暑假作业11 气体实验定律和理想气体状态方程（原卷版）-2025版高二物理暑假作业

限时练习：90min完成时间：月日天气：作业11气体实验定律和理想气体状态方程一、玻意耳定律1．内容：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比。2．公式：pV＝C(式中C是常量)或p1V1＝p2V2。3．条件：气体的质量一定，温度不变。二、理想气体1．理想气体：在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体。2．理想气体与实际气体实际气体在温度不低于零下几十摄氏度、压强不超过大气压的几倍时，可以当成理想气体来处理。3．从微观的角度看，理想气体的特点(1)气体分子本身的大小与分子间距离相比忽略不计。(2)气体分子间的相互作用力忽略不计。(3)气体分子与器壁碰撞的动能损失忽略不计。4．理想气体是对实际气体的一种科学抽象，是一种理想化模型，实际并不存在。三、盖—吕萨克定律(1)内容：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积V与热力学温度T成正比。(2)表达式：V＝CT或eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)或eq\f(V,T)＝eq\f(ΔV,ΔT)。(3)适用条件：气体的质量和压强不变。(4)图像：如图所示。V－T图像中的等压线是一条过原点的直线。四、查理定律(1)内容：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强p与热力学温度T成正比。(2)表达式：p＝CT或eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)或eq\f(p,T)＝eq\f(Δp,ΔT)。(3)适用条件：气体的质量和体积不变。(4)p－T和p－t图像如图。3．气体实验定律适用于压强不太大、温度不太低的情况。相当于大气压几倍的压强，零下几十摄氏度的温度，气体实验定律都适用。五、理想气体的状态方程1．内容：一定质量的某种理想气体，在从一个状态(p1、V1、T1)变化到另一个状态(p2、V2、T2)时，压强p跟体积V的乘积与热力学温度T的比值保持不变。2．表达式：eq\f(pV,T)＝C或eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)。公式中常量C仅由气体的种类和质量决定，与状态参量(p、V、T)无关。3．成立条件：一定质量的理想气体。4．理想气体状态方程与气体实验定律的关系eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)⇒eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(T1＝T2时，p1V1＝p2V2玻意耳定律,V1＝V2时，\f(p1,T1)＝\f(p2,T2)查理定律,p1＝p2时，\f(V1,T1)＝\f(V2,T2)盖—吕萨克定律))一、单选题1．图为某兴趣小组发射的自制水火箭。发射前瓶内空气的体积为1.2L，水的体积为0.8L，瓶内空气压强为3atm。打开喷嘴后水火箭发射升空，忽略瓶内空气温度的空气变化，外界大气压强为1atm。在瓶内的水刚喷完瞬间，瓶内空气的压强为（）A．1.8atm B．2.1atm C．2.5atm D．2.8atm2．将水杯开口向下倒置在水盆中，可在杯中封闭一段气体。现将水杯缓慢向上提起一段高度（杯口始终未露出水面，杯内气体未漏出），设环境温度保持不变，此过程中杯中封闭气体（）A．体积变小，压强变小 B．体积变大，压强变大C．体积变小，压强变大 D．体积变大，压强变小3．活塞式真空泵的工作原理如图所示，抽气筒与被抽密闭容器通过自动阀门相连，当活塞从抽气筒的左端向右移动到右端的过程中，阀门自动开启，密闭容器内的气体流人抽气筒，活塞从右端向左移动到左端的过程中，阀门自动关闭，抽气筒内活塞左侧的气体被排出，即完成一次抽气过程，如此往复，密闭容器内的气体压强越来越小。若密闭容器的容积为V，抽气筒的容积为V，抽气过程中气体的温度不变，若第1次抽气过程中被抽出的气体质量为m1；第3次抽气过程中被抽出的气体质量为m2，则（）A．m2:m1=1:1.022 B．m2:m1=1:1.023C．m2:m1=51:50 D．m2:m1=54:514．如图是“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”的实验装置，关于该分组实验，下列说法正确的是A．玻璃管与活塞之间可用石蜡密封B．各实验小组所封闭的气体质量都相等C．各实验小组计算的气体压强与体积的乘积值都相等D．密闭气体的体积可直接从注射器上读出5．如图所示，一水槽内盛有某种液体，一粗细均匀的导热良好的玻璃瓶底朝上漂浮在液体中，玻璃瓶内外液面高度差为h，若环境温度缓慢升高，大气压强始终不变，下列说法正确的是（）A．玻璃瓶内外液面高度差h变大 B．玻璃瓶内气体压强变大C．玻璃瓶逐渐上浮 D．玻璃瓶受到的浮力变大6．如图所示，左端封闭、右侧开口的U形管内分别用水银封有两部分气体，右侧部分封闭气体的压强为，水银面高度差为。当左侧部分气体温度升高较小的，重新达到平衡后，和的变化是（）A．变小 B．不变 C．变小 D．变大7．一定质量的理想气体从状态开始，经历过程回到原状态，其图像如图所示，其中、与轴平行，的延长线过原点。下列判断正确的是（）A．在、两状态，气体的体积相等B．在、两状态，气体的体积相等C．由状态到状态，气体内能增大D．由状态到状态，气体对外做功8．某研究性学习小组在做“研究等容情况下气体压强随温度的变化关系”实验的过程中，先后用了大、小不同的两个试管甲、乙，封闭了质量不同但温度和压强都相同的同种气体，将测得的实验数据在同一坐标系中作图，得到的图像是（）A． B．C． D．二、多选题9．如图所示的家庭小型喷壶总容积为1.4L，打气筒每次可将压强为、体积为0.02L的空气充入壶内，从而增加壶内气体的压强。为了保证喷壶的安全，壶内空气压强不能超过；为了保证喷水效果，壶内气体压强至少为，当壶内空气压强降至时便不能向外喷水。现在喷壶中装入1.2L的水并用盖子密封，壶内被封闭空气的初始压强为。壶中喷管内水柱产生的压强忽略不计，壶内空气可视为理想气体且温度始终不变，则下列说法正确的是（）A．为了保证喷水效果，打气筒最少打气25次B．为了保证喷壶安全，打气筒最多打气40次C．若充气到喷壶安全上限，然后打开喷嘴向外喷水，可向外喷出水的体积为1LD．若充气到喷壶安全上限，然后打开喷嘴向外喷水，可向外喷出水的体积为0.8L10．如图所示，利用注射器上刻度可测封闭气体的体积，利用压强传感器可测封闭气体的压强，通过作压强与体积的关系图可探究封闭气体等温变化的规律。如果在不同环境温度、（且）下，实验操作和数据处理均正确，则下面四幅图中，可能正确反映相关物理量之间关系的是（

）A． B．C． D．11．图示描述了一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态，图中ab的延长线过原点，则下列说法正确的是（）A．的过程，气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数不变B．的过程，气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数减小C．的过程，气体分子的数密度增大D．的过程，气体分子数密度增大，分子的平均速率减少12．如图所示，粗细均匀的内壁光滑细长直玻璃管一端开口，另一端连接球形玻璃容器、一段长为的水银柱将容器中的理想气体封闭．装置被固定，细长直玻璃管竖直开口向上，被封闭的理想气体的温度为，体积为。现缓慢向玻璃管中加入水银，水银柱长度变为原来的2倍（水银未进入球形容器），已知大气压强为，重力加速度为g，下列说法正确的是（

）A．水银柱长度变为原来的2倍，理想气体的压强也变为原来的2倍B．将封闭的理想气体的温度增加，其体积才能保持不变C．加入水银后，让容器竖直向下做匀加速直线运动（细长直玻璃管竖直开口向上），并保持气体的体积，温度不变，则气体的压强为D．加入水银后，让容器竖直向下做匀加速直线运动（细长直玻璃管竖直开口向上），并保持气体的体积、温度不变，则容器的加速度大小为一、单选题1．桶装纯净水及压水装置原理如图所示。柱形水桶直径为24cm，高为35cm；柱压水蒸气囊直径为6cm，高为8cm，水桶颈部的长度为10cm。当人用力向下压气囊时，气囊中的空气被压入桶内，桶内气体的压强增大，水通过细出水管流出。已知水桶所在处大气压强相当于9m水压产生的压强，当桶内的水还剩5cm高时，桶内气体的压强等于大气压强，忽略水桶颈部的体积。至少需要把气囊完全压下几次，才能有水从出水管流出？（不考虑温度的变化）（

）A．1次 B．2次 C．3次 D．4次2．如图所示，一端封闭粗细均匀的玻璃管开口向下竖直插入水银槽中，一小段水银柱将管内封闭气体分割成两部分，上端气柱长为，下端气柱长为，且。管内水银柱与水银槽面的高度差为，管内气体温度保持不变，开口端始终在水银面下方，则下列说法正确的是（）A．若将玻璃管竖直向上缓慢提起，则变小B．若将玻璃管竖直向上缓慢提起，则的增长量等于的增长量C．若将玻璃管竖直向上缓慢提起，则的增长量小于的增长量D．若轻敲管壁使下端气体透过中间水银柱与上端气体混合，再次稳定后气柱总长度大于3．小明同学设计了一种测温装置，用于测量室内的气温（室内的气压为一个标准大气压气压，相当于76cm汞柱产生的压强），结构如图所示，大玻璃泡A内有一定量的气体，与A相连的B管插在水银槽中，管内水银面的高度x可反映泡内气体的温度，即环境温度，当室内温度为27℃时，B管内水银面的高度为16cm，B管的体积与大玻璃泡A的体积相比可忽略不计，则以下说法正确的是（）A．该测温装置利用了气体的等压变化的规律B．B管上所刻的温度数值上高下低C．B管内水银面的高度为22cm时，室内的温度为-3℃D．若把这个已经刻好温度值的装置移到高山上，测出的温度比实际偏低4．泉城某实验小组的同学用如图所示的装置测量纸张燃烧过程中的最高温度。在环境温度为7℃时将一左端开口、右端封闭的U形管稳定竖直放置，U形管右侧用水银封闭了一段长为14cm的空气柱，左端有一管道与容器相连，初始状态下U形管左侧液面与右侧顶端平齐，且左侧水银恰好不溢出。将燃烧源靠近空气柱，燃烧结束后当温度再次恢复到7℃时左侧水银面下降了7cm。已知大气压强为76cmHg，纸张燃烧过程中的最高温度约为（）

A．500℃ B．400℃ C．300℃ D．200℃二、解答题5．实验室里有一种用于帮助学生学习气体相关规律的仪器，如图所示，气缸静止平放在实验台上，用横截面积为S的活塞封住一部分空气，高度为h，活塞连同上面的置物平台总质量是M，（以下简称“活塞系统”）。开始时，活塞系统处于静止状态，气缸内温度为环境温度，现在把质量为m的小物块放在置物平台上，为了使活塞保持原位置不变，需要用控温装置改变封闭气体的温度，已知理想状态下大气压强，环境温度为，求：（1）气体的温度的变化量?（2）如果保持温度不变，还可以往原有封闭空间充入理想状态下的空气，以保证放置小物块后，活塞的位置不变，则需要充入空气的体积是多少?6．青藏高原上海拔4000m时，大气压强为。某游客在此出现了高原反应，随即取出一种便携式加压舱使用。如图所示，该加压舱主要由舱体、气源箱组成。已知加压舱刚取出时是折叠状态，只打开进气口，气源箱将周围环境中体积为15m3的大气输入到舱体中，稳定后，舱内空气新鲜，且气压不变，温度维持在27°C，病人在舱内的高压环境中吸氧。充气后的加压舱舱体可视为长2.1m、底面积1m2的圆柱体，舱内外气体均可视为理想气体，舱外环境温度保持3°C不变。（1）求稳定后舱内气体的压强；（2）该游客在舱内治疗一段时间后情况好转，他改设、27°C的新模式，加压舱会自动充气、放气，当将周围环境中1m3的气体充入加压舱后达到了新模式，求这个过程中放出气体质量与进入气体质量之比。1.（2023湖南高考）汽车刹车助力装置能有效为驾驶员踩刹车省力．如图，刹车助力装置可简化为助力气室和抽气气室等部分构成，连杆与助力活塞固定为一体，驾驶员踩刹车时，在连杆上施加水平力推动液压泵实现刹车．助力气室与抽气气室用细管连接，