21气体实验定律(Ⅰ)同步练习(Word版含解析)1

PAGE88页粤教版（2019）选择性必修三2.1气体实验定律（Ⅰ）一、单选题如图所示，一竖直放置的气缸被轻活塞ABCD21中的压强时，单向阀门向下开启。已知12p02p0L，活塞面积为S，活塞与气缸间无摩擦，气缸导热性能良好，重力加速度为。现在活塞上方缓慢放置质量为m的细砂后，下列说法正确的是（ ）当m314pg 0当m

3pS02

时，气室2的压强为1.5p0g当m

3pS 120 时，活塞向下移动Lg 3当m

3pS 420 时，活塞向下移动Lg 5如图所示，一试管开口朝下插入盛水的广口瓶中，在某一深度静止时，管内有定的空气。若向广口瓶中缓慢倒入一些水，则试管将（ ）C．保持静止

加速下沉D不同条件下质量一定的理想气体的密度ρ随压强p变化的下列四种图线中，属等变化的是（ ）OACA．B．C．D．pOACA．B．C．D．OBD的面积分别为S和S1 2

，则（ ）A．SS1 2C．SS

B．SS1 2SDS与S

的大小无法确定1 2 1 2用打气筒将压强为1atm的空气打进自行车胎内，如果打气筒容积V300cm3，轮胎容积V原来压强p1.5atm。现要使轮胎内压强变为p3.5atm ，问用这打气筒要打气几次（设打气过程中空气的温度不变（ ）A．25次 B．20次 C．15次 D．10次6．如图所示，玻璃管倒插入水银槽中，内封一定质量的理想气体，将玻璃管略提高些，则（ ）管内气体体积减小C

管内气体体积不变D1.5积约为V0。为使汽车正常行驶，用电动充气泵给左前轮充气，每秒钟充入1200p0的气体，充气结束后发现内胎体积约膨胀了20%，充气几分钟可以使轮胎内气体压强达到标准压强2.5p0？（汽车轮胎内气体可以视为理想气体充气过程轮胎内气体温度无明显变化（ ）A．3 B．4 C．5 D．6甲、乙两个储气罐储存有同种气体（可视为理想气体。甲罐的容积为V，罐中气1体的压强为p；乙罐的容积为2V，罐中气体的压强为2p。现通过连接两罐的细管把甲罐中的部分气体调配到乙罐中去，两罐中气体温度相同且在调配过程中保持不变，调配后两罐中气体的压强相等。则调配后（ ）A．甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比为2：3B．甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比为2：5C．甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比为1：2D．甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比为3：59．探究气体等温变化规律的实验装置，如图所示。空气柱的长度由刻度尺读取、气的压强通过柱塞与注射器内空气柱相连的压力表读取。为得到气体的压强与体积关系，下列做法正确的是（ ）C．推拉柱塞时可用手握住注射器

改变气体体积应缓慢推拉柱塞D如图所示，下端用橡皮管连接的两根粗细相同的玻璃管竖直放置，右管开口，管内封闭着一段长为l、压强为2p0（p0为大气压强）的气柱，两管水银面高度差为h，现保持右管不动，为了使两管内水银面一样高，把左管竖直（ ）h+lC

2h+lD、3123所示，三根完全相同的玻璃管，上端开口，管内用相同长度的水银柱封闭着质量相等的同种气体．已知图1玻璃管沿倾角为3023玻璃管放在水平转台上开口向内做匀速、3圆周运动，设三根玻璃管内的气体长度分别为L、L1 2

L，则三个管内的气体长度关系是（ ）LLL1 2 3

LLL1 2

L2

LL3

LLL1 2 3一个容积是8升的球，原来盛有1个大气压的空气，现在使球内气体压强变为个大气压，应向球内打入几升1个大气压的空气（设温度不变（ ）A．32L B．24L C．20L D．16LDIS”的实验装置如图所1示。小张同学在实验中缓慢推动活塞，根据实验数据作出pV图线如图所示，图线弯曲的可能原因是（）A．活塞与筒壁间存在摩擦B．实验中用手握住了注射器前端C．未在注射器活塞上涂润滑油D“用DIS研究温度不变时，一定质量气体的压强与体积关实验中，关于实前压强传感器操作以及缓慢压缩气体时对应的图像正确的是（ ）A．不需要调零图aB．不需要调零图bC．需要调零图aD．需要调零图b在两端开口的弯管中用两段水银柱封闭了一段空气柱，如图所示，若再往a管注入少量水银，则（ ）ab水银面高度差将减小b、d水银面高度差C．bc管水面下降的距离D．bc管水面下降的距离二、填空题16．如图所示，在做托里拆利实验时，竖直的玻璃管内有些残存的空气，现将玻璃管竖直向上提少许，气体温度不变，忽略槽中水银面高度的变化，则玻璃管向上提后中水银面高 （选上升下不变，残存的空气压 （选增减或不。如图所示，汽缸固定在平板车上，质量为m的活塞将气体封闭在汽缸内，已知界大气压强为P0，活塞横截面积为S，不计活塞与汽缸壁的摩擦，当小车和汽缸以相同的加速度a沿水平方向运动时，则汽缸内气体的压强 若一条鱼儿正在水下10m处戏水，吐出的一个体积为1cm3的气泡。气泡内的气体视为理想气体，且气体质量保持不变，大气压强为p0=1.0×105Pa，g=10m/s2，湖水温度保持不变，气泡在上升的过程中，气 （吸或放；气泡到达湖面时的体积。19．如图所示浮沉子的工作原理是：当用力挤压橡胶薄膜时，根定律，量内气体压，将水压入小瓶内，小瓶内气体的体积减小，所受浮，所以小瓶就下沉。三、解答题0如图，矩形容器容积为，容器内气体压强为p00

。内有一薄壁气球，初始气球内气体体积为V0

，气球表面由于弹力绷紧会产生向内的附加压强恒为Δp，设1Δp 10

p。现通过开关K，每次充入压强为p000

，体积为V0

的空气，要使气球的体积不能小于1V，则最多只能充气多少次？假设容器导热性能良好，内外温度始终保持2 0不变，气体视为理想气体。如图所示，两个固定的导热良好的水平气缸，由水平硬杆相连的活塞面积S 5SA B

，两气缸通过一带阀门K的细管连通，最初阀门关闭，A内有理想气体，B内为真空．两活塞分别与各自气缸底相距ab50cm，活塞静止，两活塞与水平硬杆总质量为m（p．求：0（1）K关闭，A内气体的压强；（2）K打开，足够长时间后，活塞向左移动距离x

的大小。1如图ap0=75cmHgh=15cmL1=30cm的空气柱。环境温度为室温一直保持不变，汞柱与管空间的摩擦阻力不计（3位有效数字）b37°L2?若问中导热细管与斜面间动摩擦因数为u=0.5，由静止释放（管不转动，斜面足够长L3?如图所示，由导热材料制成的汽缸长为l0、横截面积为Sm的液体，活塞质量和厚度均不计，活塞与汽缸壁之间现将一细管插入液体，开始时从细管一端抽气，通过虹吸最后能使p0.1724“U”形玻璃管竖直放置，两管上端封闭且等高，管内有一段水银柱，左管上方空气柱的长度l1=10cm，压强p1=70cmHg，右管上方空气柱的长度l2=30cm1724保持不变，大气压强p0=76cmHg，已知

41.5。求此时左管上方空气柱的长度和压强。PAGE1313页参考答案：1．D【详解】A．当活塞刚好到达CD位置时，对气室1，2内的气体，根据玻意耳定律可得pLS2pLSpLS0 0解得p3p0对活塞受力分析，根据共点力平衡可得pSmgpS0解得m2p0Sg若3pS 2pSm 0 0g g此时，单向阀门已向下开启且活塞已经到达CD1的压强为3p0，故A误；BCD．当气室2内的压强刚好到达2p0时，对活塞受力分析，根据共点力平衡可得pSmg2pS0 0解得mg当pS 3pS 2pS0 m 0 0g 2g g时，单向阀门开启且活塞稳定时，对于气室1，2内气体，等温变化有pLS2pLSpLS0 0对活塞受力分析，由共点力平衡可得mg联立解得

L6L5所以，活塞下降BC错误，D故选D。2．B【详解】

6 4h2L5L5L向广口瓶中缓慢倒入一些水，水的深度增加，对试管内空气柱的压强增大，使空气的体积被压缩，则它排开的水的体积减小，浮力减小，重力大于水的浮力，故物体会加速下沉，ACD错误，B正确。故选B。3．A【详解】理想气体做等温变化时，由玻意耳定律

pVC可判断出根据得到故

1pVMV1Vp故A故选A。4．B【详解】OAC的面积为OBD

1 112 S ACOC pV12 AA1 1S BDOD pV2 2 2 BB而A、B是等温线上的两点，根据玻意耳定律可得pV pVAA BB故有SSS1 2选项B正确，ACD错误；故选B。5．B【详解】p1.5atm时气体体积为V，根据玻意耳定律得pVpVpV

V7Lp设打入的压强为p1.5atm的气体体积为V1，则VVV4L1p1

1atm的气体体积为V1，则pVpV1 11VpV

6L则用这个打气筒要打气次数为

1 p 11Vn 1V

6L 6L 20故选B。6．C【详解】

V

0.3L将玻璃管略提高一些，则玻璃管中的液面一定上升，管内外水银面高度差减小，则管内气体的压强为可知管内气体的压强减小，根据

p=p0+hpV=C可知，管内气体体积变大。故选C。7．C【详解】2.5p0tminV2p2p1V1，由玻意耳定律得pVpV11 22其中p1.5p，p1 0 2

2.5p，V0

V0.2V0

1.2V0联立解得V=2V1 0则充入胎内气体在压强为1.5p0时的体积为V=2V0

V=V0 0对充入胎内气体，由玻意耳定律得60p0

Vt1.5pV0其中V

1200V0联立方程解得故选C。8．A【详解】

t5min对甲、乙两个储气罐中气体产生等温变化，由玻意耳定律有pV1p2Vp3V2解得调配后两罐中气体的压强

p2p3若调配后将甲气体再等温压缩到原气体压强p，设体积为V′由玻意耳定律有pVpV解得V2V3由密度定义解得质量之比等于A正确，BCD错误。故选A。9．B【详解】

m V2现m V 3现原错误；正确；C错误；D误。故选B。10．C【详解】设玻璃管的横截面积为S，末态两管内水银面一样高，封闭气体压强与外界大气压强相同为p0，根据玻意耳定律得解得末态玻璃管内封闭气体的长度为

2p0Sl=p0Sl′l′=2l保持右管不动，为了使两管内水银面一样高，把左管竖直提高△h=h+2l故C正确，ABD错误。故选C。11．B【详解】设大气压强为p0，对图1中的玻璃管，它沿斜面向上做匀减速直线运动，设加速度大小为a1，以水银柱为研究对象，根据牛顿第二定律得pSmgsin30pSma0 1 1以水银柱和玻璃管为整体，据牛顿第二定律有Mgsin30Ma1联立解得pp1 0对图2中玻璃管，它沿斜面向下做匀加速直线运动，设其加速度大小为a2，以水银柱为研究对象，根据牛顿第二定律得pSmgsin45pSma0 1 2以水银柱和玻璃管为整体，据牛顿第二定律有Mgsin45Ma2联立解得

pp2 0对图3中的玻璃管，它在水平转台上做匀速圆周运动，以水银柱为研究对象得pSpSma3 0 n则pp3 0综上可得pp1 2

pp0 3根据玻意耳定律

pVC得LLL1 2 3故B项正确，ACD三项错误。故选B。12．B【详解】以容器内与打入的气体为研究对象，气体的初状态参量V1＝（8+V）L，p1＝1atm气体末状态参量

V2＝8L，p2＝4atm气体发生等温变化，由玻意耳定律得p1V1＝p2V2即1×（8+V）＝4×8解得V＝24L故选B。13．B【详解】1当增大时，V减小，p增加的程度不是线性关系，当斜率增大时，压强增加程度增大，V导致这一现象的是实验过程中用手握住注射器前端，导致注射器中气体温度升高，则图像的斜率会增大，而活塞与筒壁间存在摩擦、未在注射器活塞上涂润滑油、压强传感器与注射器的连接处漏气都会导致斜率减小，ACD错误，B正确。故选B。14．C【详解】在“用DIS研究温度不变时，一定质量气体的压强与体积关系”实验中，根据理想气态方程pV=nRT得1pnRTV压强与气体体积的倒数成正比，是一条过原点的直线，故在使用前压强传感器需要校准，需要调零。故选C。15．D【详解】ABa、bcdp=p0+habcdAB错误；CDa管水银面下降，因封闭气体压强变大，气体体积减小，所以b管水面上升的距离大于c管水面下降的距离，故C错误，D正确。故选D。上升 减小【详解】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，如果将玻内气体的压强为

p ph气 0因为压强变小，所以h变大，即管内水银柱高度上升；综上分析，管内残存的空气压强减小。pp0

maS【详解】设气体的压强为p，以活塞为研究对象，对活塞受力分析，根据牛顿第二定律可得：pSp

Smap

ma．0 0 S吸热 2cm3【详解】气泡上升的过程中体积增大，对外做功，由于保持温度不变，故内能不变，由热力学第一定律可得，气泡需要吸热。气泡初始时的压强气泡浮到水面时的压强

p1=p0+ρgh=2.0×105Pap2=p0=1.0×105Pa根据气体的等温变化规律p1V1=p2V2，代入数据得V2=2cm3玻意耳 增大 减小【详解】[1][2][3]将水压入小瓶内，小瓶内气体的体积减小，其受到的浮力等于气体排开的水的重力，所以所受的浮力减小，小瓶下沉。20．5次【详解】初始气球内气体压强为

pp

11p1 0 10 01若体积减到V，设此时球内气体压强为p，根据玻意耳定律，对球内气体2 0 2pV p1V10 2 2 0可得p2p

11p2 1 5 0此时球外气体压强为ppΔp21p对球外容器内的气体，其体积

3 2 10 0V9V3 2 0打入的气体视为一次性打入，有p(4VnV)pV0 0 0 33可得故不能超过5次。2（）0.80

n5.45【详解】阀门关闭时，对两活塞整体为研究对象，根据平衡得pS pSAA 0 A

pS 00B又S 5SA B解得p 0.8pA 0打开阀门Kp'A

，以两个活塞和杆为