高中物理2 气体的等温变化课后作业题

这是一份高中物理2 气体的等温变化课后作业题，共9页。试卷主要包含了2气体的等温变化 同步课时作业等内容，欢迎下载使用。

2.2气体的等温变化 同步课时作业（含解析）
1.用活塞式抽气机抽气，在温度不变的情况下，从玻璃瓶中抽气，第一次抽气后，瓶内气体的压强减小到原来的，要使容器内剩余气体的压强减小为原来的，抽气次数应为( )
A.3B.4C.5D.6
2.如图所示，由导热材料制成的汽缸和活塞将一定质量的气体封闭在汽缸内，活塞与汽缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体。将一细管插入液体，由于虹吸现象，活塞上方液体缓慢流出，在此过程中，大气压强与外界的温度保持不变。下列各个描述气体状态变化的图像中与上述过程相符合的是( )
A.B.C.D.
3.质量为M的汽缸口朝上静置于地面上(如图甲)，用质量为m的活塞封闭一定量的气体(气体的质量忽略不计)，活塞的截面积为S。将汽缸倒扣在地面上(如图乙)，静止时活塞没有接触地面。已知大气压强为，取重力加速度为g，不计一切摩擦，则下列分析正确的是( )
A.甲图中，汽缸对地面的压力为
B.甲图中封闭气体压强为
C.乙图中，地面对汽缸的支持力为
D.乙图中，封闭气体压强为
4.如图所示，两端开口、内径均匀的玻璃弯管竖直固定，两段水银柱将空气柱B封闭在玻璃管左侧的竖直部分，水银柱A有一部分在水平管中。若保持温度不变，向右管缓缓注入少量水银，稳定后( )
A.右侧水银面高度差增大B.空气柱B的长度不变
C.空气柱B的压强增大D.左侧水银面高度差减小
5.在热学中，要描述一定质量的气体的宏观状态，需要确定的物理量有( )
A.每个气体分子的运动速率
B.压强
C.体积
D.温度
6.一定质量的气体在等温变化过程中，下列物理量中将发生变化的是( )
A.分子的平均动能B.单位体积内的分子数
C.气体的压强D.分子总数
7.一个开口玻璃瓶内有空气，现将瓶口向下按入水中，在水面下5m深处恰能保持静止不动，下列说法中正确的是（ ）
A.将瓶稍向下按，放手后又回到原来位置
B.将瓶稍向下按，放手后加速下沉
C.将瓶稍向上提，放手后又回到原处
D.将瓶稍向上提，放手后加速上升
8.如图所示，把玻璃管口向下插入水银槽中，管内水银面低于管外水银槽中的水银面。将玻璃管稍向上提起一些时，玻璃管中的气体压强将减小，则（ ）
A.玻璃管内气体的长度增加B.玻璃管内气体的长度减小
C.玻璃管内外水银面高度差减小D.玻璃管内外水银面高度差增大
9.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( )
A.B管内水银面比槽内水银面高h
B.B管内水银面比槽内水银面高
C.B管内水银面比槽内水银面低
D.管内封闭气体的压强比大气压强小高水银柱产生的压强
10.如图所示，一粗细均匀的U形管竖直放置，A侧上端封闭，B侧上端与大气相通，下端开口处开关K关闭；A侧空气柱的长度为，B侧水银面比A侧的高.现将开关K打开，从U形管中放出部分水银，当两侧水银面的高度差为时将开关K关闭.已知大气压强，环境温度不变.则下列说法正确的是( )
A.此时A侧气体压强为72.0 cmHg
B.此时A侧空气柱长度为10.0 cm
C.此后再向B侧注入水银，使两侧的水银面达到同一高度，则注入的水银在管内的长度为3.8 cm
D.此后再向B侧注入水银，使两侧的水银面达到同一高度，则注入的水银在管内的长度为3.4 cm
11.“用DIS研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”实验中，实验装置如图。
(1)保持温度不变，封闭气体的压强p用_______测量，其体积V由_________读出。
(2)小红按实验步骤开始实验，但最后得到p和V的乘积逐渐增大。由此可推断，她的实验结果可能为图____________。
12.如图所示的马桶吸由皮吸和汽缸两部分组成，下方半球形皮吸空间的容积为，上方汽缸的长度为40 cm，横截面积为.某人在试用时，将皮吸压在水平地面上，皮吸中的气体压强等于大气压，皮吸与地面及活塞与汽缸间密封完好.不考虑皮吸与汽缸的形状改变，环境温度保持不变且马桶吸导热性良好，汽缸内活塞、连杆及手柄的质量忽略不计，已知大气压强，重力加速度.
（1）若初始状态下活塞位于汽缸顶部，当活塞缓慢下压到汽缸底部时，求皮吸中气体的压强；
（2）若初始状态下活塞位于汽缸底部，某人用竖直向上的力拉手柄将活塞缓慢向上提起20 cm高度保持静止，求此时该人对手柄作用力的大小.
答案以及解析
1.答案：B
解析：设玻璃瓶的容积是V，抽气机的容积是，抽气前瓶内气体的压强为p。气体发生等温变化，根据玻意耳定律有，解得。设抽n次后，气体压强变为原来的，由玻意耳定律可得，抽一次时，解得，抽两次时，解得，抽n次时，解得，故B正确。
2.答案：D
解析：封闭气体做的是等温变化，只有D图线是等温线，故D正确。
3.答案：B
解析：甲图中，对活塞受力分析可知，则封闭气体压强为，选项B正确；甲、乙两图中，对活塞和汽缸的整体受力分析可知，地面对汽缸的支持力为，选项A、C错误；乙图中，对活塞受力分析可知，则封闭气体压强为，选项D错误。
4.答案：D
解析：由图可知，空气柱B的压强为，所以；向右管注入少量水银，空气柱B下方的水银面就会向上移动，空气柱B上方的水银面也会向上移动，则变小，可知也减小，故A、C错误，D正确。由于温度保持不变，而空气柱B的压强减小，根据玻意耳定律可知，空气柱B的体积就会增大，空气柱B的长度增大，故B错误。
5.答案：BCD
解析：在热学中，研究一定质量的气体，宏观上用体积描述几何性质，用压强描述力学性质，用温度描述热学性质，因此，体积、压强、温度是描述气压状态的三个重要参量。
6.答案：BC
解析：气体在等温变化过程中，温度不变，所以分子的平均动能不变，故A错误；等温变化过程研究的是一定质量的气体，压强随体积的变化而变化，一定质量的气体，其分子总数一定，单位体积内的分子数改变，故B、C正确，D错误。
7.答案：BD
解析：瓶保持静止不动，受力平衡，mg=ρgV，由玻意耳定律，将瓶按下后，p增大而V减小，mg>ρgV，故放手后会加速下沉，同样道理，D也正确。
8.答案：AC
解析：由于管中气体压强减小，外界大气压不变，故玻璃管内外水银面高度差减小；整个过程温度不变，由玻意耳定律可知管内气体体积增大，即气体长度增加，故A、C均正确。
9.答案：BD
解析：以A管中的水银柱为研究对象有，则管内封闭气体的压强，显然，且B管内水银面要比槽内水银面高出，B、D正确.
10.答案：ABC
解析：打开开关放出水银的过程中，B侧水银面处的压强始终为，而A侧水银面处的压强随空气柱长度的增加逐渐减小，两侧水银面的高度差也随着减小，直至B侧水银面低于A侧水银面为止（若B侧水银面高于A侧水银面，则再向B侧注入水银时两侧水银面不可能在同一高度），由力学平衡条件，有，即此时A侧气体压强，选项A正确；根据玻意耳定律可知，解得，选项B正确；当两侧的水银面达到同一高度时，设A侧空气柱的长度为，压强为，由玻意耳定律，有，由力学平衡条件有，联立并代入数据，有；设注入的水银在管内的长度为，依题意，有，代入数据得，选项C正确，D错误.
11.答案：(1)压强传感器；注射器刻度
(2)(a)
解析：(1)根据实验原理，结合实验设计，在保持温度不变时，用压强传感器测量气体的压强p；由注射器刻度来读取气体的体积V。
(2)由于“最后得到p和V的乘积逐渐增大”，因此在图像中，斜率逐渐变大，该同学的实验结果可能为图(a)。
12.答案：（1）
（2）250 N
解析：（1）以汽缸和皮吸内的气体为研究对象，开始时封闭气体的压强为，
体积，
当活塞下压到汽缸底部时，设封闭气体的压强为，
体积，
由玻意耳定律得，
解得.
（2）以皮吸内的气体为研究对象，开始时封闭气体的压强为，
体积为，
活塞缓慢向上提起20 cm高度保持静止，设该人对手柄作用力的大小为F，封闭气体的压强为，
体积，
由玻意耳定律得，
对活塞受力分析，根据共点力平衡可得，
解得.