(练习)8 课时分层训练(五) 温度和温标 气体的等温变化-【提分教练】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第三册(人教版2019)

课时分层训练(五)　温度和温标　气体的等温变化 知识点1　温度与温标 1．下列关于热力学温度的说法不正确的是(　　) A. 热力学温度的零度是－273.15 ℃ B. 热力学温度的每一开(开尔文)的大小和摄氏温度每一度的大小是相同的 C. 绝对零度是低温的极限，永远达不到 D. 以上说法均错误 D　【解析】由T＝t＋273.15 K可知A、B项说法正确；绝对零度只能无限接近，不能达到，C项说法正确，D项说法错误。 知识点2　封闭气体压强的计算 2．求图中被封闭气体A的压强。其中(1)(2)(3)图中的玻璃管内都装有水银，(4)图中的小玻璃管浸没在水中，大气压强p0＝76 cmHg。(取p0＝1.01×105 Pa，g＝10 m/s2，ρ水＝1×103 kg/m3) 【解析】(1)pA＝p0－ph＝76 cmHg－10 cmHg＝66 cmHg。 (2)pA＝p0－ph ＝76 cmHg－10×sin 30° cmHg ＝71 cmHg。 (3)pB＝p0＋ph2＝76 cmHg＋10 cmHg＝86 cmHg pA＝pB－ph1＝86 cmHg－5 cmHg＝81 cmHg。 (4)pA＝p0＋ρ水gh＝1.01×105 Pa＋1×103×10×1.2 Pa＝1.13×105 Pa。 【答案】(1)66 cmHg　(2)71 cmHg (3)81 cmHg　(4)1.13×105 Pa 3．如图所示，一圆柱形汽缸静置于地面上，汽缸筒的质量为M，活塞的质量为m，活塞的面积为S，大气压强为p0。现将活塞缓慢向上提，求汽缸刚离开地面时汽缸内气体的压强。(忽略汽缸壁与活塞间的摩擦，重力加速度为g) 【解析】题目中的活塞和汽缸均处于平衡状态，以活塞为研究对象，进行受力分析如图甲所示，由平衡条件得 F＋pS＝mg＋p0S 以活塞和汽缸整体为研究对象，受力分析如图乙所示，有F＝(M＋m)g 由以上两个方程式，联立解得 pS＋Mg＝p0S 解得 p＝p0－。 【答案】p0－ 知识点3　玻意耳定律 4.如图所示，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 B　【解析】试管竖直放置时，封闭气体的压强为p＝p0－ρgh；试管自由下落时，封闭气体的压强为p＝p0，根据玻意耳定律pV＝C，压强增大，则体积减小，故选项B正确。 知识点4　气体等温变化的图像 5．如图所示，一定质量的理想气体由状态A变化到状态B，该过程中气体的密度(　　) A. 先变大后变小 B. 先变小后变大 C. 变大 D. 变小 D　【解析】气体由状态A变化到状态B发生等温变化，且压强减小，由公式pV＝C可知，体积增大，由公式 ρ＝可知，气体的密度变小，故选D。 6. 关于温度和测量温度的依据，下列说法不正确的是(　　) A. 温度宏观上反映物体的冷热程度，我们感觉冷的物体温度低 B. 当A、B两物体分别与C物体达到热平衡时，则A物体与B物体之间也处于热平衡状态 C. 当甲、乙两物体达到热平衡时，甲、乙两物体的温度相同 D. 热平衡是利用温度计测量温度的依据 A　【解析】温度宏观上反映物体的冷热程度，但并不是我们感觉冷的物体温度就低，人体感受物体的冷热程度，一方面取决于被感受的物体的温度，另一方面还与被感受物体单位时间内吸收或放出的热量的多少有关，A错误；由热平衡定律知，B正确；只要两个系统温度相同且不再发生变化，它们就处于热平衡状态，C、D正确。 7．空气压缩机的储气罐中储有1.0×105 Pa的空气6.0 L，现再充入 1.0×105 Pa的空气9.0 L。设充气过程为等温过程，空气可看成理想气体，则充气后储气罐中气体的压强为(　　) A. 2.5×105 Pa B. 2.0×105 Pa C. 1.5×105 Pa D. 1.0×105 Pa A　【解析】充气之前，两部分气体合起来作为初始状态，压强都是1.0×105 Pa，初始体积为两部分体积的和，即初始状态p1＝1.0×105 Pa，V＝V1＋V2＝15.0 L，末状态有V′＝V1＝6.0 L，充气过程中温度不变，由玻意耳定律有p1V＝p2V′，代入数据解得p2＝2.5×105 Pa，故A正确。 8．如图所示，长50 cm的玻璃管开口向上竖直放置，用15 cm长的水银柱封闭了一段20 cm长的空气柱，外界大气压强相当于75 cm水银柱产生的压强。现让玻璃管自由下落，不计空气阻力，求稳定时气柱的长度。(可以认为气柱温度没有变化) 【解析】假设玻璃管自由下落过程中，水银没有溢出。根据玻意耳定律得 p1l1S＝p2l2S 又p1＝p0 p2＝p0 l1＝20 cm 解得l2