1、1 气体的等温变化一、选择题考点一 气体压强的计算1一端封闭的玻璃管倒插入水银槽中，管竖直放置时，管内水银面比管外高 h(cm)，上端空气柱长为 L(cm)，如图 1 所示，已知大气压强为 H cmHg，下列说法正确的是( )图 1A此时封闭气体的压强是(Lh) cmHg B此时封闭气体的压强是(Hh) cmHgC此时封闭气体的压强是(H h) cmHg D此时封闭气体的压强是( HL) cmHg答案 B解析 利用等压面法，选管外水银面为等压面，则封闭气体压强 pp hp 0，得pp 0p h，即 p(Hh) cmHg，故 B 项正确2如图 2 所示，竖直放置的弯曲管 A 端开口，B 端封闭，
2、密度为 的液体将两段空气封闭在管内，管内液面高度差分别为 h1、h 2 和 h3，则 B 端气体的压强为(已知大气压强为 p0，重力加速度为 g)( )图 2Ap 0g( h1 h2h 3) Bp 0g (h1h 3)Cp 0g(h 1h 3h 2) Dp 0g (h1h 2)答案 B解析 需要从管口依次向左分析，中间气室压强比管口低 gh3，B 端气体压强比中间气室低 gh1，所以 B 端气体压强为 p0gh 3gh 1，选项 B 正确3如图 3 所示，活塞的质量为 m，缸套的质量为 M，通过弹簧吊在天花板上，汽缸内封住一定质量的气体，缸套和活塞间无摩擦，活塞面积为 S，大气压强为 p0，重
3、力加速度为g，则封闭气体的压强为( )图 3App 0 Bpp 0MgS M mgSCpp 0 DpMgS mgS答案 C解析 以缸套为研究对象，有 pSMgp 0S，所以封闭气体的压强 pp 0 ，故应选 C.MgS考点二 玻意耳定律的理解及应用4.如图 4 所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量设温度不变，洗衣缸内水位升高，则细管中被封闭的空气( )图 4A体积不变，压强变小 B体积变小，压强变大C体积不变，压强变大 D体积变小，压强变小答案 B解析 由题图可知空气被封闭在细管内，洗衣缸内水位升高时，气体体积减
4、小，根据玻意耳定律，气体压强增大，B 选项正确5(多选) 一定质量的气体，在温度不变的条件下，将其压强变为原来的 2 倍，则( )A气体分子的平均动能增大B气体的密度变为原来的 2 倍C气体的体积变为原来的一半D气体的分子总数变为原来的 2 倍答案 BC解析 温度是分子平均动能的标志，由于温度 T 不变，故分子的平均动能不变，据玻意耳定律得 p1V12p 1V2，得 V2 V1121 ， 2mV1 mV2即 22 1，故 B、C 正确6一定质量的气体，压强为 3 atm，保持温度不变，当压强减小了 2 atm 时，体积变化了 4 L，则该气体原来的体积为( )A. L B2 L43C. L D
5、3 L83答案 B解析 设该气体原来的体积为 V1，由玻意耳定律知压强减小时，气体体积增大，即3V1(32)(V 14) ，解得 V12 L.7大气压强 p01.010 5 Pa.某容器的容积为 20 L，装有压强为 20105 Pa 的理想气体，如果保持气体温度不变，把容器的开关打开，待气体达到新的平衡时，容器内剩余的气体质量与原来气体的质量之比为( )A119 B120 C2 39 D118答案 B解析 由 p1V1p 2V2得 p1V0p 0(V0V)，因 V020 L，则 V380 L，即容器中剩余 20 L压强为 p0的气体，而同样大气压下气体的总体积为 400 L，所以剩余气体的质
6、量与原来气体质量之比等于同压下气体的体积之比，即 ，B 项正确20400 120考点三 pV 图象和 p 图象1V8(多选) 如图 5 所示，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( )图 5A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 C 的过程温度先降低再升高DA、C 两点的温度相等答案 AD解析 作出过 B 点的等温线如图所示，可知 TBTAT C，故从 A 到 B 的过程温度升高，A项正确；从 B 到 C 的过程温度降低， B 项错误；从 A 到 C 的过程温度先升高后降低，C 项错误；
7、A、C 两点在同一等温线上， D 项正确9(多选) 如图 6 所示，为一定质量的气体在不同温度下的两条 p 图线，由图可知( )1V图 6A一定质量的气体在发生等温变化时，其压强与体积成正比B一定质量的气体在发生等温变化时，其压强与体积成反比CT 1T2DT 1T2答案 BD解析 这是一定质量的气体在发生等温变化时的 p 图线，由图线过原点可知 恒量，1V p1V即斜率 kpV 为恒量，所以 p 与 V 成反比，A 错误，B 正确；根据 p 图线斜率的物理意1V义可知 C 错误，D 正确二、非选择题10(玻意耳定律的相关计算) 如图 7 所示，高为 H 的导热汽缸竖直固定在水平地面上，汽缸的横
8、截面积为 S，重力为 G 的“”形活塞封闭着一定质量的气体，活塞离缸底高为h，现手持“”形活塞上端，缓慢竖直上提活塞，当活塞上升到汽缸上端口时，求竖直上提的力 F 的大小已知大气压强为 p0，不考虑活塞与汽缸之间的摩擦及温度的变化，不计活塞及汽缸壁的厚度图 7答案 H hp0S GH解析 以密闭气体为研究对象，初状态：压强 p1p 0 ，体积 V1hS，末状态：压强GSp2p 0 ，体积 V2HS.由玻意耳定律得 p1V1p 2V2， hS HS，解G FS (p0 GS) (p0 G FS )得 F .H hp0S GH11(验证玻意耳定律的实验) 现用“验证玻意耳定律”的仪器来测量大气压强
9、 p.注射器针筒已被固定在竖直方向上，针筒上所标刻度是注射器的容积，最大刻度 Vm10 mL.注射器活塞已装上钩码框架，如图 8 所示此外，还有一架托盘天平、若干钩码、一把米尺、一个针孔橡皮帽和少许润滑油图 8(1)下面是实验步骤，试填写所缺的和.用米尺测出注射器针筒上全部刻度的长度 L._.把适量的润滑油抹在注射器的活塞上，将活塞插入外筒中，上下拉动活塞，使活塞与针筒的间隙内均匀地涂上润滑油将活塞插到适当的位置_.在钩码框架两侧挂上钩码，记下挂上的钩码的质量 m1.在达到平衡后，记下注射器中空气柱的体积 V1.在这个过程中不要用手接触注射器以保证空气柱温度不变增加钩码的个数，使钩码的质量增大
10、为 m2，达到平衡后，记下空气柱的体积 V2.(2)计算大气压强 p 的公式是_( 用已给的和测得的物理量表示，重力加速度为 g)答案 (1)称出活塞和钩码框架的总质量 M 将注射器针筒上的小孔用橡皮帽堵住(2)p ( M )LgVmm2V2 m1V1V1 V2解析 (1)实验步骤：用米尺测出注射器针筒上全部刻度的长度 L.称出活塞和钩码框架的总质量 M.把适量的润滑油抹在注射器的活塞上，将活塞插入外筒中，上下拉动活塞，使活塞与针筒的间隙内均匀地涂上润滑油将活塞插到适当的位置将注射器针筒上的小孔用橡皮帽堵住在钩码框架两侧挂上钩码，记下挂上的钩码的质量 m1，在达到平衡后，记下注射器中空气柱的体
11、积 V1，在这个过程中不要用手接触注射器以保证空气柱温度不变增加钩码的个数，使钩码的质量增大为 m2，达到平衡后，记下空气柱的体积 V2.(2)活塞的横截面积为：S VmL由力学平衡条件得：p 1p gM m1Sp2p gM m2S由玻意耳定律得：p 1V1p 2V2联立解得大气压强p ( M)LgVmm2V2 m1V1V1 V212(pV 图象及玻意耳定律的相关计算)(1)如图 9 所示是一定质量的某气体状态变化的pV 图象，则下列说法中正确的是_图 9A气体做的是等温变化B从 A 至 B 气体的压强一直减小C从 A 至 B 气体的体积一直增大D气体的三个状态参量一直都在变EA 状态的温度一
12、定等于 B 状态的温度(2)如图 10 所示，竖直玻璃管里有一段 4 cm 长的水银柱，水银柱的下面封闭着长 60 cm 的空气柱，玻璃管的横截面积是 0.1 cm2，在温度不变时，如果再向管里装入 27.2 g 的水银，至平衡时，封闭在水银柱下面的空气柱有多高？已知大气压 p076 cmHg，水银的密度13.610 3 kg/m3，g 取 9.8 m/s2.图 10答案 (1)BCD (2)48 cm解析 (1)一定质量的气体的 pV 图象的等温线是双曲线的一支， A 错误；从 AB 图线可知气体从 A 状态变为 B 状态的过程中，压强 p 在逐渐减小，体积 V 在不断增大，B、C 正确；该过程中气体的三个状态参量一直都在变化，D 正确；A 状态 pAVA的乘积不一定等于 B 状态 pBVB的乘积，E 错误(2)管里再装入 27.2 g 水银时，水银柱增加的高度h m0.2 m20 cmVS mS 27.210 313.61030.110 4空气柱初状态时的压强p1p 0p h180 cmHg空气柱末状态时的压强p2p 0p h2(76420) cmHg100 cmHg由玻意耳定律得p1L1Sp 2L2S则 L2 48 cm.p1L1p2
