2024-2025學(xué)年高中物理第八章氣體1氣體的等溫變化課時作業(yè)含解析新人教版選修3-3

PAGEPAGE5氣體的等溫改變時間：45分鐘一、單項選擇題1．描述氣體狀態(tài)的參量是指(B)A．質(zhì)量、溫度、密度B．溫度、體積、壓強(qiáng)C．質(zhì)量、壓強(qiáng)、溫度D．密度、壓強(qiáng)、溫度解析：氣體狀態(tài)的參量是指溫度、壓強(qiáng)和體積，B對．2．各種卡通形態(tài)的氫氣球，受到孩子們的喜愛，特殊是年幼的小孩．小孩一不當(dāng)心松手，氫氣球會飛向天空，上升到肯定高度會脹破，是因為(C)A．球內(nèi)氫氣溫度上升B．球內(nèi)氫氣壓強(qiáng)增大C．球外空氣壓強(qiáng)減小D．以上說法均不正確解析：氣球上升時，由于高空處空氣淡薄，球外氣體的壓強(qiáng)減小，球內(nèi)氣體要膨脹，到肯定程度時，氣球就會脹破．3.在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(相當(dāng)于76cmHg產(chǎn)生的壓強(qiáng))下做托里拆利試驗時，由于管中混有少量空氣，水銀柱上方有一段空氣柱，如圖所示，則管中淡薄氣體的壓強(qiáng)相當(dāng)于下列哪個高度的水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)(D)A．0cmHg B．60cmHgC．30cmHg D．16cmHg解析：設(shè)管內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p，則有：(p＋60)cmHg＝76cmHg，可得管中淡薄氣體的壓強(qiáng)相當(dāng)于16cmHg，選項D是正確的．4．有一段12cm長的汞柱，在勻稱玻璃管中封住肯定質(zhì)量的氣體，若開口向上將玻璃管放置在傾角為30°的光滑斜面上，在下滑過程中被封氣體的壓強(qiáng)為(大氣壓強(qiáng)p0＝76cmHg)(A)A．76cmHgB．82cmHgC．88cmHgD．70cmHg解析：水銀柱所處的狀態(tài)不是平衡狀態(tài)，因此不能用平衡條件來處理．水銀柱的受力分析如圖所示，因玻璃管和水銀柱組成系統(tǒng)的加速度a＝gsinθ，所以對水銀柱由牛頓其次定律得：p0S＋mgsinθ－pS＝ma，故p＝p0＝76cmHg.5．如圖所示，為中學(xué)物理課上一種演示氣體定律的好玩儀器—哈勃瓶，它是一個底部開有圓孔，瓶頸很短的平底大燒瓶．在瓶內(nèi)塞有一氣球，氣球的吹氣口反扣在瓶口上，瓶底的圓孔上配有一個橡皮塞．在一次試驗中，瓶內(nèi)由氣球和橡皮塞封閉肯定質(zhì)量的氣體，在對氣球緩慢吹氣過程中，當(dāng)瓶內(nèi)氣體體積減小ΔV時，壓強(qiáng)增大20%.若使瓶內(nèi)氣體體積減小2ΔV，則其壓強(qiáng)增大(D)A．20%B．30%C．40%D．50%解析：氣體做的是等溫改變，所以有：pV＝1.2p(V－ΔV)和pV＝p′(V－2ΔV)聯(lián)立兩式得p′＝1.5p，故D項正確．二、多項選擇題6．某同學(xué)用“DIS”探討氣體的壓強(qiáng)與體積的關(guān)系，做了兩次試驗，操作完全正確，在同一圖上得到了兩條不同的直線，造成這種狀況的可能緣由是(AB)A．兩次試驗中溫度不同B．兩次試驗中空氣質(zhì)量不同C．兩次試驗中保持空氣質(zhì)量、溫度相同，但所取的氣體壓強(qiáng)的數(shù)據(jù)不同D．兩次試驗中保持空氣質(zhì)量、溫度相同，但所取的氣體體積的數(shù)據(jù)不同解析：由圖象可知，p與eq\f(1,V)成正比，則p與V成反比，即pV＝C，C是常數(shù)；由玻意耳定律可知，對肯定量的氣體，在溫度不變時，壓強(qiáng)與體積成反比，p與eq\f(1,V)成正比，氣體質(zhì)量與溫度相同時，不同狀態(tài)下氣體的p與所對應(yīng)的點在同始終線上，當(dāng)氣體質(zhì)量相同而溫度不同或氣體溫度相同而質(zhì)量不同時，氣體的p與eq\f(1,V)所對應(yīng)的點不在同始終線上，故A、B兩項正確，C、D兩項錯誤．7.如圖所示，一根一端封閉的玻璃管開口向下插入水銀槽中，管中封閉肯定質(zhì)量的氣體，管內(nèi)水銀面低于管外，在溫度不變時，將玻璃管稍向下插入一些，下列說法正確的是(AD)A．玻璃管內(nèi)氣體體積減小B．玻璃管內(nèi)氣體體積增大C．管內(nèi)外水銀面高度差減小D．管內(nèi)外水銀面高度差增大解析：解法一：極限分析法：設(shè)想把管壓下很深，則易知V減小，p增大，因為p＝p0＋ph，所以h增大．即A、D選項正確．解法二：假設(shè)法：將玻璃管向下插入過程中，假設(shè)管內(nèi)氣體體積不變，則h增大，p＝p0＋ph也增大，由玻意耳定律推斷得V減小，故管內(nèi)氣體體積V不行能不變而是減小，由V減小得p＝p0＋ph增大，所以也增大．即A、D選項正確．8．如圖所示為肯定質(zhì)量的氣體的兩條等溫線，則下列關(guān)于各狀態(tài)溫度的說法正確的有(ACD)A．tA＝tB B．tB＝tCC．tC>tB D．tD>tA解析：兩條等溫線，故tA＝tB，tC＝tD，故A項正確；兩條等溫線比較，有tD>tA，tC>tB，故B錯，C、D項正確．三、非選擇題9．在“探究氣體等溫改變的規(guī)律”試驗中，封閉的空氣如圖所示，U形管粗細(xì)勻稱，右端開口，已知外界大氣壓為76cm汞柱高，圖中給出了氣體的兩個不同的狀態(tài)．(1)試驗時甲圖氣體的壓強(qiáng)為76cmHg；乙圖氣體壓強(qiáng)為80cmHg.(2)試驗時某同學(xué)認(rèn)為管子的橫截面積S可不用測量，這一觀點正確嗎？答：正確(選填“正確”或“錯誤”)．(3)數(shù)據(jù)測量完后在用圖象法處理數(shù)據(jù)時，某同學(xué)以壓強(qiáng)p為縱坐標(biāo)，以體積V(或空氣柱長度)為橫坐標(biāo)來作圖，你認(rèn)為他這樣做能便利地看出p與V間的關(guān)系嗎？答：不能．解析：(1)由連通器原理可知，甲圖中氣體壓強(qiáng)為p0＝76cmHg，乙圖中氣體壓強(qiáng)為p0＋4cmHg＝80cmHg.(2)由玻意耳定律p1V1＝p2V2，即p1l1S＝p2l2S，即p1l1＝p2l2(l1、l2為空氣柱長度)，所以玻璃管的橫截面積可不用測量．(3)以p為縱坐標(biāo)，以V為橫坐標(biāo)，作出p－V圖象是一條曲線，但曲線未必表示反比關(guān)系，所以應(yīng)再作出p－eq\f(1,V)圖象，看是否是過原點的直線，才能最終確定p與V是否成反比．10．某容器的容積是10L，里面所盛氣體的壓強(qiáng)為2.0×106Pa，保持溫度不變，把這些氣體裝在另一個容器里，氣體的壓強(qiáng)為1.0×105Pa，這個容器的容積是多大？解析：以容器中的氣體為所探討的對象，其初始狀態(tài)下V1＝10L，p1＝2.0×106Pa，經(jīng)過等溫改變后，其末狀態(tài)下p2＝1.0×105Pa，由玻意耳定律有p1V1＝p2V2則V2＝eq\f(p1,p2)V1＝eq\f(2.0×106,1.0×105)×10L＝200L.答案：這個容器的容積為200L.11.如圖所示，在一個一端封閉的試管中有一段長度h＝20cm的水銀柱，用水銀柱封閉了一段空氣柱．外界大氣壓強(qiáng)p0為75cm高的水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)．(1)當(dāng)試管的開口向下豎直放置時，空氣柱的長度l1＝20cm，當(dāng)將試管倒置過來，開口向上時，空氣柱的長度是多少？(2)試管的開口向上時，假如向上的加速度a＝5m/s2，空氣柱的長度是多少？(氣體的溫度保持不變)解析：設(shè)水銀密度為ρ，(1)當(dāng)試管開口向下時，空氣柱的壓強(qiáng)為p1＝p0－ρgh＝75cm·ρg－20cm·ρg＝55cm·ρg.設(shè)玻璃管的橫截面積為S，空氣柱的體積為V1＝l1S.當(dāng)試管開口向上時，空氣柱的壓強(qiáng)為p2＝p0＋ρgh＝75cm·ρg＋20cm·ρg＝95cm·ρg.設(shè)空氣柱的長度為l2，空氣柱的體積為V2＝l2S.依據(jù)玻意耳定律得p1V1＝p2V2，即：p1l1S＝p2l2S.代入數(shù)據(jù)解方程得：l2＝eq\f(p1,p2)l1＝eq\f(55,95)×20cm＝11.58cm.(2)當(dāng)試管的開口向上時，設(shè)氣體的壓強(qiáng)為p3.選水銀柱為探討對象，水銀柱的質(zhì)量為m＝ρhS.依據(jù)牛頓其次定律得：p3S－p0S－ρhSg＝ρhSa.所