人教版 (2019)选择性必修 第三册第二章 气体、固体和液体2 气体的等温变化巩固练习

2.2　气体的等温变化

一、选择题(本题共4小题，每题6分，共24分)

1．如图所示，一试管开口朝下插入盛水的广口瓶中，在某一深度静止时，管内有一定的空气。若向广口瓶中缓慢倒入一些水，则下列说法正确的是(　B　)

A．试管将加速上浮

B．试管将加速下沉

C．试管将保持静止

D．试管将以原静止位置为平衡位置上下振动

解析：题图中试管在水下某深度处于静止状态，浮力(等于排开水的重力)与试管重力相平衡。当试管中空气压强稍大些，即试管稍下移或向广口瓶中加水时，试管内的空气被压缩，浮力将减小，试管将下沉，在下沉的过程中，空气所受压强越来越大，浮力越来越小，试管将加速下沉。

2．如图所示，为一定质量的气体在不同温度下的两条等温线，则下列说法错误的是(　C　)

A．从等温线可以看出，一定质量的气体在发生等温变化时，其压强与体积成反比

B．一定质量的气体，在不同温度下的等温线是不同的

C．由图可知T1＞T2

D．由图可知T1<T2

解析：根据等温图线的物理意义可知A、B选项都对；气体的温度越高时，等温图线的位置就越高，所以C错，D对。

3．有一段12 cm长的水银柱，在均匀玻璃管中封住一定质量的气体，若开口向上将玻璃管放置在倾角为30°的光滑斜面上，在下滑过程中被封气体的压强为(大气压强p0＝76 cmHg)(　A　)

A．76 cmHg B．82 cmHg

C．88 cmHg  D．70 cmHg

解析：水银柱所处的状态不是平衡状态，因此不能用平衡条件处理。水银柱的受力分析如图所示，因玻璃管和水银柱组成的系统的加速度a＝gsin θ，所以对水银柱由牛顿第二定律得：

p0S＋mgsin θ－pS＝ma，故p＝p0。

点拨：玻璃管沿斜面加速下滑，在沿斜面方向处于失重状态。

4．容积为 20 L的钢瓶内，贮有压强为1.5×107 Pa的氧气。打开钢瓶的阀门，让氧气分装到容积为5 L的氧气袋中(袋都是真空的)，充气后的氧气袋中氧气压强都是1.0×106 Pa，设充气过程不漏气，环境温度不变，则这瓶氧气最多可分装(　B　)

A．60袋 B．56袋

C．50袋  D．40袋

解析：设可分装n袋，取全部气体研究，据玻意耳定律有：p1V＝p2V＋np2V0

1.5×107 Pa×20 L＝1.0×106 Pa×20 L＋n×1.0×106 Pa×5 L，解得n＝56，B选项正确。

二、非选择题(共16分)

5．(16分)农村常用来喷射农药的压缩喷雾器的结构如图所示，A的容积为7.5 L，装入药液后，药液上方体积为1.5 L，关闭阀门K，用打气筒B每次打进105 Pa的空气250 cm3。求：

(1)要使药液上方气体的压强为4×105 Pa，打气筒活塞应打几次？

(2)当A中有4×105 Pa的空气后，打开阀门K可喷射药液，直到不能喷射时，喷射器剩余多少体积的药液。

答案：(1)18次　(2)1.5 L

解析：(1)以V总、V分别表示A的总容积和打气前药液上方的体积，p0表示打气前A容器内外的气体压强，V0表示每次打入压强为p0的空气体积，p1表示打n次后A容器的气体压强，以A中原有空气和n次打入A中的全部气体作为研究对象，由玻意耳定律，可得p0(V＋nV0)＝p1V

所以n＝＝＝18。

(2)打开阀门K，直到药液不能喷射，忽略喷管中药液产生的压强，则A容器内的气体压强应等于外界大气压强，以A容器内的气体作为研究对象，由玻意耳定律，可得p1V＝p0V′

所以药液不能喷射时A容器内的气体体积

V′＝V＝×1.5 L＝6 L

从而，A容器内剩余药液的体积

V剩＝V总－V′＝7.5 L－6 L＝1.5 L