等温变化习题课(1)

文登新一中高二物理学案时间：星期：设计人：张勇审核人：高二物理组全体教师课题：气体的等温变化习题课课型：新授课学习目标1、强化对等温过程玻意耳定律的运用2、抽气、打气问题3、动态分析等温线的理解和运用一、气体压强的计算1、气体的压强：气体作用在器壁面积上的压力，气体压强的特点：封闭气体压强单位：国际单位是帕（pa）1标准大气压（atm）=pa=cmHg=mmHg2、液体压强公式式中h物理意义3、液体内部深度处各个方向压强相等4、液体封闭气体的压强①取液片法：根据同种液体内部同一深度处压强处处相等，由两侧压强相等建立方程求出压强②活塞封闭气体的压强通过对活塞进行受力分析，由平衡条件建立方程，找出气体压强与其他各力的关系1.求气柱压强：2如下图所示，气缸的质量M＝10kg，活塞的质量m=2kg，活塞横截面积s=100cm2，弹簧的倔强系数k=200N/m，外界大气压强Po=1.0×105Pa，求在下列条件下气缸内气体的压强．(a)活塞上加重力为G=200N物体时，Pa=；(b)活塞上加重力为G=200N物体且弹簧伸长10cm，Pb=；(c)拉力F拉活塞，气缸离开地面，Pc=；(d)活塞上加重力为G=200N物体且弹簧被压缩2cm，则Pd=．3如图8—6所示，为一定质量的气体在不同温度下的两条p—V1图线。由图可知A、一定质量的气体在发生等温变化时，其压强与体积成正比B、一定质量的气体在发生等温变化时，其p—V1图线的延长线是经过坐标原点的C、T1＞T2D、T1＜T24、如图所示，A、B是一定质量的理想气体在两条等温线上的两个状态点，这两点与坐标原点O和对应坐标轴上的VA、VB坐标所围成的三角形面积分别为SA、SB，对应温度分别为TA和TB，则A、SASBTATBB、SA=SBTATBC、SASBTATBD、SASBTATB5、粗细均匀的玻璃管，一端封闭，长为12cm,一个潜水员手持玻璃管开口向下潜入水中，当潜到水下某深度时看到水进入玻璃管中2cm,求潜水员潜入水中的深度（水面外po=1.0x105pa,g=10m/s2）二．打气和抽气问题【例题1】一贮气筒内装有25L、1.0×105Pa的空气，要使筒内气体压强增至4.0×105Pa，且保持温度不变，那么应向筒内再打入L、1.0×105Pa的相同温度的气体。【例题2】用活塞式抽气机，在温度不变的情况下，从容积为4L的玻璃瓶中抽气，每抽一次，瓶内气体的压强减小到原来的5/6，那么这台抽气机的气室容积为多少升？【自我检测】1.一贮气筒内装有25L、1.0×105Pa的空气，要使筒内气体压强增至4.0×105Pa，且保持温度不变，那么应向筒内再打入L、0.5×105Pa的相同温度的气体。2.某个容器的容积是10L，所装气体的压强是20×105Pa。如果温度保持不变，把容器的开关打开以后，容器里剩下的气体是原来的百分之几？设大气压是1.0×105Pa。3.容器内装有10×105Pa的气体5kg,当放出一部分气体后,容器内的气体压强减小到2×105Pa,求容器中剩余气体的质量.(设温度不变)4.如图8—7所示，若气压式保温瓶内水面与出水口的距离为h时，密封空气体积为V，设水的密度为ρ，大气压强为P0，欲使水从出水口流出，瓶内空气压缩量（即体积减小量）△V至少为多少？（设瓶内弯曲管的容积不计，压水前管内无水，温度保持不变）hV图8—75.抽气机对某容器抽气，已知被抽容器的容积是抽气机最大活动容积的两倍，在按最大活动容积抽气2次后，容器中气体的压强变为原来的倍。四、等温过程中的动态分析【例题3】如图8.1—6所示，开口向下插入水银槽的玻璃管内封闭着长为H的空气柱，管内外水银高度差为h，若缓慢向上提起玻璃管（管口未离开槽内水银面），H和h的变化情况是（）A、h和H都增大B、h和H都减小C、h增大，H减小D、h减小，H增大思考：①如果向下压玻璃管，则②如果将玻璃管倾斜，则练1、如图，把玻璃管口向下插入水银槽中，管内水银面低于管外水银槽中的水银面。将玻璃管稍向上提起一些时，玻璃管中的气体压强将减小，则：()A玻璃管内气体的长度增加B.玻璃管内气体的长度减小C.玻璃管内外水银面高度差减小D.玻璃管内外水银面高度差增大思考：如果向下压玻璃管，则【例题4】如图所示，粗细均匀两端开口的U形玻璃管，管内注入一定量的水银。但在其中封闭了一段空气柱，其长度为l。在空气柱上面的一段水银柱长为h1，空气柱下面的水银面与左管水银面相差为h2。若往管内加入适量水银，则：（）A．水银加入右管，l变短，h2变大；B．水银加入左管，l不变，h2变大；C．水银无论加在左管还是右管，h1始终与h2相等；D．水银加在右管，l变短，水银加在左管，l变长。【例题5】竖直倒立的U形玻璃管一端封闭，另一端开口向下，如图8.1—9所示，用水银柱封闭一定质量的理想气体，在保持温度不变的情况下，假设在管子的D处钻一小孔，则管内被封闭的气体压强p和气体体积V变化的情况为：（）A、p、V都不变B、V减小，p增大C、V增大，p减小D、无法确定练2、如图8—9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下降练3、一个右端开口左端封闭的U形玻璃管中装有水银，左侧封有一定质量的空气，如图8.1—11所示，已知，空气柱长是40cm，两侧水银面高度差56cm，若左侧距管顶66cm处的k点处突然断开，断开处上方水银能否流出？这时左侧上方封闭气柱将变为多高？（设大气压强为1.013×105Pa）【当堂检测】1、如图所示，U形管的A端封有气体，B端也有一小段气体。先用一条小铁丝插至B端气体，轻轻抽动，使B端上下两部分水银柱相连接，设外界温度不变，则A端气柱的（）A、体积减小B、体积不变C、压强增大D、压强减小2.一个气泡由湖面下20m深处上升到湖面下10m深处，它的体积约变为原来的体积的（温度不变，水的密度为1.0×103kg/m3，g取10m/s2）（）A．3倍B．2倍C．1.5倍D．0.7倍3.如图所示,在一根一端封闭、一端开口、长1m的均匀直玻璃管中,装入长为75cm的水银柱,用它封住一部分空气.当将其开口向下竖直放置时,被封气柱长24cm,这时的大气压强为76cm汞柱.那么,当大气压强变为74cm汞柱时,管内水银柱长度h为().A．73cmB．73cmh74cmC．74cmD．74cmh75cm4．在1×105Pa的环境中做托里拆利实验,如图所示.测出管内外水银面的高度h=72cm.若保持管口总能浸没在槽内水银面以下,而将玻璃管竖直向上缓慢地提升△h.那么,最后管内、外水银面的高度差h′的大小().A．等于h,即管内水银柱高度不变B．小于hC．等于h+△hD．hh′h+△h5.一个开口玻璃瓶内有空气，现将瓶口向下按入水中，在水面下5m深处恰能保持静止不动，下列说法中正确的是（）A．将瓶稍向下按，放手后又回到原来位置B．将瓶稍向下按，放手后加速下沉C．将瓶稍向上提，放手后又回到原处D．将瓶稍向上提，放手后加速上升6.容积V=20L的钢瓶充满氧气后，压强为p=30atm，打开钢瓶阀门，让氧气分装到容积为V'=5L的小瓶子中去。若小瓶子已抽成真空，分装到小瓶中的氧气压强均为P'=2atm压。在分装过程中无漏气现象，且温度保持不变，那么最多可能装的瓶数是（）A．4瓶B．50瓶C．56瓶D．60瓶7、大气压强p0＝1.0×105Pa.某容器容积为20L，装有压强为20×105Pa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气体的质量之比为()A．1∶19B．1∶20C．2∶39D．1∶188、如图，一气缸竖直倒放，气缸内有一质量不可忽略的活塞，将一定量的理想气体封在气缸内，活塞与气缸壁无摩擦，气体处于平衡状态。现保持温度不变把气缸稍微倾斜一点，在达到平衡后，与原来相比，则（）A．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9、一根竖直放置的两端封闭的细玻璃管，管内封闭着的空气被一段水银柱分为上下两部分，当它在竖直方向运动时，以现水银柱相对玻璃管向上移动（温度不变），以下说法正确的是（）A、玻璃管做匀速运动B、玻璃管向下加速运动C、玻璃管向下减速运动D、玻璃管向上加速运动10．在标准大气压（相当于76cm水银柱产生的压强）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。这里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.0cmB.60cmC.30cmD.16cm图8.1—6图8.1—9图8.1—1111.喷雾器筒内药液面上方有打气孔，可通过打气筒将外界空气压入筒内液面上方，使被封闭的空气压强增大。设喷雾器筒内上方的空气体积为1.5L，然后用打气筒缓慢向药液上方打气，每次打进1atm的空气0.25L，设打气过程中温度不变，要使喷雾器里的压强达到4atm，打气筒应打气次。12、如图所示，A、B、C三只相同的试管，一端封闭，封闭端有一个小环由细线悬挂在天花板上，开口端插入水银槽中，试管内封有气体。三管静止时，三根细线的张力分别为TA、TB、TC，A管内水银面和管外平，B管内水银面比管外低，C管内水银面比管外高，则三管中气体压强最小的是________管，三根细线中张力最大的是_______。13、一根粗细均匀的玻璃管OA，长度为1米，横截面积为0.3厘米2，A端开口，O端封闭。管中有3克水银形成一个小段很短的水银柱，将一定质量的空气与外界隔开。玻璃管水平放置，大气压p0=1.0×105帕，水银柱与管底O相距80厘米（如图）。现使玻璃管在水平面上绕管底O作匀速转动，为使水银不致甩到管外去，玻璃管转动的最大角速度ω=________14、潜水艇的贮气筒与水箱相连，当贮气筒中的空气压入水箱后，水箱便排出水以使潜水艇浮起。某潜水艇贮气筒的容积是2m3，贮有压强为2×107Pa的压缩空气，若贮气筒内一部分空气压入水箱后，贮气筒内压缩气体的压强变为9.5×106Pa，求贮气筒内排出的压强为2×107Pa的压缩空气的体积为多少？15、如图所示，上端封闭下端开口的竖直玻璃管，以2m/s2的加速度上升，管内长10cm的水银将一段空气柱封闭，水银柱与玻璃管保持相对静止，已知大气压强为p0=1.0×105Pa，水银的密度为ρ=1.36×104kg/m3，g=10m/s2，求管内空气柱的压强。16、如图2－1－16所示，封闭端有一段长40cm的空气柱，左右两边水银柱的高度差是19cm，大气压强为76cmHg柱，要使两边管中的水银面一样高，需要再注入________cm长的水银柱．17、在粗细均匀的细玻璃管中部放置一水银柱，管两端封闭，当玻璃管水平放置时，水银柱恰好在管中部，此时管内气体压强都为76cmHg，当管竖直放置时，水银柱上部空气柱长为下部空气柱长的2倍，求管内水银柱的长度？18、一根长50cm、两端开口的直玻璃管，竖直插入水银槽中，它的上口距水银面10cm，现将管的上口堵住，然后缓慢竖直提出水银面，则管内水银柱的长度为多大？.（外界大气压支持75cmHg，温度保持不变.）19、如图2－1－17所示，玻璃管的质量为m1，内壁光滑，横截面积为S，下端封闭．玻璃管内装有质量为m2的水银，管外壁与斜面间动摩擦因数为μ＝36，斜面倾角θ＝30°，当玻璃管与水银共同沿斜面下滑时，求被封闭的气体压强为多少？20、水银气压计中混入了一个空气泡,上升到水银柱的上方,使水银柱上方不再是真空,因而气压计的读数比实际的大气压小些.当实际大气压为768mmHg产生的压强时,气压计的读数只有750mmHg,此时管中水银面到管顶的距离为80mm.那么,当气压计读数为740mmHg时,实际大气压为多少?（设温度保持不变）21、一端封闭的玻璃管开口向下插入水银槽内，如图2－1－10所示，