2021年人教版物理双基限时练-选修3-3：第八章《气体》1.docx

双基限时练(六)　气体的等温变化
1．(多选题)肯定质量的气体在温度保持不变，气体的状态发生变化时，下列物理量发生变化的是(　　)
A．分子的平均速率　　　　 B．单位体积内的分子数
C．气体的压强 D．分子总数
解析　当温度不变时，气体分子的平均动能不变，即分子的平均速率不变，故A选项错误；肯定质量的气体在温度保持不变时，满足玻意耳定律，即pV＝C，当状态发生变化时，其体积肯定发生变化，单位体积内的分子数发生变化，故B选项正确；其压强也随之发生变化，故C选项正确；气体质量不变，故D选项错误．
答案　BC
2．各种卡通外形的氢气球，受到孩子们的宠爱，特殊是年幼的小孩，小孩一不当心松手，氢气球会飞向天空，上升到肯定高度会胀破，是由于(　　)
A．球内氢气温度上升 B．球内氢气压强增大
C．球外空气压强减小 D．以上各项说法均不正确
解析　气球上升时，由于高空处空气淡薄，球外气体的压强减小，球内气体要膨胀，到肯定程度时，气球就会胀破．
答案　C
3．如图所示，竖直放置的弯曲管子A端开口，B端封闭，密度为ρ的液体将两段空气封闭在管内，管内液面高度差分别为h1、h2、h3，则B端气体的压强为(已知外界大气压为p0)(　　)

A．p0－ρg(h1＋h2－h3) B．p0－ρg(h1＋h3)
C．p0－ρg(h1＋h3－h2) D．p0－ρg(h1＋h2)
答案　B
4．如图所示，有一段12 cm长的汞柱，在均匀玻璃管中封住肯定质量的气体，若开口向上将玻璃管放置在倾角为30°的粗糙斜面上，处于静止状态．被封闭气体压强为(大气压强p0＝76 cmHg)(　　)

A．76 cmHg B．82 cmHg
C．88 cmHg D．70 cmHg
解析　以液柱为争辩对象，对其进行受力分析，只分析沿斜方向的外力作用，合力为零，
p0S＋pm·S＝pS
pm＝lsin30°
p＝p0＋pm＝(76＋12×sin30°)cmHg
＝82 cmHg
故B选项正确．
答案　B
5．如图所示，D→A→B→C表示肯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．D→A是一个等温过程
B. A→B是一个等温过程
C. A与B的状态参量相同
D. B→C体积减小，压强减小，温度不变
解析　由图象可知p－图象是过原点的倾斜直线，表示气体进行等温变化，故D→A是等温变化，A选项正确．A、B两个状态参量不同，故B、C选项错误；B→C气体进行等温变化，p减小，V增大，故D选项错误．
答案　A
6．如图所示，是肯定质量的某种气体状态变化的p－V图象，气体由状态A变化到状态B的过程，气体分子平均速率变化状况是(　　)

A．始终保持不变　　　　 B．始终增大
C．先减小后增大 D．先增大后减小
解析　由图象可知，气体由状态A变化到状态B，pV值先增大后减小，由气体等温变化的等温线可知，同一气体，在不同温度进行等温变化时，pV值越大，所对应的温度越高，故图象中的气体，温度上升后再降低，故D选项正确．
答案　D

7．一根竖直静止放置的两端封闭的细玻璃管，管内封闭着的空气被一段水银柱分为上下两部分，如图所示，当它在竖直方向运动时，发觉水银柱相对玻璃管向上移动(温度不变)，以下说法正确的是(　　)
A．玻璃管做匀速运动
B．玻璃管向下加速运动
C．玻璃管向下减速运动
D．玻璃管向上加速运动
解析　水银柱相对玻璃管向上移动，即上面被封闭的气体体积减小，下面被封闭的气体体积增大，由此可知上面气体压强增大，下面气体压强减小，则水银柱受到合外力向下，因此，具有向下的加速度，故B选项正确．
答案　B

8．如图所示，活塞的质量为m，缸套的质量为M，通过弹簧吊在天花板上，气缸内封有肯定质量的气体，缸套和活塞间无摩擦，活塞面积为S，则(大气压强为p0)(　　)
A．封闭气体的压强p＝p0＋
B．封闭气体的压强p＝p0＋
C．封闭气体的压强p＝p0－
D．封闭气体的压强p＝

解析　以缸套为争辩对象，如图所示，依据平衡条件有：Mg＋pS＝p0S，所以p＝p0－.
答案　C
9．容积为20 L的钢瓶内，贮有压强为1.5×107 Pa的氧气．打开钢瓶的阀门，让氧气分装到容积为5 L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1.0×106 Pa，设充气过程不漏气，环境温度不变，则这瓶氧气最多可分装(　　)
A．60袋 B．56袋
C．50袋 D．40袋
解析　设可分装n袋，取全部气体争辩，据玻意耳定律有：
p1V＝p2V＋np2V0
1．5×107 Pa×20L＝1.0×106 Pa×20 L＋n×1.0×106 Pa×5 L，解得n＝56，B选项正确．
答案　B
10．在“探究气体等温变化的规律”试验中，封闭的空气如图所示，U型管粗细均匀，右端开口，已知外界大气压为76 cm汞柱高，图中给出了气体的两个不同的状态．
甲
　乙
(1)试验时甲图气体的压强为________ cmHg；乙图气体压强为________ cmHg.
(2)试验时某同学认为管子的横截面积S可不用测量，这一观点正确吗？
答：________(选填“正确”或“错误”)．
(3)数据测量完后在用图象法处理数据时，某同学以压强p为纵坐标，以体积V(或空气柱长度)为横坐标来作图，你认为他这样做能便利地看出p与V间的关系吗？
答：________.
解析　(1)由连通器原理可知，甲图中气体压强为p0＝76 cmHg，乙图中气体压强为p0＋4 cmHg＝80 cmHg.
(2)由玻意耳定律p1V1＝p2V2，即p1l1S＝p2l2S，即p1l1＝p2l2(l1、l2为空气柱长度)，所以玻璃管的横截面积可不用测量．
(3)以p为纵坐标，以V为横坐标，作出p－V图是一条曲线，但曲线未必表示反比关系，所以应再作出p－图，看是否是过原点的直线，才能最终确定p与V是否成反比．
答案　(1)76　80　(2)正确　 (3)不能
11．如下图所示，圆筒形汽缸静止于地面上，汽缸的质量为M，活塞(包括手柄)的质量为m，汽缸的内部截面积为S，大气压强为p0，平衡时汽缸内的容积为V，现用手握住活塞手柄渐渐向上提，设汽缸足够长，在整个上提过程中气体温度保持不变，并且不计汽缸内气体的重力及活塞与汽缸壁间的摩擦，求将汽缸提离地面时活塞上升的距离．

11．一个足球的容积V0＝2.6×10－3 m3，原来装满1.0×105 Pa的空气．现用打气筒给这个足球打气，每次可把V＝1.0×10－4 m3、压强为1.0×105 Pa的空气打入球内，要使足球内部的压强增为2.0×105 Pa，应打气多少次？(设足球的容积和空气温度在打气过程中不变)
解析　对打足气后球内的气体有：
初态：p1＝1.0×105 Pa，
V1＝2.6×10－3 m3＋n×1.0×10－4 m3；
末态：p2＝2.0×105 Pa，
V2＝2.6×10－3 m3.
由玻意耳定律得p1V1＝p2V2，
所以1.0×105×(26＋n)×10－4＝2.0×105×2.6×10－3，解得n＝26，即应打气26次．
答案　26次
12．今有一质量为M的气缸，用质量为m的活塞封有肯定质量的抱负气体，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．
甲
　乙
解析　对缸内抱负气体，平放状态：
p1＝p0，V1＝L0S
悬挂状态：对缸体，Mg＋p2S＝p0S
即p2＝p0－，V＝LS
由玻意耳定律：p1V1＝p2V2
即p0L0S＝(p0－)LS
得气柱长度L＝
答案　
13．用来喷洒农药的压缩喷雾器的结构如图所示，A的容积为7.5 L，装入药液后，药液上方空气为1.5 L，关闭阀门K，用打气筒B每次打进105 Pa的空气250 cm3(K′为单向阀门)

(1)要使药液上方气体压强为4×105 Pa，应打几次打气筒？
(2)当A中有4×105 Pa的空气后，打开阀门K可以喷洒农药，直到不能喷洒时，喷雾器剩余多少体积的药
液？(忽视喷管中药液产生的压强)
解析　将打入的空气与原来药液上方的空气一起作为争辩对象，将变质量的问题转化为肯定质量的问题，利用分态式求解．打开阀门K喷洒药液时，A中空气经受了一个等温膨胀过程，由初态参量、末态参量运用玻意耳定律便可求解．
(1)设原来药液上方空气体积为V，每次打入空气体积为V0，打n次后压强由p0变到p1，以A中原有空气和n次打入A中的空气的全部为争辩对象，由玻意耳定律得p0(V＋nV0)＝p1V
故n＝＝＝18.
(2)打开阀门K，直到药液不能喷出，忽视喷管中药液产生的压强，则A容器中气体压强应等于外界大气压，以A中气体为争辩对象，由玻意耳定律得
p1V＝p0V′
V′＝＝ L＝6 L
因此A容器中剩余药液的体积为(7.5－6) L＝1.5 L.
答案　(1)18次
(2)1.5 L