人教版 (2019)选择性必修 第三册第二章 气体、固体和液体2 气体的等温变化完整版ppt课件

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第2节 气体的等温变化

1.一上端开口，下端封闭的细长玻璃管用水银柱封闭一段理想气体，初始时玻璃管竖直放置，各段长度如图所示，现将玻璃管在竖直平面内沿顺时针方向缓慢转，水银未流出管口，已知大气压强为75cmHg，环境温度不变，则此时气体的长度为(　　)

A．   B．

C．17cm        D．25cm

2.如图所示，两端开口的U形管，右侧直管中有一部分空气被一段水银柱与外界隔开，若在右管中再注入一些水银，平衡后则(    )

A．两侧水银面A，B高度差h减小

B．两侧水银面A，B高度差h增大

C．右侧封闭气柱体积变大

D．两侧水银面A，B高度差h不变

3.[多选]如图所示，p表示压强，V表示体积，T为热力学温度，下图中能正确描述一定质量的气体发生等温变化的是（　　）

A．       B．

C．   D．

4.血压仪由加压气囊、臂带，压强计等构成，如图所示。加压气囊可将外界空气充入臂带，压强计示数为臂带内气体的压强与大气压强的差值，充气前臂带内气体压强为大气压强，体积为60cm3；每次挤压气囊都能将60cm3的外界空气充入臂带中，经N次充气后，压强计臂带内气体体积变为250cm3，压强计示数为。已知大气压强等于，气体温度不变。忽略细管和压强计内的气体体积。则N等于（　　）

A．3 B．4       C．5 D．6

5.在“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”的实验中，下列操作正确的是 （　　）

A.调节空气柱长度后立刻读数

B.拉上窗帘防止阳光直射玻璃管

C.推拉活塞时，为了防止手滑应该用手紧握玻璃管

D.实验中若密封橡胶帽脱落，应立刻堵住后继续实验

6.利用图装置验证气体等温变化实验规律，用一个带两根细管的橡皮塞塞紧烧瓶的瓶口，压强传感器通过其中一根不带阀门的细管连通烧瓶中的空气，另一根带阀门的细管连通注射器。开始时阀门处于关闭状态，注射器针筒的最大刻度线到阀门之间充满了水。实验时打开阀门，缓慢推动注射器活塞向烧瓶内注入水。根据注射器刻度记录注入水的体积V，同时记录对应气体的压强p值，得到多组实验数据。利用图像法处理数据得到甲图。

(1)甲图中的纵坐标为___________(填“”或“”)，利用甲图中的数据可得烧瓶的体积为___________；

(2)通过对实验装置的不断完善，可准确测出气体的体积，做出p—图像如图乙，图线在之间所围的面积的物理意义是___________；

(3)某同学在处理数据时发现乘积随压强p增大而变小，导致这个现象的原因是___________。

7.一体积为V0的气泡从池塘底慢慢浮起。若水深为2 m，气泡从池底上升到水面时，它的体积将会如何变化？若水温保持不变，请查找相关数据，估算气泡的体积变为原来的多少倍。

8.一种减震垫如图所示，上面布满了圆柱状薄膜气泡，每个气泡内充满体积为V0、压强为p0的气体。当平板状物品平放在气泡上时，气泡被压缩。若气泡内气体温度保持不变，当体积被压缩到V时，气泡与物品接触面的面积为S。求此时每个气泡内气体对接触面处薄膜的压力。

9.如图所示，哈勃瓶是一个底部开有圆孔、瓶颈很短的平底大烧瓶。在瓶内塞有一气球，气球的吹气口反扣在瓶口上，瓶底的圆孔上配有一个橡皮塞。在一次实验中，瓶内由气球和橡皮塞封闭一定质量的气体，对气球缓慢吹气，当瓶内气体体积减小时，压强增大20%。若保持温度不变，使瓶内气体体积减小2，求体积减小前后瓶内气体压强的比值。

10.假定某足球的最大容积是2.5 L，用一打气筒给这个足球打气，每一次能把体积125 cm3、压强1 atm的空气全部打入足球。如果足球打气前内部没有空气，那么打了30次以后，足球内部空气的压强为多大？（假定空气温度不变）

11.如图所示是一种测定肺活量（标准大气压下，人一次呼出气体的体积）的装置，A为排尽空气并倒扣在水中的开口薄壁圆筒。测量时，被测者尽力吸足空气，再通过B管用力将自己肺部的空气吹入A中，使A浮起。设整个过程中呼出气体的温度保持不变，圆筒A的横截面积为S，外界大气压强为标准大气压p0，水的密度为ρ。若某同学使得圆筒A浮出水面的高度为h，圆筒内外水面的高度差为，试求该同学的肺活量。

12.如图（a）所示，左端封闭、内径相同的U形细玻璃管竖直放置，左管中封闭有长为L=20 cm的空气柱，两管水银面相平，水银柱足够长。已知大气压强p0=75 cmHg。

　（a）　　　　　（b）

（1）若将装置翻转180°，使U形细玻璃管竖直倒置（水银未溢出），如图2-17 （b） 所示。当管中水银静止时，求左管中空气柱的长度。

（2）若将图（a）中的阀门S打开，缓慢流出部分水银，然后关闭阀门S，右管水银面下降了H=35 cm，求左管水银面下降的高度。

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第2节 气体的等温变化

参考答案

1. A
2. B
3. AB
4. B

5. B

6.（1）V    b    （2）气体体积从V2减小到V1过程中外界对气体做的功的大小   （3）①装置出现漏气，②环境温度降低

解析：(1)设烧瓶的根据理想气体状态方程，可得

则一定质量的理想气体发生等温过程，图像构成线性函数，则甲图中的纵坐标为注入的体积；

图像的纵截距表示烧瓶的体积，则

(2)由功的计算公式可知W=Fl=pSl=pV，即pV的乘积表示气体体积变化时所做的功，图线在V1、V2之间所围的面积的物理意义表示：气体体积从V2减小到V1过程中外界对气体做的功的大小；

(3)某同学在处理数据时发现pV'乘积随压强p增大而变小，即变小，导致这个现象的原因是①装置出现漏气，②环境温度降低。

7.解：体积变大

初态：p1=p0+ρgh，V1=V0；末态：p2=p0，V2。

由玻意耳定律得：p1V1=p2V2，解得，

当p0=1.0×105 Pa，ρ=1.0×103 kg/m3、h=2 m时，代入数据可得V2=1.2V0，即气泡上升到水面时体积变为原来的1.2倍。

8.解：由于气泡内气体温度保持不变，气体变化遵循玻意耳定律：p0V0=pV，

可得气体体积变化后压强变为p=，

那么每个气泡内气体对接触面处薄膜的压力为F=pS=。

9.解：气体做等温变化，由玻意耳定律得：

pV=1.2p（V-ΔV），

pV=p'（V-2ΔV），

解得：p'=1.5p，则=。

10.解：将打入足球中的空气作为研究对象，打入前，

总体积V1=125 cm3×30=3 750 cm3=3.75 L，

气压p1=1 atm，

最终足球的体积V2=2.5 L，

根据玻意耳定律p1V1=p2V2，

故最终足球内部空气的压强 p2===1.5 atm。

11.解：设吹出气体体积为V0，进入圆筒后体积为V1，压强为p1，则有

p0V0=p1V1，

p1=p0+ρgΔh，

V1=S·（Δh+h），

因此V0=。

12.解：（1）开始时两管水银面相平，故左管空气柱的气压等于大气压p0，设倒置后左管中空气柱的长度增大Δh，温度不变，由玻意耳定律p0V0=p1V1，有p0L=（p0-2Δh）（L+Δh），

代入数据，解得Δh=17.5 cm或Δh=0 cm。

故左管中空气柱的长度为h=37.5 cm或h=20 cm。

（2）设左管水银面下降的高度为x，左右管水银面的高度差为 y，由几何关系，有x+y=H，以左管内空气柱作为研究对象，温度不变，由玻意耳定律p0V0=p2V2，有p0L=（p0-y）（L+x），

代入数据，解得x=10 cm或x=70 cm（舍去）。

故左管水银面下降的高度为10 cm。