高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册气体的等温变化同步测试题

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册气体的等温变化同步测试题，文件包含人教版选择性必修第三册高二物理同步导学案22气体的等温变化解析版docx、人教版选择性必修第三册高二物理同步导学案22气体的等温变化原卷版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共19页， 欢迎下载使用。
一、对玻意耳定律的理解及应用
1．成立条件：玻意耳定律p1V1＝p2V2是实验定律，只有在气体质量一定、温度不变的条件下才成立。
2．玻意耳定律的数学表达式pV＝C中的常量C不是一个普适恒量，它与气体的种类、质量、温度有关，对一定质量的气体，温度越高，该恒量C越大。
【例1】水中的一个气泡从距离水面30米处上升到距离水面10米处时，它的体积约变为原来体积的（气泡上升过程中温度不变，水的密度为，g取）（ ）
A．4倍B．3倍C．2倍D．2.5倍
【针对训练1】图为吸盘工作原理示意图，使用时先把吸盘紧挨竖直墙面，按住锁扣把吸盘紧压在墙上，挤出吸盘内部分空气，然后把锁扣扳下，使外界空气不能进入吸盘。由于吸盘内外存在压强差，使吸盘被紧压在墙壁上，挂钩上即可悬挂适量物体。轻质吸盘导热良好、有效面积为（不计吸盘和墙壁接触部分的面积），扳下锁扣前密封体积为，压强等于大气压强为，空气密度为，扳下锁扣后吸盘内体积变为，已知吸盘挂钩能够承受竖直向下的最大拉力是其与墙壁间正压力的1.5倍，下列说法正确的是（ ）
A．扳下锁扣后吸盘内气体压强为
B．扳下锁扣后吸盘内气体密度为
C．该吸盘此时能悬挂的物体的重力不能超过60N
D．冬天使用该吸盘时，吸盘能够承受的最大拉力将减小
二、p­V图像及p­eq \f(1,V)图像上等温线的物理意义
1．一定质量的某种气体，其等温线是双曲线，双曲线上的每一个点均表示一定质量的气体在该温度下的一个状态，而且同一条等温线上每个点对应的p、V坐标的乘积都是相等的，如图甲所示。
甲 乙
2．玻意耳定律pV＝C(常量)，其中常量C不是一个普通常量，它随气体温度的升高而增大，温度越高，常量C越大，等温线离坐标轴越远。如图乙所示，四条等温线的关系为T4>T3>T2>T1。
3．一定质量气体的等温变化过程，也可以用p­eq \f(1,V)图像来表示，如图所示。等温线是一条延长线通过原点的倾斜直线，由于气体的体积不能无穷大，所以靠近原点附近处应用虚线表示，该直线的斜率k＝eq \f(p,\f(1,V))＝pV∝T，即斜率越大，气体的温度越高。
【例2】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．
【针对训练2】如图所示是一定质量的某气体状态变化的p­V图像，则下列说法正确的是（ ）
A．气体做的是等温变化
B．气体的压强从A到B一直减小
C．气体的体积从A到B一直增大
D．气体的三个状态参量一直都在变
封闭气体压强的分析与计算
1.静止或匀速运动系统中压强的计算方法
(1)力平衡法：选取与封闭气体接触的液柱(或活塞、汽缸)为研究对象进行受力分析，由F合＝0列式求气体压强。
(2)连通器原理：在连通器中，同一种液体(中间液体不间断)的同一水平液面上的压强相等，如图中同一液面C、D处压强相等，pA＝p0＋ph。
2.容器变速运动时封闭气体压强的计算
当容器加速运动时，通常选与气体相关联的液柱、汽缸或活塞为研究对象，并对其进行受力分析，然后由牛顿第二定律列方程，求出封闭气体的压强。如图，当竖直放置的玻璃管向上加速运动时，对液柱受力分析有：pS－p0S－mg＝ma得p＝p0＋eq \f(m（g＋a）,S)。
【例3】如图所示，活塞质量为M，上表面横截面积为S，上表面水平，下表面与水平面成角，摩擦不计，外界大气压为，则被封闭气体的压强为（重力加速度为）（ ）
A．B．
C． D．
【针对训练3】如图甲所示，一端封闭且粗细均匀的足够长直玻璃管水平放置，用长为15cm的水银柱封闭了一定质量的理想气体，封闭气柱长度为30cm，大气压强恒为75cmHg。现将玻璃管顺时针缓慢旋转，如图乙所示。再将玻璃管顺时针缓慢旋转，如图丙所示。已知气体温度始终不变，取，，下列说法正确的是（ ）
A．图丙状态的气体压强大于图乙
B．若玻璃管从图乙状态自由下落，气柱长度将增加
C．图乙气柱长度为37.5cm
D．图丙气柱长度约为26.8cm
【巩固提升】
1．如图所示，劲度系数k=500 N/m的竖直弹簧下端固定在水平地面上，上端与一活塞相连，导热良好的汽缸内被活塞密封了一定质量的气体，整个装置处于静止状态。已知汽缸质量m1=5 kg，汽缸底面积S=10 cm2，大气压强p0=1.0×105 Pa，此时活塞离汽缸底部的距离h1=40 cm。现在汽缸顶部加一质量m2=5 kg的重物。忽略汽缸壁厚度以及活塞与汽缸之间的摩擦力，汽缸下端离地足够高，环境温度保持不变，g取10 m/s2。则汽缸稳定时下降的距离（ ）
A．10 cmB．20 cmC．30 cmD．40 cm
2．如图所示，在一根一端封闭，一端开口，长1m的均匀直玻璃管中，装入长为75cm的水银柱，用它封住一部分空气。当将其开口向下竖直放置时，被封气柱长24cm，这时的大气压强为76cm汞柱。那么，当大气压强变为74cm汞柱时，管内水银柱长度h为（ ）
A．73cmB．73cm