2.2气体实验定律（Ⅱ）同步训练（word版含答案）

2.2气体实验定律（Ⅱ）
一、选择题（共13题）
1．如图所示U型玻璃管静置于竖直平面，右管封闭一定质量的空气，左管上端开口且足够长，左管内水银面比右管内水银面高h，能使h变小的是（　　）
A．使U型管自由下落
B．外界大气压强升高
C．使U型管静置于水平面内
D．沿管壁向左管内加注水银
2．对于一定质量的理想气体，下述状态变化过程中哪些是不可能的（　　）
A．压强增大，分子密集程度减小，分子平均动能减小
B．压强增大，分子密集程度增大，分子平均动能减小
C．压强减小，分子密集程度减小，分子平均动能减小
D．压强减小，分子密集程度增大，分子平均动能减小
3．一定质量的理想气体由状态A沿平行T轴的直线变化到状态B，然后沿过原点的直线由状态B变化到状态C，p－T图像如图所示，关于该理想气体在状态A、状态B和状态C时的体积VA、VB、VC的关系正确的是（　　）
A．
B．
C．
D．
4．对一定质量的气体，以下过程不可能做到的是(　　)
A．保持温度不变，同时使压强和体积都减小 B．压强、温度、体积三者均增大
C．压强增大，温度减小，体积减小 D．压强减小，温度、体积都增大
5．贮气筒内封闭有一定质量的理想气体，温度为，压强是10atm，从筒内放出一半质量的气体后，并使筒内剩余气体的温度降低到，则剩余气体的压强为（　　）
A．3.25atm B．3.75atm C．4.25atm D．4.75atm
6．在射向高空的火箭仪器舱内，起飞前用水银气压计测舱内气体的压强p0=76cmHg，气体温度T0=300K，仪器舱是密封的．取竖直向上为正方向，当火箭以加速度a竖直方向运动时，仪器舱内水银气压计指示的压强为p=0.6p0，则( )
A．a=g，舱内气体温度比起飞前温度增加20%
B．a=g，舱内气体温度是起飞前温度的0.6倍
C．a=g，舱内气体温度比起飞前温度增加10%
D．a=-g，舱内气体温度比起飞前温度降低10%
7．如图所示，A、B是两个定积相同的密闭容器，由细玻璃管连通，管内有一段汞柱。当A容器气体温度为，B容器内气体温度为，汞柱在管中央静止。若分别给A、B容器加热，使它们的温度都升高，管内汞柱将（　　）
A．向右移动 B．向左移动 C．保持不动 D．无法确定
8．关于一定量的气体，下列说法错误的是（ ）
A．气体温度每升高1开和每升高1摄氏度等价
B．只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低
C．在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零
D．气体在等压膨胀过程中温度一定升高
9．图示为一定质量的某种气体的等容或等压变化图象，下列关于这两个图象的说法正确是（　　）
A．甲是等容线，乙是等压线
B．乙图中线与t轴交点对应的温度是273.15℃，而甲图中线与t轴的交点不一定是273.15℃
C．由乙图可知，一定质量的气体，在任何情况下都是P与t成直线关系
D．乙图表明温度每升高1℃，压强增加相同，但甲图表明随温度的升高压强不变
10．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．
11．如图，竖直倒放的气缸内有一质量不可忽略的活塞，将一定质量的气体封闭在气缸内，活塞与气缸壁无摩擦。下列措施中，稳定后封闭气体压强变大的是（　　）
A．升高气体温度 B．使气缸向上匀速运动
C．顺时针转30° D．增加气缸质量
12．对一定质量的气体，下列说法正确的是（　　）
A．温度发生变化时，体积和压强可以不变
B．温度发生变化时，体积和压强至少有一个发生变化
C．如果温度、体积和压强三个量都不变化，我们就说气体状态不变
D．只有温度、体积和压强三个量都发生变化，我们就说气体状态变化了
13．以下关于分子动理论的说法正确的是（　　）
A．布朗运动是由悬浮在液体中的固体小颗粒之间的相互碰撞产生的
B．相互接触的两个物体发生热传递，达到热平衡时物体的温度一定相同，内能不一定相同
C．分子间相互作用的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小
D．一定质量的某种理想气体绝热压缩，会使封闭气体的温度升高，压强变大
E．某气体的摩尔体积为V，每个分子的体积为V0，则阿伏加德罗常数可表示为
二、填空题
14．等压变化：一定质量的某种气体，在______不变时，体积随温度变化的过程。
15．容积为100的球形泡的竖直细管上有100等分的刻度，相邻两个等分刻度间管子的容积为0.2，泡和管内的空气用一小水银滴与外界分隔开来，在温度为时，小水银滴位于第20个分度处，如图所示，假定大气压强恒定，管和泡的热膨胀可忽略不计，如果把这个装置当作温度计来使用，那么它的测温范围是_________。（不计球形泡的热膨胀）
16．理想气体的状态方程表达式：______.
17．如图所示，A、B为某一定质量理想气体两次等容变化中得到的两条等容线，由图可知， 时，气体B的压强是________。
三、综合题
18．如图所示，一导热性能良好的容器，两端是直径不同的两个圆筒，里面各有一个活塞，其质量分别是mA=6kg和mB=4kg，横截面积分别为SA=10cm2和SB=4cm2，它们之间由一质量不计的轻质细杆相连，两活塞可在筒内无摩擦滑动，但不漏气。在气温是-23°C时，用销钉M把B拴住，并把阀门K打开，使容器和大气相通，随后关闭K，此时两活塞间气体的体积是300cm2，当气温升到27°C时，把销钉M拔去。设大气压强为1.0×105Pa不变，容器内气体温度始终和外界相同。求：
①刚拔去销钉M时两活塞的加速度的大小；
②活塞在各自圆筒范围内运动一段位移后速度达到最大，此过程中活塞位移的大小。
19．一容器壁不导热的封闭容器，被不导热的隔板分成A、B两室，两室内有同种理想气体，隔板与器壁密封良好，且可无摩擦地左右移动。开始时A、B两宝的温度分别为tA=27°C， tB=37°C，体积之比为32∶31，隔板处于平衡状态∶现用卡销将隔板锁住，同时使A、B室的温度均各升高10°C。
（i）试通过计算判断撇去卡销后，隔板移动的方向；
（ii）撤去卡销后，隔板重新达到平衡时，A、B两室的体积分别为VA'、VB'温度分别为TA'、TB'。设，求k1与k2的比值。
20．如图所示，总长为100cm的汽缸内壁光滑，右端开口，通过厚度不计的活塞封闭一定质量的理想气体．开始时，汽缸内气体温度为27℃，活塞到汽缸左侧距离为60cm，现对汽缸缓慢加热，气体膨胀而活塞右移．已知大气压强为．求
(1)汽缸内气体温度升到177℃时，活塞到汽缸左侧的距离；
(2)汽缸内气体温度升到327℃时，缸内封闭气体的压强．
21．如图所示，U型玻璃细管竖直放置，水平细管与U型玻璃细管底部相连通，各部分细管内径相同．U型管左管上端封有长20cm的理想气体B，右管上端开口并与大气相通，此时U型玻璃管左、右两侧水银面恰好相平，水银面距U型玻璃管底部为25cm．水平细管内用小活塞封有长度10cm的理想气体A．已知外界大气压强为75cmHg，忽略环境温度的变化．现将活塞缓慢向左拉，使气体B的气柱长度为25cm，求：
①左右管中水银面的高度差是多大？
②理想气体A的气柱长度为多少？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】
A．由图可知被封闭气体的压强为
p=p0+ρgh
当U型玻璃管自由下落时，水银处于完全失重状态，此时被封闭气体压强与大气压相等，故被封闭气体压强减小，体积将增大，此时h将增大，故A不符合题意；
B．若大气压强增大，则被封闭气体压强增大，假设被封闭气体体积不变，根据玻意耳定律
p1V1=p2V2
可知等温变化压强增大，体积变小，所以气体体积减小，则h变小，故B符合题意；
C．使U型管静置于水平面内，则被封闭气体压强减小，假设被封闭气体体积不变，根据
p1V1=p2V2
可知等温变化压强增大，体积变小，故假设错误，气体体积增大，则h变大，故C不符合题意；
D．若向左管内加水银，则被封闭气体压强增大，同理被封闭气体体积减小，压强增大，所以h将增大，故D不符合题意。
故选B。
2．A
【详解】
A．由理想气体状态方程
压强增大即p增大，分子密集程度减小即V增大，故T一定变大，温度升高物体的分子平均动能一定增大，故A错误；
B．同理可知，压强增大即p增大，分子密集程度增大即V减小，故T可能减小，所以分子平均动能可能减小，故B正确；
C．同理可知，压强减小即p减小，分子密集程度减小即V增大，故T可能减小，所以分子平均动能可能减小，故C正确；
D．同理可知，压强减小即p减小，分子密集程度增大即V减小，故T一定减小，分子平均动能减小，故D正确。
故选A。
3．B
【详解】
从A到B为等压变化，根据可知，随着温度的升高，体积增大，故
从B到C为坐标原点的直线，为等容变化，故
所以
故ACD错误，B正确。
故选B。
4．A
【详解】
A．同时使压强和体积都减小，根据理想气体状态方程
则T一定减小，故A错误，符合题意；
B．压强、温度、体积三者均增大，则
可以成立，故B正确，不符合题意；
C．压强增大，温度减小，根据理想气体状态方程
则V一定减小，故C正确，不符合题意；
D．温度、体积都增大，根据理想气体状态方程
则p一定增大，故D正确，不符合题意。
故选A。
5．B
【详解】
以筒内剩余气体为研究对象，设贮气筒容积为V，则
初态：p1=10atm，T1=400K，V1=V；
末态：T2=300K，V2=V
由理想气体状态方程
即
解得气体压强为
p2=3.75atm．
故选B。
6．A
【详解】
AB．设起飞前气压计的水银柱高度为h0，若火箭加速度向上时，则
若a=g则解得
h=1.2h0
即此时舱内压强
p=1.2p0
舱内气体进行等容变化，则由理想气体状态可得
即
解得
T=360K
即舱内气体温度比起飞前温度增加20%，选项A正确，B错误；
CD．若火箭加速度向下时，则
若a=g，则解得
h=0.3h0
即此时舱内压强
p=0.3p0
舱内气体进行等容变化，则由理想气体状态可得
即
解得
T=90K
即舱内气体温度比起飞前温度降低了70%，选项CD错误；
故选A。
7．A
【详解】
假设体积不变，对A进行状态分析，根据查理定律可知
解得
对B进行状态分析，根据查理定律可知
得
由于pA=pB，则
所以管内汞柱将向右移动，故A正确，BCD错误。
故选A。
8．C
【详解】
A．气体温度每升高1开和每升高1摄氏度等价，故A正确，不符合题意；
B．温度是分子热运动剧烈程度的标志，则只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低，故B正确，不符合题意；
C．在完全失重的情况下，气体分子热运动不停止，对容器壁的碰撞不会停止，则气体的压强不会为零，故C错误，符合题意；
D．根据可知，气体在等压膨胀过程中温度一定升高，故D正确，不符合题意。
故选C。
9．D
【详解】
A．由查理定律
p=CT=C(t＋273.15)
及盖—吕萨克定律
V=CT=C(t＋273.15)
可知，甲图是等压线，乙图是等容线，故A错误；
B．由“外推法”可知两种图线的反向延长线与t轴的交点温度为-273.15℃，即热力学温度的0K，故B错误；
C．查理定律及盖—吕萨克定律是气体的实验定律，都是在温度不太低、压强不太大的条件下得出的，当压强很大，温度很低时，这些定律就不成立了，即一定质量的气体，不是在任何情况下都是P与t成直线关系，故C错误；
D．由于图线是直线，乙图表明温度每升高1℃，压强增加相同，但甲图表明随温度的升高压强不变，故D正确。
故选D。
10．C
【详解】
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。
11．C
【详解】
A．气缸刚开始平衡，设封闭气体压强为p，大气压强为，活塞质量为m，活塞横截面积为S，由活塞受力平衡可得
解得
升高气体后达到稳定状态，大气压强为，活塞质量为m，故由活塞受力平衡可得封闭气体的压强p不变，故A错误；
B．气缸向上匀速运动，受力平衡没有发生改变，故封闭气体的压强p不变,故B错误；
C．设顺时针转30°后，封闭气体压强为，根据活塞受力平衡有
解得
可得
故C正确；
D．增大气缸质量，活塞质量不变，由活塞受力平衡可得，封闭气体压强不变，故D错误。
故选C。
12．BC
【详解】
p、V、T三个量中，可以两个量发生变化，一个量恒定，也可以三个量同时发生变化，而一个量变化，另外两个量不变的情况是不存在的，气体状态的变化就是p、V、T的变化。
故选BC。
13．BCD
【详解】
A．布朗运动是由悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，反映液体分子的不规则运动，故A错误；
B．相互接触的两个物体发生热传递，达到热平衡时物体的温度一定相同，内能不一定相同，故B正确；
C．分子间相互作用的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，故C正确；
D．一定质量的某种理想气体绝热压缩，外界对其做功，气体内能增大，会使封闭气体的温度升高，由
可得压强变大，故D正确；
E．若知某气体的摩尔体积为V，每个分子所占据的空间体积为V0，则阿伏加德罗常数可表示为
故E错误。
故选BCD。
14．压强
15．
【详解】
在温度为时气体的体积 ，当水银滴在0位置时的体积为V0=100cm2；当水银滴在100位置时的体积为V100=(100+100×0.2)cm2；
气体发生的是等压变化
解得
即测温范围是。
16． ＝C.
17．0.4
【详解】
p-t图像中，A、B图像反向延长如图所示
气体在B过程中当温度为时压强为p，则有
解得
18．①1.2m/s，水平向左；②10cm
【详解】
①对于容器中的气体，在K关闭至M拔去前的过程中，是等容变化。初态：
p1=10×105Pa，T1=273-23=250K
末态：
T2=273+27=300K
A根据查理定律
得
选取活塞和杆为研究对象，当拔去M时，根据牛顿第二定律
方向：水平向左。
②因为SA>SB，当活塞向左移动时，气体的体积增大，而气体的温度不变，故气体的压强减小，从上一问可以知道活塞和杄的加速度在减小，速度却增大，当减小到与外界压强相等时，加速度为零，这时速度达到最大。初态：
，V=300cm3
末态：
根据玻意耳定律
pV=p′V′
所以
设所求移动位移为x，则
所以
19．（i）向移动； （ii）
【详解】
（i）
对
对
即撤去卡销后，隔板向移动（或向右移动）。
（ii）
对
对
20．(1)90cm；(2) 1.2×105Pa
【详解】
(1)由题意可知，在活塞移动到汽缸口前的过程中，气体发生的是等压变化．设活塞的横截面积为S，活塞未移动时封闭气体的温度为T0，封闭气体的温度为T1时，活塞到汽缸左侧距离x，则由盖吕·萨克定律可知
又因为
解得
因为，所以汽缸内气体温度缓慢升到177℃时，活塞到汽缸底部距离90cm。
(2)当活塞恰好移动到汽缸口时，封闭气体的温度为T2，则由盖·吕萨克定律可知
又因为
解得
因为
所以气体接着发生等容变化，设当气体温度达到327℃时，封闭气体的压强为P3，由查理定律可以得到
又
代入数据整理可以得到
21．①15cm；②12.5cm．
【详解】
①设玻璃管横截面为S，活塞缓慢左拉的过程中，气体B做等温变化
初态：压强pB1=75cmHg，体积VB1=20S，
末态：压强pB2，体积VB2=25S，
根据玻意耳定律可得：pB1VB1=pB2VB2
解得：pB2=60cmHg
可得左右管中水银面的高度差△h=（75-60）cm=15cm
②活塞被缓慢的左拉的过程中，气体A做等温变化
初态：压强pA1=（75+25）cmHg=100cmHg，体积VA1=10S，
末态：压强pA2=（75+5）cmHg=80cmHg，体积VA2=LA2S
根据玻意耳定律可得：pA1VA1=pA2VA2
解得理想气体A的气柱长度：LA2=12.5cm
答案第1页，共2页