人教版高中物理选修3-31.气体的等温变化

高中物理学习材料
（灿若寒星**整理制作）
第8章 1
(本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！)
一、选择题
1．一个气泡由湖面下20 m深处上升到湖面下10 m深处，它的体积约变为原来体积的(温度不变)()
A．3倍B．2倍
C．1.5倍D．0.7倍
解析：外界大气压相当于10 m水柱产生的压强，对气泡p1＝3p0，p2＝2p0，由p1V1＝p2V2知V2＝1.5V1，故C项正确．
答案： C
2．如图所示，在一端封闭的玻璃管中，用一段水银将管内气体与外界隔绝，管口向下放置，若将管倾斜，待稳定后则呈现的物理现象是()
A．封闭端内气体的压强增大B．封闭端内气体的压强减小
C．封闭端内气体的压强不变D．封闭端内气体的体积减小
解析：玻璃管由竖直到倾斜，水银柱压强p h减小，由p＋p h＝p0知气体压强增大，再由玻意耳定律知其体积减小，故A、D正确．
答案：AD
3．如图为一定质量的气体的两条等温线，则下列关于各状态温度的说法正确的有()
A．t A＝t B B．t B＝t C
C．t C＞t A D．t D＞t A
解析：两条等温线，故t A＝t B，t C＝t D，故A项正确．两条等温线比较，t D＞t A，t C＞t A，故B项错，C、D项正确．
答案：ACD
4．放飞的氢气球上升到一定高度会胀破，是因为()
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：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．
答案： C
5．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，汽缸内封有一定质量的气体．缸套和活塞间无摩擦，活塞面积为S.大气压强为p0.则封闭气体的压强为()
A．p＝p0＋mg/S B．p＝p0＋(M＋m)g/S
C．p＝p0－Mg/S D．p＝mg/S
答案： C
6．氧气瓶在储存过程中，由于密封不严，出现缓慢漏气，其瓶内氧气的压强和体积变化如图中A到B所示，则瓶内氧气的温度(设环境温度不变)()
A．一直升高B．一直下降
C．先升高后降低D．不变
解析：易错选B，错误原因是只简单地对A、B及A到B的过程进行分析后，作出各状态下的等温线，如图所示，从图中可以看出t A>t1>t2>t B，从而误选B，而忽略了只有一定
质量的气体才满足t A >t 1>t 2>t B .
正确答案应为D.密封不严说明漏气，说明气体质量变化，B 不正确；漏气缓慢进行，故氧气瓶中氧气可充分同外界进行热交换，隐含与外界“等温”．
答案： D
7．用活塞气筒向一个容积为V 的容器内打气，每次能把体积为V 0，压强为p 0的空气打入容器内，若容器内原有空气的压强为p ，打气过程中温度不变，则打了n 次后容器内气体的压强为( )
A.p 0V 0V
B ．p 0＋np 0
C ．p ＋n ⎝⎛⎭⎫
p 0V 0V
D ．p 0＋⎝⎛⎭⎫V 0V n
·
p 0 解析： 将n 次打气的气体和容器中原有气体分别看成是初态，将打气后容器内气体看成是末态，利用等温分态分式，有pV ＋np 0V 0＝p ′V ，得n 次打气后容器内气体的压强p ′＝p ＋n ⎝⎛⎭⎫
p 0V 0V ，即C 项正确．
答案： C
8．如图所示，有一压力锅，锅盖上的排气孔截面积约为7.0×10－
6 m 2，限压阀重为0.7
N ．使用该压力锅对水消毒，根据下列水的沸点与气压关系的表格，分析可知压力锅内的最高水温约为(大气压强为1.01×105 Pa)( )
p (×105
Pa)
1.01
1.43 1.54 1.63 1.73 1.82 1.91
2.01 2.12 2.21 t (℃)
100 110
112
114
116
118
120
122
124
126
A.100 ℃ B ．112 ℃ C ．122 ℃
D ．124 ℃
解析： 由表格数据知，气压越大，沸点越高，即锅内最高温度越高．对限压阀分析受力，当mg ＋p 0S ＝pS 时恰好要放气，此时p ＝mg S ＋p 0＝0.77.0×10－6＋p 0＝2.01×105
Pa 达到最大值，对应的最高温度为122 ℃
答案： C
9．容积V ＝20 L 的钢瓶充满氧气后，压强为p ＝30个大气压，打开钢瓶盖阀门，让氧气分别装到容积为V 0＝5 L 的小瓶子中去，若小瓶子已抽成真空，分装到小瓶子中的氧气压强均为p 0＝2个大气压，在分装过程中无漏气现象，且温度保持不变，那么最多可装的瓶数是( )
A ．4瓶
B ．50瓶
C ．56瓶
D ．60瓶
解析： 设最多可装的瓶数为n ，由玻意耳定律有pV ＝p 0(V ＋nV 0)，所以 n ＝pV －p 0V p 0V 0＝30×20－2×202×5＝56瓶．
答案： C 二、非选择题
10.如图所示，为医院用于静脉滴注的装置示意图，倒置的输液瓶上方有一
气室A ，密封的瓶口处的软木塞上插有两根细管，其中a 管与大气相通，b 管为输液软管，中间又有一气室B ，而其c 端则通过针头接人体静脉．
(1)若气室A 、B 中气体的压强分别为p A 、p B 则它们与外界大气压强p 0间的大小关系应为________；
(2)当输液瓶的悬挂高度与输液软管内径确定时，药液滴注的速度________．(填“越滴越快”、“越滴越慢”或“恒定不变”)
解析： (1)因a 管与大气相通，故可以认为a 管上端处压强即为大气压强，这样易得p A ＜p 0，而p B ＞p 0，即有p B ＞p 0＞p A .
(2)当输液瓶的悬挂高度与输液软管的内径确定时，由于a 管上端处的压强与人体血管中的压强都保持不变，故b 管中气体的压强也不变，所以药液滴注的速度是恒定不变的．
答案： (1)p B ＞p 0＞p A (2)恒定不变
11．(2011·威海高二检测)在“探究气体等温变化的规律”实验中，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．
(1)实验时甲图气体的压强为________cm 汞柱高；乙图气体压强为________cm 汞柱高． (2)实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？ ________(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，你认为他这样做能方便地看出p 与V 间的关系吗？
解析： (1)由连通器原理可知，甲图中气体压强为p 0＝76 cmHg ，乙图中气体压强为p 0＋4 cmHg ＝80 cmHg.
(2)由玻意耳定律p 1V 1＝p 2V 2，即p 1l 1S ＝p 2l 2S ，即p 1l 1＝p 2l 2，(l 1、l 2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 －1
V
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
12．如图所示，密闭圆筒的中央有一个活塞，活塞两边封闭着两部分气体，它们的压强都是750 mmHg.现在用力把活塞向右移动，使活塞右边气体的体积变为原来的一半，那么活塞两边的压强差为多大？(假定气体温度不变)
解析： 在分析气体的变化规律时，由于质量一定且温度不变可以分别利用玻意耳定律研究左、右两部分气体的等温变化．
左边：p 0V 0＝p 1·32V 0，得p 1＝2
3p 0＝500 mmHg
右边：p 0V 0＝p 2·1
2V 0，得p 2＝2p 0＝1 500 mmHg
活塞两边的压强差Δp ＝p 2－p 1＝1 000 mmHg 答案： 1 000 mmHg。