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1、1 第八章第 1 节气体的等温变化 基础夯实 一、选择题 (1 3 题为单选题，4 题为多选题 ) 1各种卡通形状的氢气球，受到孩子们的喜欢，特别是年幼的小孩，小孩一不小心松 手，氢气球会飞向天空，上升到一定高度会胀破，是因为( C ) A球内氢气温度升高B 球内氢气压强增大 C球外空气压强减小D 以上说法均不正确 解析： 以球内气体为研究对象，气球上升时， 由于高空处空气稀薄，球外气体的压强减 小，球内气体要膨胀，到一定程度时，气球就会胀破。 2( 威海市 2016 年高三模拟 ) 如图所示，DABC表示一定质量的某种气体状态变 化的一个过 程，则下列说法正确的是( A ) ADA是一个等温
2、过程 BAB是一个等温过程 CA与B的状态参量相同 DBC体积减小，压强减小，温度不变 解析：DA是一个等温过程，A对；A、B两状态温度不同，AB的过程中 1 V 不变，则体 积V不变，此过程中气体的压强、温度会发生变化，B、 C错，BC是一个等温过程，V增 大，p减小， D错。 3. 如图所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封 闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进 水量。设温度不变，洗衣缸内水位升高，则细管中被封闭的空气( B ) A体积不变，压强变小B 体积变小，压强变大 2 C体积不变，压强变大D 体积变小，压强变小 解析： 以细管中封闭气体为研究
3、对象，当洗衣缸内水位升高时，细管中封闭气体压强变 大，而气体温度不变，则由玻意尔定律知，气体体积变小，故B项正确。 4( 陕西省黄陵中学2017 年高二下学期检测) 如图所示，内径均 匀、两端开口的V形管，B支管竖直插入水银槽中，A支管与B支管之 间的夹角为，A支管中有一段长为h的水银柱保持静止，下列说法 中正确的是 ( BD ) AB管内水银面比管外水银面高h BB管内水银面比管外水银面高hcos CB管内水银面比管外水银面低hcos D管内封闭气体的压强比大气压强小hcos高水银柱 解析： 以A管中的水银柱为研究对象，则有pShcosSp0S，B管内压强pp0 hcos，显然pp0，且B管
4、内水银面要比槽内水银面高出hcos。B、D正确。 二、非选择题 5采用验证玻马定律实验的主要器材针管及其附件，来测定大气压强的值，实验步骤 如下： (1) 将针管水平固定，拔下橡皮帽，向右将活塞从针管中抽出； (2) 用天平称出活塞与固定在其上的支架的总质量为M； (3) 用卡尺测出活塞直径d； (4) 再将活塞插入针管中，保持针管中有一定质量的气体，并盖上橡皮帽，此时，从针 管上可读出气柱体积为V1，如图所示； (5) 将弹簧秤挂钩钩在活塞支架上，向右水平缓慢拉动活塞到一定位置，此时，弹簧称 读数为F，气柱体积为V2。 试用以上的直接测量数据，写出大气压强的最终表达式p0 4FV2 d 2
5、V2V1 ，本实验中 第(2) 实验步骤是多余的。 解析： 开始时气体的压强为p0，向右水平缓慢拉动活塞到一定位置，弹簧秤读数为F 时气体的压强p1： 3 p1p0 F S p0 F d 2 2 p0 4F d 2 该过程中温度不变，则：p0V1p1V2 整理得：p0 4FV2 d 2 V2V1 由上面的式子可知，在表达式中， 与活塞及固定在其上的支架的总质量无关，所以步骤 (2) 是多余的。 6( 山东省枣庄市第八中学20172018 学年高二月考) 如图是气压式保温 瓶的原理图，保温瓶内水面与出水口的高度差为h，瓶内密封空气体积为V，设 水的密度为，大气压强为p0，欲使水从出水口流出，瓶内
6、空气压缩量V至 少为多少？ ( 设瓶内弯曲管的体积不计，压前水面以上管内无水，温度保持不变， 各物理量的单位均为国际单位) 。 答案： ghV p0gh 解析： 压水前：p1p0V1V 压水后水刚流出时：p2p0gh，V2VV 由玻意耳定律：p1V1p2V2， 即p0V(p0gh)(VV) ， 解得V ghV p0gh 能力提升 一、选择题 ( 单选题 ) 1有一段 12cm长的汞柱， 在均匀玻璃管中封住一定质量的气体，若开口向上将玻璃管 放置在倾角为30的光滑斜面上，在下滑过程中被封气体的压强为( 大气压强p0 76cmHg)( A ) A76cmHg B 82cmHg C88cmHg D
7、70cmHg 解析： 水银柱所处的状态不是平衡状态，因此不能用平衡条件来 处理。水银柱的受力分析如图所示，因玻璃管和水根柱组成系统的加 速度agsin，所以对水银柱由牛顿第二定律得： p0SmgsinpSma， 故pp0。 2. 用注射器做“探究气体等温变化规律”的实验中，取几组p、V 4 值后，用p作纵坐标， 1 V 作横坐标，画出p 1 V 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( D ) 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 解析： 因p1 V 图象为一直线，故气
8、体的质量一定、温度不变的条件得到 满足， B、C 错误；取值范围大小对实验无太大影响，A 错误；如图所示，先 将图线反向延长并和纵坐标交于p，然后将 1 V 轴向下平移到p，图象过原点，可见压强总 偏小， D正确。 3如图所示，一试管开口朝下插入盛水的广口瓶中，在某一深度静止时， 管内有一定的空气。若向广口瓶中缓慢倒入一些水，则下列说法正确的是( B ) A试管将加速上浮 B试管将加速下沉 C试管将保持静止 D试管将以原静止位置为平衡位置上下振动 解析：题图中试管在水下某深度处于静止状态，浮力 ( 等于排开水的重力) 与试管重力相 平衡。当试管中空气压强稍大些，即试管稍下移或向广口瓶中加水时，
9、试管内的空气被压缩， 浮力将减小，试管将下沉，在下沉的过程中，空气所受压强越来越大，浮力越来越小，试管 将加速下沉。 4 ( 河北省邢台市第一中学20172018 学年高二下学期月考)钢瓶中装有一定质量的气 体，现在用两种方法抽钢瓶中的气体：第一种方法是用小抽气机，每次抽出1L 气体，共抽 取三次；第二种方法是用大抽气机，一次抽取3L 气体，这两种抽法中，抽取气体质量较大 的是 ( A ) A第一种抽法 B第二种抽法 C两种抽法抽出的气体质量一样大 D无法判断 解析： 第一种：温度不变，由玻意耳定律：P0VP1(V1)，解得P1P0( V V1) ，同理， P2P1( V V1) ，P 3P2
10、( V V1) P0( V V1) 3；第二种： P0VP(V3) ，解得PP0( V V3) 5 P3；压强小的抽取的气体多，故选A。 5( 南京市燕子矶中学2017 年高二下学期检测) 容积为20L 的钢瓶内，贮有压强为 1.5 10 7Pa的氧气。 打开钢瓶的阀门， 让氧气分装到容积为 5L 的氧气袋中 ( 袋都是真空的) ， 充气后的氧气袋中氧气压强都是1.0 10 6Pa，设充气过程不漏气， 环境温度不变， 则这瓶氧 气最多可分装 ( B ) A60 袋B 56 袋 C50 袋D 40 袋 解析： 设可分装n袋，取全部气体研究，据玻意耳定律有：p1Vp2Vnp2V0 1510 7Pa
11、20L1.0 106Pa20L n1.0 10 6Pa5L，解得 n56，B选项正确。 二、非选择题 6( 重庆市永兴中学20172018 学年高二下学期期末) 今有一质量为M的气缸， 用质量 为m的活塞封有一定质量的理想气体，当气缸水平横放时，空气柱长为L0( 如图甲所示 ) ，若 气缸按如图乙悬挂保持静止时，求气柱长度为多少。已知大气压强为p0，活塞的横截面积为 S，它与气缸之间无摩擦且不漏气，且气体温度保持不变。 答案：p0L0S/(p0SMg) 解析： 对缸内理想气体，平放初态 p1p0，V1L0S 悬挂末态：对缸体，Mgp2Sp0S 即p2p0Mg/S VLS 由玻意耳定律：p1V1
12、p2V2即p0L0S(p0Mg/S)LS 得：气柱长度为Lp0L0S/(p0SMg) 7 一种水下重物打捞方法的工作原理如图所示。将一质量M310 3kg、 体积V00.5m 3 的重物捆绑在开口朝下的浮筒上。向浮筒内充入一定质量的 气体，开始时筒内液面到水面的距离h140m ，筒内气体体积V11m 3。在拉 力作用下浮筒缓慢上升，当筒内液面到水面的距离为h2时，拉力减为零， 此时气 体体积为V2，随后浮筒和重物自动上浮。求V2和h2。 已知大气压强p0110 5Pa，水的密度 110 3kg/m3，重力加速度的大小 g10m/s 2。 不计水温变化，筒内气体质量不变且可视为理想气体，浮筒质量和筒壁厚度可忽略。 6 答案： 2.5m 3 10m 解析： 当F0 时，由平衡条件得 Mgg(V0V2) 代入数据得 V2 2.5m 3 设筒内气体初态、末态的压强分别为p1、p2，由题意得 p1p0gh1 p2p0gh2 在此过程中筒内气体温度和质量不变，由玻意耳定律得 p1V1p2V2 联立式，代入数据得 h2 10m
