物理选择性必修 第三册2 气体的等温变化同步训练题

这是一份物理选择性必修 第三册2 气体的等温变化同步训练题，共9页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
(25分钟·60分)
一、选择题(本题共6小题,每题6分,共36分)
1.如图所示,U形管封闭端内有一部分气体被水银封住,已知大气压为p0,则被封部分气体的压强p为( )
A.p0+ρgh2
B.p0-ρgh1
C.p0-ρg(h1+h2)
D.p0+ρgh2-ρgh1
【解析】选B。由连通器原理,等高处压强相等,即p+ph1=p0,则p=p0-ρgh1,故选项B正确。
2.一定质量的气体,压强为5 atm,保持温度不变,当压强减小2 atm时,体积变化4 L,则该气体原来的体积为( )
A. LB. LC.6 LD.8 L
【解析】选C。由题意知p1=5 atm,p2=3 atm,当温度不变时,一定质量气体的压强减小,则体积变大,所以V2=V1+4 L,根据玻意耳定律得p1V1=p2V2,解得V1=6 L,故C正确。
3.如图所示为一定质量的某种气体由状态A变到状态B再变到状态C的过程,A、C两点在同一条等温线上,则此变化过程中( )
A.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
D.从A到C的过程中温度保持不变
【解析】选A。作出过B点的等温线如图所示,可知TB>TA=TC,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、D项错误。
4.如图所示,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 ( )
A.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
【解析】选B。由题图可知空气被封闭在细管内,缸内水位升高时,气体体积减小;根据玻意耳定律,气体压强增大,B选项正确。
5.大气压强p0=1.0×105 Pa,某容器的容积为20 L,装有压强为20×105 Pa的某种气体,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,容器内剩余气体的质量与原来气体的质量之比为( )
A.1∶19B.1∶20C.2∶39D.1∶18
【解析】选B。由p1V1=p2V2得p1V0=p0(V0+V),因V0=20 L,则V=380 L,即容器中剩余20 L压强为p0的气体,而相同大气压下,气体的总体积为400 L,所以剩余气体的质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。
6.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( )
A.加速上浮
B.加速下沉
C.保持静止
D.以原静止位置为平衡位置上下振动
【解析】选B。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,B项正确。
二、非选择题(本题共2小题,共24分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)
7.(12分)如图所示,一定质量的某种理想气体被活塞封闭在可导热的汽缸内,活塞相对于底部的高度为h,可沿汽缸无摩擦地滑动。取一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上,沙子倒完时,活塞下降了,再取相同质量的一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上,外界大气的压强和温度始终保持不变,求第二次沙子倒完时,活塞距汽缸底部的高度。
【解析】设大气和活塞对气体的总压强为p0,一小盒沙子对气体产生的压强为p,活塞的横截面积为S,由玻意耳定律得
p0hS=(p0+p)(h-)S①
由①式得p=p0②
再加一小盒沙子后,气体的压强变为p0+2p。
设第二次加沙子后,活塞的高度为h′,则
p0hS=(p0+2p)h′S③
联立②③式解得h′=h。
答案:h
8.(12分)如图所示,两端开口的U形玻璃管两边粗细不同,粗管横截面积是细管的2倍。管中装入水银,两管中水银面与管口距离均为12 cm,大气压强为p0=
75 cmHg。现将粗管管口封闭,然后将细管管口用一活塞封闭并将活塞缓慢推入管中,直至两管中水银面高度差达6 cm为止,求活塞下移的距离(假设环境温度不变)。
【解析】设粗管中气体为气体1,细管中气体为气体2,对粗管中气体1:
有p0L1=p1L1′
右侧液面上升h1,左侧液面下降h2,有
S1h1=S2h2,h1+h2=6 cm,
得h1=2 cm,h2=4 cm
L1′=L1-h1=12 cm-2 cm=10 cm
解得:p1=90 cmHg
对细管中气体2:有p0L1=p2L2′
p2=p1+Δh
解得:L2′=9.375 cm
因为h=L1+h2-L2′
解得:h=6.625 cm
答案:6.625 cm
(15分钟·40分)
9.(7分)如图所示,a、b、c三根完全相同的玻璃管,一端封闭,管内分别用相同长度的一段水银柱封闭了质量相等的空气,a管竖直向下做自由落体运动,b管竖直向上做加速度为g的匀加速运动,c管沿倾角为45°的光滑斜面下滑,若空气温度始终不变,当水银柱相对管壁静止时,a、b、c三管内的空气柱长度La、Lb、Lc间的关系为( )
A.La=Lb=LcB.Lb