课时测评10 气体的等温变化-【金版新学案】2024-2025学年高中物理选择性必修3同步课堂高效讲义配套练习（教科版2019）

课时测评10　气体的等温变化 (时间：30分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－9题，每题4分，共36分) 1．(2023·上海市格致中学测验)如图所示，两端开口的弯折的玻璃管竖直放置，三段竖直管内各有一段水银柱，两段空气封闭在三段水银柱之间，若左、右两管内水银柱长度分别为h1、h2，水银柱均静止，则中间管内水银柱的长度为(　　) A．h1－h2 B．h1＋h2 C． D． 答案：B 解析：设大气压强为p0，左边空气柱的压强为p左＝p0－ρgh1，右边空气柱的压强为p右＝p0＋ρgh2＝p左＋ρgh1＋ρgh2＝p左＋ρgh，则h＝h1＋h2，故B正确。 2．如图所示，有一段12 cm长的水银柱在均匀玻璃管中封住了一定质量的气体，若管口向上将玻璃管放在一个倾角为30°的光滑斜面上，在自由下滑过程中被封闭气体的压强(设大气压强为p0＝76 cmHg)为(　　) A．70 cmHg B．76 cmHg C．82 cmHg D．88 cmHg 答案：B 解析：以玻璃管与水银柱整体为研究对象，有Mgsin 30°＝Ma，可得a＝g①，水银柱相对玻璃管静止，则二者加速度相等，以水银柱为研究对象，有mgsin 30°＋p0S－pS＝ma②，将①代入②得p＝p0＝76 cmHg。故选B。 3．(2023·上海市高二期中)如图所示，气缸倒挂在天花板上，用光滑的活塞密封一定量的气体，活塞下悬挂一个沙漏，保持温度不变，在沙缓慢漏下的过程中，气体的(　　) A．压强变大，体积变大 B．压强变大，体积变小 C．压强变小，体积变大 D．压强变小，体积变小 答案：B 解析：设活塞和沙漏的总质量为m，则对活塞和沙漏整体分析可知pS＋mg＝p0S，则当m减小时，p增大；根据气体等温变化规律的表达式pV＝常量可知，体积减小，故B正确。 4．(2023·山东潍坊市期中)如图所示，两端开口、粗细均匀的足够长细管插在大水银槽中，管的上部有一定长度的水银柱，两段空气柱被封闭在左右两侧的竖直管中，平衡时水银柱的位置如图所示，其中h1＝5 cm，h2＝7 cm，L1＝50 cm，大气压强为75 cmHg，则右管内气柱的长度L2等于(　　) A．44 cm B．46 cm C．48 cm D．50 cm 答案：D 解析：左侧管内气体压强为p1＝p0＋ph2＝82 cmHg，则右侧管内气体压强为p2＝p1＋ph1＝87 cmHg，右侧管中下端水银液面比外界低87 cm－75 cm＝12 cm，右侧气柱长L2＝L1－h1－h2＋12 cm＝50 cm，故D正确。 5.如图所示，上端封闭的细管插在水银槽中，管内封闭着一段气柱。现使细管缓慢地绕其最下端偏离竖直方向一定角度，能描述管内气体状态变化的图像是(箭头表示状态的变化方向，A、B选项中曲线为双曲线的一支)(　　) 答案：A 解析：设大气压强为p0，封闭气体压强p＝p0－ρgh，细管绕其最下端偏离竖直方向一定角度，水银柱的有效高度h变小，封闭气体压强变大；气体温度不变，压强变大，由pV＝常量可知，气体体积将变小，由数学知识知p V图线为双曲线的一支，故A正确，B、C、D错误。 6.为了直观地描述一定质量理想气体的等温变化时压强p与体积V的关系，通常建立p-V坐标系来研究。该气体在T1、T2温度下的等温线如图所示，则它的p-图像应为(　　) 答案：B 解析：在pV图像中，沿远离原点方向，温度越来越高，故T2＞T1；在p图像中，斜率越大，温度越高，且p图像上的等温线的延长线都过原点，故B正确。 7．一定质量的理想气体，压强为3 atm，保持温度不变，当压强减小2 atm时，体积变化4 L，则该气体原来的体积为(　　) A． L B．2 L C． L D．8 L 答案：B 解析：由气体等温变化的规律有p1V1＝p2V2，即3 atm×V＝(3－2) atm×(V＋4 L)，解得V＝2 L，故B正确。 8．一个气泡由湖面下20 m深处上升到湖面下10 m深处，它的体积约变为原来体积的(温度不变，水的密度为1.0×103 kg/m3，g取10 m/s2，大气压强为1.0×105 Pa)(　　) A．3倍 B．2倍 C．1.5倍 D. 答案：C 解析：根据气体等温变化的规律有＝＝＝＝＝1.5。故选C。 9．(2023·山西晋城一中月考)在光滑水平面上有一个内、外壁都光滑的气缸，气缸质量为M，气缸内有一质量为m的活塞，已知M>m，活塞密封一部分气体。现对气缸施加一水平向左的拉力F，如图甲所示，气缸的加速度为a1，封闭气体的压强为p1，体积为V1；若用同样大小的力F水平向左推活塞，如图乙所示，气缸的加速度为a2，封闭气体的压强为p2，体积为V2。设密封气体的质量和温度均不变，大气压强为p0，则(　　) A．a1＝a2、p1<p2、V1>V2 B．a1<a2、p1>p2、V1<V2 C．a1＝a2、p1<p2、V1<V2 D．a1>a2、p1>p2、V1>V2 答案：A 解析：对气缸与活塞组成的整体，根据牛顿第二定律可知a1＝a2。设活塞横截面积为S，对题图甲，以活塞为研究对象，有p0S－p1S＝ma1；对题图乙，以气缸为研究对象，有p2S－p0S＝Ma2，可知p1<p2。根据气体等温变化的规律有p1V1＝p2V2，则V1>V2，故A正确。 10．(12分)(2023·吉林通化第六中学月考)如图所示，一端封闭、粗细均匀的U形管开口向上竖直放置，用水银将一段气体封闭在管中。当温度为T时，被封闭的气柱长L＝33 cm，两边水银柱高度差h＝10 cm，已知大气压强p0＝76 cmHg。求： (1)此时被封闭的气柱的压强p1； (2)现向开口端缓慢注入水银，设气体温度保持不变，再次稳定后封闭气柱长度变为30 cm，此时两边水银柱的高度差。 答案：(1)66 cmHg　(2)3.4 cm 解析：(1)封闭气柱的压强为p1＝p0－ph＝76 cmHg－10 cmHg＝66 cmHg。 (2)气体发生等温变化，设玻璃管横截面积为S，此时两边水银柱的高度差为h′，根据气体等温变化的规律有p1LS＝p1′L′S 解得p1′＝p1＝72.6 cmHg 同时有p1′＋ph′＝p0 解得ph′＝3.4 cmHg，即此时两边水银柱的高度差为h′＝3.4 cm。 11．(12分)如图，一玻璃装置放在水平桌面上，竖直玻璃管A、B、C粗细均匀，A、B两管的上端封闭，C管上端开口，三管的下端在同一水平面内且相互连通。A、B两管的长度分别为l1＝13.5 cm、l2＝32 cm。将水银从C管缓慢注入，直至B、C两管内水银柱的高度差h＝5 cm。已知外界大气压为p0＝75 cmHg。求A、B两管内水银柱的高度差。 答案：1 cm 解析：设A、B两管横截面积分别为S1、S2，注入水银后A、B两管内气柱长度分别减少了h1和h2，压强分别为p1和p2，则有p0l1S1＝p1(l1－h1)S1 p0l2S2＝p2(l2－h2)S2 且p2＝p0＋ph，p1＝p2＋ph2－ph1 代入数据解得Δh＝h2－h1＝1 cm。 学生用书↓第48页 学科网（北京）股份有限公司 $$