高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册2 气体的等温变化一课一练

2.2气体的等温变化同步练习2021—2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修第三册

一、选择题（共15题）

1．一定质量的气体发生等温变化时，若体积增大为原来的2倍，则压强变为原来的几倍（　　）

A．2 B．1 C． D．

2．空气压缩机的储气罐中储有1.0atm的空气6.0L，现再充入1.0atm的空气9.0L。设充气过程为等温过程，空气可看作理想气体，则充气后储气罐中气体压强为（　　）

A．2.0atm B．3.0atm C．1.0atm D．2.5atm

3．如图所示的四个图像，有一个是表示一定质量的某种理想气体从状态a等温压缩到状态b的过程，这个图像是 (　 　)

A． B．

C． D．

4．一定质量的理想气体保持温度不变，从状态A到状态B。用表示气体压强，用表示气体体积，图中能描述气体做等温变化的是（　　）

A． B． C． D．

5．在“探究气体等温变化的规律”实验中得到的图像如图所示，若纵坐标表示封闭气体的压强，则横坐标表示封闭气体的（　　）

A．热力学温度T B．摄氏温度t C．体积V D．体积的倒数

6．如图所示，在柱形容器中装有部分水，容器上方有一可自由移动的活塞．容器水面浮有一个木块和一个一端封闭、开口向下的玻璃管，玻璃管中有部分空气，系统稳定时，玻璃管内空气柱在管外水面上方的长度为a，空气柱在管外水面下方的长度为b，水面上方木块的高度为c，水面下方木块的高度为d．现在活塞上方施加竖直向下、且缓缓增大的力F，使活塞下降一小段距离（未碰及玻璃管和木块），下列说法中正确的是（ ）

A．d和b都减小

B．只有b减小

C．只有a减小

D．a和c都减小

7．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

A．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

8．一根内径均匀、两端开口的细长玻璃管，竖直插在水中，管的一部分在水面上．现用手指封住管的上端，把一定量的空气密封在玻璃管中，以V0表示其体积；然后把玻璃管沿竖直方向提出水面，设此时封在玻璃管中的气体体积为V1；最后把玻璃管在竖直平面内转过900，使玻璃管处于水平位置，设此时封在玻璃管中的气体体积为V2．则有

A．V1>V0=V2 . B．V1>V0>V2 . C．V1=V2>V0 D．V1>V0，V2>V0

9．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高于大气压强的数值，充气前臂带内气体压强为大气压强，体积为V；每次挤压气囊都能将的外界空气充入臂带中，经5次充气后，臂带内气体体积变为，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V等于（　　）

A． B． C． D．

10．如图所示，粗细均匀、导热良好、装有适量水银的U型管竖直放置，右端与大气相通，左端封闭气柱长l1 =20cm（可视为理想气体），两管中水银面等高．现将右端与一低压舱（未画出）接通，稳定后右管水银面高出左管水银面h=10cm(环境温度不变，大气压强po=75cmHg)．则稳定后低压舱内的压强为（       ）cmHg．

A．40 B．50 C．60 D．70

11．水银气压计中混入了一个气泡，上升到水银柱的上方，使水银柱上方不再是真空．当实际大气压相当于768mm高的水银柱产生的压强时，这个水银气压计的度数只有750mm，此时管中的水银面到管顶的距离为80mm．当这个气压计的读数为740mm水银柱时，实际的大气压强为（　　）

A．739 mmHg B．756mmHg C．740 mmHg D．758 mmHg

12．如图，自动洗衣机洗衣缸的底部与竖直均匀细管相通，细管上部封闭，并与压力传感器相接。洗衣缸进水时，细管中的空气被水封闭，随着洗衣缸中水面的上升，细管中的空气被压缩，当细管中空气压强达到一定数值时，压力传感器使进水阀门关闭，这样就可以自动控制进水量。已知刚进水时细管中被封闭空气柱长度为50cm，大气压强p0= 1.0×105Pa，水的密度ρ= 1.0×103kg/m3，重力加速度g= 10m/s2。某次洗衣选择的档位，当细管中空气压强达1.02×105Pa时压力传感器就会关闭洗衣机进水阀门，此时洗衣缸内水位高度约为（　　）

A．20cm B．21cm C．23cm D．24cm

13．一定质量的理想气体经历两个不同过程，分别由压强-体积（p-V）图上的两条曲线I和II表示，如图所示，曲线均为反比例函数曲线的一部分。a、b为曲线I上的两点，气体在状态a和b的压强分别，温度分别为Ta、Tb。c、d为曲线II上的两点，气体在状态c和d的压强分别，温度分别为Tc、Td。下列关系式正确的是（　　）

A． B． C． D．

14．将一端封闭的玻璃管灌以汞，但并不灌满，然后用手指将管口封住，倒立在汞槽中，移去手指，量得管中汞柱高出槽内汞面h厘米，已知当时的大气压为H厘米汞柱，在温度不变的条件下，将玻璃管适当往汞槽内压下去些，设这时管中的汞柱高度为厘米，那么（　　）

A． B． C． D．

15．如图，开口向下的玻璃管插入水银槽中，管内封闭了一段气体，气体长度为l，管内外水银面高度差为h，若保持玻璃管不动，向水银槽内舀出少许水银，则（　　）

A．l增大，h增大 B．l减小，h增大 C．l增大，h减小 D．l减小，h减小

二、填空题（共4题）

16．如图所示，一个一端封闭、内径均匀、两臂竖直倒置的U形管中，水银柱封闭着两段空气柱，图中空气柱长、以及水银面的高度差 h1、h2单位都是 cm ．大气压强支持P0 cm Hg ．则左右两段空气柱的质量之比＝____．

17．如图所示，一段封闭的粗细均匀的细玻璃管，开口向下竖直放置，一段长为15cm的水银柱在管中封有15cm长的空气柱，大气压强是75cmHg，此时气体的压强为 ______cmHg，在距管顶20cm处的A点，玻璃管出现了一个小孔，则稳定时空气柱的长度是 _____ cm（温度保持不变）．

18．足够长内径均匀的细玻璃管，一端封闭，另一端开口，当开口竖直向上时，用20厘米水银柱封住49厘米长的空气柱，管外大气压相当76厘米高水银柱产生的压强，如图所示，此时气体的压强p=_________．当开口竖直向下时，管内被封闭空气柱的长度是_________厘米．

19．在“探究气体等温变化的规律”的实验中，完成下列问题。

(1)实验中的研究对象是封闭在注射器内的空气柱，实验中应保持不变的参量是它的________和_________，它的体积由注射器直接读出，它的压强由______读出。

(2)某同学在一次实验中，作出的图像如图所示，其纵坐标表示封闭空气柱的压强，则横坐标表示的物理量是封闭气体的(        )

A．空气柱的质量

B．空气柱的温度

C．空气柱的体积V

D．空气柱体积的倒数

(3)实验过程中下列操作错误的是(        )

A．推拉活塞时，动作要慢

B．推拉活塞时，手不能握住注射器含有气体的部分

C．橡胶塞脱落后，应迅速重新装上继续实验

D．活塞与注射器之间要保持气密性

三、综合题（共4题）

20．如图所示，长的薄壁玻璃管与水平面成30°角倾斜放置，玻璃管粗细均匀，底端封闭、上端开口。初始时有长的水银柱封闭着一定质量的理想气体，且水银面恰与管口齐平。现将管口缓慢转到竖直向上，同时缓慢向管中注入水银，使水银面始终与管口齐平。已知大气压强，环境温度保持不变。求：

（1）初始时管中气体的压强；

（2）管口转到竖直向上时，水银柱的长度。

21．轮胎气压是行车的重要参数，某型号汽车轮胎容积V0为30L，在0℃的环境中行驶，开始时轮胎内气压为3atm，行驶一段时间后，胎压下降，在保证轮胎不漏气且容积不变的情况下对轮胎升温，发现温度升高到30℃时，胎压才恢复到3atm。如果轮胎仍在0℃环境中，用气泵为轮胎打气，设每秒钟注入轮胎0.5L强为1atm、0℃的空气，忽略充气过程中轮胎容积与气体温度的变化，为使轮胎内气压恢复到3atm，需要多长时间。（设绝对零度为270℃）

22．如图所示，竖直放置的导热气缸，活塞横截面积为 S =0.01 m2，可在气缸内无摩擦滑动。气缸侧壁有一个小孔与装有水银的 U 形玻璃管相通，气缸内封闭了一段高为 H =70 cm 的气柱（U 形管内的气体体积不计）。已知活塞质量 m =10.2 kg，大气压强 p0=105Pa，水银密度 ρ=13.6×103kg/m3， g =10 m/s2

(1)求 U 形管中左管与右管的水银面的高度差 h1；

(2)在活塞上加一竖直向上的拉力，缓慢向上拉活塞使U形管中左管水银面高出右管水银面 h2=7.5 cm，求活塞平衡时与气缸底部的高度和此时的拉力 F 。

23．如图所示，内径相同的细玻璃管竖直放置在空气中，用水银封闭了两部分气体A、B，稳定时，A部分气体长度为24cm，管内各液面高度差分别为、。已知环境温度恒为，大气压强为76cmHg。

（1）求A部分气体的压强；

（2）现从玻璃管开口处缓缓注入水银，使A中水银面与B中左侧水银面相平，求右侧两管中水银面的高度差。

参考答案：

1．C

2．D

3．B

4．D

5．D

6．C

7．B

8．A

9．D

10．B

11．B

12．B

13．B

14．D

15．A

16．（p0-h2）l2：(p0-h2+h1)l1

17．     60     12.86

18．     96     84

19．     温度     质量     压力表     D     C

20．（1）；（2）17cm

21．18s

22．(1)0.075 m；(2)0.859m，204N

23．（1）；（2）20cm