第二章第2节气体的等温变化-综合拔高练

第二章气体、固体和液体第节综合拔高练2五年选考练考点玻意耳定律在单一变化过程问题中的应用

11.[2019课标III,332节选,如图,一粗细均匀的细管开口向上竖直放置,管内有一段高度为

2.0cm的水银柱,水银柱下密封了一定量的理想气体，水银柱上表面到管口的距离为

2.0emo若将细管倒置，水银柱下表面恰好位于管口处,且无水银滴落，管内气体温度与环境温度相同已知大气压强为76cmHg,环境温度为296Ko求细管的长度

2.0考点玻意耳定律在两部分气体的关联问题中的应用

22.[2019课标II,332,10分,如图，一容器由横截面积分别为2S和S的两个汽缸连通而成,容器平放在水平地面上,汽缸内壁光滑整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分，分别充有氢气、空气和氮气平衡时，氮气的压强和体积分别为P和Vo,氢气的体积为2V,空气的压强为po现缓慢地将中部的空气全部抽此0抽气过程中氢气和氮气的温度保持不变,活塞没有到达两汽缸的连接处,求由玻意耳定律得P V•2VI FPIO0P2V P°Vo2=由于两活塞用刚性杆连接，故V-2V=2V-V0024PO+PVQ2PO+P

3.答案15Pos联立解得26解析设活塞再次平衡后,活塞上方气体的体积为％,压强为;下方气体的体积为V2,P1压强为在活塞下移的过程中，活塞上、下方气体的温度均保持不变，由玻意耳P2定律得Po--PiViVwPO=P2V2由已知条件得V尸上+上上二兰V26824263设活塞上方液体的质量为由力的平衡条件得m,p2s=piS+mg联立以上各式得15Posm=———26g

4.答案

22.5cm

7.5cm解析设形管两端竖直朝上时，左、右两边气体的压强U分别为囱和形管水P2U平放置时,两边气体压强相等,设为此时原左、右两边气柱长度分别变为和P,1/1/o由力的平衡条件有P1=P2+P gl-12D式中为水银密度,为重力加速度大小P g由玻意耳定律有Plll=pl/

②二P212P12

③两边气柱长度的变化量大小相等11b

④由

①②③④式和题给条件得1/=

22.5cm=

7.5cmI2三年模拟练

1.D圆板的下表面是倾斜的，气体对它的压力应与下表面垂直为求气体的压强,应以封闭气体的金属圆板为研究对象,对其受力分析如图所示由平衡条件得解得华•COS0=Mg+p S,p=Po+cost/S0scos

02.C设左侧上方水银柱的长度为h左,左侧管中封闭气体的压强p=p+P汞0gh=p+P汞gh左，增大或减小大气压强,h=h左不变,故选项A、B错误;从管口A注0入水银,h左变大,封闭气体的压强p=p+P汞gh左变大,两侧水银面高度差h增大,0故选项C正确；从管口B注入水银,h左不变，封闭气体的压强p=p°+P汞gh左不变,两侧水银面高度差h不变,故选项D错误

3.答案1压强传感器注射器刻度2a解析1根据实验原理,结合实验设计,在保持温度不变时,用压强传感器测量气体的压强P；由注射器刻度来读取气体的体积Vo2由于“最后得到p和V的乘积逐渐增大”，因此在V」图像中，斜率k二pVp逐渐变大,该同学的实验结果可能为图a

4.答案

2.225L解析设流出2L水后，液面下降Ah,则Ah二乌此时，桶中气体压强p=Po+PgCh.+Ah,体积VKo+V\2设桶中气体在外界压强下的体积为V,则P2V2=PoV初始状态桶中气体压强为P,体积为Vo,故△V=V-Vo解得A v=

2.225L

5.答案188cmHg

24.5cm解析设左侧细管横截面积为S,则右侧粗管横截面积为3S1以右管封闭气体为研究对象，初状态为P右尸80cmHg,V右尸33S;推动过程中，设左管水银面下降右管水银面上升h,则Sh尸3sh刀h,+h=4cm22联立解得hi=3cm,h=l cm2所以右管封闭气体的末状态体积为V2=30S右根据玻意耳定律有P Np2V2右右尸右右解得P2=88cmHg右2以左管被活塞封闭气体为研究对象,初状态为p76cmHg,V=11S左尸£1末状态压强为P2=p2=88cmHg左右根据玻意耳定律有P Ni=p2V2,解得V2=

9.5S左左左左£那么活塞推动的距离L=ll+3-

9.5cm=

4.5cm

6.答案1400J210解析1直管中水位缓慢上升h尸4叫重心上升一二2m,则对水做功w mg一hiS Pg•P gS/ii有二二代入数据可得W=160J有则人对把手做的功后⑶二档J=400J

0.47]2直管中有气体h2=h-h4m,气体的压强为p尸po-P gh尸105—103x10X4尸Pa=6X10l Pa设这些气体在压强为p时的长度为L,则由玻意耳定律有PoLS=h SP12解得L=

2.4m则直管中剩余空气质量Am与直管中原空气质量m之比为包二9亨匚m8m10h

07.答案l|Vo2不能满足要求解析1喷洒时,桶内消毒液上方气体温度不变,根据玻意耳定律有2po,|v=|poVio解得Vi=|vo停止喷洒时剩余的药液体积V=Vo-|Vo^Vo⑵以原气体和需打入气体为研究对象,根据玻意耳定律可得2po,-Vo+poV2=2po,-Vo解得V2=1vo打气的次数n=y=

6.67,所以消毒员打气5次不能满足要求202Si抽气前氢气的压强;ii抽气后氢气的压强和体积

3.[2018课标I,332,10分,#3如图,容积为V的汽缸由导热材料制成,面积为S的活塞将汽缸分成容积相等的上下两部分，汽缸上部通过细管与装有某种液体的容器相连，细管上有一阀门Ko开始时,K关闭,汽缸内上下两部分气体的压强均为Poo现将K打开,容器内的液体缓慢地流入汽缸，当流入的液体体积为!时,将K关O闭,活塞平衡时其下方气体的体积减小了1不计活塞的质量和体积,外界温度保6持不变，重力加速度大小为g求流入汽缸内液体的质量

4.[2018课标in,332,10分,小]在两端封闭、粗细均匀的U形细玻璃管内有一段水银柱,水银柱的两端各封闭有一段空气当U形管两端竖直朝上时，左、右两边空气柱的长度分别为1尸

18.0cm和12=

12.0cm,左边气体的压强为

12.0cmHg现将oU形管缓慢平放在水平桌面上,没有气体从管的一边通过水银逸入另一边求U形管平放时两边空气柱的长度在整个过程中,气体温度不变丁「「丁三年模拟练应用实践

1.（2019山东淄博一中高二月考,上）如图所示，一个横截面积为S的圆筒形容器竖直放置,金属圆板的上表面是水平的，下表面是倾斜的，下表面与水平面的夹角为0,圆板的质量为M,不计圆板与容器内壁的摩擦若大气压强为po,则被圆板封闭MgcosO B,m+qA.Po+-Mgcos2GC.Po+-.cos0Seos在容器中的气体的压强等于（）

2.（2019甘肃兰州一中高二下月考改编,乐）两端开口的U形管,用两段水银柱封闭了一段空气,下列能使下方水银柱左右液面高度差h增大的是（）A.大气压强增大B.大气压强减小C.从管口A注入水银D.从管口B注入水银

3.（2020上海高三模拟节选,*）“用DIS研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”实验中，实验装置如图⑴保持温度不变,封闭气体的压强P用测量,其体积V由读出⑵小红按实验步骤开始实验，但最后得到P和V的乘积逐渐增大由此可推断,她的实验结果可能为图O0iip图⑹Vp

4.（2020山东学业水平等级考试模拟,#）如图所示,按下压水器，能够把一定量的外界空气经单向进气口压入密闭水桶内开始时桶内气体的体积V°=

8.0L,出水管竖直部分内外液面相平，出水口与大气相通且与桶内水面的高度差h尸

0.20m出o水管内水的体积忽略不计，水桶的横截面积S=

0.08m2o现压入空气，缓慢流出了V尸

2.0L水求压入的空气在外界时的体积V（已知水的密度P=

1.0X103kg/m3,外界大气压强p=l.0X10Pa,取重力加速度大小g=10m/s2,设整个过程中0气体可视为理想气体,温度保持不变）

5.（2019贵州毕节梁才学校高三月考,m）U形管两臂粗细不同，开口向上,封闭的粗管横截面积是开口的细管的三倍，管中装入水银，大气压为76cmHgo开口管中水银面到管口距离为11c叫且比封闭管内水银面高4c叫封闭管内空气柱长为11cm,如图所示现在开口端用小活塞封住,并缓慢推动活塞，使两管液面相平,推动过程中两管的气体温度始终不变,试求⑴粗管中气体的最终压强；⑵活塞推动的距离

6.（2020山东青岛高三质检,）我国是世界上开发利用地下水资源最早的国家之一，浙江余姚河姆渡古文化遗址水井，其年代距今约5700年压水井可以将地下水引到地面上,如图所示,活塞和阀门都只能单向打开,提压把手可使活塞上下移动,使得空气只能往上走而不往下走活塞往上移动时，阀门开启，可将直管中的空气抽到阀门上面;活塞向下移动时，阀门关闭,空气从活塞处溢出，如此循环,地下水就在大气压的作用下通过直管被抽上来了阀门下方的直管末端在地下水位线之下，地下水位线距离阀门的高度h=8m,直管截面积S=

0.002n,现通过提压把手，使直管中水位缓慢上升4m已知水的密度P=

1.0X103kg/m:外界大气压强op=

1.0X105Pa,重力加速度g=10m/s20o⑴若该装置的机械效率n=

0.4,求人对把手做的功；⑵求直管中剩余空气质量Am与直管中原空气质量m之比//活塞直管、h地下水位线迁移创新

7.（2020山东济南高三一模改编,*）为防治2019-nCoV,公共场所加强了消毒工作如图所示为喷洒消毒液的某喷雾器示意图,其储液桶与打气筒用软细管相连，已知储液桶容积为V（不计储液桶两端连接管体积），打气筒每次可将5V外界大气打入乙U桶内，喷洒效果最佳时桶内气体压强为2poo初始时消毒液体积为:V,消毒员先打气使桶内气体压强达最佳压强,再打开阀门K喷洒消毒液;当气体压强降为|p时喷洒消毒液效果不佳就关闭阀门停止喷洒打气和喷洒过程中,桶内气体温度与外界温度相同且保持不变,P为外界大气压强

（1）求停止喷洒时剩余的药液体积；喷雾口二⑵为使桶内气体压强恢复到喷洒的最佳压强,试分析,消毒员打气5次能否满足要求打气筒活塞三二至消存液M受ffiH1答案全解全析五年选考练

1.答案41cm解析设细管的长度为L,横截面的面积为S,水银柱高度为h;初始时,设水银柱上表面到管口的距离为h,被密封气体的体积为V,压强为p;细管倒置时,气体体积为％,压强为小由玻意耳定律有pV=pM

①由力的平衡条件有p=Po+P gh

②Pi=Po-P gh®式中，P、g分别为水银的密度和重力加速度的大小,P为大气压强由题意有V=SL-h-h®V SL-h

⑤F由

①②③④⑤式和题给条件得L-41cm

2.答案i|+ii I+^PO PPO P2242p+p解析i设抽气前氢气的压强为Pw,根据力的平衡条件得P1O-P•2S=p-p•S0得Pio=^po+pii设抽气后氢气的压强和体积分别为Pi和％,氮气的压强和体积分别为p2和V O2根据力的平衡条件有P2•S=P1•2S。