高中物理 第八章 氣體 1 氣體的等溫變化分層訓(xùn)練 新人教版選修33

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1、 1 氣體的等溫變化 A級(jí)　抓基礎(chǔ) 1．一定質(zhì)量的氣體，壓強(qiáng)為3 atm，保持溫度不變，當(dāng)壓強(qiáng)減小了2 atm，體積變化了4 L，則該氣體原來的體積為(　　) A. L　　　B．2 L　　　C. L　　　D．3 L 解析：設(shè)原來的體積為V， 則3V＝(3－2)(V＋4)，得V＝2 L. 答案：B 2．一個(gè)氣泡由湖面下20 m深處緩慢上升到湖面下10 m深處，它的體積約變?yōu)樵瓉眢w積的(　　) A．3倍 B．2倍 C．1.5倍 D．0.7倍 解析：氣泡緩慢上升過程中，溫度不變，氣體等溫變化，湖面下20 m處，水的壓強(qiáng)約為2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓相當(dāng)于10 m水

2、產(chǎn)生的壓強(qiáng))，故p1＝3 atm，p2＝2 atm，由p1V1＝p2V2，得：＝＝＝1.5，故C項(xiàng)正確． 答案：C 3.(多選)一位質(zhì)量為60 kg的同學(xué)為了表演“輕功”，他用打氣筒給4只相同的氣球充以相等質(zhì)量的空氣(可視為理想氣體)，然后將這4只氣球以相同的方式放在水平木板上，在氣球的上方放置一輕質(zhì)塑料板，如圖所示．在這位同學(xué)慢慢站上輕質(zhì)塑料板正中間位置的過程中，球內(nèi)氣體溫度可視為不變．下列說法正確的是(　　) A．球內(nèi)氣體壓強(qiáng)變大 B．球內(nèi)氣體壓強(qiáng)變小 C．球內(nèi)氣體體積變大 D．球內(nèi)氣體體積變小 解析：氣球被壓后，氣壓變大，根據(jù)玻意耳定律公式pV＝C，故體積縮小，即A、D

3、正確，B、C錯(cuò)誤． 答案：AD 4.如圖所示，活塞的質(zhì)量為m，缸套的質(zhì)量為M，通過彈簧吊在天花板上，汽缸內(nèi)封住一定質(zhì)量的氣體，缸套和活塞間無摩擦，活塞面積為S，大氣壓強(qiáng)為p0，則封閉氣體的壓強(qiáng)為(　　) A．p＝p0＋ B．p＝p0＋ C．p＝p0－ D．p＝ 解析：以缸套為研究對(duì)象，有pS＋Mg＝p0S，所以封閉氣體的壓強(qiáng)p＝p0－，故應(yīng)選C.對(duì)于活塞封閉氣體類問題壓強(qiáng)的求法，靈活選取研究對(duì)象會(huì)使問題簡(jiǎn)化． 答案：C 5.如圖所示，豎直放置的U形管，左端開口，右端封閉，管內(nèi)有a、b兩段水銀柱，將A、B兩段空氣柱封閉在管內(nèi)．已知水銀柱a長(zhǎng)h1為10 cm，水銀柱b兩個(gè)

4、液面間的高度差h2為5 cm，大氣壓強(qiáng)為75 cmHg，則空氣柱A、B的壓強(qiáng)分別是多少？ 解析：設(shè)管的橫截面積為S，選a的下端為參考液面，它受向下的壓力為(pA＋ph1)S，受向上的大氣壓力為p0S，由于系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，則(pA＋ph1)S＝p0S， 所以pA＝p0－ph1＝(75－10)cmHg＝65 cmHg， 再選b的左下端為參考液面，由連通器原理知：液柱h2的上表面處的壓強(qiáng)等于pB，則(pB＋ph2)S＝pAS，所以pB＝pA－ph2＝(65－5)cmHg＝60 cmHg. 答案：65 cmHg　60 cmHg B級(jí)　提能力 6．各種卡通形狀的氫氣球，受到孩子們的喜歡

5、，特別是年幼的小孩，小孩一不小心松手，氫氣球會(huì)飛向天空，上升到一定高度會(huì)脹破，是因?yàn)?　　) A．球內(nèi)氫氣溫度升高 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(shí)，由于高空處空氣稀薄，球外氣體的壓強(qiáng)減小，球內(nèi)氣體要膨脹，到一定程度時(shí)，氣球就會(huì)脹破． 答案：C 7．已知兩端開口的“”型管，且水平部分足夠長(zhǎng)，一開始如圖所示，若將玻璃管稍微上提一點(diǎn)，或稍微下降一點(diǎn)時(shí)，被封閉的空氣柱的長(zhǎng)度分別會(huì)(　　) A．變大；變小 B．變大；不變 C．不變；不變 D．不變；變大 解析：上提時(shí)空氣柱壓強(qiáng)不變，空氣柱的長(zhǎng)度不變；下降時(shí)空氣柱壓強(qiáng)變小，

6、空氣柱長(zhǎng)度變大，所以D選項(xiàng)正確． 答案：D 8．(多選)在室內(nèi)，將裝有5 atm的6 L氣體的容器的閥門打開后，從容器中逸出的氣體相當(dāng)于(設(shè)室內(nèi)大氣壓強(qiáng)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：當(dāng)氣體從閥門跑出時(shí)，溫度不變，所以p1V1＝p2V2，當(dāng)p2＝1 atm時(shí)，得V2＝30 L，逸出氣體30 L－6 L＝24 L，B正確．據(jù)p2(V2－V1)＝p1V1′得V1′＝4.8 L，所以逸出的氣體相當(dāng)于5 atm下的4.8 L氣體，C正確．故應(yīng)選B、C. 答案：BC 9.如圖所

7、示，一試管開口朝下插入盛水的廣口瓶中，在某一深度靜止時(shí)，管內(nèi)有一定的空氣．若向廣口瓶中緩慢倒入一些水，則試管將(　　) A．加速上浮 B．加速下沉 C．保持靜止 D．以原靜止位置為平衡位置上下振動(dòng) 解析：題圖中試管在水下某深度處于靜止?fàn)顟B(tài)，浮力(等于排開水的重力)與試管重力相平衡．當(dāng)試管中空氣壓強(qiáng)稍大些，即試管稍下移或向廣口瓶中加水時(shí)，試管內(nèi)的空氣被壓縮，浮力將減小，試管將下沉，在下沉的過程中，空氣所受壓強(qiáng)越來越大，浮力越來越小，試管將加速下沉． 答案：B 10.如圖所示，兩端開口的U形玻璃管兩邊粗細(xì)不同，粗管橫截面積是細(xì)管的2倍．管中裝入水銀，兩管中水銀面與管口距離均為12

8、 cm，大氣壓強(qiáng)為p0＝75 cmHg.現(xiàn)將粗管管口封閉，然后將細(xì)管管口用一活塞封閉并將活塞緩慢推入管中，直至兩管中水銀面高度差達(dá)6 cm為止，求活塞下移的距離(假設(shè)環(huán)境溫度不變)． 解析：設(shè)粗管中氣體為氣體1.細(xì)管中氣體為氣體2. 對(duì)粗管中氣體1：有p0L1＝p1L1′ 右側(cè)液面上升h1，左側(cè)液面下降h2，有 S1h1＝S2h2，h1＋h2＝6 cm， 得h1＝2 cm，h2＝4 cm L1′＝L1－h(huán)1 解得：p1＝90 cmHg 對(duì)細(xì)管中氣體2：有p0L1＝p2L2′ p2＝p1＋Δh 解得：L2′＝9.375 cm 因?yàn)閔＝L1＋h2－L2′ 解得：h＝6.

9、625 cm 答案：6.625 cm 11.(2016海南卷)如圖，密閉氣缸兩側(cè)與一U形管的兩端相連，氣缸壁導(dǎo)熱；U形管內(nèi)盛有密度為ρ＝7.5102 kg/m3的液體．一活塞將氣缸分成左、右兩個(gè)氣室，開始時(shí)，左氣室的體積是右氣室的體積的一半，氣體的壓強(qiáng)均為p0＝4.5103 Pa.外界溫度保持不變．緩慢向右拉活塞使U形管兩側(cè)液面的高度差h＝40 cm，求此時(shí)左、右兩氣室的體積之比．取重力加速度大小g＝10 m/s2，U形管中氣體的體積和活塞拉桿的體積忽略不計(jì)． 解析：設(shè)初始狀態(tài)時(shí)氣缸左氣室的體積為V01，右氣室的體積為V02；當(dāng)活塞至氣缸中某位置時(shí)，左、右氣室的壓強(qiáng)分別為p1、p2，

10、體積分別為V1、V2，由玻意耳定律，得 p0V01＝p1V1① p0V02＝p2V2② 依題意有V01＋V02＝V1＋V2③ 由力的平衡條件，有p2－p1＝ρgh，④ 聯(lián)立①②③④式，并代入題給數(shù)據(jù)，得 2V＋3V01V1－9V＝0，⑤ 由此解得 V1＝V01(另一解不合題意，舍去)⑥ 由③⑥式和題給條件，得V1∶V2＝1∶1. 答案：1∶1 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375