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1、22、气体的等温变化一、选择题（共16题）1.如图，竖直放置、开口向下的试管内用水银封闭一段气体，若试管自由下落，管内气体IA.压强增大，体积增大B.压强增大，体积减小C.压强减小，体积增大D.压强减小，体积减小2 .空气压缩机的储气罐中储有l.0xl（）5pa的空气6.0L,现在想使罐内的空气压强变为2.5xl（）5pa。设充气过程为等温过程，空气可看作理想气体，则应向储气罐中打入L0xl（）5pa的空气的体积为（）A. 6.0LB. 9.0LC. 12.0LD. 15.0LA.加速上浮C.保持静止D.以原静止位置为平衡位置上下振动4.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
2、差为九，右侧管有一段水银柱，两端3 .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，则试管将（）B.加速下沉液面高度差为外，中间封有一段空气，则（）故选c。7. D【详解】当将管慢慢地向上提起时，假设上段空气柱长度不变，则下段空气柱体积增大，由玻意耳定律可知压强减 小，从而导致上段气体压强减小，因此上段气体体积增大，故/、/2都变大，故ABC错误，D正确。故选D。8. C【详解】设封闭气体上方水银柱高度为力，由图示可知，封闭气体的压强为P= Pu+h = Po + b温度升高时。与不变，则封闭气体压强不变，2不变，气体发生等压变化，
3、则有T气体温度升高，气体的体积增大，则空气柱的高度增大，所以C正确；ABD错误； 故选Co9. A【详解】取全部气体为研究对象，可视为将15L的气体等温压缩为6L,由玻意耳定律可得p-+%） = pK得p = 2.5atm故选Ao10. B【详解】ABC.气缸导热良好，气体变化为等温变化，整体静止时对活塞受力分析mg + （）S = %S得整体做自由落体时对活塞进行受力分析，由牛顿第二定律得mg + P（）S - p2S = mgPi = A）由波义尔等温变化定律pM =可知压强减小，体积增大，活塞向上运动，故AC错误，B正确；D.从开始运动到活塞再次相对气缸静止的过程中，由热力学第一定律AU
4、 = W + Q温度不变，AU为零；膨胀对外做功，W为负值；Q为正值，说明气体吸热。故D错误。故选B。11. D【详解】打气时，活塞每推动一次，把体积为力压强为p。的气体推入容器内，若活塞工作n次，就是把压强为po 体积为%的气体压入容器内，容器内原来有压强为po体积为V的气体，现在全部充入容器中，根据玻意 耳定律得为（V +叫尸PV所以V +%-V-抽气时，每拉动一次，把容器中气体的体积从V膨胀为V+Vo,而容器内气体的压强就要减小，活塞推动 时将抽气筒中的气体排除，而再次拉动活塞时，将容器中剩余的气体从V又膨胀到V+Vo容器内的压强继续减小，根据玻意耳定律得，第一次抽气，0V = P（V
5、+ %）得第二次抽气pM = P2（K）第三次抽气)2 P02K=3(V + K)= (1-了 Po3 V+匕第次抽气完毕后，气体压强为故选D。12. AC【详解】 设大气压为P0,水银柱高度为，则封闭气体的压强：p=poh；玻璃管稍倾斜一些时，水银的有效高度减 小，气体的压强增大，气体温度不变，气体发生等温变化，由玻意耳定律可知，气体压强增大时，气体体积减小;A.封闭在管内的气体压强增大,与结论相符，选项A正确;B.封闭在管内的气体体积增大,与结论不相符，选项B错误;C.封闭在管内的气体体积减小,与结论相符，选项C正确;D.封闭在管内的气体体积不变,与结论不相符，选项D错误;13. CD【详
6、解】氢气球上升时，由于高空处空气稀薄，球外空气的压强减小，球内气体要膨胀，到一定程度时，气球就会胀破。故选CDo14. AD【详解】A.以气缸与活塞组成的系统为研究对象，系统受重力与弹簧弹力作用，外界大气压增大，大气温度不变 时，系统所受重力不变，由平衡条件可知，弹簧弹力不变，弹簧的压缩量不变，故A正确；B.选择气缸为研究对象，竖直向下受重力和大气压力pS,向上受到缸内气体向上的压力p/S,物体受三力 平衡：G+pS-piS若外界大气压增大，/一定增大，根据理想气体的等温变化=。（常数），当压强增大时，体积一定减 小，所以气缸的上底面距地面的高度将减小，故B错误；C.以气缸与活塞组成的系统为研
7、究对象，系统受重力与弹簧弹力作用，系统所受重力不变，由平衡条件可 知，弹簧弹力不变，所以活塞距离地面高度不变，故C错误；VD.若大气温度升高，气体温度7升高，外界大气压不变，气体压强不变，由盖吕萨克定律：亍=：可 知，气体体积增大，活塞不动，所以汽缸向上运动，即汽缸的上底面距地面的高度将增大，故D正确.15. AD【详解】对活塞受力分析可知，开始时，封闭气体的压强mgP= Pu - -3 J 而汽缸向右倾斜90。后2 = 0故P Pl由于温度不变，由玻意耳定律知故选ADo16. ACD【详解】A.正常情况下，把之前封闭的气体分为上下两部分，上部分变化后压强温度不变，体积保持不变，下部 分气体压
8、强减小，根据玻意耳定律可知，下部分气体的体积增大，故稳定后水银下端应在A处下方。若封 闭气体发生了漏气，则体积减小，则水银下端仍可在A处，选项A正确；B.当水银合在一起后，水银下端应该在A处下方，若此时再升高温度，气体的压强不变，故气体的体积 要增大，水银下端一定将会在A处下方，选项B错误；C.若将乙图中玻璃管倾斜，则封闭气体的压强增大，根据玻意耳定律可知气体的体积减小，则水银下端 有可能回到A处，选项C正确；D.部分水银流出玻璃管后，封闭气体压强增大，根据玻意耳定律可知封闭气体的体积减小，则水平下端 有可能回到A处，选项D正确。故选ACDo17. 压强传感器 注射器中封闭的一定质量气体【详解
9、】该实验的目的是验证玻意耳定律，即用针筒封闭一定质量的气体，在温度不变的条件下，研究其压强和 体积的关系，所以实验所使用的传感器是压强传感器；所研究的对象是注射器中封闭的一定质量气体.18. L2 - 25cm.【详解】设细玻璃管横截面积为S,设变化后空气柱的长度为变化前空气的体积力=&s压强pi -po+h - (76+19) cmHg = 95cmHg变化后空气的体积V2 = L2s压强P2 = po- h= (76 - 19) cmHg = 57cmHg根据玻意耳定律PM = P2V2代入数值得到结果Li = 25cm.19. 27cm【详解】解：设细管横截面积为s,对左管气柱：Pl =
10、 Po = 76cmHg乂 =(.S = 50cmS匕二(/A/z)S = 40cm.S根据玻意尔定律：pM = pM解得，p；=95cmHg对右管气体：2 = o = 76cmHgV2=l2S=50cmSp； = p + 2pg A/z = 115cmHgV； = l；S根据玻意尔定律：2匕=pN；解得/；= 33cm所以，活塞下移距离为x = L + /9 I! I； = 27 cm20. (1) 4L； (2)需用打气筒至少再打24次气【详解】(1)对喷雾器内的气体，初态p = p、= 3.6atm , V = V1 V2 = 2L末态pf = p2 = 1.2atm根据玻意尔定律得pV
11、 = pVf解得：r=6L喷雾器内剩余药液的体积L=K-V，= 4L(2)对喷雾器内的气体和待打入的气体有pV + -o% =。2K解得:n = 24需用打气筒至少再打24次气21. h = 6.25cm 3.3xl0-4m3【详解】I.打开阀门用,稳定后，设B容器中水银的高度为h,容器底面积为S初始时，B中封闭气体体积X =105,气体压强月=15或汨g稳定时，B中封闭气体体积匕=(10 /z)S,气体压强，2=1()-人+L-人根据玻意耳定律PM =，2匕解得 h=6.25cmn.打开阀门K2，向B容器中充入气体的体积为AV时，B容器中恰好没有水银则B中封闭气体压强3 = 40cmHg ,
12、由理想气体状态方程+ p()AV =角牟得：AV=SJxlOm3hiA.若环境温度升高，则九不变，2增大B.若大气压强增大，则九减小，力2减小C.若把弯管向下移少许距离，则增大，力2不变D.若在右管开口端沿管壁加入少许水银，则匕不变，也增大5.如图所示为一定质量的理想气体在pV图象中的等温变化图线，A、8是双曲线上的两点，OAO和的面积分别为S/和则（ ）A. SiS2D.与与S2的大小关系无法确定6. 一个气泡由湖面下20 m深处上升到湖面下10 m深处，它的体积约变为原来体积的（温度不变，水的 密度为 1.0x103 kg/nP, g|Z 10m/s2）（）A. 3倍B. 2倍7C. 1.
13、5 倍D.107.如图所示，一端封闭的玻璃管，开口向下竖直插在水银槽里，管内封有长度分别为/和/2的两段理想气体。外界温度和大气压均不变，当将管慢慢地向上提起时，管内气柱的长度（）A. /变小，/2变大B. /变大，/2变小C. /、，2都变小D.。、/2都变大8 .如图所示，两端开口的玻璃管插入汞槽内，在管中有一段空气柱被汞柱封住。当管内气体温度升高时，图中所示的高度/和2变化情况是（）A.历不变，生变大B.历不变，2变小C. /变大，色不变D.历变小，必不变9 .空气压缩机的储气罐中储有1.0 atm的空气6.0L,现再充入1.0 atm的空气9.0 L。设充气过程为等温过 程，空气可看作
14、理想气体，则充气后储气罐中气体压强为（）A. 2.5 atmB. 2.0 atmC. 1.5 atmD. 1.0 atm10 .如图所示，开口向上的气缸内用质量为根的活塞封闭一定质量的理想气体，现让气缸做自由落体运 动。气缸导热良好，不计活塞与气缸间的摩擦，环境温度不变。在下落过程中当活塞再次相对气缸静止 时，下列说法正确的是（）A.活塞仍在原位置B.活塞在原位置上方C.活塞在原位置下方D.从开始运动到活塞再次相对气缸静止的过程中，气体放热11 .只两用活塞气筒的原理如图所示（打气时如图甲，抽气时如图乙），其筒内体积为先,现将它与另一 只容积为V的容器相连接，气筒和容器内的空气压强为po,已知
15、气筒和容器导热性能良好，当分别作为打 气筒和抽气筒时，活塞工作次后，在上述两种情况下，容器内的气体压强分别为（）打气抽气APl，即压强增大.根据理想气体状态方程，温度不变则有所以匕 %，体积变小.A.压强增大,体积增大，与结论不相符，选项A错误;B.压强增大，体积减小，与结论相符，选项B正确;C.压强减小,体积增大，与结论不相符，选项C错误;D.压强减小，体积减小,与结论不相符，选项D错误;故选Bo2. B【详解】根据玻意耳定律可知a)vi + Po% = pM即1.0x105x6+1.0x105xK =2.5x105x6解得K =9.0L故选Bo3. B【详解】向广口瓶中缓慢倒入一些水，水的
16、深度增加，对试管内空气柱的压强增大，使空气的体积被压缩，则它排 开的水的体积减小，浮力减小，重力大于水的浮力，故物体会加速下沉，ACD错误，B正确。故选B。4. B【详解】设大气压为po,水银的密度为P，则管中封闭气体的压强P=Po+Pgh i-po+pgh2解得hi=h2A.如果温度升高，封闭气体压强与体积都增大，历、生都增大，故A错误；B.若大气压升高时，封闭气体的压强增大，由玻意耳定律V=C可知，封闭气体的体积减小，水银柱将 发生移动，使/和生同时减小，故B正确；C.若把弯管向下移动少许，封闭气体的体积减小，由玻意耳定律pV=C可知，气体压强增大，加、2都增 大，故C错误；D.右管中滴入少许水银，封闭气体压强增大，封闭气体体积减小，/、后都增大，故D错误。故选B。5. B【详解】 OBC的面积为30CBC=；pbVb,同理AOAD的面积为paVa,而A、B为等温线上的两点，即 PaVa=PbVb,所以，两个三角形的面积相等，故B正确，ACD错误.故选B.6. C【详解】气泡在上升过程中经历了一个等温过程，大气压强为p0=L()xl()5pa, 20 m深处的湖水压强为Pm 二夕水84 + 4)= 3.0 x 1pa10 m深处的湖水压强为P/户水 gh + A)= 2.0 xlO5Pa根据玻意耳定律有匕二 1% 二 3X - P J 2