2.2气体实验定律（2） 自主提升过关练（Word版含解析）

2.2气体实验定律（2） 自主提升过关练（含解析）
一、选择题
1．湖底温度为7℃，有一球形气泡从湖底升到水面（气体质量恒定）时，其直径扩大为原的2倍。已知水面温度为27℃，大气压强p0=75cmHg，则湖水深度约为（　　）
A．65m B．55m C．45m D．25m
2．如图是一定质量理想气体状态变化的图像，图中，平行于横轴，平行于纵轴，由图像可知（　　）
A．过程气体压强不变
B．过程气体内能不变
C．过程气体密度不变
D．过程气体对外做功
3．开尔文借鉴他人的研究成果，合理外推，建立了热力学温标，他所依据的实验事实是（　　）
A．一定质量的气体，体积不变，压强与摄氏温度成线性关系
B．一定质量的气体，压强不变，体积与摄氏温度成线性关系
C．一定质量的气体，温度不变，压强与体积成反比
D．一定质量的气体，压强不变，体积与温度成正比
4．如图所示为一体积不变的绝热容器，现打开排气孔的阀门，使容器中充满与外界大气压强相等的理想气体，然后关闭阀门。开始时容器中气体的温度为t0=7℃。现通过容器内的电阻丝（未画出）对封闭气体加热，使封闭气体的温度升高40℃且保持不变，轻启阀门使容器中的气体缓慢漏出，当容器中气体的压强再次与外界大气压强相等时，容器中剩余气体的质量与原来气体的质量之比为（　　）
A．3∶4 B．5∶6 C．6∶7 D．7∶8
5．一定质量的理想气体，体积不变时，温度每升高3℃，增加的压强值等于它在0℃时压强的（　　）
A． B． C． D．
6．如图所示，两端封闭、粗细均匀、竖直放置的玻璃管内有一段水银柱，将管内气体分为两部分，下面空气柱长为l1，上面空气柱长为l2。初始时温度相同，现使两部分气体同时升高相同的温度，下列判断正确的是（　　）
A．若l1＞l2，水银柱将向下移动
B．若l1＜l2，水银柱将向上移动
C．若l1=l2，水银柱静止不动
D．两部分气体的压强增加量相同
7．如图所示为一定质量的理想气体的图线，其中图A是双曲线，其余为直线，下列图像中表示气体在状态A的温度一定高于状态B的是（　　）
A． B． C． D．
8．如图所示，两个容器A和B容积不同，内部装有气体，其间用细管相连，管中有一小段水银柱将两部分气体隔开。当A中气体温度为tA，B中气体温度为tB，且tA > tB，水银柱恰好在管的中央静止。若对两部分气体加热，使它们的温度都升高相同的温度，下列说法正确的是（ ）
A．水银柱保持不动 B．水银柱将向左移动
C．水银柱将向右移动 D．水银柱的移动情况无法判断
9．气体的压强的产生和液体不相同：固体液体的压强产生是由于重力而产生的；而气体的压强产生是由于气体分子持续的碰撞容器壁，导致产生了持续的压力。单位面积上的压力就是气体的压强。如图，外界大气压为，固定于水平地面的气缸开口向右，用光滑轻活塞将一定质量的气体封闭在气缸内（汽缸中间位置有小挡板）。开始时，活塞紧压于小挡板右侧。缓慢升高封闭气体温度T，封闭气体压强p随T变化图象可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
10．如图所示的两图线分别为a、b两气体的等压线，根据图中所给条件可知，当℃时，气体a的体积比气体b的体积大（取）（　　）
A．0.1m3 B．0.2m3 C．0.3m3 D．0.4m3
11．某同学用一个注射器做了两次验证玻意耳定律的实验，操作过程规范，根据实验数据，却在图上画出了两条不同直线，造成这种情况的原因不可能是（　　）
A．两次实验中封闭空气的质量相同，温度不同
B．两次实验中温度相同，空气质量不同
C．两次实验中温度相同，空气的摩尔数不同
D．两次实验中保持封闭空气的质量、温度相同，仅仅是因为气体的压强不同
12．一定质量的理想气体由状态a等压膨胀到状态b，再等容增压到状态c，然后等温膨胀到状态d，最后经过一个复杂的过程回到状态a，其压强p与体积V的关系如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．从a到b，每个气体分子的动能都增大
B．从b到c，气体温度降低
C．从c到d，气体内能不变
D．从d到a，气体对外界做正功
13．一定质量的理想气体，从初始状态经状态再回到，它的压强与热力学温度的变化关系如图所示，其中和的延长线过坐标原点，状态的温度相等。下列判断正确的是（　　）
A．气体在状态的体积小于在状态的体积
B．从状态到，气体与外界无热交换
C．从状态到，气体吸收的热量大于它对外界做的功
D．从状态到，气体吸收的热量不等于它增加的内能
E．从状态到，气体吸收的热量不等于从状态到放出的热量
14．一定质量的理想气体，从图示A状态开始，经历了、，最后到状态，下列判断中正确的是（　　）
A．温度升高，压强不变
B．点的压强比A点的压强小
C．体积不变，压强变大
D．体积变小，内能增大
15．下列说法正确的是（　　）
A．若两分子间距离增大，分子势能一定增大
B．当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小
C．物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度有关
D．一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加
二、解答题
16．如今很多汽车都配备胎压检测，可以通过APP或汽车仪表实时监测轮胎的气压及温度。上车前，车主通过APP查看车况，显示胎压为230kpa，温度为27℃。汽车开出一段时间后，仪表上显示胎压为250kpa，温度为42℃。车上的一乘客认为胎压升高，轮胎应该会膨胀，而另一乘客则认为，车上多了几位乘客，轮胎会被压扁一些。请你计算此时轮胎内气体体积是上车前的多少倍。
17．每个安宁祥和的日子背后都一定有人在默默的守候。某高原哨所，海拔5318m，年平均气温一10℃，驻守的战士们有句口号是“缺氧不缺精神”。新战士在上哨所前需要先进入海拔4700m的适应营地，营地大气压强为p1=56kPa，气温t1=7℃，空气中氧气分压占大气压强的=14%（含氧量），当下在华北平原地区大气压强为p=100kPa，其中氧气含量=21%，气温t=17℃。假设大脑活跃程度对于一个人而言只和单位时间吸入氧气物质的量有关，邱同学从北京出发到适应营地采访，为了保证大脑的活跃程度不变，邱同学需要加快呼吸频率，假设肺活量不变，他在北京时的呼吸频率是f=14次/分钟，求邱同学到适应营地的呼吸频率f1。（结果保留2位有效数字）
参考答案
1．A
【解析】
【分析】
求出气体的状态参量，应用理想气体状态方程求出湖水的深度。
【详解】
以球内的气体为研究对象，有
初状态
末状态
由理想气体状态方程得
代入数据，解得
故A正确，BCD错误。
故选A。
2．B
【解析】
A．在图像中，过坐标原点的直线为等压变化，不过坐标原点，故不是等压变化，故A错误；
B．由题图可知，为等温变化，温度不变，故内能不变，故B正确；
C．到为等压变化，由到体积减小，由于质量不变，故密度增大，故C错误；
D．过程为等容变化，气体对外不做功，故D错误。
故选B。
3．A
【解析】
【详解】
如图所示，在气体等容变化过程中，压强p与摄氏温度t成一次函数关系，不是简单的正比例关系。但是如果把直线AB延长至与横轴相交，把交点作为坐标原点，建立新的坐标系，那么这时的压强与温度的关系就是正比例关系了，由此建立的新坐标系的原点就是热力学温度的零度，而原坐标系的原点对应热力学温度的273.15K。开尔文正是借鉴了上述实验事并做了合理外推从而建立了热力学温标，故选A。
4．D
【解析】
由题意可知气体的加热过程为等容变化，，，由查理定律得
则
打开阀门使容器中的气体缓慢漏出，设容器的体积为，膨胀后气体的总体积为V，由玻意耳定律得，解得
设剩余气体的质量与原来气体质量的比值为k，则
故选D。
5．D
【解析】
由题意可知，气体的体积不变，是等容变化，由查理定律，可得
温度每升高3℃，有
ABC错误，D正确。
故选D。
6．B
【解析】
假设水银柱不动，则两部分气体做等容变化，分别对两部分气体应用查理定律，有
整理，可得
依题意可知
联立，可得
故两部分气体的压强增加量不相同，水银柱将向上移动。
故选B。
7．D
【解析】
【详解】
A．图A是双曲线，故为等温过程，故A错误;
B．图线为等容过程A状态的压强小于B，故A的温度比B低，故B错误；
C．A状态压强大但体积小，B压强小但是体积大，故由
知无法判断温度的高低，故C错误；
D．A状态压强大但体积大，B压强小体积小，故由
可知，状态A的温度一定高于状态B，故D正确。
故选D。
8．B
【解析】
本题涉及到两部分气体，水银柱的移动由两部分气体的压强差决定。可以先假设水银柱不动，A、B两部分气体都做等容变化，分别研究它们的压强变化。对A有
=
得
pA′ = pA
对B有
=
得
pB′ = pB
由于开始时水银柱恰好在管的中央静止，则开始有
pA = pB，tA > tB
则有
<
所以pA′ < pB′，则水银柱将向左移动。
故选B。
9．C
【解析】
当缓慢升高缸内气体温度时，气体先发生等容变化，根据查理定律，缸内气体的压强p与热力学温度T成正比，图线是过原点的倾斜直线；当缸内气体的压强等于外界的大气压后，气体发生等压膨胀，图线是平行于T轴的直线，故C正确，ABD错误。
故选C。
10．D
【解析】
在0℃和273℃两个状态时，由盖一吕萨克定律可知，对气体a有
对气体b有
解得
ABC错误，选项D正确。
故选D。
11．D
【解析】
根据
即
其中C与气体的质量（或摩尔数）有关，则只要温度、质量相同（或摩尔数相同），图像就相同。
故选D。
12．C
【解析】
A．从a到b，根据
可知，压强不变，体积变大，则温度升高，分子平均动能变大，但是并非每个气体分子的动能都增大，故A错误；
B．根据
可知，从b到c，体积不变，压强变大，则气体温度升高，故B错误；
C．从c到d，气体的温度不变，则气体内能不变，故C正确；
D．从d到a，气体体积减小，则外界对气体做正功，故D错误。
故选C。
13．ACE
【解析】
A．对于p-T图像，因为ab、cd延长线经过原点，因此ab、cd分别体积恒定。因为ad过程是等温降压，因此体积变大，即，从而得到 ，故A正确；
B．从d到a，气体温度不变，则内能不变。体积变小，则外界对气体做功，所以气体需要放出热量，故有热交换。故B错误；
C．从b到c，温度升高，体积变大，因此气体吸收的热量抵消对外界做功后仍使其内能增加，故C正确；
D．从a到b，气体等体积升温升压，气体内能的变化等于它吸收的热量，故D错误；
E．气体吸收与放出的热量与过程有关，同时热量吸收和放出的效率有差异，所以从状态a到c，气体吸收的热量不等于从状态c到a放出的热量，故E正确。
故选ACE。
14．AB
【解析】
A．由图可知从A→B过程中温度升高，根据可知为等压变化，压强不变，选项A正确；
B．由图可知连接DO的直线的斜率比AO连线的斜率大，斜率越大，压强越小，所以D点的压强比A点的压强小，选项B正确；
C．从B→C过程中，根据可知，气体体积不变，温度降低，压强减小，故BC均错误；
D．从C→D过程中，气体温度不变，对理想气体温度不变，内能不变，选项D错误。
故选AB。
15．BCD
【解析】
A．若分子间距大于平衡位置时，分子力表现为引力，分子间距离增大，分子力做负功，分子势能一定增大，反之，分子间距小于平衡位置时，分子力表现为斥力，分子间距离增大，分子力做正功，分子势能一定减大，故A错误；
B．在一定气温条件下，大气中相对湿度越小，水汽蒸发也就越快，人就越感到干燥，故当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小，故B正确；
C．根据分子运动的规律知，物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度有关，故C正确；
D．根据理想气体的状态方程可知一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，气体的温度升高，则内能一定增加，故D正确；
故选BCD。
16．0.966
【解析】
【详解】
由理想气体状态方程
可得
代入数据解得
所以此时轮胎内气体体积是上车前的0.966倍
17．36次/分钟
【解析】
【详解】
设邱同学一次呼吸吸入空气体积为V，则他在北京1分钟能吸入的氧气体积为14V，氧气压强为，温度
他在营地1分钟需要吸入的氧气体积为，氧气压强为，温度
两地空气满足理想气体条件，根据理想气体状态方程
代入数据得
次/分钟
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