高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册气体的等温变化课后练习题

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培优第一阶——基础过关练
一、玻意耳定理
1．如图所示，两端开口的弯管，左管插入水银槽中，右管有一段高为h的水银柱，中间封有一段空气。则下列说法错误的是（ ）
A．弯管左管内外水银面的高度差为h
B．若把弯管向上移动少许，则管内气体体积增大
C．若把弯管向下移动少许，右管内的水银柱沿管壁上升
D．若环境温度升高，右管内的水银柱沿管壁上升
2．一个足球的容积是2L，用打气筒给这个足球打气，每打一次都把体积为100ml，压强与大气压相同的气体打入球内，如果在打气前足球已经是球形，并且里面的压强与大气压相同，打气过程中温度不变，打了10次后，足球内部空气的压强是大气压的（ ）
A．1.5倍B．2倍
C．2.5倍D．3倍
3．如图所示，两端开口的T型管，一端竖直插入水银槽内，竖直管的上端有一小段水银，水银的上表面刚好与水平管平齐，水平部分足够长，若将玻璃管稍微上提一点，被封闭的空气柱长度和试管内外的液面高度差的变化分别是（ ） .
A．变大；变小B．变大；不变C．不变；不变D．不变；变大
4．(多选)如图所示，一细玻璃管管内水银柱封闭了一段气体，管内、外水银面的高度差为60cm，已知大气压强为76cmHg，下列说法正确的是（ ）
A．封闭气体的压强为16cmHg
B．封闭气体的压强为60cmHg
C．若要使得管内水银高度上升，可以将管略微上提
D．若要使得管内水银高度上升，可以将管略微下移
5．如图，在趣味小实验中，将一定质量的乒乓球放在一个粗细均匀的竖直薄圆管下端，通过乒乓球和活塞在管内封闭一定高度的某种液体和气体，当封闭气体压强为p时，乒乓球恰好不掉落。已知液柱高度远大于乒乓球直径，圆管横截面积为S，为了防止乒乓球掉落，将活塞缓慢上移使气柱长度增加一半。求此时
（1）封闭气体的压强；
（2）管口对乒乓球的作用力大小。
6．如图所示，A、B、C三段粗细相同且均匀、底部连通的玻璃管竖直放置，A管上端封闭，B管上端开口，C管中有活塞且与管内壁气密性良好，管内有水银，A管中水银液面比B管中水银液面低h=4cm，C管中水银液面比A管中水银液面低h=4cm，A管和C管中封闭气柱长均为9cm，大气压强为76cmHg，将活塞缓慢向下压，使A、B管中水银液面高度差变为14cm（此时C管中仍有水银），求：
（1）C管中水银液面下降的高度；
（2）活塞向下移动的距离。（结果保留两位有效数字）
7．横截面积相同的绝热管A和导热管B、C按如图所示的方式连接，A管水平放置，B管上端封闭，C管开口竖直向上。向管内注入一定量的水银后，用活塞和水银分别在A管和B管内封闭了一定量的理想气体，A管中气柱的长度为LA=63cm，B管中气柱的长度为LB=20cm，B、C两管中水银柱的高度均为h=24cm，大气压强为p0=76cmHg，开始时，封闭气体的温度均为27℃。现缓慢向右推动活塞，使C管中的水银柱升高hC=5cm，A管中的气体未进入B、C管中，外界气温恒定。
（1）求推动活塞后，B管中封闭气体的压强pB；
（2）若推动活塞后，A管中封闭气体的温度升高了5℃，求活塞向右移动的距离x。
二、气体的等温变化图象
8．如图所示为一定质量的理想气体的压强随体积变化的图像，其中AB段为双曲线，则下列说法正确的是（ ）
A．过程①中气体分子的平均动能不变
B．过程②中单位时间内气体分子对容器壁的碰撞次数增多
C．过程②中气体分子的平均动能减小
D．过程③中单位时间内气体分子对容器壁的碰撞次数增多
9．（多选）如图所示是一定质量的气体由状态A变到状态B再变到状态C的过程，A、C两点在同一条双曲线上，则此变化过程中（ ）
A．从A到B的过程温度升高
B．从B到C的过程温度升高
C．从A到B再到C的过程温度先降低再升高
D．A、C两点的温度相等
10．（多选）一定质量的某种理想气体状态变化的p-V图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．状态A时气体分子的内能比状态B时小
B．气体分子单位时间内对器壁单位面积上的碰撞次数状态A时比状态B时多
C．气体由状态A变化到状态B的过程中温度一直保持不变
D．气体由状态A变化到状态B的过程中分子平均速率先增大后减小
11．一定质量的理想气体经历两个不同过程，分别由压强—体积（p-V）图上的两条曲线Ⅰ第和Ⅱ表示，如图所示，曲线均为反比例函数曲线的一部分。a、b为曲线Ⅰ上的两点，气体在状态a和b的压强分别、，温度分别为、。c。d为曲线Ⅱ上的两点，气体在状态c和d的压强分别、，温度分别为、。下列关系式正确的是（ ）
A．B．C．D．
12．（多选）如图为一定质量的某种气体的两条p-V图线，两曲线均为双曲线的一部分，则下列关于各状态温度的关系式正确的是（A、B、C、D为四个状态）（ ）
A．tA=tBB．tB=tCC．tC>tDD．tD>tA
13．（多选）一定质量的某种气体状态变化的图像如图所示，气体由状态A变化到状态B的过程中，下列关于气体的温度和分子平均速率的变化情况的说法错误的是（ ）
A．都一直保持不变B．温度先升高后降低
C．温度先降低后升高D．平均速率先增大后减小
培优第二阶——拓展培优练
14．如图所示，竖直放置的、内径粗细均匀的U形玻璃管左端开口，右端封闭，管内通过水银柱封闭有一段可视为理想气体的空气柱。已知空气柱长度为d=20cm，两侧水银柱液面的高度差为h=10cm，大气压强为，环境温度为，热力学温度与摄氏温度之间的关系为。下列说法正确的是（ ）
A．封闭气体的压强为86cmHg
B．若将该U形玻璃管以为轴由竖直位置缓慢旋转至水平位置（此过程中水银未溢出），则最终空气柱的长度约为17.4cm
C．若使封闭气体温度降低，则h不变，d减小
D．若将U形玻璃管竖直置于非密闭的恒温箱中，当恒温箱温度为432℃时U形管两侧水银面相平
15．（多选）下列说法正确的是（ ）
A．由图甲可知，状态①的温度比状态②的温度高
B．由图乙可知，气体由状态A变化到B的过程中，气体分子平均动能一直增大
C．由图丙可知，当分子间的距离时，分子间的作用力先增大后减小
D．由图丁可知，在r由变到的过程中分子力做负功
16．（多选）如图所示，开口向下竖直放置的均匀玻璃管中用一段水银柱封闭一定质量的空气。大气压为p0。静止时被封闭的空气压强为，体积为V，下列说法中正确的是（ ）
A．静止时被封闭的空气压强一定小于大气压p0
B．若缓慢将玻璃管顺时针转动，被封闭的空气柱体积将变大
C．若保持竖直状态让玻璃管开始自由下落，被封闭的空气柱的压强将变为p0
D．若保持竖直状态将玻璃管竖直上抛，被封闭的空气柱的压强将变为p0
17．如图所示，在长为57cm且一端封闭、另一端开口向上的竖直玻璃管内，用4cm高的水银柱封闭着51cm长的理想气体，管内外气体的温度相同。现将水银从管侧壁缓慢地注入管中，直到水银面与管口相平。外界大气压强p0＝76cmHg，且温度不变。求此时管中封闭气体的压强。