3-3第2讲 气体状态和气体实验定律练习

5.若已知大气压强为p05.若已知大气压强为p0在图中各装置均处于静止状态，图中液体密度均为P,求被封闭气体的压强。甲乙内第2讲气体状态和气体实验定律练习1．下列对理想气体的理解，正确的有()理想气体实际上并不存在，只是一种理想模B.只要气体压强不是很高就可视为理想气体一定质量的某种理想气体的内能与温度、体积都有关在任何温度、任何压强下，理想气体都遵循气体实验定律理想气体分子本身的大小与分子间的距离相比可以忽略不计，分子视为质点2．(多选)对于一定质量的理想气体，下列论述正确的是()若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强一定变大若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强可能不变若气体的压强不变而温度降低，则单位体积内分子个数一定增加若气体的压强不变而温度降低，则单位体积内分子个数可能不变气体的压强由温度和单位体积内的分子个数共同决定对一定质量的理想气体，下列说法不正确的是()A.气体体积是指所有气体分子的体积之和B.气体分子的热运动越剧烈，气体的温度就越高当气体膨胀时，气体的分子势能减小，因而气体的内能一定减少气体的压强是大量气体分子频繁地碰撞器壁产生的气体的压强是由气体分子的重力产生的，在失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁没有压强(多选)如图质量为M的绝热活塞把一定质量的理想气体密封在竖直放置的绝热汽缸内，活塞可在汽缸内无摩擦滑动。现通过电热丝对一理想气体十分缓慢地加热。设汽缸处在大气中，大气压强恒定。经过一段较长时间后，下列说法正确的是()A.汽缸中气体的压强比加热前要大B.汽缸中气体的压强保持不变C.汽缸中气体的体积比加热前要大D.汽缸中气体的内能可能和加热前一样大E.活塞在单位时间内受汽缸中分子撞击的次数比加热前要少6.粗细均匀的玻璃管一端封闭，长为12cm.一个人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口2cm，求人潜入水中的深度.（取水面上大气压强为Po=1.0X105Pa,g=10m/s2）7．用易拉罐盛装碳酸饮料非常卫生和方便，但如果剧烈碰撞或严重受热会导致爆炸．我们通常用的可乐易拉罐容积V=335mL•假设在室温（17°C）下罐内装有0.9V的饮料，剩余空间充满C0气体，2气体压强为1atm•若易拉罐能承受的最大压强为1.2atm,则保存温度不能超过多少？如图所示，汽缸A中封闭有一定质量的气体，活塞B与A的接触是光滑且不漏气的，B上放一重物C,B与C的总重为G，大气压为p.当汽缸内气体温度是20C时，活塞与汽缸底部距离为h；求01当汽缸内气体温度是100C时，活塞与汽缸底部的距离是多少？一个半径为0.1cm的气泡，从18m深的湖底上升•如果湖底水的温度是8C,湖面的温度是24C,湖面的大气压强是76cmHg，那么气泡升至湖面时体积是多少？房间的容积为20m3,在温度为7C、大气压强为9.8X104Pa时，室内空气质量是25kg.当温度升高到27C，大气压强变为1.0X105Pa时，室内空气的质量是多少？（2019•广东惠州模拟）如图所示，喷洒农药用的某种喷雾器，其药液桶的总容积为14L,装入药液后，封闭在药液上方的空气体积为2L,气压为1atm。打气筒活塞每次可以打进气压为1atm、体积为0.2L的空气。（不考虑环境温度的变化）

要使药液上方的气体压强增大到5atm,应打气多少次？如果药液上方的气体压强达到5atm时停止打气，并开始向外喷药，那么当喷雾器不能再向外喷药时，筒内剩下的药液还有多少升?如图所示，一个壁厚可以不计、质量为M的汽缸放在光滑的水平地面上，活塞的质量为m,面积为S,内部封有一定质量的气体.活塞不漏气，摩擦不计，外界大气压强为匕•若在活塞上加一水平向左的恒力F(不考虑气体温度的变化)，求汽缸和活塞以共同加速度运动时，缸内气体的压强多大？[2018•全国卷II,33(2)]如图，一竖直放置的汽缸上端开口，汽缸壁内有卡口a和b,a、b间距为h,a距缸底的高度为H；活塞只能在a、b间移动，其下方密封有一定质量的理想气体。已知活塞质量为m,面积为S,厚度可忽略；活塞和汽缸壁均绝热，不计它们之间的摩擦。开始时活塞处于静止状态，上、下方气体压强均为p°,温度均为T。。现用电热丝缓慢加热汽缸中的气体，直至活塞刚好到达b处。求此时汽缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功。重力加速度大小为第2讲气体状态和气体实验定律答案1.【答案】ADE

【解析】理想气体是一种理想化模型，温度不太低，压强不太大的实际气体可视为理想气体；只有理想气体才遵循气体的实验定律，选项A、D、E正确，选项B错误．一定质量的理想气体的内能完全由温度决定，与体积无关，选项C错误.2．答案ACE解析单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，单位面积上的碰撞次数和碰撞的平均力都增大，因此这时气体压强一定增大，故选项A正确，B错误；若气体的压强不变而温度降低贝U气体的体积减小贝U单位体积内分子个数一定增加,故选项C正确，D错误；气体的压强由气体的温度和单位体积内的分子个数共同决定，选项E正确。3．【答案】ACE【解析】由于气体分子间的距离较大，分子间距离不能忽略，所以气体体积要比所有气体分子的体积之和要大,A错误;气体分子的热运动越剧烈，分子的平均速率就越大，平均动能越大，温度就越高，B正确；理想气体的内能只与气体的温度有关，只要气体的温度不变，贝呐能不变，C错误；气体压强是由气体分子对容器壁频繁地撞击而产生的，与气体的重力没有关系，所以在失重的情况下，气体对器壁仍然有压强，D正确，E错误．4．答案BCE解析汽缸内封闭气体的压强p=p0+mSg,则知加热时封闭气体的压强保持不变，故A错误，B正确；封闭气体发生等压变化，根据盖—吕萨克定律知，温度上升时，气体的体积增大，故C正确；一定质量的理想气体内能只跟温度有关，温度升高，气体的内能增加，故D错误；温度升高，分子的平均动能增大，体积增大，单位时间气体分子数减少，由于气体的压强不变，根据压强的微观含义知活塞在单位时间内受汽缸中分子撞击的次数比加热前减少，故E正确。5．解析在甲图中，以高为h的液柱为研究对象，由一力平衡矢知PAS=-pghS+p0S所以P甲二PA=p0-pgh在图乙中，以B液面为研究对象，由平衡方程F上二F下有：pAs+pghS二p0S,得p乙二PA=P0-Pgh在图丙中，仍以B液面为研究对象，有PA+Pghsin60。二PB二p0所以p丙二PA=P0-gpgh在图丁中，以液面A为研究对象，由二力平衡得P丁S=(P0+pgh^S所以p丁二p0+pgh]在戊图中，从开口端开始计算：右端为大气压P0，同种液体同一水平面上的压强相同，所以b气柱的压强为pb=p0+pg(h2-h),而a气柱的压强为Pa=Pb-pgh3=p0+pg(h2-h1-h3)。3答案甲:P0—pgh乙:P0—pgh丙：PL^pgh丁：p0+pgh]戊：pa=p0+pg(h2~h~h3)Pb=P0+pg(h2—hi)6．【解析】确定研究对象为被封闭的一部分气体，玻璃管下潜的过程中气体的状态变化可视为等温过程．设潜入水下的深度为h,玻璃管的横截面积为S.气体的初末状态参量分别为：初状态:P1=p0,V1=12S.末状态：p2二p0+pgh,V2二10S.由玻意耳定律p1V]=p2V2,得一氐—二12S・1122P0+pgh12S解得：h=2m.【答案】2m7.【解析】本题为一定质量的气体发生等容变化，取CO2气体为研究对象.初态:P］二1atm,T1=(273+17)K二290K,末态：p2二1.2atm,T2待求.由查理定律乞二辛得卩2皿二290：1.2k二348K.p2T22p11t二(348-273)°C=75°C.【答案】75C8.【解析】以汽缸内气体为研究对象.初状态热力学温度T1=(273+20)K=293K,体积V1=h1S；末状态热力学温度T2=(273+100)K=373K.由盖一吕萨克定律占=辛.求得V2=T2V1=T2h1S.变化后活塞与汽缸底部的距离为h2=VS2=|9|h严1.3h「【答案】1.3h149.【解析】由题意可知V1=^nr3^4.19X10-3cm30=P0+心=⑴+^1^)cmHg~208cmHgP汞T1=(273+8)K=281Kp2=76cmHgT2=(273+24)K=297K根据理想气体的状态方程学=与^得cm3~0.012cm3.V=P1V1T?.=208X4.19Xcm3~0.012cm3.V2一p2T176X281【答案】0.012cm310.【解析】气体初态:p1=9.8X104Pa,V］二20m3,T1=280K.末态：P末态：P2=1.0X105Pa,V2二？,T2二300K.由状态方程：pA=pV2,T1T2所以弋V]9.8X所以弋V]9.8X104X300X201.0X105X280m3=21-0m3因V2>V1,故有气体从房间内流出,房间内气体质量m2=V1m1=21X25kg~23.8kg.【答案】23.8kg解析(1)设应打气n次，则有p1=1atm,V1=0.2nL+2Lp2=5atm,V2=2L根据玻意耳定律p1v1=p2v2解得n二40(次)。(2)当不能再向外喷药时，筒内空气的压强p3=1atm。p2=5atm,V2=2L根据玻意耳定律得p2v2二p3V3解得V二心二10L3P3剩下的药液V=14L-10L=4L。答案(1)40次(2)4L【解析】设稳定时气体和活塞共同以加速度a向左做匀加速运动，这时缸内气体的压强为p,分析它们的受力情况,由牛顿第二定律列方程汽缸：pS-p0S二Ma，①活塞：F+p0S-pS=ma,②

将上述两式相加，可得系统加速度a=-^.m＋M将其代入①式，化简即得封闭气体的压强为P=PoMF_+~S4-P=PoMF_+~S4-MF

(M+m)S答案】.MFPo+(M+m)S解析开始时活塞位于a处，加热后，汽缸中的气体先经历等容过程，直至活塞开始运动。设此时汽缸中气体的温度为-,压强为pi，根