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

第八章第1節(jié) 基礎(chǔ)夯實(shí) 一、選擇題(13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，DABC表示一定質(zhì)量的某種氣體狀態(tài)變化的一個(gè)過程，則下列說法正確的是( A )ADA是一個(gè)等溫過程BAB是一個(gè)等溫過程CA與B的狀態(tài)參量相同DBC體積減小，壓強(qiáng)減小，溫度不變解析：DA是一個(gè)等溫過程，A對(duì)；A、B兩狀態(tài)溫度不同，AB的過程中不變，則體積V不變，此過程中氣體的壓強(qiáng)、溫度會(huì)發(fā)生變化，B、C錯(cuò)，BC是一個(gè)等溫過程，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，A支管中有一段長(zhǎng)為h的水銀柱保持靜止，下列說法中正確的是( BD )AB管內(nèi)水銀面比管外水銀面高h(yuǎn)BB管內(nèi)水銀面比管外水銀面高h(yuǎn)cosCB管內(nèi)水銀面比管外水銀面低hcosD管內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)比大氣壓強(qiáng)小hcos高水銀柱解析：以A管中的水銀柱為研究對(duì)象，則有pShcosSp0S，B管內(nèi)壓強(qiáng)pp0hcos，顯然p<p0，且B管內(nèi)水銀面要比槽內(nèi)水銀面高出hcos。B、D正確。二、非選擇題5采用驗(yàn)證玻馬定律實(shí)驗(yàn)的主要器材針管及其附件，來測(cè)定大氣壓強(qiáng)的值，實(shí)驗(yàn)步驟如下：(1)將針管水平固定，拔下橡皮帽，向右將活塞從針管中抽出；(2)用天平稱出活塞與固定在其上的支架的總質(zhì)量為M；(3)用卡尺測(cè)出活塞直徑d；(4)再將活塞插入針管中，保持針管中有一定質(zhì)量的氣體，并蓋上橡皮帽，此時(shí)，從針管上可讀出氣柱體積為V1，如圖所示；(5)將彈簧秤掛鉤鉤在活塞支架上，向右水平緩慢拉動(dòng)活塞到一定位置，此時(shí)，彈簧稱讀數(shù)為F，氣柱體積為V2。試用以上的直接測(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：p1p0p0p0該過程中溫度不變，則：p0V1p1V2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)量無關(guān)，所以步驟(2)是多余的。6(山東省棗莊市第八中學(xué)20172018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，大氣壓強(qiáng)為p0，欲使水從出水口流出，瓶?jī)?nèi)空氣壓縮量V至少為多少？(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： p1p0V1V壓水后水剛流出時(shí)：p2p0gh，V2VV由玻意耳定律：p1V1p2V2，即p0V(p0gh)(VV)，解得V 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，在下滑過程中被封氣體的壓強(qiáng)為(大氣壓強(qiáng)p076cmHg)( A )A76cmHg B82cmHgC88cmHg D70cmHg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agsin，所以對(duì)水銀柱由牛頓第二定律得：p0SmgsinpSma，故pp0。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，浮力將減小，試管將下沉，在下沉的過程中，空氣所受壓強(qiáng)越來越大，浮力越來越小，試管將加速下沉。4(河北省邢臺(tái)市第一中學(xué)20172018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無法判斷解析：第一種：溫度不變，由玻意耳定律：P0VP1(V1)，解得P1P0()，同理，P2P1()，P3P2()P0()3；第二種：P0VP(V3)，解得PP0()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)充氣過程不漏氣，環(huán)境溫度不變，則這瓶氧氣最多可分裝( B )A60袋 B56袋C50袋 D40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：p1Vp2Vnp2V015×107Pa×20L1.0×106Pa×20Ln×1.0×106Pa×5L，解得n56，B選項(xiàng)正確。二、非選擇題6(重慶市永興中學(xué)20172018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，它與氣缸之間無摩擦且不漏氣，且氣體溫度保持不變。答案：p0L0S/(p0SMg)解析：對(duì)缸內(nèi)理想氣體，平放初態(tài)p1p0，V1L0S懸掛末態(tài)：對(duì)缸體，Mgp2Sp0S即p2p0Mg/SVLS由玻意耳定律：p1V1p2V2即p0L0S(p0Mg/S)LS得：氣柱長(zhǎng)度為L(zhǎng)p0L0S/(p0SMg)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M3×103kg、體積V00.5m3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h140m，筒內(nèi)氣體體積V11m3。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)p01×105Pa，水的密度1×103kg/m3，重力加速度的大小g10m/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：2.5m310m解析：當(dāng)F0時(shí)，由平衡條件得Mgg(V0V2)代入數(shù)據(jù)得V22.5m3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p1p0gh1p2p0gh2在此過程中筒內(nèi)氣體溫度和質(zhì)量不變，由玻意耳定律得p1V1p2V2聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得h210m