2016新课标三维人教物理选修3-3 第八章 气体 第1节 气体的等温变(3)

2．(多选)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，则( ) A．气体分子的平均动能增大 B．气体的密度变为原来的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：选BC 温度是分子平均动能的标志，由于温度T不变，故分子的平均动能不变， 1

据玻意耳定律得p1V1＝2p1V2，V2＝V1。

2mmρ1＝，ρ2＝，

V1V2

即ρ2＝2ρ1，故B、C正确。

3．一定质量的气体，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( )

4A. L 38C. L 3

B．2 L D．8 L

解析：选B 由题意知p1＝3 atm，p2＝1 atm，当温度不变时，一定质量气体的压强减小则体积变大，所以V2＝V1＋4 L，根据玻意耳定律得p1V1＝p2V2，解得V1＝2 L，故B正确。

4.如图1所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量。设温度不变，洗衣缸内水位升高。则细管中被封闭的空气 ( )

图1

A．体积不变，压强变小 C．体积不变，压强变大

B．体积变小，压强变大 D．体积变小，压强变小

解析：选B 由题图可知空气被封闭在细管内，缸内水位升高时，气体体积减小；根据玻意耳定律，气体压强增大，B选项正确。

5. (多选)如图2所示，是某气体状态变化的p-V图像，则下列说法正确的是( )

版权所有:中国好课堂www.zghkt.cn

图2

A．气体做的是等温变化

B．从A到B气体的压强一直减小 C．从A到B气体的体积一直增大 D．气体的三个状态参量一直都在变

解析：选BCD 一定质量的气体的等温过程的p-V图像即等温曲线是双曲线，显然图中所示AB图线不是等温线，AB过程不是等温变化，A选项不正确。从AB图线可知气体从A状态变为B状态的过程中，压强p在逐渐减小，体积V在不断增大，则B、C选项正确。又因为该过程不是等温过程，所以气体的三个状态参量一直都在变化，D选项正确。

6.如图3所示，一圆筒形汽缸静置于地面上，汽缸筒的质量为M，活塞(连同手柄)的质量为m，汽缸内部的横截面积为S，大气压强为p0。现用手握住活塞手柄缓慢向上提，不计汽缸内气体的重量及活塞与汽缸壁间的摩擦，若将汽缸刚提离地面时汽缸内气体的压强为p、手对活塞手柄竖直向上的作用力为F，则( )

图3

mg

A．p＝p0＋S，F＝mg B．p＝p0＋

mg

，F＝p0S＋(m＋M)g S

Mg

C．p＝p0－S，F＝(m＋M)g D．p＝p0－

Mg

，F＝Mg S

解析：选C 对整体有F＝(M＋m)g； Mg

对汽缸有Mg＋pS＝p0S，p＝p0－S，选C。

7.长为100 cm的、内径均匀的细玻璃管，一端封闭、一端开口，当开口竖直向上时，用20 cm 水银柱封住l1＝49 cm长的空气柱，如图4所示。当开口竖直向下时(设当时大气压强为76 cmHg，即1×105 Pa)，管内被封闭的空气柱长为多少？

版权所有:中国好课堂www.zghkt.cn

图4

解析：设玻璃管的横截面积为S，初状态：p1＝(76＋20) cmHg，V1＝l1S；设末状态时(管口向下)无水银溢出，管内被封闭的空气柱长为l2，有p2＝(76－20) cmHg，V2＝l2S，根据玻意耳定律有p1V1＝p2V2，解得l2＝84 cm

因84 cm＋20 cm＝104 cm＞100 cm(管长)，这说明水银将要溢出一部分，原假设末状态时(管口向下)无水银溢出，不合理，求出的结果是错误的，故必须重新计算。

设末状态管内剩余的水银柱长为x cm则p2＝(76－x) cmHg， V2＝(100－x)S

根据玻意耳定律p1V1＝p2V2 得(76＋20)×49 S＝(76－x)(100－x)S 即x2－176 x＋2 896＝0， 解得x＝18.4， x′＝157.7(舍去)

所求空气柱长度为100 cm－x cm＝81.6 cm。 答案：81.6 cm

8.如图5，一汽缸水平固定在静止的小车上，一质量为m、面积为S的活塞将一定量的气体封闭在汽缸内，平衡时活塞与汽缸底相距L。现让小车以一较小的水平恒定加速度向右运动 ，稳定时发现活塞相对于汽缸移动了距离d。已知大气压强为p0，不计汽缸和活塞间的摩擦，且小车运动时，大气对活塞的压强仍可视为p0，整个过程中温度保持不变。求小车的加速度的大小。

图5

解析：设小车加速度大小为a，稳定时汽缸内气体的压强为p1，活塞受到汽缸内外气体的压力分别为，f1＝p1S，f0＝p0S，

由牛顿第二定律得：f1－f0＝ma，

小车静止时，在平衡情况下，汽缸内气体的压强应为p0，由玻意耳定律得：p1V1＝p0V，式中V＝SL，V1＝S(L－d)，

联立解得：a＝

p0Sd

。

m?L－d?

p0Sd

答案：a＝ m?L－d?

版权所有:中国好课堂www.zghkt.cn

版权所有:中国好课堂www.zghkt.cn