高中气体的等温变化课时作业

这是一份高中气体的等温变化课时作业，共11页。试卷主要包含了封闭气体压强的计算，实验思路，物理量的测量，数据分析，注意事项等内容，欢迎下载使用。
考点一：一、封闭气体压强的计算
1．取等压面法
同种液体在同一深度向各个方向的压强相等，在连通器中，灵活选取等压面，利用同一液面压强相等求解气体压强．如图2甲所示，同一液面C、D两处压强相等，故pA＝p0＋ph；如图乙所示，M、N两处压强相等，从左侧管看有pB＝pA＋ph2，从右侧管看，有pB＝p0＋ph1.
图2
2．力平衡法
选与封闭气体接触的活塞、汽缸或液体为研究对象进行受力分析，由平衡条件列式求气体压强．
说明：容器加速运动时，可由牛顿第二定律列方程求解．
考点二：玻意耳定律
1．内容
一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比．
2．公式
pV＝C或p1V1＝p2V2.
3．条件
气体的质量一定，温度不变．
技巧归纳：
1．常量的意义
p1V1＝p2V2＝C，该常量C与气体的种类、质量、温度有关，对一定质量的气体，温度越高，则常量C越大．
2．应用玻意耳定律解题的一般步骤
(1)确定研究对象，并判断是否满足玻意耳定律的条件．
(2)确定初、末状态及状态参量(p1、V1；p2、V2)．
(3)根据玻意耳定律列方程求解．(注意统一单位)
(4)注意分析隐含条件，作出必要的判断和说明．
考点三、气体等温变化的p－V图像或p－eq \f(1,V)图像
两种等温变化图像
考点四：实验：探究气体等温变化的规律
一、等温变化
一定质量的气体，在温度不变的条件下，其压强与体积变化时的关系．
二、实验思路
在保证密闭注射器中气体的质量和温度不变的条件下，通过改变密闭注射器中气体的体积，由压力表读出对应气体的压强值，进而研究在恒温条件下气体的压强与体积的关系．
三、实验器材
带铁夹的铁架台、注射器、柱塞(与压力表密封连接)、压力表、橡胶套、刻度尺．
四、物理量的测量
1．如图所示组装实验器材．
2．利用注射器选取一段空气柱为研究对象，注射器下端的开口有橡胶套，它和柱塞一起把一段空气柱封闭．
3．把柱塞缓慢地向下压或向上拉，读取空气柱的长度与压强的几组数据．空气柱的长度l可以通过刻度尺读取，空气柱的长度l与横截面积S的乘积就是它的体积V.空气柱的压强p可以从与注射器内空气柱相连的压力表读取．
五、数据分析
1．作p－V图像
以压强p为纵坐标，以体积V为横坐标，用采集的各组数据在坐标纸上描点，绘出等温曲线，如图所示．观察p－V图像的特点看能否得出p、V的定量关系．
2．作p－eq \f(1,V)图像
以压强p为纵坐标，以eq \f(1,V)为横坐标，在坐标纸上描点．如果p－eq \f(1,V)图像中的各点位于过原点的同一条直线上，就说明压强p跟eq \f(1,V)成正比，即压强与体积成反比．如果不在同一条直线上，我们再尝试其他关系．
3．实验结论：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，其压强与体积的倒数成正比．
六、注意事项
1．改变气体体积时，要缓慢进行．
2．实验过程中，不要用手接触注射器的外壁．
3．实验前要在柱塞上涂抹润滑油．
4．读数时视线要与柱塞底面平行．
5．作p－eq \f(1,V)图像时，应使尽可能多的点落在直线上，不在直线上的点应均匀分布于直线两侧，偏离太大的点应舍弃掉．
二：考点题型归纳
题型一：压强的基本计算
1．(2022春·黑龙江哈尔滨·高二哈师大附中期末)如图所示，竖直静止放置的U形管，左端开口，右端封闭，管内a、b两段水银柱将A、B两段空气柱封闭在管内。已知水银柱a长为，水银柱b两液面的高度差为，大气压强为，空气柱A的压强为。则空气柱B的压强可表示为( )
B． C． D．

2．(2022春·四川宜宾·高二四川省宜宾市第四中学校校考期中)如图所示，活塞质量为M，上表面水平横截面积为S，下表面与水平成α角，摩擦不计，外界大气压为，被封闭气体的压强为 ( )
A． B． C． D．
3．(2022春·广东广州·高二广州市天河中学阶段练习)若已知大气压强为p0，图中各装置均处于静止状态，液体密度均为ρ，重力加速度为g，下列说法正确的是( )
A．甲图中密闭气体的压强大小是p0+ρghB．乙图中密闭气体的压强大小是p0+ρgh
C．丙图中密闭气体的压强大小是p0－ρghD．丁图中密闭气体的压强大小是p0＋ρgh1
题型二：理解玻意耳定律
4．(2021春·江西宜春·高二校考阶段练习)粗细均匀的玻璃管长L = 90cm，内有齐口h = 2cm长水银柱封闭一定质量气体，外界大气压p0= 76cmHg，环境温度不变，从外界缓慢加入水银，则( )
A．最多能加10cm水银B．最多能加7cm水银
C．最多能加5cm水银D．不能再加入水银
5．(2022春·重庆江北·高二校考阶段练习)如图，两端开口的弯管，左管插入水银槽中，管内外水银面高度差为h1，右侧管有一段水银柱，两端液面高度差为h2，中间封有一段空气，若( )
A．温度升高，则h1增大，h2增大 B．大气压升高，则h1增大，h2增大
C．弯管下移少许距离，则h1增大，h2不变 D．右管中滴入少许水银，则h1不变，h2增大
6．(2020春·吉林·高二校联考期末)在1个标准大气压下，把粗细均匀玻璃管开口向下竖直地压入水中，管中共有部分充满水，假设温度不变，则此时管内空气压强相当于( )
A．3个大气压B．2个大气压C．大气压D．个大气压
题型三：气体的等温变化图像
7．(2022春·新疆塔城·高二期中)将一定质量的空气装入气瓶内，并对它进行等温压缩。如果这些空气可以看成理想气体，那么图中能正确表示压缩过程中空气的压强p和体积V关系的是( )。
A．B．C．D．
8．(2020春·河南三门峡·高二期中)如图所示，一定质量的理想气体，从状态1变化到状态2，其p－图象为倾斜直线，气体温度变化是( )
A．逐渐升高 B．逐渐降低 C．可能不变 D．可能先升高后降低
9．(2021春·山东泰安·高二期中)有同学在做“用DIS研究温度不变时气体的压强跟体积的关系”实验时，缓慢推动活塞，在使注射器内空气体积逐渐减小的过程中，多次从注射器的刻度上读出体积值并输入计算机，同时由压强传感器将对应体积的压强值通过数据采集器传送给计算机。实验完成后，计算机屏幕上显示出如图所示的p—V图线(其中实线是实验所得图线，虚线为一根参考双曲线)。由于此图无法说明p与V的确切关系，所以改画p－图象，画出的p－图象应当是( )
A．B．C．D．
题型四：应用玻意耳定律解决实际问题
10．(2022春·河北邯郸·高二校考阶段练习)足球的容积为V．足球内已有的气体与外部大气的温度相同，压强等于大气压强p0，现再从球外取体积为ΔV的空气充入球内，使足球内的压强增大到p，设足球容积保持不变，充气过程气体温度不变，则ΔV为( )
A．V B．(－1)V C．V D．(＋1)V
11．(2022春·黑龙江齐齐哈尔·高二期末)如图，自动洗衣机洗衣缸的底部与竖直均匀细管相通，细管上部封闭，并与压力传感器相接。洗衣缸进水时，细管中的空气被水封闭，随着洗衣缸中水面的上升，细管中的空气被压缩，当细管中空气压强达到一定数值时，压力传感器使进水阀门关闭，这样就可以自动控制进水量。已知刚进水时细管中被封闭空气柱长度为(忽略此时洗衣缸内水位的高度)，大气压强，水的密度，重力加速度。当空气柱被压缩到长时，压力传感器关闭洗衣机进水阀门，则此时洗衣缸内水位高度为(设整个过程中细管内气体可看作理想气体且温度保持不变)( )
B．C．D．
12．(2022春·黑龙江哈尔滨·高二哈师大附中校考期末)增压玩具水枪通过压缩空气提高储水腔内的压强。已知储水腔的容积为1.0L，初始时，在储水腔中注入0.5L的水，此时储水腔内气体压强为p0，现用充气管每次将0.02L压强为的气体注入储水腔中，忽略温度变化，空气视为理想气体。要使储水腔内气体压强增大到，则应该充气的次数为( )
A．5B．10C．15D．20
题型五：实验：探究气体等温变化的规律
13．(2022春·山东威海·高二期末)某同学用如图甲所示装置探究气体做等温变化的规律。

(1)在实验中，下列操作不必要的是______；
A．用橡胶套密封注射器的下端 B．用游标卡尺测量柱塞的直径
C．读取压力表上显示的气压值 D．读取刻度尺上显示的空气柱长度
(2)实验装置用铁架台固定，而不是用手握住玻璃管(或注射器)，并且在实验中要缓慢推动柱塞，这些要求的目的是______；
(3)该同学的两次实验操作完全正确，根据实验数据在图像上作出了两条不同的直线，如图乙中的图线1、2所示，出现这种情况的可能原因是______。
14．(2022春·黑龙江双鸭山·高二双鸭山一中期末)某实验小组用如图甲所示实验装置来探究一定质量的气体发生等温变化遵循的规律。
(1)实验时，为判断气体压强与体积的关系，___________(选填“需要”或“不需要”)测出空气柱的横截面积；
(2)实验中空气柱体积变化缓慢，可认为________保持不变。为了直观地判断压强p与体积V的数量关系，应作出_________(选填“”或“”)图像；
(3)他们进行了两次实验，得到的图像如图乙所示，由图可知两次实验气体的温度大小关系为_________(选填“”)；
(4)另一小组根据实验数据作出的图线如图丙所示，若他们的实验操作无误，造成图线不过原点的原因可能是___________。
15．(2022春·江苏·高二校联考期末)如图甲为探究气体等温变化规律的实验装置，试验时可用连接管将传感器与注射器相连，空气柱的长度可由注射器上的刻度尺读取、气体的压强可通过与注射器相连的传感器读取。
(1)关于该实验下列说法正确的是( )；
A．柱塞上涂油是为了减小摩擦力 B．改变气体体积应缓慢推拉柱塞
C．推拉柱塞时可用手握住注射器 D．实验前应测得柱塞受到的重力
(2)改变气体体积，缓慢推柱塞的过程中，气体_______(选填“吸热”“放热”)；
(3)图乙是某实验小组在不同室温下进行实验时作出的图像，则图中的两条等温线的温度_______(选填“>”“T1
一定质量的某种气体，温度越高，气体压强与体积的乘积必然越大，在p－V图上的等温线就越高，图中T2>T1