2021-2022学年粤教版(2019)选择性必修第三册 2.1气体实验定律(Ⅰ)课时练(word解析版)

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名称 2021-2022学年粤教版(2019)选择性必修第三册 2.1气体实验定律(Ⅰ)课时练(word解析版)
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资源类型 教案
版本资源 粤教版(2019)
科目 物理
更新时间 2021-08-22 07:24:03

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2021-2022学年粤教版(2019)选择性必修第三册
2.1气体实验定律(Ⅰ)课时练(解析版)
1.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,轮胎容积V=3L,原来压强。现要使轮胎内压强变为
,问用这个打气筒要打气几次(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
2.如图所示,两端开口、粗细均匀的足够长玻璃管插在大水银槽中,管的上部有一定长度的水银柱,两段空气柱被封闭在左右两侧的竖直管中,平衡时水银柱的位置如图,其中,,,大气压强为,则右管内气柱的长度等于(  )
A.
B.
C.
D.
3.如图,一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置.玻璃管的下部封有长的空气柱,中间有一段长的水银柱,上部空气柱的长度。已知大气压强为。现将一活塞(图中未画出)从玻璃管开口处缓慢往下推,使管下部空气柱长度变为。假设活塞下推过程中没有漏气,则活塞下推的距离为(  )
A.
B.
C.
D.
4.如图所示,玻璃瓶内塞有一气球,气球的吹气口反扣在瓶口上,初始时,气球和玻璃瓶之间密闭压强为p0,体积为V0的气体,现向气球内缓慢充气,让密闭气体的体积减为,充气过程气体温度不变,则密闭气体的压强变为(

A.np0
B.
C.
D.
5.如图所示,一竖直放置的型玻璃管,各段粗细均匀,上端均开口。内部左右两侧有水银,水银柱竖直高度均为,底部水平管内封闭一段长的气柱,气柱紧贴左侧竖直管。已知管导热良好,周围环境温度不变,大气压强为。现在右侧管中再缓慢加入长的水银柱,稳定后,下列判断正确的是(  )
A.两侧水银面最上端仍然齐平
B.气柱的压强为,且长度变小
C.两侧水银面最上端高度差为
D.左侧再加入长的水银柱,则气柱将到达左侧竖直管最低端
6.血压仪由加压气囊、臂带,压强计等构成,如图所示。加压气囊可将外界空气充入臂带,压强计示数为臂带内气体的压强高于大气压强的数值,充气前臂带内气体压强为大气压强,体积为V;每次挤压气囊都能将的外界空气充入臂带中,经5次充气后,臂带内气体体积变为,压强计示数为。已知大气压强等于,气体温度不变。忽略细管和压强计内的气体体积。则V等于(  )
A.
B.
C.
D.
7.如图,一个上口用橡皮膜封闭的盛水长玻璃槽内,用一小玻璃瓶倒扣在水中形成一个浮沉子,悬浮在水中某位置保持平衡,若环境温度不变,用力按压橡皮膜到某一位置后,玻璃瓶将(  )
A.下沉一点后又平衡
B.上浮一点后又平衡
C.一直下沉到水底
D.一直上浮到水面
8.如图所示,在两端开口的弯管中用两段水银柱封闭了一段空气柱,若再往a管内注入少量水银,则以下说法正确的是(  )
A.a、b水银面高度差将减小
B.a、b水银面高度差将大于c、d水银面高度差
C.b管水银面上升的距离大于c管水银面下降的距离
D.b管水银面上升的距离等于c管水银面下降的距离
9.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,罐中气体的压强为;乙罐的容积为,罐中气体的压强为。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2:3
B.甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比为2:5
C.甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比为1:2
D.甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比为3:5
10.现有一个容积为400L的医用氧气罐,内部气体可视为理想气体,压强为15MPa,为了使用方便,用一批相同规格的小型氧气瓶(瓶内视为真空)进行分装,发现恰好能装满40个小氧气瓶,分装完成后原医用氧气罐及每个小氧气瓶内气体的压强均为3MPa,不考虑分装过程中温度的变化,则每个小氧气瓶的容积为(  )
A.20L
B.40L
C.50L
D.60L
11.如图为一注水的玻璃装置,玻璃管D、E上端与大气相通,利用玻璃管C使A、B两球上部相通,D、C、E三管与两球接口处紧密封接。当A、B、D的水面高度差如图所示时,E管内水相对B中水面的高度差h应等于(  )
A.0.6m
B.0.8m
C.1.2m
D.1.5m
12.如图所示,在一端封闭的玻璃管中,用一段水银将管内气体与外界隔绝,管口向下放置,若将管倾斜,待稳定后封闭气体的压强和体积变化情况是(  )
A.封闭端内气体的压强增大
B.封闭端内气体的压强减小
C.封闭端内气体的压强不变
D.封闭端内气体的体积减小
13.如图所示,内径均匀、两端开口的“V”形管,B支管竖直插入水银槽中,A支管与B支管之间的夹角为,A支管中有一段长为h的水银柱保持静止,下列说法中正确的是(  )
A.B管内水银面比槽内水银面高h
B.B管内水银面比槽内水银面高hcos
C.B管内水银面比槽内水银面高hsin
D.管内封闭气体的压强比大气压强小hcos高水银柱产生的压强
14.如图所示,两端封闭的粗细均匀的U形管中,封闭两段气柱,长度分别为、,现让管在竖直方向上运动,下述判断正确的是(  )
A.加速上升时,变长,变短
B.加速下降时,变长,变短
C.减速上升时,变长,变短
D.减速下降时,变长,变短
15.如图所示,C、D液面水平且等高,液体密度为ρ,重力加速度为g,其他条件已标于图上,试求封闭气体A的压强?
16.水火箭可以演示反冲现象。如图所示,这是一个简易的水火箭,其容积V=4L,现装入V0=1L水后用一个打气简给其充气。已知气筒每次能够将V0'=0.5L的一个大气压p0的空气打入其中,打气过程可以看成等温变化。取重力加速度大小g=10m/s2,整个过程中不考虑火箭中水的蒸发。要使水火箭内的气压达到一个标准大气压的4倍,求需要打气的次数n。
17.如图所示,在一个恒温池中,一串串气泡由池底慢慢升到水面,有趣的是气泡在上升过程中,体积逐渐变大,到水面时就会破裂,问:
(1)上升过程中,气泡内气体的压强如何改变?
(2)气泡在上升过程中体积为何会变大?
(3)为什么到达水面会破?
18.在图乙中,汽缸置于水平地面上,汽缸横截面积为S,活塞质量为m,汽缸与活塞之间无摩擦,设大气压强为p0,重力加速度为g,试求封闭气体的压强。
19.如图所示,竖直放置的、左端封闭、右端开口的U形管中用水银柱封住一段空气柱L,当空气柱的温度为t1=7℃时,左臂水银柱的高度h1=15cm,右臂水银柱的高度h2=10cm,气柱长度L1=20cm;仅将管内被封住的空气柱加热到t2=127℃且稳定时,图中的h1变为h1′=10cm。不考虑水银和管的热胀冷缩,大气压强始终不变。当时的大气压强多大?(单位用cmHg)
20.一长为l的薄壁试管处于空气中。现将试管开口向下竖直插入水中,平衡时试管内外水面高度差为h,如图所示。今用竖直向下的力缓慢地将试管保持竖立压入水中。已知外界大气压强为,水的密度为,水足够深,且水温处处相同。当试管中气体下端与水面的距离超过某一值时,试管将不再需要下压的力而自动下沉,求这个值。
参考答案
1.B
【详解】
设压强为时气体体积为,根据玻意耳定律得
设打入的压强为的气体体积为,则
设打入的压强为的气体体积为,则
则用这个打气筒要打气次数为
故选B。
2.D
【详解】
左侧管内气体压强为
p1=p0+h2=82cmHg
则右侧管内气体压强为
p2=p1+h1=87cmHg
则右侧管中下端水银液面比外界低87-75=12cm,则右侧气柱长
L2=(50-5-7)+12=50cm
故选D。
3.A
【详解】
活塞未下推之前,液柱下端封闭气体的压强
液柱下端封闭气体,根据玻意耳定律可知
其中
联立解得
活塞下推后,管上部分气体的压强
解得
管上部分气体,根据玻意耳定律
其中
联立解得,管上部分气体的长度
活塞下推的距离为
故选A。
4.A
【详解】
气体做的是等温变化,由玻意耳定律得
p0V0=
p′
代入数据有
p′
=
np0
故选A。
5.C
【详解】
ABC.依题意可知,向右侧管中缓慢加入长的水银柱,稳定后,由于左侧管中水银柱长度不变,则封闭气体的压强不变,又温度不变,所以封闭气柱长度不变;若右侧管中水银刚好进入左侧管中,由于空气柱长度为4cm,则可知此时,右侧管中水银柱高度为16cm,则封闭气体压强为
显然,右侧管中有水银进入左侧管中,最终封闭气体压强为,所以右侧管中水银有3cm进入左侧管中,此时左侧水银柱加空气柱总长度为
右侧侧水银柱总长度为
所以,稳定后两侧水银面最上端高度差为
故AB错误,C正确;
D.若左侧再加入长的水银柱,稳定后,由于封闭气体温度不变,根据玻意耳定律有
气柱长度将变短,所以可知气柱将不能到达左侧竖直管最低端,故D错误。
故选C。
6.D
【详解】
根据玻意耳定律可知
已知
,,
代入数据整理得
故选D。
7.C
【详解】
开始时,A悬浮在水中某位置保持平衡,则A排开水的重力等于A的重力;若用力按压橡皮膜到某一位置后,根据玻意耳定律,玻璃槽上方空气的体积减小,压强增大,则A内被封气体的压强增大,则体积减小,即排开水的重力减小,浮力减小,此时重力大于浮力,玻璃瓶将下沉,下沉过程中压强不断增加,被封气体的体积不断减小,浮力不断减小,则玻璃瓶将加速沉到水底,故C正确,ABD错误。
故选C。
8.C
【详解】
A.若再往a管内注入少量水银,被封闭气体的压强增大,a、b水银面高度差将增大,A错误;
B.根据
解得
若再往a管内注入少量水银,a、b水银面高度差仍然等于c、d水银面高度差,B错误;
CD.若再往a管内注入少量水银,被封闭气体的压强增大,根据玻意耳定律,被封闭气体的体积减小,空气柱的长度缩短,所以b管水面上升的距离大于c管水面下降的距离,C正确,D错误。
故选C。
9.A
【详解】
对甲、乙两个储气罐中气体产生等温变化,由玻意耳定律有
解得调配后两罐中气体的压强
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
解得
由密度定义解得质量之比等于
A正确,BCD错误。
故选A。
10.B
【详解】
设每个小氧气瓶的容积为V0,以医用氧气罐中所有氧气为研究对象,初态:p1=15MPa,V1=400L;末态:p2=3MPa,V2=40V0+400L;因为不考虑温度变化,由玻意耳定律有
代入数据得V0=40L,B正确。
故选B。
11.D
【详解】
利用玻璃管C使A、B两球上部相通,可得
根据压强关系
联立可得
故选D。
12.AD
【详解】
被封闭气体的压强
其中h为水银柱的竖直高度,故当管倾斜时水银柱竖直高度h将减小,则封闭气体压强p增大,又由于气体是等温变化,由玻意耳定律
知,压强增大,体积减小,故BC错误,AD正确。
故选AD。
13.BD
【详解】
以A管中的水银为研究对象,设管内封闭气体的压强为p,管的横截面积为S,水银密度为,有
则管内封闭气体的压强
显然
且B管内水银面要比曹内水银面高
故BD正确,AC错误。
故选BD。
14.AD
【详解】
AD.U形管加速上升或减速下降时,加速度方向向上,水银处于超重状态,右侧封闭气体压强增大,左侧封闭气体压强减小,由于温度保持不变,根据波意耳定律
右侧封闭气体体积减小,左侧封闭气体体积增大,则变长,变短,故AD正确;
BC.U形管加速下降或减速上升时,加速度方向向下,水银处于失重状态,右侧封闭气体压强减小,左侧封闭气体压强增大,由于温度保持不变,根据波意耳定律
右侧封闭气体体积增大,左侧封闭气体体积减小,则变短,变长,故BC错误。
故选AD。
15.pA=p0+ρgh
【详解】
同一水平液面C、D处压强相同,可得pA=p0+ρgh
16.
【详解】
设水火箭内气体体积为,则有
由玻意耳定律有
解得
17.(1)变小;(2)由玻意耳定律pV=C可知,压强变小,气体的体积增大;(3)内外压强不相等,气泡内压强大于外部压强
【详解】

18.p0+
【详解】
以活塞为研究对象,受力分析如图所示,由平衡条件得mg+p0S=pS
则p=p0+
19.
【详解】
对于封闭的空气柱(设大气压强为)
初态:
末态:
故压强
由理想气体状态方程得
解得大气压强
20.
【详解】
初始状态,试管的浮力等于其所受重力,设试管的横截面积为S,则
设当试管被下压至管内气体下端与水面深度为H时,试管恰好能悬浮于水中,设此时试管内气体长度为,由平衡有
由两式得
由玻意耳定律,有
由两式得

由两式得
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