2019-2020年高中物理 第2章2.2玻意耳定律 知能優(yōu)化訓(xùn)練 滬科版選修3-3.doc

2019-2020年高中物理 第2章2.2玻意耳定律 知能優(yōu)化訓(xùn)練 滬科版選修3-31關(guān)于熱力學(xué)溫度，下列說(shuō)法中正確的是()A33 240 KB溫度變化1 ，也就是溫度變化1 KC攝氏溫度與熱力學(xué)溫度都可能取負(fù)值D溫度由t 至2t ，對(duì)應(yīng)的熱力學(xué)溫度升高了273 Kt解析：選AB.本題主要考查熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的關(guān)系由于T273 Kt，由此可知：33 240 K，A、B正確；D中初態(tài)熱力學(xué)溫度為273 Kt，末態(tài)為273 K2t，溫度變化t K，故D錯(cuò)；對(duì)于攝氏溫度可取負(fù)值的范圍為0273 ，因絕對(duì)零度達(dá)不到，故熱力學(xué)溫度不可能取負(fù)值，故C錯(cuò)2.如圖218所示，兩端開口的U形管中，右側(cè)直管內(nèi)有一部分空氣被一段高H的水銀柱與外界隔開，若再向左邊的玻璃管中注入一些水銀，平衡后，則() 圖218AU形管下部?jī)蛇吽y面的高度差減小BU形管下部?jī)蛇吽y面的高度差增大CU形管下部?jī)蛇吽y面高度差不變DU形管右邊玻璃管內(nèi)的氣體體積減小解析：選C.由右管內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)平衡條件知，其壓強(qiáng)等于外界大氣壓p0與高H的水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)之和，即pp0pH.根據(jù)連通器原理，左管內(nèi)水銀面與右管密閉氣體下方水銀面高度差應(yīng)為H.當(dāng)左管內(nèi)再注入一些水銀后，由于右管密閉氣體上方水銀柱高度仍是H，密閉氣體的壓強(qiáng)不變，所以左、右兩管下部水銀面高度差不變由于密閉氣體的溫度不變、壓強(qiáng)不變，所以它的體積也不會(huì)變化3如圖219中，p表示壓強(qiáng)，V表示體積，T為熱力學(xué)溫度，各圖中正確描述一定質(zhì)量的氣體一定不是等溫變化的是()圖219解析：選D.A圖中可以直接看出溫度不變，B圖說(shuō)明p，即pV常數(shù)，是等溫過(guò)程C圖是雙曲線，也是等溫線D圖的pV乘積越來(lái)越大，表明溫度升高D項(xiàng)符合題意4.一端封閉的玻璃管開口向下插入水銀槽內(nèi)，如圖2110所示，管內(nèi)水銀柱比槽內(nèi)水銀面高h(yuǎn)5 cm，空氣柱長(zhǎng)l45 cm，要使管內(nèi)外水銀面相平求：圖2110(1)應(yīng)如何移動(dòng)玻璃管？(2)此時(shí)管內(nèi)空氣柱長(zhǎng)度為多少？(設(shè)此時(shí)大氣壓相當(dāng)于75 cmHg產(chǎn)生的壓強(qiáng))解析：(1)欲使管內(nèi)外水銀面相平，則需增大管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)可采取的方法是：向下移動(dòng)玻璃管，管內(nèi)部氣體體積V減小、壓強(qiáng)p增大，因此，h減小所以應(yīng)向下移動(dòng)玻璃管(2)設(shè)此管內(nèi)空氣柱長(zhǎng)度為l，p1V1p2V2，(p0gh)lSp0lS，lcm42 cm.答案：(1)向下移動(dòng)玻璃管(2)42 cm一、選擇題1下列說(shuō)法正確的是()A兩個(gè)系統(tǒng)處于熱平衡時(shí)，它們一定具有相同的熱量B如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個(gè)系統(tǒng)也必定處于熱平衡C溫度是決定兩個(gè)系統(tǒng)是否達(dá)到熱平衡狀態(tài)的唯一物理量D熱平衡定律是溫度計(jì)能夠用來(lái)測(cè)量溫度的基本原理解析：選BCD.由熱平衡定律可知，達(dá)到熱平衡的所有系統(tǒng)具有相同的宏觀性質(zhì)就是系統(tǒng)溫度故選項(xiàng)B、C、D正確2如圖2111所示為一定質(zhì)量的氣體的兩條等溫線，下列關(guān)于各狀態(tài)溫度的說(shuō)法正確的有() 圖2111AtAtB BtBtCCtCtD DtDtA解析：選AD.由pV常量可知，氣體的pV圖像是雙曲線的一支，且p、V乘積越大，溫度越高3.如圖2112所示，為一定質(zhì)量的氣體在不同溫度下的兩條p圖線由圖可知() 圖2112A一定質(zhì)量的氣體在發(fā)生等溫變化時(shí)其壓強(qiáng)與體積成正比B一定質(zhì)量的氣體在發(fā)生等溫變化時(shí)其p圖線的延長(zhǎng)線是經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的CT1>T2DT1<T2解析：選BD.這是一定質(zhì)量的氣體在發(fā)生等溫變化時(shí)的p圖線，由圖線知p，所以p與V應(yīng)成反比，A錯(cuò)由圖可以看出，p圖線的延長(zhǎng)線是過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的，故B對(duì)根據(jù)p圖線斜率的物理意義可知C錯(cuò)，D對(duì)4如圖2113所示，豎直放置的彎曲管A端開口，B端封閉，密度為的液體將兩段空氣封閉在管內(nèi)，管內(nèi)液面高度差分別為h1、h2、h3，則B端氣體的壓強(qiáng)為(已知大氣壓強(qiáng)為p0)()圖2113Ap0g(h1h2h3)Bp0g(h1h3)Cp0g(h1h3h2)Dp0g(h1h2)解析：選B.求B端氣體的壓強(qiáng)，要從管口開始依次向里進(jìn)行分析中間密封氣體的壓強(qiáng)p等于外界大氣壓p0和h3高的液柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)差，即：pp0gh3，而B端氣體的壓強(qiáng)pB等于中間氣體的壓強(qiáng)和h1高的液柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)差，即：pBpgh1，由以上兩式可得：pBp0g(h1h3)，故選項(xiàng)B正確5大氣壓強(qiáng)p01.0105 Pa.某容器容積為20 L，裝有壓強(qiáng)為20105 Pa的理想氣體，如果保持氣體溫度不變，把容器的開關(guān)打開，待氣體達(dá)到新的平衡時(shí)，容器中剩下的氣體質(zhì)量與原來(lái)氣體的質(zhì)量之比為()A119 B120C239 D118解析：選B.由p1V1p2V2，得p1V0p0V0p0V，則V020 L，V380 L，即容器中剩余20 L1個(gè)大氣壓的氣體，而同樣大氣壓下氣體的總體積為400 L，所以剩下氣體的質(zhì)量與原來(lái)質(zhì)量之比等于同壓下氣體的體積之比，即，B項(xiàng)正確6.如圖2114所示，是一定質(zhì)量的某種氣體狀態(tài)變化的pV圖像，氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過(guò)程中，氣體分子平均速率的變化情況是() 圖2114A一直保持不變B一直增大C先減小后增大D先增大后減小解析：選D.由圖像可知，pAVApBVB，所以A、B兩狀態(tài)的溫度相等，在同一等溫線上由于離原點(diǎn)越遠(yuǎn)的等溫線溫度越高，所以從狀態(tài)A到狀態(tài)B溫度應(yīng)先升高后降低，分子平均速率先增大后減小二、非選擇題7.如圖2115所示，固定在水平地面上的汽缸內(nèi)封閉著一定質(zhì)量的氣體，活塞與汽缸內(nèi)壁接觸光滑且不漏氣，活塞的橫截面積S100 cm2，受到F1200 N水平向左的推力而平衡，此時(shí)，缸內(nèi)氣體對(duì)活塞的平均壓力為F21200 N，則缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p_Pa，缸外大氣壓強(qiáng)p0_Pa. 圖2115解析：根據(jù)壓強(qiáng)的定義，缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)pPa1.2105 Pa由活塞受力平衡得F2p0SF1.大氣壓強(qiáng)p0Pa1.0105 Pa.答案：1.21051.01058.如圖2116所示，封閉端有一段長(zhǎng)40 cm的空氣柱，左右兩邊水銀柱的高度差是19 cm，大氣壓強(qiáng)為76 cmHg柱，要使兩邊管中的水銀面一樣高，需要再注入_cm長(zhǎng)的水銀柱圖2116解析：封閉氣體的初態(tài)：p1(7619) cmHg57 cmHg，V140 cmS，末態(tài)：p276 cmHg，由玻意耳定律知，p1V1p2V2，得V230 cmS，即空氣柱長(zhǎng)為30 cm，需要注入的水銀柱長(zhǎng)為l39 cm.答案：399如圖2117所示，玻璃管的質(zhì)量為m1，內(nèi)壁光滑，橫截面積為S，下端封閉玻璃管內(nèi)裝有質(zhì)量為m2的水銀，管外壁與斜面間動(dòng)摩擦因數(shù)為，斜面傾角30，當(dāng)玻璃管與水銀共同沿斜面下滑時(shí)，求被封閉的氣體壓強(qiáng)為多少？圖2117解析：設(shè)被封閉的氣體壓強(qiáng)為p，取整體為研究對(duì)象，由牛頓第二定律得：(m1m2)g sin(m1m2)gcos(m1m2)a代入數(shù)據(jù)，解之得：a取水銀柱為研究對(duì)象，有m2g sinp0SpSm2a得：pp0.答案：p010.如圖2118所示，鋼筒質(zhì)量為40 kg，活塞質(zhì)量為20 kg，橫截面積為100 cm2，鋼筒放在水平地面上時(shí)，氣柱長(zhǎng)度為10 cm，大氣壓強(qiáng)為1105 Pa，溫度為7 ，求：圖2118(1)當(dāng)豎直向上提活塞桿，將鋼筒緩慢被提起來(lái)時(shí)，氣柱多長(zhǎng)？(2)當(dāng)對(duì)桿施加豎直向上750 N的拉力時(shí)氣柱多長(zhǎng)？(g取10 m/s2)解析：鋼筒放在地面上和鋼筒被緩慢提起來(lái)時(shí)，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，由力的平衡條件，可以求出氣體初、末狀態(tài)的壓強(qiáng)當(dāng)對(duì)桿施加豎直向上750 N的拉力時(shí)，F(xiàn)750 N(Mm) g600 N，則鋼筒豎直向上做加速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律可求出氣體末狀態(tài)的壓強(qiáng)(1)設(shè)剛提起鋼筒時(shí)氣柱長(zhǎng)為l1、壓強(qiáng)為p1，鋼筒放在地面上時(shí)氣體壓強(qiáng)為p、長(zhǎng)度為l.選活塞為研究對(duì)象，鋼筒放在地面上尚未提活塞時(shí)，根據(jù)平衡條件有：pSp0Smg，所以pp01.2105 Pa，提起后對(duì)鋼筒受力分析得：p0Sp1SMg，p1p06104 Pa.選鋼筒內(nèi)封閉氣體為研究對(duì)象，根據(jù)玻意耳定律，有：plSp1l1S，l1 cm20 cm.(2)由于拉力F(Mm)g，鋼筒將豎直向上做加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律，有F(Mm)g(Mm)a，a m/s22.5 m/s2.設(shè)這時(shí)筒內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p2、氣柱長(zhǎng)為l2.選鋼筒為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律，有：p0Sp2SMgMa，則p25104 Pa.再選銅筒內(nèi)封閉氣體為研究對(duì)象，根據(jù)玻意耳定律，有：plSp2l2S，l2 cm24 cm.答案：(1)20 cm(2)24 cm