发布时间 : 星期六 文章2019物理同步新突破人教选修3-3：第八章 气体气体的等温变化更新完毕开始阅读e893c40368dc5022aaea998fcc22bcd127ff424d
C．由图可知T1＞T2 D．由图可知T1＜T2 【答案】 ABD
【学法指导】玻意耳定律的实际应用
应用玻意耳定律解题时的三个误区
误区1：误认为在任何情况下玻意耳定律都成立． 只有一定质量的气体在温度不变时，定律成立．
误区2：误认为在p－V图象中，两条等温线对应的温度一定不同
对于一定质量的同种气体来说，在p－V图象中，等温线距离原点越远，温度越高，但对于不同气体或气体质量不同时，两条等温线对应的温度有可能相同．
误区3：误认为气体的质量变化时，一定不能用玻意耳定律进行分析 当气体经历多个质量发生变化的过程时，可以分段应用玻意耳定律进行列方程，也可以把发生变化的所有气体作为研究对象，应用玻意耳定律列方程．
【例题4】 农村常用来喷洒农药的压缩喷雾器的结构如图8-1-11所示，A的容积为
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7.5 L，装入药液后，药液上方体积为1.5 L，关闭阀门K，用打气筒B每次打进10 Pa的
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空气250 cm.求：
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(1)要使药液上方气体的压强为4×10 Pa，则打气筒活塞应打几次？
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(2)当A中有4×10 Pa的空气后，打开阀门K可喷洒药液，直到不能喷洒时，喷雾器内剩余多少体积的药液？
【思路点拨】 向喷雾器容器A中打气，是一个等温压缩过程．按实际情况，在A中装入药液后，药液上方必须留有空间，而
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已知有10 Pa的空气1.5 L，把这部分空气和历次打入的空气一起作为研究对象，变质量问题便转化成了定质量问题．向A中打入空气后，打开阀门K喷洒药液，A中空气则经历了一个等温膨胀过程，根据两过程中气体的初、末状态量，运用玻意耳定律，便可顺利求解本题．
【解析】 (1)以V总、V分别表示A的总容积和打气前药液上方的体积，p0表示打气前A容器的气体压强，V0表示每次打入压强为p0的空气体积，p1表示打n次后A容器的气体压强，以A中原有空气和n次打入A中的全部气体作为研究对象，由玻意耳定律，可知p0(V＋nV0)＝p1V，
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p1－p0V4×10－10×1.5×10
所以n＝＝＝18. 5－6p0V010×250×10
(2)打开阀门K，直到药液不能喷洒，忽略喷管中药液产生的压强，则A容器内的气体压强应等于外界大气压强，以A容器内的气体作为研究对象，由玻意耳定律，可得p1V＝p0V′，
所以药液不能喷洒时A容器内的气体体积
p14×105
V′＝V＝5×1.5 L＝6 L.
p010
从而，A容器内剩余药液的体积
V剩＝V总－V′＝7.5 L－6 L＝1.5 L. 【答案】 (1)18 (2)1.5 L
【点拨】在用玻意耳定律解题时，常碰到一些有关气体变质量问题，若能恰当选择研究对象，则能使变质量问题为定质量问题化难为易顺利解决．该问题一般类型为充气、漏气、抽气、分装等，其解题思路是将问题转化为定质量问题．基本方法：如充气的情况，可将若干次充气的气体和开始时容器内的气体作为初始状态，最终容器中的气体作为末状态，抽气时可将一次抽气的开始和结束分别作为始、末状态等．
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【即时训练】(2012·福建高考)空气压缩机的储气罐中储有1.0×10 Pa的空气6.0 L，
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现再充入1.0×10 Pa的空气9.0 L．设充气过程为等温过程，空气可看做理想气体，则充气后储气罐中气体压强为( )
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A．2.5×10 Pa B．2.0×10 Pa
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C．1.5×10 Pa D．1.0×10 Pa 【解析】 根据玻意耳定律p0(V1＋V2)＝pV1
解得：p＝2.5×10 Pa A选项正确． 【答案】 A
【课后作业】[基础练]
1．描述气体状态的参量是指( ) A．质量、温度、密度 B．温度、体积、压强 C．质量、压强、温度 D．密度、压强、温度 【答案】 B
2．(多选)一定质量的气体，在等温变化过程中，下列物理量中发生改变的有( ) A．分子的平均速率 B．单位体积内的分子数 C．气体的压强 D．分子总数 【答案】 BC
3．各种卡通形状的氢气球，受到孩子们的喜欢，特别是年幼的小孩．小孩一不小心松手，氢气球会飞向天空，上升到一定高度会胀破，这是因为( )
A．球内氢气温度升高 B．球内氢气压强增大 C．球外空气压强减小 D．以上说法均不正确 【答案】 C
4．如图所示，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( )
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mgSmgB．p＝p0＋，F＝p0S＋(m＋M)g
SMgC．p＝p0－，F＝(m＋M)g
SMgD．p＝p0－，F＝Mg
SA．p＝p0＋，F＝mg
【答案】 C
5．如图所示，D→A→B→C表示一定质量的某种气体状态变化的一个过程，则下列说法正确的是( )
A．D→A是一个等温过程 B．A→B是一个等温过程 C．A与B的状态参量相同
D．B→C体积减小，压强减小，温度不变 【答案】 A
6．(2013·长春高二检测)如图8-1-14所示，竖直放置的弯曲管A端开口，B端封闭，密度为ρ的液体将两段空气封闭在管内，管内液面高度差分别为h1、h2和h3，则B端气体的压强为(已知大气压强为p0)( )
A．p0－ρg(h1＋h2－h3) B．p0－ρg(h1＋h3) C．p0－ρg(h1－h2＋h3) D．p0－ρg(h1＋h2)
【答案】 B 7．如图教8-1-15所示的是医院用于静脉滴注的装置示意图，倒置的输液瓶上方有一气室A，密封的瓶口处的软木塞上插有两根细管，其中a管与大气相通，b管为输液软管，中间又有一气室B，而其c端则通过针头接人体静脉．
(1)若气室A、B中的压强分别为pA、pB，则它们与外界大气压强p0间的大小关系应为________；
(2)当输液瓶悬挂高度与输液软管内径确定的情况下，药液滴注的速度是________．(填“越滴越快”、“越滴越慢”或“恒定”)
【解析】 (1)因a管与大气相通，故可以认为a管上端处压强即为大气压强，这样易得pA＜p0，则pB＞p0，即有pB＞p0＞pA.
(2)当输液瓶悬挂高度与输液软管内径确定时，由于a管上端处的压强与人体血管中的压强都保持不变，故b管中间气体部分的压强也不变，所以药液滴注的速度是恒定不变的．
【答案】 (1)pB＞p0＞pA (2)恒定
8．长l＝1 m的粗细均匀的直玻璃管一端封闭，把它开口向下竖直插入水
银中，管的一半露在水银面外，大气压强为76 cmHg，如图8-1-16所示．求进入管中的水银的高度．
【解析】 设玻璃管的横截面积为S，以管内气体为研究对象，设进入管中的水银的高度为x.
初态：p1＝p0，V1＝l·S
??末态：p2＝p0＋?－x?，V2＝(l－x)·S ?2?
根据玻意耳定律得p1V1＝p2V2，代入数据解得x≈0.25 m. 【答案】 0.25 m
[提升练]
9．(多选)如图8-1-17所示，水银柱上面封闭一段气体，管内外水银面高度差h＝72 cm，大气压强为76 cmHg，下列说法正确的是( )
A．将管稍上提，h不变 B．将管稍上提，h变大
C．将管下插至管顶与管外水银面高度差为70 cm时，管内外水银面高度差也是70 cm
D．将管下插至C项所述位置时，管内外水银面高度差小于70 cm 【解析】 由p·V＝C知上提体积变大，压强变小，内外液面差变大，B对．同样下插时，体积变小，压强变大，内外液面差变小，D对．
【答案】 BD
10．(多选)(2015·南京高二检测)在室内，将装有5 atm的6 L气体的容器的阀门打开后，从容器中逸出的气体相当于(设室内大气压强p0＝1 atm)( )
A．5 atm,3 L B．1 atm,24 L C．5 atm,4.8 L D．1 atm,30 L
【解析】 当气体从阀门跑出时，温度不变，所以p1V1＝p2V2，当p2＝1 atm时，得V2
＝30 L，逸出气体30 L－6 L＝24 L，B正确．据p2(V2－V1)＝p1V1′得V1′＝4.8 L，所以逸出的气体相当于5 atm下的4.8 L气体，C正确．
【答案】 BC
11．在“探究气体等温变化的规律”实验中，封闭的空气如图8-1-18所示，U形管粗细均匀，右端开口，已知外界大气压为76 cm汞柱高，图中给出了气体的两个不同的状态．
(1)实验时甲图气体的压强为_______cmHg；乙图气体压强为_______cmHg. (2)实验时某同学认为管子的横截面积S可不用测量，这一观点正确吗？ 答：________.(填“正确”或“错误”)
(3)数据测量完后在用图象法处理数据时，某同学以压强p为纵坐标，以体积V(或空气柱长度)为横坐标来作图，你认为他这样做能方便地看出p与V间的关系吗？
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答：________
【解析】 (1)由连通器原理可知，甲图中气体压强为p0＝76 cmHg，乙图中气体压强为p0＋4 cmHg＝80 cmHg.
(2)由玻意耳定律p1V1＝p2V2，即p1l1S＝p2l2S，即p1l1＝p2l2(l1、l2为空气柱长度)，所以玻璃管的横截面积可不用测量．
(3)以p为纵坐标，以V为横坐标，作出p－V图象是一条曲线，但曲线未必表示反比关
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系，所以应再作出p－图象，看是不是过原点的直线，才能最终确定p与V是否成反比．
V【答案】 (1)76 80 (2)正确 (3)不能
12．如图8-1-19为气压式保温瓶的原理图，保温瓶内水面与出水口的高度差为h，瓶内密封空气体积为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ΔV至少为多少？(设瓶内弯曲管的体积不计，压前水面以上管内无水，温度保持不变，各物理量的单位均为国际单位)
【解析】 压水前：p1＝p0，V1＝V，
压水后水刚流出时：p2＝p0＋ρgh，V2＝V－ΔV， 由玻意耳定律：p1V1＝p2V2， 即p0V＝(p0＋ρgh)(V－ΔV)，
ρghV解得ΔV＝. p0＋ρghρghV【答案】 p0＋ρgh