2018學(xué)年高中物理 第二章 氣體 氣體的等溫變化習(xí)題 教科版選修3-3.doc
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氣體的等溫變化 一、選擇題 1.關(guān)于溫度有如下說(shuō)法: ①物體的溫度不可能達(dá)到絕對(duì)零度;②隨著低溫技術(shù)的發(fā)展,絕對(duì)零度是可能達(dá)到的;③人的正常體溫約310 K;④一個(gè)物體的溫度由10℃升高到20℃,與它從288 K升高到298 K所升高的溫度是相同的.其中正確的是( ). A.①④ B.②④ C.①③④ D.②③④ 2.封閉在容器中的氣體的壓強(qiáng)( ). A.是由氣體重力產(chǎn)生的 B.是由氣體分子間相互作用(引力和斥力)產(chǎn)生的 C.是由大量分子頻繁碰撞器壁產(chǎn)生的 D.當(dāng)充滿(mǎn)氣體的容器自由下落時(shí),由于失重,氣體壓強(qiáng)將減小為零 3.著名的馬德堡半球?qū)嶒?yàn)可簡(jiǎn)化成如圖所示的示意圖.設(shè)兩個(gè)半球殼拼成的球形容器的半徑為R,大氣壓強(qiáng)為p,則要使這兩個(gè)半球殼分離,施加的拉力,至少為( ). A.4πR2p B.2πR2p C.πR2p D.πR2p 4.一定質(zhì)量的氣體發(fā)生等溫變化時(shí),若體積增大為原來(lái)的2倍,則壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉?lái)的( )倍. A.2 B.1 C. D. 5.一定質(zhì)量的氣體在溫度保持不變時(shí),壓強(qiáng)增大到原來(lái)的4倍,則氣體的體積變?yōu)樵瓉?lái)的( )倍. A.4 B.2 C. D. 6.如圖所示,D→A→B→C表示一定質(zhì)量的某種氣體狀態(tài)變化的一個(gè)過(guò)程,則下列說(shuō)法正確的是( ). A.D→A是一個(gè)等溫過(guò)程 B.A→B是一個(gè)等溫過(guò)程 C.A與B的狀態(tài)參量相同 D.B→C體積減小,壓強(qiáng)減小,溫度不變 7.如圖所示是一定質(zhì)量的某種氣體狀態(tài)變化的p-V圖象,氣體由狀態(tài)A變化至狀態(tài)B的過(guò)程中,氣體分子平均速率的變化情況是( ). A.一直保持不變 B.一直增大 C.一直減小 D.先增大后減小 8.如圖所示,一根一端封閉的玻璃管開(kāi)口向下插入水銀槽中,內(nèi)封一定質(zhì)量的氣體,管內(nèi)水銀面低于管外,在溫度不變時(shí),將玻璃管稍向下插入一些,下列說(shuō)法正確的是( ). 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 9.如圖所示,上端封閉的連通器A、B、C三管中水銀面相平,三管橫截面積的關(guān)系是SA>SB>SC.管內(nèi)水銀上方的空氣柱長(zhǎng)度為L(zhǎng)A<LB<LC.若從下方通過(guò)閥門(mén)K流出少量水銀(保持三管中均有水銀),則三管中水銀面的高度關(guān)系是( ). A.A管中水銀面最高 B.C管中水銀面最高 C.一樣高 D.條件不足,無(wú)法確定 10.如圖所示,有一段12 cm長(zhǎng)的汞柱,在均勻玻璃管中封住一定質(zhì)量的氣體,若開(kāi)口向上將玻璃管放置在傾角為30的光滑斜面上,在下滑過(guò)程中被封氣體的壓強(qiáng)為(大氣壓強(qiáng)p0=76 cmHg)( ). A.76 cmHg B.82 cmHg C.88 cmHg D.70 cmHg 11.一定質(zhì)量的氣體在等溫變化的過(guò)程中,它的下列哪些物理量將發(fā)生變化?( ) A.氣體的平均速率 B.單位體積內(nèi)的分子數(shù) C.氣體的壓強(qiáng) D.分子總數(shù) 12.如圖所示,某種自動(dòng)洗衣機(jī)進(jìn)水時(shí),與洗衣缸相連的細(xì)管中會(huì)封閉一定質(zhì)量的空氣,通過(guò)壓力傳感器感知管中的空氣壓力,從而控制進(jìn)水量,設(shè)溫度不變,洗衣缸內(nèi)水位升高,則細(xì)管中被封閉的空氣( ). A.體積不變,壓強(qiáng)變小 B.體積變小,壓強(qiáng)變大 C.體積不變,壓強(qiáng)變大 D.體積變小,壓強(qiáng)變小 二、填空題 13.如圖所示,在左端封閉的U形管中,用水銀封住了A、B兩段空氣柱,外界大氣壓強(qiáng)為76 cmHg,則pA=________,pB=________。 14.如圖所示,固定在水平地面上的汽缸內(nèi)封閉著一定質(zhì)量的氣體,活塞與汽缸內(nèi)壁接觸光滑且不漏氣,活塞的橫截面積S=100 cm2,受到F1=200 N水平向左的推力而平衡,此時(shí),缸內(nèi)氣體對(duì)活塞的平均壓力為F2=1200 N,則缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p=________Pa,缸外大氣壓強(qiáng)p0=________Pa. 三、解答題 15.一圓柱形汽缸,內(nèi)部截面積為S,其活塞可在汽缸內(nèi)無(wú)摩擦地滑動(dòng),汽缸內(nèi)密封有理想氣體,外部大氣壓強(qiáng)為p0,當(dāng)汽缸臥放在水平面上時(shí),活塞距缸底為L(zhǎng)0,如圖所示.當(dāng)汽缸豎直放置且開(kāi)口向上時(shí),活塞距缸底為;當(dāng)用細(xì)繩系住活塞上的鉤子,把汽缸提離地面時(shí),活塞距缸底為2L0(忽略氣體質(zhì)量,保持溫度不變).求提離地面時(shí),繩中張力多大? 16.如圖所示,導(dǎo)熱氣缸平放在水平地面上,用橫截面積為S=0.110-2 m2的光滑活塞A和B封閉兩部分理想氣體I和Ⅱ,活塞A、B的質(zhì)量分別為mA=2 kg,mB=4 kg,活塞A、B到氣缸底部的距離分別為20 cm和8 cm?,F(xiàn)將氣缸轉(zhuǎn)至開(kāi)口向上,環(huán)境溫度不變,外界大氣壓強(qiáng)p0=1.0105Pa。待狀態(tài)穩(wěn)定時(shí),求活塞A移動(dòng)的距離。 【答案與解析】 一、選擇題 1.【答案】C 2.【答案】C 3.【答案】C 4.【答案】C 【解析】由p1V1=p2V2可得,故選項(xiàng)C正確. 5.【答案】D 【解析】根據(jù)p1V1=p2V2,可得,故選項(xiàng)D正確. 6.【答案】A 【解析】D→A是一個(gè)等溫過(guò)程,A對(duì);A、B兩狀態(tài)溫度不同,A→B的過(guò)程中不變,則體積V不變,此過(guò)程中氣體的壓強(qiáng)、溫度會(huì)發(fā)生變化,B、C錯(cuò),B→C是一個(gè)等溫過(guò)程,V增大,p減小,D錯(cuò)。 7.【答案】D 【解析】由圖像可知,pAVA=pBVB,所以A、B兩狀態(tài)的溫度相等,在同一等溫線(xiàn)上,可在p-V圖上作出幾條等溫線(xiàn),如圖所示。 由于離原點(diǎn)越遠(yuǎn)的等溫線(xiàn)溫度越高,所以從狀態(tài)A到狀態(tài)B溫度應(yīng)先升高后降低,分子平均速率先增大后減小。 8.【答案】A、D 【解析】極限分析法:設(shè)想把管壓得很深,則易知V減小,p增大,∵p=p0+ph,∴h增大,即選項(xiàng)A、D正確. 假設(shè)法:將玻璃管向下插入的過(guò)程中,假設(shè)管內(nèi)氣體體積不變,則h增大,p=p0+ph也增大,由玻意耳定律判斷得V減小.故管內(nèi)氣體體積V不可能不變而是減小,由V減小得p=p0+ph增大,所以h也增大. 9.【答案】A 【解析】未打開(kāi)閥門(mén)前,A、B、C三管中水銀面相平,根據(jù)連通器原理知三管中封閉氣體的壓強(qiáng)相同,記作p.假設(shè)打開(kāi)閥門(mén)K流出少量水銀后,三管中水銀面都降低了相同的高度h,三管中水銀面仍然相平,氣體末壓強(qiáng)也相同,但是對(duì)管中封閉氣體應(yīng)用玻意耳定律有pL=p'(L+h). 解得末壓強(qiáng) . 此式表明p'’與空氣柱原長(zhǎng)L有關(guān).因?yàn)?,LA<LB<LC,所以有pA'<pB'<pC',與假設(shè)矛盾。說(shuō)明后來(lái)三管內(nèi)液面不相平. 以K為參考點(diǎn),由連通器原理知 pA'+hA'=pB'+hB'=pC'+hC'. ∵pA'<pB'<pC',∴hA'>hB'>hC'. 可見(jiàn),哪個(gè)管內(nèi)原來(lái)空氣柱較短,后來(lái)該管水銀面就較高,與管的橫截面積無(wú)關(guān). 10.【答案】A 【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處理.對(duì)水銀柱進(jìn)行受力分析,則有玻璃管和水銀柱組成系統(tǒng)的加速度a=gsin,所以對(duì)水銀柱由牛頓第二定律得:p0S+Mgsin-pS=Ma,故p=p0. 11.【答案】B、C 【解析】由玻意耳定律可知p1V1=p2V2,即氣體的壓強(qiáng)和體積將變化.因溫度不變,氣體的平均速率,質(zhì)量不變。分子總數(shù)不變,體積增大,單位體積內(nèi)的分子數(shù)減少. 12.【答案】B 【解析】由于洗衣缸內(nèi)水位上升,細(xì)管中水位也上升相應(yīng)的高度,管內(nèi)氣體體積減小,由pV=C可知,細(xì)管中氣體壓強(qiáng)增大。故正確選項(xiàng)為B. 二、填空題 13.【答案】75 cmHg 81 cmHg 14.【答案】1.2105 1.0105 【解析】缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為,由活塞受力平衡F2=p0S+F1得大氣壓強(qiáng):。 三、解答題 15.【答案】p0S. 【解析】汽缸由臥放到豎直放置,對(duì)缸中氣體應(yīng)用玻意耳定律,有,可得;汽缸由臥放到吊起,對(duì)缸中氣體應(yīng)用玻意耳定律有:p0L0S=p'2L0S,可得.汽缸吊起時(shí),以活塞為研究對(duì)象,根據(jù)力的平衡條件,有T+p'S=Mg+p0S.所以張力T=Mg+p0S-p'S=p0S. 16.【答案】0.05m 【解析】對(duì)理想氣體Ⅰ,由玻意爾定律 代入數(shù)據(jù)得 對(duì)理想氣體Ⅱ,由玻意爾定律 代入數(shù)據(jù)得 故活塞A移動(dòng)的距離 答:活塞A移動(dòng)的距離為0.05m。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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