人教版物理選修33：第8章 氣體 第1節(jié) 課堂作業(yè) 含解析

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1、 第八章　第1節(jié) 基礎(chǔ)夯實(shí) 一、選擇題(1～3題為單選題，4題為多選題) 1．各種卡通形狀的氫氣球，受到孩子們的喜歡，特別是年幼的小孩，小孩一不小心松手，氫氣球會(huì)飛向天空，上升到一定高度會(huì)脹破，是因?yàn)? C ) A．球內(nèi)氫氣溫度升高　　 B．球內(nèi)氫氣壓強(qiáng)增大 C．球外空氣壓強(qiáng)減小 D．以上說(shuō)法均不正確 解析：以球內(nèi)氣體為研究對(duì)象，氣球上升時(shí)，由于高空處空氣稀薄，球外氣體的壓強(qiáng)減小，球內(nèi)氣體要膨脹，到一定程度時(shí)，氣球就會(huì)脹破。 2．(威海市2016年高三模擬)如圖所示，D→A→B→C表示一定質(zhì)量的某種氣體狀態(tài)變化的一個(gè)過(guò) 程，則下列說(shuō)法正確的是( A )

2、A．D→A是一個(gè)等溫過(guò)程 B．A→B是一個(gè)等溫過(guò)程 C．A與B的狀態(tài)參量相同 D．B→C體積減小，壓強(qiáng)減小，溫度不變 解析：D→A是一個(gè)等溫過(guò)程，A對(duì)；A、B兩狀態(tài)溫度不同，A→B的過(guò)程中不變，則體積V不變，此過(guò)程中氣體的壓強(qiáng)、溫度會(huì)發(fā)生變化，B、C錯(cuò)，B→C是一個(gè)等溫過(guò)程，V增大，p減小，D錯(cuò)。 3.如圖所示，某種自動(dòng)洗衣機(jī)進(jìn)水時(shí)，與洗衣缸相連的細(xì)管中會(huì)封閉一定質(zhì)量的空氣，通過(guò)壓力傳感器感知管中的空氣壓力，從而控制進(jìn)水量。設(shè)溫度不變，洗衣缸內(nèi)水位升高，則細(xì)管中被封閉的空氣( B ) A．體積不變，壓強(qiáng)變小 B．體積變小，壓強(qiáng)變大 C．體積不變，壓強(qiáng)變大 D．體積變小，壓強(qiáng)變

3、小 解析：以細(xì)管中封閉氣體為研究對(duì)象，當(dāng)洗衣缸內(nèi)水位升高時(shí)，細(xì)管中封閉氣體壓強(qiáng)變大，而氣體溫度不變，則由玻意爾定律知，氣體體積變小，故B項(xiàng)正確。 4．(陜西省黃陵中學(xué)2017年高二下學(xué)期檢測(cè))如圖所示，內(nèi)徑均勻、兩端開口的V形管，B支管豎直插入水銀槽中，A支管與B支管之間的夾角為θ，A支管中有一段長(zhǎng)為h的水銀柱保持靜止，下列說(shuō)法中正確的是 ( BD ) A．B管內(nèi)水銀面比管外水銀面高h(yuǎn) B．B管內(nèi)水銀面比管外水銀面高h(yuǎn)cosθ C．B管內(nèi)水銀面比管外水銀面低hcosθ D．管內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)比大氣壓強(qiáng)小hcosθ高水銀柱 解析：以A管中的水銀柱為研究對(duì)象，則有pS＋hcosθS

4、＝p0S，B管內(nèi)壓強(qiáng)p＝p0－h(huán)cosθ，顯然p

5、用以上的直接測(cè)量數(shù)據(jù)，寫出大氣壓強(qiáng)的最終表達(dá)式p0＝，本實(shí)驗(yàn)中第(2)實(shí)驗(yàn)步驟是多余的。 解析：開始時(shí)氣體的壓強(qiáng)為p0，向右水平緩慢拉動(dòng)活塞到一定位置，彈簧秤讀數(shù)為F時(shí)氣體的壓強(qiáng)p1： p1＝p0－＝p0－＝p0－ 該過(guò)程中溫度不變，則：p0V1＝p1V2 整理得：p0＝ 由上面的式子可知，在表達(dá)式中，與活塞及固定在其上的支架的總質(zhì)量無(wú)關(guān)，所以步驟(2)是多余的。 6．(山東省棗莊市第八中學(xué)2017～2018學(xué)年高二月考)如圖是氣壓式保溫瓶的原理圖，保溫瓶?jī)?nèi)水面與出水口的高度差為h，瓶?jī)?nèi)密封空氣體積為V，設(shè)水的密度為ρ，大氣壓強(qiáng)為p0，欲使水從出水口流出，瓶?jī)?nèi)空氣壓縮量ΔV至少為多

6、少？(設(shè)瓶?jī)?nèi)彎曲管的體積不計(jì)，壓前水面以上管內(nèi)無(wú)水，溫度保持不變，各物理量的單位均為國(guó)際單位)。 答案： 解析：壓水前： p1＝p0　V1＝V 壓水后水剛流出時(shí)：p2＝p0＋ρgh，V2＝V－ΔV 由玻意耳定律：p1V1＝p2V2， 即p0V＝(p0＋ρgh)(V－ΔV)， 解得ΔV＝ 能力提升 一、選擇題(單選題) 1．有一段12cm長(zhǎng)的汞柱，在均勻玻璃管中封住一定質(zhì)量的氣體，若開口向上將玻璃管放置在傾角為30°的光滑斜面上，在下滑過(guò)程中被封氣體的壓強(qiáng)為(大氣壓強(qiáng)p0＝76cmHg)( A ) A．76cmHg B．82cmHg C．88cmHg D．70cm

7、Hg 解析：水銀柱所處的狀態(tài)不是平衡狀態(tài)，因此不能用平衡條件來(lái)處理。水銀柱的受力分析如圖所示，因玻璃管和水根柱組成系統(tǒng)的加速度a＝gsinθ，所以對(duì)水銀柱由牛頓第二定律得： p0S＋mgsinθ－pS＝ma， 故p＝p0。 2.用注射器做“探究氣體等溫變化規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，取幾組p、V值后，用p作縱坐標(biāo)，作橫坐標(biāo)，畫出p－圖象是一條直線，把這條直線延長(zhǎng)后未通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，而與橫軸相交，如圖所示，可能的原因是( D ) A．各組的取值范圍太小 B．堵塞注射器小孔的橡膠套漏氣 C．在實(shí)驗(yàn)中用手握住注射器而沒能保持溫度不變 D．壓強(qiáng)的測(cè)量值偏小 解析：因p－圖象為一直線，故氣體的質(zhì)量一

8、定、溫度不變的條件得到滿足，B、C錯(cuò)誤；取值范圍大小對(duì)實(shí)驗(yàn)無(wú)太大影響，A錯(cuò)誤；如圖所示，先將圖線反向延長(zhǎng)并和縱坐標(biāo)交于－p，然后將軸向下平移到－p，圖象過(guò)原點(diǎn)，可見壓強(qiáng)總偏小，D正確。 3．如圖所示，一試管開口朝下插入盛水的廣口瓶中，在某一深度靜止時(shí)，管內(nèi)有一定的空氣。若向廣口瓶中緩慢倒入一些水，則下列說(shuō)法正確的是( B ) A．試管將加速上浮 B．試管將加速下沉 C．試管將保持靜止 D．試管將以原靜止位置為平衡位置上下振動(dòng) 解析：題圖中試管在水下某深度處于靜止?fàn)顟B(tài)，浮力(等于排開水的重力)與試管重力相平衡。當(dāng)試管中空氣壓強(qiáng)稍大些，即試管稍下移或向廣口瓶中加水時(shí)，試管內(nèi)的空氣被壓縮

9、，浮力將減小，試管將下沉，在下沉的過(guò)程中，空氣所受壓強(qiáng)越來(lái)越大，浮力越來(lái)越小，試管將加速下沉。 4．(河北省邢臺(tái)市第一中學(xué)2017－2018學(xué)年高二下學(xué)期月考)鋼瓶中裝有一定質(zhì)量的氣體，現(xiàn)在用兩種方法抽鋼瓶中的氣體：第一種方法是用小抽氣機(jī)，每次抽出1L氣體，共抽取三次；第二種方法是用大抽氣機(jī)，一次抽取3L氣體，這兩種抽法中，抽取氣體質(zhì)量較大的是( A ) A．第一種抽法 B．第二種抽法 C．兩種抽法抽出的氣體質(zhì)量一樣大 D．無(wú)法判斷 解析：第一種：溫度不變，由玻意耳定律：P0V＝P1(V＋1)，解得P1＝P0()，同理，P2＝P1()，P3＝P2()＝P0()3；第二種：P0V＝P

10、′(V＋3)，解得P′＝P0()＞P3；壓強(qiáng)小的抽取的氣體多，故選A。 5．(南京市燕子磯中學(xué)2017年高二下學(xué)期檢測(cè))容積為20L的鋼瓶?jī)?nèi)，貯有壓強(qiáng)為1.5×107Pa的氧氣。打開鋼瓶的閥門，讓氧氣分裝到容積為5L的氧氣袋中(袋都是真空的)，充氣后的氧氣袋中氧氣壓強(qiáng)都是1.0×106Pa，設(shè)充氣過(guò)程不漏氣，環(huán)境溫度不變，則這瓶氧氣最多可分裝( B ) A．60袋 B．56袋 C．50袋 D．40袋 解析：設(shè)可分裝n袋，取全部氣體研究，據(jù)玻意耳定律有：p1V＝p2V＋np2V0 1．5×107Pa×20L＝1.0×106Pa×20L＋n×1.0×106Pa×5L，解得n＝56，B

11、選項(xiàng)正確。 二、非選擇題 6．(重慶市永興中學(xué)2017－2018學(xué)年高二下學(xué)期期末)今有一質(zhì)量為M的氣缸，用質(zhì)量為m的活塞封有一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)氣缸水平橫放時(shí)，空氣柱長(zhǎng)為L(zhǎng)0(如圖甲所示)，若氣缸按如圖乙懸掛保持靜止時(shí)，求氣柱長(zhǎng)度為多少。已知大氣壓強(qiáng)為p0，活塞的橫截面積為S，它與氣缸之間無(wú)摩擦且不漏氣，且氣體溫度保持不變。 答案：p0L0S/(p0S－Mg) 解析：對(duì)缸內(nèi)理想氣體，平放初態(tài) p1＝p0，V1＝L0S 懸掛末態(tài)：對(duì)缸體，Mg＋p2S＝p0S 即p2＝p0－Mg/S V＝LS 由玻意耳定律：p1V1＝p2V2即p0L0S＝(p0－Mg/S)LS 得：氣

12、柱長(zhǎng)度為L(zhǎng)＝p0L0S/(p0S－Mg) 7．一種水下重物打撈方法的工作原理如圖所示。將一質(zhì)量M＝3×103kg、體積V0＝0.5m3的重物捆綁在開口朝下的浮筒上。向浮筒內(nèi)充入一定質(zhì)量的氣體，開始時(shí)筒內(nèi)液面到水面的距離h1＝40m，筒內(nèi)氣體體積V1＝1m3。在拉力作用下浮筒緩慢上升，當(dāng)筒內(nèi)液面到水面的距離為h2時(shí)，拉力減為零，此時(shí)氣 體體積為V2，隨后浮筒和重物自動(dòng)上浮。求V2和h2。 已知大氣壓強(qiáng)p0＝1×105Pa，水的密度ρ＝1×103kg/m3，重力加速度的大小g＝10m/s2。不計(jì)水溫變化，筒內(nèi)氣體質(zhì)量不變且可視為理想氣體，浮筒質(zhì)量和筒壁厚度可忽略。 答案：2.5m3　10m 解析：當(dāng)F＝0時(shí)，由平衡條件得 Mg＝ρg(V0＋V2)① 代入數(shù)據(jù)得 V2＝2.5m3② 設(shè)筒內(nèi)氣體初態(tài)、末態(tài)的壓強(qiáng)分別為p1、p2，由題意得 p1＝p0＋ρgh1③ p2＝p0＋ρgh2④ 在此過(guò)程中筒內(nèi)氣體溫度和質(zhì)量不變，由玻意耳定律得 p1V1＝p2V2⑤ 聯(lián)立②③④⑤式，代入數(shù)據(jù)得 h2＝10m