2.3查理定律和盖-吕萨克定律同步训练（Word版含答案）

2.3查理定律和盖-吕萨克定律
一、选择题（共15题）
1．一定质量的理想气体状态变化的P--T图，如图所示，若用和Va、Vb、Vc分别表示气体在a、b、c三种状态下的气体的密度和体积则（ ）

A． B．
C． D．
2．在玻璃瓶中装入半瓶热水盖紧瓶盖，一段时间后发现瓶盖很难拧开，由此可推断瓶内气体可能发生的变化是（　　）
A．温度降低，压强减小 B．温度降低，压强不变
C．温度降低，压强增大 D．温度升高，压强减小
3．下列说法中正确的是
A．悬浮在液体中的微粒质量越大，布朗运动越显著
B．将红墨水滴入一杯清水中，一会儿整杯清水都变成红色，说明分子间存在斥力
C．两个表面平整的铅块紧压后会“粘”在一起，说明分子间存在引力
D．用打气筒向篮球内充气时需要用力，说明气体分子间有斥力
4．如图所示，一根竖直的弹簧支持着一倒立汽缸的活塞，使汽缸在两个固定的竖直光滑挡板之间悬空而静止。设活塞和缸壁间无摩擦且可以在缸内自由移动，缸壁导热性能良好，汽缸始终不接触地面。使缸内气体温度总能与外界大气的温度相同，则下列结论中正确的是（　　）
A．若外界大气压强增大，则弹簧将压缩一些
B．若外界大气压强增大，则汽缸的上底离地面的高度将增大
C．若大气压强不变，降低缸内气体温度，则活塞距地面的高度将不变
D．若大气压强不变，升高缸内气体温度，则汽缸的上底面距地面的高度将减小
5．一房间，上午10时的温度为 ，下午2时的温度为 ，假定大气压无变化，则下午2时与上午10时相比较，房间内的（　　）
A．空气密度增大 B．空气分子的平均速率增大
C．空气分子的速率增大 D．空气质量增大
6．在寒冷的冬天气温零下33℃，某钢瓶内的液化气将用完时内部气体压强为1.2×105pa，现用热水加热液化气钢瓶使瓶内气压上升，以便继续使用一段时间．已知热水温度77℃，则加热后瓶内气体压强约为
A．2.8×105pa B．1.8×105pa C．2.8×106pa D．1.8×106pa
7．以下说法正确的是
A．气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，仅与单位体积内的分子数有关
B．布朗运动是液体分子的运动，它说明分子不停息地做无规则热运动
C．当分子间的引力和斥力平衡时，分子势能最小
D．如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体的平均动能一定增大，因此压强也必然增大
8．气体温度升高，则该气体
A．每个分子的体积都增大 B．每个分子的动能都增大
C．速率大的分子数量增多 D．分子间引力和斥力都增大
9．下列说法中不正确的是
A．当分子间的引力和斥力平衡时，分子势能最小
B．布朗运动是悬浮在液体中的小颗粒的运动，它说明分子在不停息地做无规则运动
C．气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，仅与单位体积内的分子数有关
D．如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体分子的平均动能一定增大，因此压强也必然增大
10．如图竖直放置的U形管，内有两段密度为的液体，h1＝h2＝h，大气压强为p0，则气柱A的压强为（　　）
A．p0 B．p0＋gh
C．p0－gh D．p0＋2gh
11．如图所示为装有食品的密封包装袋在不同物理环境下的两张照片，甲摄于压强为、气温为18℃的环境下，乙摄于压强为、气温为10℃的环境下，其中为标准大气压，下列说法中正确的是（　 ）
A．甲图包装袋内气体的压强小于乙图中袋内气体压强
B．乙图包装袋内气体的压强小于甲图中袋内气体压强
C．图中包装袋鼓起越厉害，袋内单位体积的气体分子数越多
D．图中包装袋鼓起越厉害，袋内气体分子的平均动能越大
12．一定质量的理想气体，保持体积不变，压强减为原来的一半，则其温度由原来的27℃变为（　　）
A．127K B．150K C．13.5℃ D．-23.5℃
13．根据分子动理论，下列关于气体的说法中正确的是（　　）
A．气体的温度越高，气体分子无规则运动越剧烈
B．气体的压强越大，气体分子的平均速率越大
C．气体的温度越高，气体分子的平均速率越大
D．气体的体积越大，气体分子之间的相互作用力越大
14．如图所示，密闭容器内的氢气温度与外界空气的温度相同，现对该容器缓慢加热，当容器内的氢气温度高于外界空气的温度时，则
A．氢分子的平均动能增大
B．氢分子的势能增大
C．容器内氢气的内能增大
D．容器内氢气的压强增大
15．如图，一两端封闭的玻璃管在竖直平面内倾斜放置，与水平面间的夹角为，一段水银柱将管内一定质量气体分割成两部分。在下列各种情况中，能使管中水银柱相对玻璃管向a端移动的情况是（　　）
A．降低环境温度
B．在竖直平面内以b点为轴逆时针缓慢转动玻璃管
C．保持角不变，使玻璃管减速上升
D．以过b端的竖直轴为转动轴转动玻璃管
二、填空题
16．等容变化：一定质量的某种气体，在______不变时，压强随温度变化的过程。
17．如图所示，一定质量的理想气体，沿状态A→B→C变化，则温度最高的是_______状态，密度最大的是_______状态（填“A”、“B”、“C”）
18．如图所示，容器A、B分别盛有氢气和氧气，用一段水平细玻璃管相通，管内有一段水银柱将两种气体隔开。当氢气的温度为0℃，氧气的温度为20℃时，水银柱保持静止。判断下列情况下，水银柱将怎样移动（填“A”或“B”）。
①两气体均升高20℃时，水银柱将向_________端移动；
②两气体均降低20℃，水银柱将向________端移动；
③氢气升高10℃，氧气升高20℃，水银柱将___________向端移动；
④若初状态如图所示，且气体的初温度相同，则两气体均降低10℃时，水银柱怎样移动，水银柱将向___________端移动。
19．如图所示，一个质量为M、上端开口的圆柱形导热气缸内有两个质量均为m的活塞A、B，两活塞面积均为S，与气缸围成的空间I、II 内分别封闭有一定质量的同种理想气体。现在活塞A的中间系一根细线，将气缸悬挂在天花板上，气缸呈竖直状态，I、II两部分体积相等，气体温度相同。已知两活塞与气缸间光滑且不漏气，大气压强为p0。重力加速度为g，则I内理想气体的压强为___； I内理想气体的质量_______（填“大于”“等于”或“小于”） II内理想气体的质量。
三、综合题
20．如图所示，水平放置内壁光滑的圆柱形密闭汽缸，内有可自由活动的活塞将汽缸分为Ⅰ、Ⅱ两部分。活塞与汽缸左侧连接一轻弹簧，当活塞与汽缸右侧接触时弹簧恰好处于原长。开始Ⅱ内封闭有一定质量的理想气体，Ⅰ内为真空，稳定时Ⅱ内气柱长度为，此时弹簧力与活塞重力大小之比为。已知开始环境温度为，汽缸导热性能良好，活塞质量，截面积，重力加速度取。
（1）将活塞锁定，将环境温度缓慢上升至，求此时Ⅱ部分气体的压强；
（2）保持环境温度不变，解除活塞锁定，同时将汽缸逆时针缓慢旋转，求稳定时Ⅱ部分气柱的长度。
21．如图所示，K是连通大气的阀门，C为可上下移动的水银槽，容器A通过橡皮管与容器B相通，连通A、B管道的容积可忽略。先打开K，移动C，使B中水银面降低到与标记M相平，封闭气体温度为31℃；然后关闭K，使封闭气体温度降至27°C，这时B中水银面升到与标记N相平，测出C中水银面比标记N高h1＝24cm。再打开K，在容器A中装入某固体粉末，移动C，使B内水银面降到M标记处；关闭K，并保持封闭气体温度不变，缓缓提升C，使B内水银面升到与N标记相平，测得C中水银面比标记N高h2＝76cm。已知外界的大气压p0=76cmHg，A容器的容积和B容器的容积之和为800cm3。求该固体粉末的实际体积。
22．如图，横截面积为1cm2、长为100cm的细长直玻璃管水平放置，其右端开口，左端用20cm长的水银柱封闭了40cm长的空气柱。已知大气压强为1×105Pa，温度为27℃，假设空气为理想气体，27℃=300K。
（1）要把水银柱全部推出玻璃管，若缓慢加热玻璃管内空气，则左端的空气柱的温度至少升高到多少？
（2）将厚度不计的软木塞封闭管口，软木塞与玻璃管的最大静摩擦力为10N。要把软木塞冲开，左端气体温度至少为多少？（设管中右端空气温度恒为27℃）
23．一根两端开口、横截面积为S=2cm2足够长的玻璃管竖直插入水银槽中并固定（插入水银槽中的部分足够深）。管中有一个质量不计的光滑活塞，活塞下封闭着长L=21cm的气柱，气体的温度T1=280K，外界大气压取（相当于75cm汞柱高的压强）。
（1）对气体加热，使其温度升高到T2=320K，求此时气柱的长度；
（2）在活塞上施加一个竖直向上的拉力F=4N，保持气体的温度T2不变，求平衡后气柱的长度及此时管内外水银面的高度差。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】
根据理想气体状态方程：，可知从a到b体积不变即，根据可知，密度不变，即，从b到c温度不变，压强增大，根据理想气体状态方程：，可知体积减小，所以有：，根据可知，，由此可得：，，故B正确，ACD错误．
2．A
【详解】
瓶内气体的体积不变，经过一段时间后，气体的温度降低，根据
可知，气体压强减小，内外压强差变大，则瓶盖很难拧开。
故选A。
3．C
【详解】
固体微粒越大，同一时刻与之碰撞的液体分子越多，固体微粒各个方向受力越衡，布朗运动越不明显，故A错误；将红墨水滴入一杯清水中，一会儿整杯清水都变成红色，说明分子在做无规则的运动，故B错误；两个表面光滑的铅块紧压后会“粘”在一起 说明分子间存在引力，所以C正确；用打气筒给篮球充气时需要用力，是需要克服球的内外气体的压力差，所以D错误．
4．C
【详解】
A．由图可知，弹簧的弹力与整个气缸所受的重力大小相等，外界大气压强增大时，整个气缸所受的重力大小不变，所以弹簧的长度保持不变，故A错误；
B．外界大气压强增大时，气缸内气体的体积将减小，则气缸将向下移动，汽缸的上底离地面的高度将减小，故B错误；
C．若大气压强不变，降低缸内气体温度，则气缸内气体的体积将减小，气缸将向下移动，但活塞距地面的高度保持不变，故C正确；
D．若大气压强不变，升高缸内气体温度，则气缸内气体的体积将增大，汽缸的上底面距地面的高度将增大，故D错误。
故选C。
5．B
【详解】
温度升高了，空气分子的平均速率增大，而大气压不变，气体体积会增大，所以房间里气体会向外跑，故房间内空气质量会减少，空气密度会减小。
故选B。
6．B
【详解】
试题分析：本题过程是等容变化过程，根据理想气态方程， 得：1.8×105pa （理想气态方程中的温度应是热力学温度）
7．C
【详解】
A．气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，除了与单位体积内的分子数有关外，还与分子的平均速率有关，选项A错误；
B．布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动，是液体分子的运动的体现，它说明分子不停息地做无规则热运动，选项B错误；
C．当分子间的引力和斥力平衡时，即r=r0时，分子势能最小，选项C正确；
D．如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体的平均动能一定增大，只有当气体体积不变时压强才增大，选项D错误。
故选C。
8．C
【详解】
试题分析：气体温度升高时，气体的体积不一定变大，每个分子的体积不变；分子平均动能变大，但是每个分子的动能不一定都变大；选项AB错误；根据统计规律可知，速率大的分子数量增多，选项C正确；由于不知分子距离的变化，故不能判断分子间作用力的变化，故选项D错误；故选C.
9．C
【详解】
试题分析：“用油膜法估测分子大小”的实验中，油酸分子的直径等于油酸酒精溶液中纯油酸的体积除以相应油膜的面积，选项A错误；布朗运动与固体颗粒大小、液体温度有关，固体颗粒越小、液体温度越高，布朗运动越明显，选项B正确；温度是分子平均动能的标志，温度相同，分子的平均动能就相同，选项C错误；根据液晶的特性，选项D错误.
10．A
【详解】
根据液体产生的压强A部分气体的压强为
B部分气体的压强为
解得
BCD错误，A正确。
故选A。
11．B
【详解】
A、B、由一定质量理想气体状态方程得：，由于V1＜V2，T1＞T2，故P1＞P2，故A错误，B正确；C、图中包装袋鼓起越厉害，体积越大，则单位体积的气体分子数越少，故C错误；D、由于图片甲中气体温度高于图片乙中气体的温度，而温度是气体分子热运动平均动能的标志，故图甲中小包内气体分子的平均动能大于图乙中小包内气体分子的平均动能，故D错误；故选B．
12．B
【详解】
根据气体做等容变化有
则压强减为原来的一半时，热力学温度也减为原来的一半，则有
所以B正确；ACD错误；
故选B。
13．AC
【详解】
A．由分子动理论知：气体的温度越高，气体分子无规则的热运动就越剧烈，A正确；
B．而气体压强越大，只能反映出单位面积的器壁上受到的撞击力越大，可能是分子平均速率大的原因，也可能是单位时间内撞击的分子数目多的原因，B错误；
C．温度越高，分子的热运动越剧烈，平均速率越大，C正确；
D．气体分子间的距离基本上已超出了分子作用力的作用范围，D错误。
故选AC。
14．ACD
【详解】
A.温度是分子的平均动能的标志，氢气的温度升高，则分子的平均动能一定增大，
故A正确；
B.气体分子之间的距离比较大，气体分子势能忽略不计，故B错误；
C.因气体分子势能忽略不计，所以气体的内能由分子动能决定，温度升高，则氢气的分子动
能增大，则内能增大，故C正确；
D.根据理想气体的状态方程：，可知，氢气的体积不变，温度升高则压强增大，
故D正确．
15．CD
【详解】
A．假定两段空气柱的体积不变，即V1，V2不变，初始温度为T，当温度降低△T时，空气柱1的压强由p1减至p'1，则
空气柱2的压强由p2减至p′2
由查理定律得
、
因为p2=p1+h＞p1，所以△p1＜△p2，即水银柱应向b移动。故A错误；
B．在竖直平面内以b点为轴逆时针缓慢转动玻璃管，使θ角变大，如果将玻璃管竖直的时候，很明显增大了对下部气体的压力，向b端移动，故B错误；
C．玻璃管竖直向上减速运动，加速度向下，把加速度沿管方向分解和垂直方向分解，有沿管向下的加速度，说明上部分气体压强增大，体积应减小，故水银柱向a端移动，故C正确；
D．以竖直轴转动，水银柱做圆周运动，需要向心力，根据牛顿第二定律得上部气体对水银柱的压力要增大，所以水银柱应向a移动。故D正确。
故选CD。
16．体积
17． B A
【详解】
根据理想气体状态方程，得到：，C为常量，由此可知PV乘积越大，温度就越大．沿状态A→B→C变化可看出，PV的乘积先变大后变小，说明温度T先增大后减小，PV乘积最大是B点，即B状态温度最高．
2、根据密度的定义ρ=M/V，质量一定，体积越小，密度越大，有图可知，A点的体积最小，故A状态的密度最大．
故答案为B，A．
18． B A A A
【详解】
①假设图中A和B内气体发生的是等容变化，初始状态两种气体的压强p相同，根据
可得
解得
如果图中两气体均升高20℃，则△pA>△pB，水银柱向B端移动。
②同理，根据①中的分析可知，两气体均降低20℃，水银柱将向A端移动。
③由①分析可知，图中氢气升高10℃，氧气升高 20℃，则△pA＜△pB，水银柱将向A侧移动。
④假设图中A和B内气体发生的是等容变化，初始状态两种气体的压强p相同，根据
可得
解得
其中pA>pB，图中两气体均降低10℃，则压强减少量△pA>△pB，水银柱将向A侧移动。
19． 小于
【详解】
对气缸受力分析有
对气体间的隔板，受力分析有
解得
I、II 内同种气体温度、体积均相同，压强大的质量大。所以I内理想气体的质量小于II内理想气体的质量。
20．（1）；（2）
【详解】
（1）气体初始状态的压强
则由查理定律
（2）由
得
汽缸竖直放置，活塞处于平衡状态，则有
由玻意耳定律
解得
21．400cm3
【详解】
初态时
p1=p0，V1=VA+VB，T1=304K
关闭K后末态时
p2=(76+h1)cmHg，V2=VA，T2=300K
根据理想气体状态方程知
代入数据解得
3VB=VA
又
VA+VB=800cm3
可得
VA=600cm3，VB=200cm3
当A容器中置于固体粉末时，设固体粉末的实际体积为V，初态时
p3=p0，V3=VA+VB-V
关闭K，缓慢提升C后，末态为
p4=(76+h2)cmHg，V4=VA-V
根据玻意耳定律得
p3V3=p4V4
代入数据解得
V=400cm3
22．（1）750K；（2）900K
【详解】
（1）设
设把水银柱全部推出玻璃管时左端空气柱的温度为，且
把水银柱全部推出玻璃管的过程中，封闭的空气发生等压变化，由
代入数据解得
（2）将厚度不计的软木塞封闭管口，要把软木塞冲开，玻璃管内左、右两部分空气的压强为
右侧气体发生等温变化，设把软木塞冲开时，右侧封闭空气柱的长度为l，由玻意耳定律得
解得
则此时左端空气柱的长度为
设此时温度为，且
由理想气体状态方程得
解得
23．（1）；（2）30cm，
【详解】
（1）对气体加热，被封闭气体经历等压变化，初状态
末状态为
根据盖·吕萨克定律，有
即
解得
②在活塞上施加拉力F后，气体的压强变为
根据玻意耳定律，有
即
解得
所以管内外水银面的高度差为
答案第1页，共2页