1、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.1/ 2 D.1/4
【答案】C
【解析】一定质量的理想气体,在温度不变的情况下,压强变为原来的4倍,根据玻意耳定律pV =C(常量),故体积变为原来的1/4。故选D
2、(多选)一定质量的气体,在做等温变化的过程中,下列物理量发生变化的有( )
A、气体的体积
B、单位体积内的分子数
C、气体的压强
D、分子总数
【答案】ABC
【解析】等温过程中,p、V发生相应变化,单位体积内的分子数也随之发生相应变化。答案:ABC
3、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( )
A. 4瓶 B. 50瓶 C. 56瓶 D. 60瓶
【答案】C
【解析】根据玻意耳定律p0V0=p′(V0+nV1), 所以n=56.故选C
4、如图,玻璃管内封闭了一段气体,气柱长度为l,管内外水银面高度差为h.若温度保持不变,把玻璃管稍向上提起一段距离,则( )
A.h、l均变大
B.h、l均变小
C.h变大l变小
D.h变小l变大
【答案】A
【解析】在实验中,水银柱产生的压强加上封闭空气柱产生的压强等于外界大气压.如果将玻璃管向上提,则管内水银柱上方空气的体积增大,因为温度保持不变,所以压强减小,而此时外界的大气压不变,根据上述等量关系,管内水银柱的压强须增大才能重新平衡,故管内水银柱的高度增大。故选A
5、如图所示,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( )
A 体积不变,压强变小
B. 体积变小,压强变大
C. 体积不变,压强变大
D. 体积变小,压强变小
【答案】B
【解析】由于气体温度不变,属于等温变化,水位升高,封闭气体的体积减小,根据理想气体状态方程PV=C(C为定值),压强增大,故B正确
6、(多选)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
【答案】BD
【解析】瓶保持静止不动,受力平衡(重力等于浮力)mg=ρgV,由玻意耳定律,将瓶下按后(水压增大使气体体积减小),气体体积V减小,mg>ρ gV,故放手后加速下沉。同样道理,D选项也正确。答案:BD
7、用托里拆利实验测大气压强时 ,管内混有少量空气,因此读数不准,当大气压强为75cmHg时,读数为74.5cmHg,这时管中空气柱长22cm,当气压计读数为75.5cmHg时,实际大气压强多大?
【答案】76.2cm
【解析】
对水银柱进行受力分析,受到自身向下的重力G=ρghS,空气柱对其向下的压力PS及大气压对其向上的压力P0S,三力平衡,所以G+PS=P0S,同时除以横截面积S,得P0=ρgh+P,都折合成厘米汞柱得P0=h+P.这里h为气压计的读数.P0=75cmHg时,h1=74.5cm,所以
P1=0.5cmHg,此时空气柱长 L1=22cm;
当h2=75.5cm,此时空气柱长度
L2=22-(75.5-74.5)=21cm;
将空气柱视为理想气体,根据玻意耳定律得
P1V1=P2V2,
又玻璃管横截面积相同,所以
P1L1=P2L2,
解得P2=0.5*22/21=0.52cmHg
则此时大气压P0=h2+P2=75.5+0.52=76.02cmHg
8、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)
【答案】否:16cm
【解析】
断开处的压强小于外界大气压,故断开处上方的水银不会流出;
以封闭的气体为研究对象,整个过程可以看做等温变化,
由题意知大气压强P0=76cmHg,封闭气体初压强P1=P0-56cmHg,末压强P2=P0-26cmHg
由玻意耳定律P1V1=P2V2得
(P0-56cmHg)l1S=(P0-26cmHg)l2S 即
(76-56)ρgl1S=(76-26)ρgl2S
求得
l2=0.4l1=16cm