高中物理选修3-3(人教版)习题：第八章 1气体的等温变化 含答案

课后训练1．(2011·嘉定高二检测)描述气体状态的参量是指()。

A．质量、温度、密度B．温度、体积、压强C．质量、压强、温度D．密度、压强、温度2．如图中，p表示压强，V表示体积，T为热力学温度，则各图中正确描述一定质量的气体发生等温变化的是()。

3．各种卡通形状的氢气球，受到孩子们的喜欢，特别是年幼的小孩，小孩一不小心松手，氢气球就会飞向天空，上升到一定高度会胀破，是因为()。

A．球内氢气温度升高B．球内氢气压强增大C．球外空气压强减小D．以上说法均不正确4．(2011·大连高二检测)一端封闭的玻璃管倒插入水银槽中，管竖直放置时，管内水银面比管外高h，上端空气柱长为l，如图所示，已知大气压强为H cmHg，下列说法正确的是()。

A．此时封闭气体的压强是(l＋h) cmHg B．此时封闭气体的压强是(H－h) cmHg C．此时封闭气体的压强是(H＋h) cmHg D．此时封闭气体的压强是(H－l) cmHg 5．如图所示为一定质量的某种气体在p-V图中的等温线，A、B是等温线上的两点，△OAD和△OBC的面积分别为S1和S2，则()。

A．S1>S2 B．S1＝S2 C．S1<S2 D．无法比较6．如图所示，汽缸内封闭一定质量的气体。

不计活塞与缸壁间的摩擦，保持温度不变，当外界大气压变化时，不发生改变的是()。

A．密封气体压强B．密封气体体积C．弹簧的弹力D．汽缸底部离地面的高度7．氧气瓶在储存过程中，由于密封不严，氧气缓慢泄漏，其瓶内氧气的压强和体积变化如图所示(设环境温度不变)中A到B所示，则瓶内氧气的温度()。

A ．一直升高B ．一直下降C ．先升高后降低D ．不变8.用注射器做“验证玻意耳定律”的实验，如图所示。

(1)若测得注射器的全部刻度长为l ，由________直接读出其容积为V ，由________测得注射器的活塞和框架的总质量为m 1，由______读出大气压强为p 0。

1 气体的等温变化主动成长夯基达标1.在一个上下温度一样的水池中，一个小空气泡缓慢向上浮起时，如下对气泡内气体分子的描述正确的答案是〔 〕A.气体分子的平均速率不变B.气体分子数密度增加C.气体分子数密度不变D.气体分子无规如此运动加剧解析：温度不变，由于压强减小，故体积增大.答案:A2.一定质量的气体，在温度不变的条件下，将其压强变为原来的2倍，如此〔 〕A.气体分子的平均动能增大B.气体分子的密度变为原来的2倍C.气体的体积变为原来的一半D.气体的分子总数变为原来的2倍解析：气体分子平均动能为221mv E k =，由于温度T 不变，故k E 不变，据玻意耳定律得21221112211121,,212ρρρρ=⇒===⇒=V m V m V V V p V p ，即ρ2=2ρ1，故B 、C 正确. 答案:BC3.一只轮胎容积为10 L ，内装1.5 atm 的空气，现用打气筒给它打气.气筒的容积为V=1 L ，要使胎内气体压强达到2.5 atm ，应至少打多少次气〔设打气过程中轮胎容积与气体温度维持不变〕〔 〕A.8次B.10次C.12次D.15次解析：此题中，胎内气体质量发生变化，似乎不能直接应用气体实验定律，但由于假设气体温度不变，故可将打气前后胎内气体体积分别折合成大气压下气体体积，求出两种情况下体积之差，便可得到结果，这样便将一个变质量问题化为两个等质量问题.打气前p 1V=p 0V′，打气后p 2V=p 0V″因而ΔV=V″-V′=V p p p 012-，打气次数012p p p v V n -=∆=11015.15.2⨯-=•v V =10〔次〕. 答案:B4.一容器体积为V ，其内气体压强为 P 0.现用活塞式抽气机抽气，活塞筒的有效抽气容积为v=0.1 V,欲使容器内气体压强降为原来的百分之一，问至少要抽的次数是〔设抽气过程中气体的温度不变〕〔 〕A.12次B.24次C.36次D.48次解析：此题可直接应用玻意耳定律，同时应用数学归纳法可得到一个几何级数.设抽气一次后，气体压强降为p 1，如此有p 0V=p 1〔V+v 〕，v V V p p +=01，同理可得，抽气两次后，气体的压强为0212)(p v V V p v V V p +=+=，以此类推0)(p vV V p n n +=，故得vV V p p n n +=lg /lg 0 1.1lg 01.0lg =≈48.3次. 答案:D5.图8-1-4中，p 表示压强，V 表示体积，T 为热力学温度，t 为摄氏温度，各图中正确描述一定质量的气体发生等温变化的是〔 〕图8-1-4解析：A 图中图线平行于纵轴，显然T 不变，是等温变化，B 中由图看出pV=恒量，是等温变化，C 图中也可看出来pV=恒量，因而选项ABC 都对.答案:ABC6.大气压强p0=1.0×105帕，某容器容积为20升，装有压强为20×105帕的理想气体，如果保持气体温度不变，把容器的开关打开，待气体达到新的平衡时，容器中剩下的气体质量与原来质量之比为〔〕A.1∶19B.1∶20C.2∶39D.1∶18解析：容器内气体是20×105帕，打开开关，它完全释放在1.0×105帕压强下，体积为20×20升，剩在容器里的只有20升，即剩下20∶400=1∶20,因而选项B正确.答案:B7.如图8-1-5所示，两端开口的均匀玻璃管竖直插入水银槽中，管中有一段水银柱h1封闭一定质量的气体，这时管下端开口处内外水银面高度差为h2，假设保持环境温度不变，当外界压强增大时，如下分析正确的答案是〔〕图8-1-5A.h2变长B.h2变短C.h1上升D.h1下降解析：内部气体压强为p0+h2或表示为p0+h1,由于h1不变因此h2也不变，而P0增大即内部气体压强增大，因而体积减小，因而h1下降只有选项D正确.答案:D8.如图8-1-6所示，一汽缸竖直倒放，汽缸内有一质量不可忽略的活塞，将一定质量的理想气体封在汽缸内，活塞与缸壁无摩擦，气体处于平衡状态.现保持温度不变把汽缸稍微倾斜一点，在达到平衡后，与原来相比，如此〔〕图8-1-6A.气体的压强变大B.气体的压强变小C.气体的体积变大D.气体的体积变小解析：以活塞为研究对象，分析倾斜前后活塞的受力情况，根据物体平衡条件F 合=0，求出压强p 1、p 2进展比拟〔如图1〕倾斜前：p 1S+Mg-p 0S=0，p 1=p 0-S Mg ，倾斜后，在竖直方向上，p 2Scosθ+Mg -p 0Scosθ=0，p 2=p 0-.cosS Mg图1∴p 2＞p 1，又由温度不变，p 1V 1=p 2V 2可得V 1＞V 2.答案:AD9.如图8-1-7所示，为一定质量的气体在不同温度下的两条等温线，如此如下说法正确的答案是〔 〕图8-1-7A.从等温线可以看出，一定质量的气体发生等温变化时，其压强与体积成反比B.一定质量的气体，在不同温度下的等温线是不同的C.由图可知T 1＞T 2D.由图可知T 1＜T 2解析：根据等温图线的物理意义可知A 、B 选项都对.气体的温度越高时，等温图线的位置就越高，所以C 错，D 对.答案:ABD10.如图8-1-8所示，一定质量气体放在体积为V 0的容器中，有一光滑的活塞C 〔不占体积〕将容器分成A 、B 两室，B 室的体积为A 室的两倍，A 室容器上连有一U 形管〔U 形管内气体体积忽略不计〕两边水银柱高度差为76 cm ，在B 室容器上接有阀门K 可与大气一样，〔外界大气压强76 cm 汞柱〕求：将阀门K 打开后，A 室的体积变成多少？图8-1-8解析：由题设条件可判断，打开K 后，A 室空气做等温变化，遵循玻意耳定律，运用其解决即可.由题知，打开K 前，B 室体积等于A 室体积的两倍，故此时A 室体积为0131V V，A 室中气体压强p 1=p 0+h 水银柱=2h 水银柱.打开K 后，活塞右压强变为p 0，故A 室中气体做等温膨胀，稳定后压强变为p 0，设此时A 室体积为V 2，由玻意耳定律有p 0V 2=〔p 0+h 〕V 1.∵p 0=h,∴V 2=2V 1=V 32.答案:032V走近高考11.(2006某某高考，9)如图8-1-9所示，竖直放置的弯曲管A 端开口，B 端封闭，密度为ρ的液体将两段空气封闭在管内，管内液面高度差分别为h 1、h 2和h 3，如此B 端气体的压强为〔大气压强为P 0〕图8-1-9A.P 0-ρg〔h 1+h 2-h 3〕B.P 0-ρg〔h 1+h 3〕C.P 0-ρg〔h 1+h 3-h 2〕D.P 0-ρg〔h 1+h 2〕解析：由图中液面的高度关系可知，P 0=P 2+ρgh 3和P 2=P 1+ρgh 1,由此解得P 1=P 0-ρg(h 1+h 3)答案:B12.(2005某某高考，18)一同学用图8-1-10装置研究一定质量气体的压强与体积的关系，实验过程中温度保持不变，最初，U形管两臂中的水银面齐平，烧瓶中无水，当用注射器往烧瓶中注入水时，U形管两管中的水银面出现高度差，实验的局部数据记录在下表.图8-1-10气体体积V〔mL〕800 674 600 531 500水银面高度差h(cm) 0 14.0 25.0 38.0 45.0 〔1〕根据表中数据，在图8-1-11中画出该实验的h-1/V关系图线.图8-1-11(2)实验时，大气压强p0=_____________ cmHg.答案:〔1〕如图2所示图2〔2〕75.0 cmHg(7.45 cmHg—75.5 cmHg)。

第八章气体第1节气体的等温变化一、等温变化1．状态参量：研究气体的性质时，用________、________、________这三个物理量来描述气体的状态，这三个物理量被称为气体的状态参量。

2．概念：一定________的气体，在________不变的条件下其压强与体积间发生的变化，叫做等温变化。

3．实验探究：实验器材铁架台、________、压力表等研究对象注射器内被封闭的一定质量的________数据收集气体的压强由________读出，空气柱体积（长度）由________读出数据处理以________为纵坐标，以________为横坐标，作出________图象图象结果p–1V图象是一条过原点的直线实验结论一定质量的气体，在温度不变的条件下，其压强与________成正比，即压强与________成反比二、玻意耳定律1．内容：一定________的________气体，在________不变的情况下，压强p与体积V成________比。

2．公式：________=C（常数）或p1V1=________（其中p1、V1和p2、V2分别表示气体在1、2两个不同状态下的压强和体积）。

3．条件：某种气体的________一定，________不变。

三、气体等温变化的p–V图象1．p–V图象一定质量的某种气体发生等温变化时的p–V图象为________的一支，如图所示。

2．p–1V图象一定质量的某种气体发生等温变化时的p–1V图象为延长线过原点的倾斜直线，如图所示。

压强体积温度质量温度注射器空气柱压力表刻度尺压强p 体积的倒数p–1 V体积的倒数体积质量某种温度反pV p2V2质量温度双曲线一、气体的状态参量与等温变化规律的探究1．气体的状态和状态参量（1）用以描述气体宏观性质的物理量，叫状态参量。

对于一定质量的某种气体来说，描述其宏观性质的物理量有温度T、体积V、压强p三个。

①体积V：气体分子所能达到的空间，即气体所能充满的容器的容积。

高中物理学习材料桑水制作一、选择题1．一个气泡由湖面下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)( )A．3倍B．2倍C．1.5倍D．0.7倍解析：外界大气压相当于10 m水柱产生的压强，对气泡p1＝3p0，p2＝2p0，由p1V1＝p2V2知V2＝1.5V1，故C项正确．答案： C2．如图所示，在一端封闭的玻璃管中，用一段水银将管内气体与外界隔绝，管口向下放置，若将管倾斜，待稳定后则呈现的物理现象是( )A．封闭端内气体的压强增大B．封闭端内气体的压强减小C．封闭端内气体的压强不变D．封闭端内气体的体积减小解析：玻璃管由竖直到倾斜，水银柱压强p h减小，由p＋p h＝p0知气体压强增大，再由玻意耳定律知其体积减小，故A、D正确．答案：AD3．如图为一定质量的气体的两条等温线，则下列关于各状态温度的说法正确的有( )A．t A＝t B B．t B＝t CC．t C＞t A D．t D＞t A解析：两条等温线，故t A＝t B，t C＝t D，故A项正确．两条等温线比较，t D＞t A，t C＞t A，故B项错，C、D项正确．答案：ACD4．放飞的氢气球上升到一定高度会胀破，是因为( )A．球内氢气温度升高B．球内氢气压强增大C．球外空气压强减小D．以上说法均不正确解析：气球上升时，由于高空处空气稀薄，球外气体的压强减小，球内气体要膨胀，到一定程度时，气球就会胀破．答案： C5．如图所示，活塞的质量为m，缸套的质量为M.通过弹簧吊在天花板上，汽缸内封有一定质量的气体．缸套和活塞间无摩擦，活塞面积为S.大气压强为p0.则封闭气体的压强为( )A．p＝p0＋mg/S B．p＝p0＋(M＋m)g/SC．p＝p0－Mg/S D．p＝mg/S答案： C6．氧气瓶在储存过程中，由于密封不严，出现缓慢漏气，其瓶内氧气的压强和体积变化如图中A到B所示，则瓶内氧气的温度(设环境温度不变)( )A．一直升高B．一直下降C．先升高后降低D．不变解析：易错选B，错误原因是只简单地对A、B及A到B的过程进行分析后，作出各状态下的等温线，如图所示，从图中可以看出t A>t1>t2>t B，从而误选B，而忽略了只有一定质量的气体才满足t A>t1>t2>t B.正确答案应为D.密封不严说明漏气，说明气体质量变化，B 不正确；漏气缓慢进行，故氧气瓶中氧气可充分同外界进行热交换，隐含与外界“等温”．答案： D7．用活塞气筒向一个容积为V 的容器内打气，每次能把体积为V 0，压强为p 0的空气打入容器内，若容器内原有空气的压强为p ，打气过程中温度不变，则打了n 次后容器内气体的压强为( )A.p 0V 0VB ．p 0＋np 0C ．p ＋n ⎝⎛⎭⎪⎫p 0V 0VD ．p 0＋⎝ ⎛⎭⎪⎫V 0Vn ·p 0解析： 将n 次打气的气体和容器中原有气体分别看成是初态，将打气后容器内气体看成是末态，利用等温分态分式，有pV ＋np 0V 0＝p ′V ，得n 次打气后容器内气体的压强p ′＝p ＋n ⎝⎛⎭⎪⎫p 0V 0V ，即C 项正确．答案： C8．如图所示，有一压力锅，锅盖上的排气孔截面积约为7.0×10－6m 2，限压阀重为0.7N ．使用该压力锅对水消毒，根据下列水的沸点与气压关系的表格，分析可知压力锅内的最高水温约为(大气压强为1.01×105Pa)( )p (×105Pa) 1.01 1.43 1.54 1.63 1.73 1.82 1.91 2.01 2.12 2.21t (℃)100110112114116 118 120 122124126A.100 ℃ B ．112 ℃ C ．122 ℃D ．124 ℃解析： 由表格数据知，气压越大，沸点越高，即锅内最高温度越高．对限压阀分析受力，当mg ＋p 0S ＝pS 时恰好要放气，此时p ＝mg S ＋p 0＝0.77.0×10－6＋p 0＝2.01×105Pa 达到最大值，对应的最高温度为122 ℃答案： C9．容积V ＝20 L 的钢瓶充满氧气后，压强为p ＝30个大气压，打开钢瓶盖阀门，让氧气分别装到容积为V 0＝5 L 的小瓶子中去，若小瓶子已抽成真空，分装到小瓶子中的氧气压强均为p 0＝2个大气压，在分装过程中无漏气现象，且温度保持不变，那么最多可装的瓶数是( )A ．4瓶B ．50瓶C ．56瓶D ．60瓶解析： 设最多可装的瓶数为n ，由玻意耳定律有pV ＝p 0(V ＋nV 0)，所以n ＝pV －p 0V p 0V 0＝30×20－2×202×5＝56瓶．答案： C 二、非选择题10.如图所示，为医院用于静脉滴注的装置示意图，倒置的输液瓶上方有一气室A ，密封的瓶口处的软木塞上插有两根细管，其中a 管与大气相通，b 管为输液软管，中间又有一气室B ，而其c 端则通过针头接人体静脉．(1)若气室A 、B 中气体的压强分别为p A 、p B 则它们与外界大气压强p 0间的大小关系应为________；(2)当输液瓶的悬挂高度与输液软管内径确定时，药液滴注的速度________．(填“越滴越快”、“越滴越慢”或“恒定不变”)解析： (1)因a 管与大气相通，故可以认为a 管上端处压强即为大气压强，这样易得p A ＜p 0，而p B ＞p 0，即有p B ＞p 0＞p A .(2)当输液瓶的悬挂高度与输液软管的内径确定时，由于a 管上端处的压强与人体血管中的压强都保持不变，故b 管中气体的压强也不变，所以药液滴注的速度是恒定不变的．答案： (1)p B ＞p 0＞p A (2)恒定不变11．在“探究气体等温变化的规律”实验中，封闭的空气如图所示，U 型管粗细均匀，右端开口，已知外界大气压为76 cm 汞柱高，图中给出了气体的两个不同的状态．(1)实验时甲图气体的压强为________cm 汞柱高；乙图气体压强为________cm 汞柱高． (2)实验时某同学认为管子的横截面积S 可不用测量，这一观点正确吗？ ________(选填“正确”或“错误”)．(3)数据测量完后在用图象法处理数据时，某同学以压强p 为纵坐标，以体积V (或空气柱长度)为横坐标来作图，你认为他这样做能方便地看出p 与V 间的关系吗？解析： (1)由连通器原理可知，甲图中气体压强为p 0＝76 cmHg ，乙图中气体压强为p 0＋4 cmHg ＝80 cmHg.(2)由玻意耳定律p 1V 1＝p 2V 2，即p 1l 1S ＝p 2l 2S ，即p 1l 1＝p 2l 2，(l 1、l 2为空气柱长度)，所以玻璃管的横截面积可不用测量．(3)以p 为纵坐标，以V 为横坐标，作出p －V 图是一条曲线，但曲线未必表示反比关系，所以应再作出p －1V图，看是否是过原点的直线，才能最终确定p 与V 是否成反比．答案： (1)76 80 (2)正确 (3)不能12．如图所示，密闭圆筒的中央有一个活塞，活塞两边封闭着两部分气体，它们的压强都是750 mmHg.现在用力把活塞向右移动，使活塞右边气体的体积变为原来的一半，那么活塞两边的压强差为多大？(假定气体温度不变)解析： 在分析气体的变化规律时，由于质量一定且温度不变可以分别利用玻意耳定律研究左、右两部分气体的等温变化．。

第八章 气体 1 气体的等温变化记一记气体的等温变化知识体系一个方法——控制变量法 一个定律——玻意耳定律两个图象——p -V 图象和p -1V 图象四种方法——求封闭气体压强的方法：连通器原理法、液片平衡法、固体平衡法、牛顿第二定律法辨一辨1.描述气体状态的参量是密度、压强、温度．(×) 2．描述气体状态的参量是体积、压强、温度．(√)3．若一定质量的气体的温度、压强保持不变，其体积可能发生变化．(×)4．若一定质量的气体的温度保持不变，其压强增大时体积增大．(×)想一想1．如图所示为“探究气体等温变化规律”的装置． (1)本实验应用了什么物理方法？(2)在探究过程中，需要测定哪些物理量？如何测量？ 提示：(1)控制变量法．(2)探究过程需要测量气体的体积和压强．体积可由注射器刻度读出，压强可由压力表读出．2．一定质量的气体在不同温度下有两条等温线，如图，试比较温度的高低．提示：由玻意耳定律知pV ＝C ，C 与温度有关，pV 越大则温度越高，即T 1<T 2.思考感悟： 练一练1．如图所示，一定质量的理想气体，从状态1变化到状态2，其p -1V 图象为过坐标原点的倾斜直线，气体温度变化是( ) A ．逐渐升高 B ．逐渐降低 C ．不变D ．先升高后降低解析：由玻意耳定律pV ＝C 得P ＝C ·1V 即p ∝1V ，由于C 为常数，则T 是常数，温度保持不变．答案：C2．一定质量的气体在温度保持不变时，压强增大到原来的4倍，则气体的体积变为原来的( )A．4倍B．2倍C.12 D.14解析：由pV＝C，知温度不变时，C不变，当p增大到原来4倍时，V应变为原来的1/4.答案：D3．(多选)如图水银柱上面封闭一段气体，管内外水银面高度差h＝72 cm，大气压强为76 cmHg，下列说法正确的是() A．将管稍上提，h不变B．将管稍上提，h变大C．将管下插至管顶与管外水银面高度差为70 cm时，管内外水银面高度差也是70 cmD．将管下插至C项所述位置时，管内外水银面高度差小于70 cm解析：水银柱产生的压强加上封闭气体的压强大小等于大气压．将玻璃管上提时，封闭气柱体积增大，因温度不变，故压强减小，所以管内水银柱产生的压强须增大才能重新平衡，故h变大；将管下插时，封闭气柱变短，压强增大，内外液面差应变小，才能重新平衡，故选BD.答案：BD4．(多选)如图所示，为一定质量的气体在不同温度下的两条等温线，则下列说法正确的是()A．从等温线可以看出，一定质量的气体在发生等温变化时，其压强与体积成反比B．一定质量的气体，在不同温度下的等温线是不同的C．由图可知T1>T2D．由图可知T1<T2解析：由等温线的物理意义可知，A、B两项正确；对于一定质量的气体，温度越高，等温线就越远离坐标轴，C项错误，D 项正确．答案：ABD要点一气体压强的求解1．在标准大气压(相当于76 cmHg产生的压强)下做托里拆利实验时，由于管中混有少量空气，水银柱上方有一段空气柱，如图所示，则管中稀薄气体的压强相当于下列哪个高度的水银柱产生的压强()A．0 cm B．60 cmC．30 cm D．16 cm解析：设管内气体压强为p，则有：(p＋60)cmHg＝76 cmHg，可得管中稀薄气体的压强相当于16 cmHg，D项是正确的．答案：D2．有一段12 cm长的汞柱，在均匀玻璃管中封住一定质量的气体，若开口向上将玻璃管放置在倾角为30°的光滑斜面上，在下滑过程中被封气体的压强为(大气压强p0＝76 cmHg)() A．76 cmHg B．82 cmHgC．88 cmHg D．70 cmHg解析：水银柱所处的状态不是平衡状态，因此不能用平衡条件来处理．水银柱的受力分析如图所示，因玻璃管和水银柱组成系统的加速度a＝g sin θ，所以对水银柱由牛顿第二定律得：p0S＋mg sin θ－pS＝ma，故p＝p0＝76 cmHg.答案：A3．如图所示，U形管封闭端内有一部分气体被水银封住，已知大气压强为p0，被封闭气体的压强p(以汞柱为单位)为() A．p0＋h2B．p0－h1C．p0－(h1＋h2)D．p0＋(h2－h1)解析：选右边最低液面为研究对象，右边液面受到向下的大气压强p0，在相同高度的左边液面受到液柱h1向下的压强和液柱h1上面气体向下的压强p，根据连通器原理可知：p＋h1＝p0，所以，p＝p0－h1，B项正确．答案：B要点二玻意耳定律的理解和应用4.一定质量的理想气体，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.43L B．2 LC.83L D．8 L解析：由玻意耳定律p1V1＝p2V2得3atm×V＝1 atm×(V＋4 L)，解得V＝2 L.答案：B5．一只轮胎容积为V＝10 L，已装有p1＝1 atm的空气．现用打气筒给它打气，已知打气筒的容积为V0＝1 L，要使胎内气体压强达到p2＝2.5 atm，应至少打气的次数为(设打气过程中轮胎容积及气体温度维持不变，大气压强p0＝1 atm)()A．8次B．10次C．12次D．15次解析：胎内气体质量发生变化，选打入的和原来的组成的整体为研究对象．设打气次数为n，则V1＝V＋nV0，由玻意耳定律，p1V1＝p2V，解得n＝15次．答案：D6．(多选)如图所示，在一端封闭的玻璃管中，用一段水银柱将管内气体与外界隔绝，管口向下放置，若将管倾斜，则待稳定后()A．封闭端管内气体的压强增大B．封闭端管内气体的压强减小C．封闭端管内气体的压强不变D．封闭端管内气体的体积减小解析：玻璃管由竖直到倾斜，水银柱产生的压强p h减小，由p＋p h＝p0知，封闭端管内气体的压强增大，再由玻意耳定律知其体积减小，故选项A、D两项正确．答案：AD要点三等温线的理想和应用7．(多选)某同学用“用DIS研究气体的压强与体积的关系”，做了两次实验，操作完全正确，在同一图上得到了两条不同的直线，造成这种情况的可能原因是()A．两次实验中温度不同B．两次实验中空气质量不同C．两次实验中保持空气质量、温度相同，但所取的气体压强的数据不同D．两次实验中保持空气质量、温度相同，但所取的气体体积的数据不同解析：由图象可知，p与1V成正比，则p与V成反比，即pV＝C，C是常数；由玻意耳定律可知，对一定量的气体，在温度不变时，压强与体积成反比，p与1V成正比，气体质量与温度相同时，不同状态下气体的p与1V所对应的点在同一直线上，当气体质量相同而温度不同或气体温度相同而质量不同时，气体的p与1V所对应的点不在同一直线上，故A、B两项正确，C、D两项错误．答案：AB8．(多选)如图中，p表示压强，V表示体积，T为热力学温度，各图中正确描述一定质量的气体发生等温变化的是()解析：A图中可以直接看出温度不变；B图说明p∝1V，即p·V＝常数，是等温过程；C图是双曲线，但横坐标不是体积V，不是等温线；D图的p-V图线不是双曲线，故也不是等温线．答案：AB9．(多选)如图所示为一定质量的气体的两条等温线，则下列关于各状态温度的说法正确的是()A．t A＝t B B．t B＝t CC．t C>t B D．t D>t A解析：两条等温线，故t A＝t B，t C＝t D，故A项正确；两条等温线比较，有t A＝t B＜t C＝t D，故B项错误，C、D两项正确．答案：ACD基础达标1．描述气体状态的参量是指()A．质量、温度、密度B．温度、体积、压强C．质量、压强、温度D．密度、压强、温度解析：气体状态的参量是指温度、压强和体积，B项正确．答案：B2．各种卡通形状的氢气球，受到孩子们的喜欢，特别是年幼的小孩．小孩一不小心松手，氢气球会飞向天空，上升到一定高度会胀破，是因为()A．球内氢气温度升高B．球内氢气压强增大C．球外空气压强减小D．以上说法均不正确解析：气体上升时，由于高空处空气稀薄，球外气体的压强减小，球内气体要膨胀，到一定程度时，气球就会胀破．答案：C3．如图，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，则气体的温度()A．升高B．降低C．不变D．无法判断解析：从图象可以看出，气体状态变化过程中，其pV乘积逐渐变大，所以其温度逐渐升高，A项正确，B、C、D错误．答案：A4．一个气泡由湖面下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)()A．3倍B．2倍C．1.5倍D．0.7倍解析：外界大气压相当于10 m水柱产生的压强，对气泡p1＝3p0，p2＝2p0，由p1V1＝p2V2知V2＝1.5V1，故C项正确．答案：C5．如图所示，两端开口的均匀玻璃管竖直插入水银槽中，管中有一段水银柱h1封闭一定质量的气体，这时管下端开口处内、外水银面高度差为h2，若保持环境温度不变，当外界压强增大时，下列分析正确的是()A．h2变长B．h2变短C．h1上升D．h1下降解析：被封闭气体的压强p＝p0＋ph1＝p0＋ph2，故h1＝h2，随着大气压强的增大，被封闭气体压强也增大，由玻意耳定律知气体的体积减小，空气柱长度变短，但h1、h2长度不变，h1液柱下降，D项正确．答案：D6．如图所示是一定质量的某种气体状态变化的p-V图象，气体由状态A变化到状态B的过程中，气体分子平均速率的变化情况是()A．一直保持不变B．一直增大C．先减小后增大D．先增大后减小解析：由图象可知，p A V A＝p B V B，所以A、B两状态的温度相等，在同一等温线上，可在p-V图上作出几条等温线，如图所示．由于离原点越远的等温线对应温度越高，所以从状态A到状态B温度应先升高后降低，分子平均速率先增大后减小．答案：D7．如图所示，D→A→B→C表示一定质量的某种气体状态变化的一个过程，则下列说法正确的是()A．D→A是一个等温过程B．A→B是一个等温过程C．A与B的状态参量相同D．B→C体积减小，压强减小，温度不变解析：D→A是一个等温过程，A项正确；A、B两状态温度不同，A→B的过程中1V不变，则体积V不变，此过程中气体的压强、温度会发生变化，B、C两项错误；B→C是一个等温过程，V增大，p 减小，D 项错误．答案：A8．[2019·新乡高二检测]某自行车轮胎的容积为V ，里面已有压强为p 0的空气，现在要使轮胎内的气压增大到p ，设充气过程为等温过程，空气可看作理想气体，轮胎容积保持不变，则还要向轮胎充入温度相同，压强也是p 0的空气的体积为( ) A.p 0p V B.p p 0V C.⎝ ⎛⎭⎪⎫p p 0－1V D.⎝ ⎛⎭⎪⎫p p 0＋1V 解析：设将要充入的气体的体积为V ′，据玻意耳定律有p 0(V＋V ′)＝pV ，解得V ′＝⎝ ⎛⎭⎪⎫p p 0－1V ，故选C 项． 答案：C9．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，体积减小解析：取水银柱为研究对象，静止时由平衡条件有p 0S ＝p 1S ＋mg ；自由下落时由牛顿第二定律有p 2S ＋mg －p 0S ＝ma ，而a ＝g ，故有p 1＝p 0－mg S 、p 2＝p 0，可知p 2>p 1.再由p 1V 1＝p 2V 2知V 1>V 2，故B 项正确．答案：B10．如图所示，活塞的质量为m ，缸套的质量为M ，通过弹簧吊在天花板上，汽缸内封住一定质量的气体，缸套和活塞间无摩擦，活塞横截面积为S ，大气压强为p 0，则封闭气体的压强为( )A ．p ＝p 0＋Mg SB ．p ＝p 0＋(M ＋m )g 3C ．p ＝p 0－Mg SD ．p ＝mg S解析：以缸套为研究对象，有pS ＋Mg ＝p 0S ，所以封闭气体的压强p ＝p 0－Mg S ， 故应选C 项．答案：C11．用DIS 研究一定质量气体在温度不变时，压强与体积关系的实验装置如图甲所示，实验步骤如下：①把注射器活塞移至注射器中间位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接．②移动活塞，记录注射器的刻度值V ，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p .③用V -1p 图象处理实验数据，得出如图乙所示的图线．(1)为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是__________________________．(2)为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是________和________．解析：(1)为了保证气体的质量不变，要用润滑油涂在活塞上以达到封闭效果．(2)气体的体积变化，外界对气体做正功或负功，要让气体与外界进行足够的热交换，一要时间长，也就是动作缓慢，二要活塞导热性能好．答案：(1)用润滑油涂活塞(2)慢慢地抽动活塞 活塞导热性能好能力达标12.给某包装袋充入氮气后密封，在室温下，袋中气体压强为1个标准大气压、体积为1 L ．将其缓慢压缩到压强为2个标准大气压时，气体的体积变为0.45 L ．请通过计算判断该包装袋是否漏气．解析：若不漏气，加压后气体的温度不变，设其体积为V 1，由玻意耳定律得p 0V 0＝p 1V 1代入数据得V 1＝0.5 L因为0.45 L<0.5 L ，故包装袋漏气．答案：见解析13．一定质量的空气被活塞封闭在可导热的汽缸内，活塞相对于底部的高度为h ，可沿汽缸无摩擦地滑动．取一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面．沙子倒完时，活塞下降了h /4.再取相同质量的一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面．外界大气的压强和温度始终保持不变，求此次沙子倒完后稳定时活塞距汽缸底部的高度．解析：设大气和活塞对气体的总压强为p 0，一小盒沙子对气体产生的压强为p ，汽缸横截面积为S .则状态Ⅰ：p 1＝p 0，V 1＝hS状态Ⅱ：p 2＝p 0＋p ，V 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫h －14h S 状态Ⅲ：p 3＝p 0＋2p ，V 3＝h ′S由玻意耳定律得：p 0hS ＝(p 0＋p )·⎝⎛⎭⎪⎫h －14h ·S ，p 0hS ＝(p 0＋2p )h ′S联立两式解得：h ′＝35h .因此沙子倒完后稳定时活塞距汽缸底部的高度为35h .答案：35h14．今有一质量为M 的汽缸，用质量为m 的活塞封有一定质量的理想气体，当汽缸水平横放时，空气柱长为L 0(如图甲所示)，若汽缸按如图乙悬挂保持静止时，求气柱长度为多少．已知大气压强为p 0，活塞的横截面积为S ，它与汽缸之间无摩擦且不漏气，且气体温度保持不变．解析：对缸内理想气体，平放初态p 1＝p 0，V 1＝L 0S 悬挂末态：对缸体，Mg ＋p 2S ＝p 0S即p 2＝p 0－Mg S ，V 2＝LS由玻意耳定律：p 1V 1＝p 2V 2即p 0L 0S ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫p 0－Mg S LS得：气柱长度为L ＝p 0L 0Sp 0S －Mg答案：p 0L 0Sp 0S －Mg。

第八章气体1 气体的等温变化A级抓基础1．一定质量的气体，压强为3 atm，保持温度不变，当压强减小了2 atm，体积变化了4 L，则该气体原来的体积为( )A.43L B．2 L C.83L D．3 L解析：设原来的体积为V，则3V＝(3－2)(V＋4)，得V＝2 L.答案：B2．一个气泡由湖面下20 m深处缓慢上升到湖面下10 m深处，它的体积约变为原来体积的( )A．3倍 B．2倍 C．1.5倍 D．0.7倍解析：气泡缓慢上升过程中，温度不变，气体等温变化，湖面下20 m处，水的压强约为2个标准大气压(1个标准大气压相当于10 m水产生的压强)，故p1＝3 atm，p2＝2 atm，由p1V1＝p2V2，得：V2V1＝p1p2＝3 atm2 atm＝1.5，故C项正确．答案：C3.(多选)一位质量为60 kg的同学为了表演“轻功”，他用打气筒给4只相同的气球充以相等质量的空气(可视为理想气体)，然后将这4只气球以相同的方式放在水平木板上，在气球的上方放置一轻质塑料板，如图所示．在这位同学慢慢站上轻质塑料板正中间位置的过程中，球内气体温度可视为不变．下列说法正确的是( )A．球内气体压强变大 B．球内气体压强变小C．球内气体体积变大 D．球内气体体积变小解析：气球被压后，气压变大，根据玻意耳定律公式pV＝C，故体积缩小，即A、D正确，B、C错误．答案：AD4．如图所示为中学物理课上一种演示气体定律的有趣仪器——哈勃瓶，它是一个底部开有圆孔，瓶颈很短的平底大烧瓶．在瓶内塞有一气球，气球的吹气口反扣在瓶口上，瓶底的圆孔上配有一个橡皮塞. 在一次实验中，瓶内由气球和橡皮塞封闭一定质量的气体，在对气球缓慢吹气过程中，当瓶内气体体积减小ΔV时，压强增大20%.若使瓶内气体体积减小2ΔV，则其压强增大( )A ．20%B ．30%C ．40%D ．50%解析：气体做的是等温变化，所以有pV ＝1.2p (V －ΔV )和pV ＝p ′(V －2ΔV )，联立两式得p ′＝1.5p ，故D 正确．答案：D5．设一只活塞式两用气筒，其容积为V 0，另一体积为V 的容器，内有空气的压强与外界已知的大气压强p 0相等．那么用此气筒对容器打n 次气后(设打气时空气温度保持不变)，容器中空气的压强为多少？解析：本题考查对玻意耳定律的深入理解，打n 次气，对容器内所有的空气，有 p 0(V ＋nV 0)＝p n V ，所以p n ＝V ＋nV 0V p 0＝⎝⎛⎭⎪⎫1＋nV 0V p 0. 答案：⎝⎛⎭⎪⎫1＋nV 0V p 0 B 级 提能力 6．各种卡通形状的氢气球，受到孩子们的喜欢，特别是年幼的小孩，小孩一不小心松手，氢气球会飞向天空，上升到一定高度会胀破，是因为( )A ．球内氢气温度升高B ．球内氢气压强增大C ．球外空气压强减小D ．以上说法均不正确解析：气球上升时，由于高空处空气稀薄，球外气体的压强减小，球内气体要膨胀，到一定程度时，气球就会胀破．答案：C7．已知两端开口的“”型管，且水平部分足够长，一开始如图所示，若将玻璃管稍微上提一点，或稍微下降一点时，被封闭的空气柱的长度分别会( )A ．变大；变小B ．变大；不变C ．不变；不变D ．不变；变大解析：上提时空气柱压强不变，空气柱的长度不变；下降时空气柱压强变小，空气柱长度变大，所以D选项正确．答案：D8．(多选)在室内，将装有5 atm的6 L气体的容器的阀门打开后，从容器中逸出的气体相当于(设室内大气压强p0＝1 atm)( )A．5 atm，3 L B．1 atm，24 LC．5 atm，4.8 L D．1 atm，30 L解析：当气体从阀门跑出时，温度不变，所以p1V1＝p2V2，当p2＝1 atm时，得V2＝30 L，逸出气体30 L－6 L＝24 L，B正确．据p2(V2－V1)＝p1V1′得V1′＝4.8 L，所以逸出的气体相当于5 atm下的4.8 L气体，C正确．故应选B、C.答案：BC9.如图所示，一试管开口朝下插入盛水的广口瓶中，在某一深度静止时，管内有一定的空气．若向广口瓶中缓慢倒入一些水，则试管将( )A．加速上浮B．加速下沉C．保持静止D．以原静止位置为平衡位置上下振动解析：题图中试管在水下某深度处于静止状态，浮力(等于排开水的重力)与试管重力相平衡．当试管中空气压强稍大些，即试管稍下移或向广口瓶中加水时，试管内的空气被压缩，浮力将减小，试管将下沉，在下沉的过程中，空气所受压强越来越大，浮力越来越小，试管将加速下沉．答案：B10.如图所示的是医院用于静脉滴注的装置示意图，倒置的输液瓶上方有一气室A，密封的瓶口处的软木塞上插有两根细管，其中a管与大气相通，b管为输液软管，中间又有一气室B，而其c端则通过针头接人体静脉．(1)若气室A、B中的压强分别为p A、p B则它们与外界大气压强p0间的大小关系应为________；。

第1节气体的等温变化1.一定质量的气体，在温度不变的条件下，其压强与体积变化时的关系，叫做气体的等温变化。

2．玻意耳定律：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p 与体积V 成反比，即pV ＝C 。

3．等温线：在p -V 图像中，用来表示温度不变时，压强和体积关系的图像，它们是一些双曲线。

在p -1V 图像中，等温线是倾斜直线。

一、探究气体等温变化的规律 1．状态参量研究气体性质时，常用气体的温度、体积、压强来描述气体的状态。

2．实验探究二、玻意耳定律1．内容一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比。

2．公式pV＝C或p1V1＝p2V2。

3．条件气体的质量一定，温度不变。

4．气体等温变化的p -V图像气体的压强p随体积V的变化关系如图8-1-1所示，图线的形状为双曲线，它描述的是温度不变时的p -V关系，称为等温线。

一定质量的气体，不同温度下的等温线是不同的。

图8-1-11．自主思考——判一判(1)一定质量的气体压强跟体积成反比。

(×)(2)一定质量的气体压强跟体积成正比。

(×)(3)一定质量的气体在温度不变时，压强跟体积成反比。

(√)(4)在探究气体压强、体积、温度三个状态参量之间关系时采用控制变量法。

(√)(5)玻意耳定律适用于质量不变、温度变化的气体。

(×)(6)在公式pV＝C中，C是一个与气体无关的参量。

(×)2．合作探究——议一议(1)用注射器对封闭气体进行等温变化的实验时，在改变封闭气体的体积时为什么要缓慢进行？提示：该实验的条件是气体的质量一定，温度不变，体积变化时封闭气体自身的温度会发生变化，为保证温度不变，应给封闭气体以足够的时间进行热交换，以保证气体的温度不变。

(2)玻意耳定律成立的条件是气体的温度不太低、压强不太大，那么为什么在压强很大、温度很低的情况下玻意耳定律就不成立了呢？提示：①在气体的温度不太低、压强不太大时，气体分子之间的距离很大，气体分子之间除碰撞外可以认为无作用力，并且气体分子本身的大小也可以忽略不计，这样由玻意耳定律计算得到的结果与实际的实验结果基本吻合，玻意耳定律成立。

第八章气体知识点总结1.气体的状态参量（1）温度：温度在宏观上表示物体的冷热程度；在微观上是分子平均动能的标志。

热力学温度是国际单位制中的基本量之一，符号T，单位K（开尔文）；摄氏温度是导出单位，符号t，单位℃（摄氏度）。

两种温度间的关系可以表示为：T = t+273.15K和ΔT =Δt，要注意两种单位制下每一度的间隔是相同的。

0K是低温的极限，它表示所有分子都停止了热运动，可以无限接近，但永远不能达到。

气体分子速率分布曲线图像表示：拥有不同速率的气体分子在总分子数中所占的百分比。

图像下面积可表示为分子总数。

特点：同一温度下，分子总呈“中间多两头少”的分布特点，即速率处中等的分子所占比例最大，速率特大特小的分子所占比例均比较小；温度越高，速率大的分子增多；曲线极大值处所对应的速率值向速率增大的方向移动，曲线将拉宽，高度降低，变得平坦。

（2）体积:气体总是充满所在的容器，所以气体的体积总是等于盛装气体的容器的容积。

（3）压强:气体的压强是由于大量气体分子频繁碰撞器壁而产生的。

气体压强的微观意义：大量做无规则热运动的气体分子对器壁频繁，持续地碰撞产生了气体的压强。

单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的，但是大量分子频繁地碰撞器壁，就对器壁产生持续．均匀的压力。

所以从分子动理论的观点来看，气体的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力。

决定气体压强大小的因素：①微观因素：气体压强由气体分子的密集程度和平均动能决定A．气体分子的密集程度（即单位体积内气体分子的数目）越大，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就越多；B．气体的温度升高，气体分子的平均动能变大，每个气体分子与器壁的碰撞（可视为弹性碰撞）给器壁的冲力就大；从另一方面讲，气体分子的平均速率大，在单位时间里撞击器壁的次数就多，累计冲力就大。

②宏观因素：气体的体积增大，分子的密集程度变小。

在此情况下，如温度不变，气体压强减小；如温度降低，气体压强进一步减小；如温度升高，则气体压强可能不变，可能变化，由气体的体积变化和温度变化两个因素哪一个起主导地位来定。

DI BA ZHANG | 第八章　气体课时1　气体的等温变化[对点训练]知识点一·气体压强的计算1．(多选)如图所示，内径均匀、两端开口的V 形管，B 支管竖直插入水银槽中，A 支管与B 支管之间的夹角为θ，A 支管中有一段长为h 的水银柱保持静止，下列说法中正确的是( )A ．B 管内水银面比管外水银面高hB ．B 管内水银面比管外水银面高h cos θC ．B 管内水银面比管外水银面低h cos θD ．管内封闭气体的压强比大气压强小h cos θ高汞柱答案　BD解析　以A 管中的水银为研究对象，则有pS ＋h cos θS ＝p 0S ，B 管内压强p ＝p 0－h cos θ，显然p <p 0，且B 管内水银面要比槽内水银面高出h cos θ，故B 、D 正确。

2．如图所示，质量为M ＝1 kg ，截面积为S ＝10 cm 2的活塞，封住汽缸内的气体，活塞与汽缸间无摩擦。

若在活塞上放一质量m ＝5 kg 的重物，则缸内气体的压强为p 1＝________ Pa 。

若在活塞吊钩上加上50 N 竖直向上的拉力(汽缸仍留在地面上)，则汽缸内气体的压强为p 2＝________ Pa 。

(大气压p 0＝1×105 Pa ，g ＝10m/s 2)答案　1．6×105　0．6×105解析　以活塞为研究对象，Mg ＋mg ＋p 0S ＝p 1S 。

p 1＝＋p 0＋＝1．6×105 Pa 。

Mg S mg S加50 N拉力后，有Mg＋p0S＝p1S＋F，所以p1＝0．6×105 Pa。

知识点二·探究气体等温变化的实验规律3．描述气体状态的参量是指( )A．质量、温度、密度B．温度、体积、压强C．质量、压强、温度D．密度、压强、温度答案　B解析　气体状态参量是指温度、压强和体积，B正确。

4．在“探究气体等温变化的规律”实验中，下列四个因素中对实验的准确性影响最小的是( )A．针筒封口处漏气B．采用横截面积较大的针筒C．针筒壁与活塞之间存在摩擦D．实验过程中用手去握针筒答案　B解析　“探究气体等温变化的规律”实验前提是气体的质量和温度不变，针筒封口处漏气，则质量变小，用手握针筒，则温度升高，所以A和D错误；实验中我们只是测量空气柱的长度，不需测量针筒的横截面积，并且针筒的横截面积大，会使结果更精确，B正确；活塞与筒壁的摩擦对结果没有影响的前提是不考虑摩擦产生的热，但实际上由于摩擦生热，会使气体温度升高，影响实验的准确性，C 错误。