的D處鉆一小孔,封閉氣體壓強(qiáng)大小變?yōu)閜0,氣體溫度不變,壓強(qiáng)變大,由玻意耳定律可知,封閉氣體體積變小,故選項(xiàng)B正確,A、C、D錯(cuò)誤。3.(多選)如圖所示,圖線1和2分別表示一定質(zhì)量的氣體在不同溫度下的等溫線。下列說法正確的是()A.圖線1對(duì)應(yīng)的溫度高于圖線2B.圖線1對(duì)應(yīng)的溫度低于圖線2C.氣體由狀態(tài)A沿圖線1變化到狀態(tài)B的過程中,分子間平均距離增大D.氣體由狀態(tài)A沿圖線1變化到狀態(tài)B的過程中,分子間平均距離減小答案AC解析pV圖像中,圖線1在圖線2外側(cè),其對(duì)應(yīng)溫度較高,圖線1中,氣體由狀態(tài)A變?yōu)锽是等溫膨脹過程,體積增大,氣體分子間的平均距離將增大,故選A、C。4.研究一定質(zhì)量的氣體在溫度不變時(shí),壓強(qiáng)與體積關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示,實(shí)驗(yàn)步驟如下:(1)把注射器活塞移至注射器中間位置,將注射器與壓強(qiáng)傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)逐一連接。(2)移動(dòng)活塞,記錄注射器的刻度值V,同時(shí)記錄對(duì)應(yīng)的由計(jì)算機(jī)顯示的氣體壓強(qiáng)值p。(3)用V1p圖像處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),①為了保持封閉氣體的質(zhì)量不變,實(shí)驗(yàn)中采取的主要措施是。

②為了保持封閉氣體的溫度不變,實(shí)驗(yàn)中采取的主要措施是和。

(4)如果實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范正確,但如圖所示的V1p圖線不過原點(diǎn),則V0代表

。答案(3)在注射器活塞上涂潤滑油移動(dòng)活塞要緩慢不能用手握住注射器封閉氣體部分(4)注射器與壓強(qiáng)傳感器連接部位的氣體體積解析(3)為了保持封閉氣體的質(zhì)量不變,實(shí)驗(yàn)中采取的主要措施是在注射器活塞上涂潤滑油,這樣可以保持氣密性。為了保持封閉氣體的溫度不變,實(shí)驗(yàn)中采取的主要措施是移動(dòng)活塞要緩慢;不能用手握住注射器封閉氣體部分。這樣能保證裝置與外界溫度一樣。(4)如果實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范正確,但圖線不過原點(diǎn),則V0代表注射器與壓強(qiáng)傳感器連接部位的氣體體積。5.如圖所示,豎直玻璃管里有一段4cm長的水銀柱,水銀柱的下面封閉著長60cm的空氣柱,玻璃管的橫截面積是0.1cm2,在溫度不變時(shí),如果再向管里裝入27.2g的水銀,至平衡時(shí),封閉在水銀柱下面的空氣柱有多高?已知大氣壓p0相當(dāng)于76cm高水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng),水銀的密度ρ=13.6×103kg/m3,g取9.8m/s2。答案48cm解析管里再裝入27.2g水銀時(shí),水銀柱增加的高度h=VS=mρS=27.2×10-313空氣柱初狀態(tài)時(shí)的壓強(qiáng)p1=p0+ph1空氣柱末狀態(tài)時(shí)的壓強(qiáng)p2=p0+ph2由玻意耳定律得p1L1S=p2L2S聯(lián)立以上各式得L2=p1L1p26.如圖所示,一汽缸中用活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體,中間的隔板將氣體分為A、B兩部分;初始時(shí),A、B的體積均為V,壓強(qiáng)均等于大氣壓p0。隔板上裝有壓力傳感器和控制裝置,當(dāng)隔板兩邊壓強(qiáng)差超過0.5p0時(shí)隔板就會(huì)滑動(dòng),否則隔板停止運(yùn)動(dòng)。氣體溫度始終保持不變。向右緩慢推動(dòng)活塞,使B的體積減小為V2(1)求A的體積和B的壓強(qiáng)。(2)再使活塞向左緩慢回到初始位置,求此時(shí)A的體積和B的壓強(qiáng)。答案(1)0.4V2p0(2)(51)V3+54解析(1)對(duì)于B氣體,根據(jù)玻意耳定律p0V=pBV解得pB=2p0對(duì)于A氣體,根據(jù)玻意耳定律p0V=pAVA又pA=pB+0.5p0