第2章 第3节气体的等压变化和等容变化-高二物理课后习题精准解析（新教材人教版选择性必修第三册）

人教版新教科书 选择性必修第三册 第二章 气体、固体和液体 第3节 气体的等压变化和等容变化 练习与应用（原卷版） 1. 盛有氧气的钢瓶，在17 ℃的室内测得钢瓶内的压强是9.31×106 Pa。当钢瓶搬到-13℃ 的工地上时，瓶内的压强变为 8.15×106 Pa。钢瓶是不是漏气？为什么？ 2．“拔火罐”是我国传统医学的一种治疗手段。操作时，医生用点燃的酒精棉球加热一个小罐内的空气，随后迅速把小罐倒扣在需要治疗的部位，冷却后小罐便紧贴在皮肤上 （图2.3-4）。设加热后小罐内的空气温度为80 ℃， 当时的室温为20 ℃，大气压为标准大气压，小罐开口部位的直径请按照片中的情境估计。当罐内空气变为室温时，小罐对皮肤的压力大概有多大？不考虑因皮肤被吸入罐内导致空气体积变化的影响。 3. 如图 2.3-5，向一个空的铝制饮料罐中插入一根透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱（长度可以忽略）。如果不计大气压的变化，这就是一个简易的气温计。已知罐的容积是 360 cm3， 吸管内部粗细均匀，横截面积为0.2 cm2，吸管的有效长度为20 cm，当温度为25 ℃时，油柱离管口10 cm。若给吸管上标刻温度值，刻度是否均匀？试估算这个气温计的测量范围。 4. 一个容器内部呈不规则形状，为测量它的容积，在容器上插入一根两端开口的玻璃管，接口用蜡密封。玻璃管内部横截面积为S，管内一静止水银柱封闭着长度为l1 的空气柱，如图 2.3-6，此时外界的温度为T1。 现把容器浸在温度为T2 的热水中，水银柱静止时下方的空气柱长度变为l2。实验过程中认为大气压没有变化，请根据以上数据推导容器容积的表达式。 $$人教版新教科书 选择性必修第三册 第二章 气体、固体和液体 第3节 气体的等压变化和等容变化 练习与应用（解析版） 1. 盛有氧气的钢瓶，在17 ℃的室内测得钢瓶内的压强是9.31×106 Pa。当钢瓶搬到-13℃ 的工地上时，瓶内的压强变为 8.15×106 Pa。钢瓶是不是漏气？为什么？ 【答案】钢瓶漏气。 【解析】如果不漏气，在工地的压强应该是p2，根据等容变化,，大于实际压强，所以漏气。 2．“拔火罐”是我国传统医学的一种治疗手段。操作时，医生用点燃的酒精棉球加热一个小罐内的空气，随后迅速把小罐倒扣在需要治疗的部位，冷却后小罐便紧贴在皮肤上 （图2.3-4）。设加热后小罐内的空气温度为80 ℃， 当时的室温为20 ℃，大气压为标准大气压，小罐开口部位的直径请按照片中的情境估计。当罐内空气变为室温时，小罐对皮肤的压力大概有多大？不考虑因皮肤被吸入罐内导致空气体积变化的影响。 【答案】35102 N 【解析】加热后罐内空气的温度T1=353K，压强p1=p0=1.0105 Pa;降温后罐内空气的温度T2=293 K。由查理定律，有 代人数据，解得p2=0. 83105 Pa。 估计小罐半径r=3 cm=310-2m,面积S=πr2 =2.82610-3 m2，则小罐内的空气对皮肤的压力F=p2S=0.831052.82610-3 N=2.35102 N。 3. 如图 2.3-5，向一个空的铝制饮料罐中插入一根透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱（长度可以忽略）。如果不计大气压的变化，这就是一个简易的气温计。已知罐的容积是 360 cm3， 吸管内部粗细均匀，横截面积为0.2 cm2，吸管的有效长度为20 cm，当温度为25 ℃时，油柱离管口10 cm。若给吸管上标刻温度值，刻度是否均匀？试估算这个气温计的测量范围。 【答案】刻度均匀; 23.4~26.6 C 【解析】由盖一吕萨克定律，有= 设吸管内部横截面积为S,在25 0C时，热力学温度为T1,体积为V1,油柱移动距离为，则有 即t= 由上式可知，t与成正比，所以吸管上刻度均匀。 封闭气体做等压变化，当油柱到达吸管与饮料罐的接口处时，气体温度最低。由盖吕萨克 定律，有T2==，则t2=296.4-273=23.40C 当油柱到达吸管管口时，气体温度最高。同理，有T3==，则t3=299.6-273=26.60C 故这个温度计的测量范围是23.4~26.6 C。 4. 一个容器内部呈不规则形状，为测量它的容积，在容器上插入一根两端开口的玻璃管，接口用蜡密封。玻璃管内部横截面积为S，管内一静止水银柱封闭着长度为l1 的空气柱，如图 2.3-6，此时外界的温度为T1。 现把容器浸在温度为T2 的热水中，水银柱静止时下方的空气柱长度变为l2。实验过程中认为大气压没有变化，请根据以上数据推导容器容积的表达式。 【答案】 【解析】封闭气体发生等压变化，设容器容积为Vo，则V1=V0+S，V2=V0+S。 根据 得 解得V0=. $$