气体等温变化的P－V图象_章节学习

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题型：单选题

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单选题

容积为20L的钢瓶充满氧气后，压强为150atm，打开钢瓶的阀门让氧气同时分装到容积为5L的小瓶中，若小瓶原来是抽空的，小瓶中充气后压强为10atm，分装过程中无漏气，且温度不变，那么最多能分装（　　）

A4瓶

B50瓶

C56瓶

D60瓶

正确答案

C

解析

解：

根据玻意耳定律p0V0=p′（V0+nV1），

所以n===56．

故选：C

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题型：填空题

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填空题

（1）如图所示，用一个带有刻度的注射器及计算机辅助系统来探究气体的压强和体积关系，实验中要保持______参量不变；所研究的对象是______；它的体积可用______直接读出，它的压强是同图中______得到．

（2）下表表格中记录了实验中5组数据，根据这些数据作出P-V图线．

（3）实验过程中，下列哪些操作是错误的______

（A）推拉活塞时，动作要慢

（B）推拉活塞时，手不能握住注射器筒

（C）压强传感器与注射器之间的软管脱落后，应立即重新接上，继续实验并记录数据

（D）活塞与针筒之间要保持润滑又不漏气．

正确答案

温度

注射器内气体

注射器

压强传感器

C

解析

解：（1）探究气体的压强和体积的关系，要保持温度一定；

研究的气是体针筒封闭一定质量的气体；

由于横截面积相同，故体积与长度成正比；

气体压强由压强传感器直接读取；

（2）

（3）A、推拉活塞时，动作要慢，使其温度与环境保持一致，故A正确；

B、推拉活塞时，手不能握住注射器，防止手对其起加热作用，故B正确

C、橡皮帽与注射器脱落后，气体质量变化，需重新做实验，故C错误；

D、活塞与针筒之间要保持润滑，可以减小摩擦；不漏气可以保证气体质量一定，故D正确；

本题选择错误的，故选C．

故答案为：（1）温度，被注射器封闭的气体，带有刻度的注射器，压强传感器；（2）如图（3）C．

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题型：简答题

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简答题

一根两端开口、横截面积为S=2cm2足够长的玻璃管竖直插入水银槽中并固定（插入水银槽中的部分足够深）．管中有一个质量不计的光滑活塞，活塞下封闭着长L=21cm的气柱，气体的温度t1=7℃，外界大气压取P0=1.0×105Pa（相当于75cm汞柱高的压强）．

（1）在活塞上放一个质量m=0.1kg的砝码，保持气体的温度t1不变，平衡后气柱为多长？此时管内外水银面的高度差为多少（g=10m/s2）？

（2）保持砝码的质量不变，对气体加热，使其温度升高到t2=77℃，此时气柱为多长？

正确答案

解析

解：（1）被封闭气体的初状态为

P1=P0=1.0×105Pa=75cmHg，

V1=LS=21S，T1=280K

末态为

V2=L2S，T2=T1=280K

根据玻意耳定律，有P1V1=P2V2，即P1L1=P2L2

得

由于△P=P2-P1=（78.75-75）cmHg=3.75cmHg

所以管内外水银面的高度差为△h=3.75cm．

（2）对气体加热后，气体的状态变为

P3=P2，V3=L3S，T3=350K

根据盖•吕萨克定律，有，即

得

答：（1）在活塞上放一个质量m=0.1kg的砝码，保持气体的温度t1不变，平衡后气柱为20cm，此时管内外水银面的高度差为3.75cm

（2）保持砝码的质量不变，对气体加热，使其温度升高到t2=77℃，此时气柱为25cm

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题型：单选题

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单选题

下列说法正确的是（　　）

A英国植物学家布朗用显微镜观察悬浮在水中的花粉做无规则的运动，该运动是花粉分子的无规则运动

B当分子间的距离增大时，分子间的引力增大、斥力减小，所以分子间的作用力表现为引力

C气体对外界做功，气体的内能一定增大

D一定质量的理想气体，如果保持温度不变，当其体积减小时，压强一定增大

正确答案

D

解析

解：A、布朗运动是花粉微粒的运动，不是花粉分子的无规则运动，它反映的是液体分子运动的无规则性，选项A错误；

B、当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力均减小，选项B错误；

C、做功和热传递均可以改变物体的内能，并且这两种方式在改变物体内能的效果上是等效的，只知道做功情况，而不知热传递情况，就不能确定气体内能的增减，选项C错误；

D、一定质量的理想气体做等温变化时满足玻意耳定律pV=C（常数），可见，当其体积V减小时，压强p一定增大，选项D正确．

故选D

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题型：简答题

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简答题

现有下列实验器材：毫米刻度的直尺（长约30cm）一根，内径为2-3mm的粗细均匀的直玻璃管一根（玻璃管内有一段长8-10cm的水银柱封闭一段长约12-15mm的空气柱），量角器，温度计，带有重锤线的铁支架．请用上述器材设计一个用图象法处理数据的测定实验室内大气压强的实验方案：

（1）实验原理______．

（2）请在右边的方框内画出实验装置简图

（3）实验步骤______．

（4）测量的物理量______

（5）请简述你是如何用图象法处理数据的______．

正确答案

解析

解：（1）实验原理：如下图中甲所示，设玻璃管内封闭空气柱长度为L，压强为p，根据玻意耳定律有pL=c（常量）．

设大气压强为p0，水银柱产生的压强为p′，则p=p0+p′，代入上式可得

设水银柱长度为L‘，则p'=L'cosa．取若干个不同的a值，测出相应的空气柱长度，虽然c是未知量，不能直接计算出p0，但可采用图象法，作出图象，图线的截距即为所求的大气压强

（2）请在右边的方框内画出实验装置简图

（3）实验步骤：①组装实验器材（如图甲）；

②将玻璃管倾斜放置，用量角器测出玻璃与垂錘线的夹角a1，用直尺测出封闭空气柱长度L1；

③多次改变玻璃管的倾角．

（4）测量物理量：分别测量和记录相就范的夹角a2、a3…和空气长度L2、L3

（5）数据处理方法：根据上述测量数据计算出相应的水银柱产生的压强p1=Lcosα1、p2=Lcosα2、

p3=Lcosα3…．以p'主纵轴，为横轴，建立直角坐标系，根据记录的数据描点作图（如图乙），图线的截距就是所求的大气压强p．

故答案为：（1）设玻璃管内封闭空气柱长度为L，压强为p，根据玻意耳定律有pL=c（常量）．

设大气压强为p0，水银柱产生的压强为p′，则p=p0+p′，代入上式可得

设水银柱长度为L'，则p'=L'cosa．取若干个不同的a值，测出相应的空气柱长度，

虽然c是未知量，不能直接计算出p0，但可采用图象法，作出图象，图线的截距即为所求的大气压强

（2）如图

（3）：①组装实验器材（如图甲）；

②将玻璃管倾斜放置，用量角器测出玻璃与垂錘线的夹角a1，用直尺测出封闭空气柱长度L1；

③多次改变玻璃管的倾角．

（4）分别测量和记录相就范的夹角a2、a3…和空气长度L2、L3

（5）根据上述测量数据计算出相应的水银柱产生的压强p1=Lcosα1、p2=Lcosα2、p3=Lcosα3…．以p'主纵轴，为横轴，建立直角坐标系，根据记录的数据描点作图（如图乙），图线的截距就是所求的大气压强p．

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