1.4科学探究：气体压强与体积的关系 同步练习（word版含答案）

1.4科学探究：气体压强与体积的关系基础巩固2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第三册
一、选择题（共15题）
1．在“用DIS研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”实验中，下列操作错误的是( )
A．推拉活塞时，动作要慢
B．推拉活塞时，手不能握住注射器含有气体的部分
C．压强传感器与注射器之间的软管脱落后，应迅速重新装上继续实验
D．活塞与针筒之间要保持气密性
2．某同学用打气筒为体积为2.OL的排球充气，充气前排球呈球形，内部气压与外界大气压相等，均为1.0× 105Pa.设充气过程中排球体积和内外气体温度不变，气筒容积为0.05L，要使球内气体压强达到1.5×105Pa，应至少打气多少次
A．20次 B．30次 C．40次 D．60次
3．如图所示，下端用橡皮管连接的两根粗细相同的玻璃管竖直放置，右管开口，水银面到管口距离较长，左管内被封闭一段气体，水银面比右管稍低，现保持左管不动，为了使两管内水银面最终一样高，下面采取的措施可行的是( )(以下各种措施中，右管始终没有水银溢出)
A．仅减小外界气压
B．仅把U形管的右管向下移动
C．仅把U形管的右管向上移动
D．仅从U形管的右管向内加水银
4．一定质量的理想气体，由状态A经状态B沿直线AC变化到状态C，如图所示，气体在A、B、C三个状态中的温度之比是（ ）
A．1：3：5 B．2：4：6 C．3：4：3 D．4：3：4
5．图甲是浇花的一种喷壶，图乙是喷壶的切面图，假设喷壶中装有一部分酒精但未装满，里面有一部分大气压为p0的空气。现将喷壶的盖盖好并密封阀门后，再通过打气筒向喷壶内充入一部分大气压也为p0的气体，并保持阀门关闭，假设此充气过程中壶内气体温度保持不变。研究的气体可视为理想气体，不考虑酒精的蒸发，下列说法正确的是（　　）

A．壶内充入气体，壶内气体的分子的平均动能增加
B．阀门打开后喷嘴中有雾状酒精喷出是由瓶内酒精分子存在斥力
C．阀门打开后壶内气体的压强不断减小
D．从喷壶中喷出的酒精水雾飘在空中后，水雾的运动为布朗运动
6．地面附近有一正在上升的空气团，它与外界的热交热忽略不计.已知大气压强随高度增加而降低，则该气团在此上升过程中（不计气团内分子间的势能）（ ）
A．体积减小，温度降低 B．体积减小，温度不变
C．体积增大，温度降低 D．体积增大，温度不变
7．现从一体积不变的容器中抽气，假设温度保持不变，每一次抽气后，容器内气体的压强均减小到原来的，要使容器内剩余气体的压强减为原来的，抽气次数应为（　　）
A．2次 B．3次 C．4次 D．5次
8．如图所示，导热性能良好的气缸封闭一定质量理想气体，活塞与气缸壁的接触面光滑，活塞用弹簧悬挂。当周围环境温度不变而大气压缓慢变大之后，下列物理量中增大的是（　　）
A．弹簧的长度
B．封闭气体的体积
C．封闭气体的压强
D．气体分子的平均动能
9．有同学在做“用DIS研究温度不变时气体的压强跟体积的关系”实验时，缓慢推动活塞，在使注射器内空气体积逐渐减小的过程中，多次从注射器的刻度上读出体积值并输入计算机，同时由压强传感器将对应体积的压强值通过数据采集器传送给计算机。实验完成后，计算机屏幕上显示出如图所示的p—V图线（其中实线是实验所得图线，虚线为一根参考双曲线）。由于此图无法说明p与V的确切关系，所以改画p－图象，画出的p－图象应当是（　　）
A． B． C． D．
10．一定质量的理想气体，保持温度不变的情况下压缩体积，气体压强变大．下列说法正确的是 （ ）
A．气体分子平均动能增大 B．气体分子平均动能减小
C．单位体积内的分子数增加 D．单位体积内的分子数减少
11．一上端开口，下端封闭的细长玻璃管用水银柱封闭一段理想气体，初始时玻璃管竖直放置，各段长度如图所示，现将玻璃管在竖直平面内沿顺时针方向缓慢转，水银未流出管口，已知大气压强为p=75cmHg，环境温度不变，则此时气体的长度为（　　）
A． B． C．17cm D．25cm
12．如图所示，一横截面积为S的圆柱形容器竖直放置，圆板A的上表面是水平的，下表面是倾斜的，且下表面与水平面的夹角为，圆板的质量为M，不计一切摩擦，大气压为，则被圆板封闭在容器中的气体的压强为（　　）
A． B．
C． D．
13．如图所示，一竖直放置的气缸被轻活塞AB和固定隔板CD分成两个气室，CD上安装一单向阀门，当气室2中的压强大于气室1中的压强时，单向阀门向下开启。已知开始时，气室1内气体压强为2p0，气室2内气体压强为p0，气柱长均为L，活塞面积为S，活塞与气缸间无摩擦，气缸导热性能良好，重力加速度为g。现在活塞上方缓慢放置质量为m的细砂后，下列说法正确的是（　　）
A．当时，气室1的压强为4p0
B．当时，气室2的压强为
C．当时，活塞向下移动
D．当时，活塞向下移动
14．一只轮胎容积为V＝10 L，已装有p1＝1 atm的空气．现用打 气筒给它打气，已知打气筒的容积为V0＝1 L，要使胎内气体压强达到p2＝2.5 atm，应至少打多少次气？(设打气过程中轮胎容积及气体温度维持不变，大气压强p0＝1 atm)(　　)
A．8次 B．10次 C．12次 D．15次
15．如图所示，某人用托里拆利管做测定大气压强的实验时，由于管内漏进了空气，测得管内汞柱的高度仅为70cm，但当时的实际大气压强为一个标准大气压(相当于76厘米高的汞柱产生的压强)．今采用下述哪种方法，可使管内、外汞面的高度差大于70cm
A．把托里拆利管逐渐倾斜(管子露出部分长度不变)
B．把托里拆利管慢慢向上提,但下端不离开汞槽
C．保持装置不动,往汞槽内加汞,以增大压强
D．整个装置竖直向上做加速运动
二、填空题（共4题）
16．如图所示，固定的竖直圆筒由上段细筒和下段粗筒组成，粗筒横截面积是细筒的4倍，细筒足够长，粗筒中A、B两轻质光滑活塞间封有空气，活塞A上方有水银．用外力向上托住活塞B，使之处于静止状态，活塞A上方的水银面与粗筒上端相平，水银深H=10cm，气柱长l=20cm，大气压强p0=75cmHg．现使活塞B缓慢上移，当粗桶中水银还剩5cm时，则此时粗筒内气体的压强为_____cmHg，气柱长度为_____cm．
17．若一条鱼儿正在水下10m处戏水，吐出的一个体积为1cm3的气泡。气泡内的气体视为理想气体，且气体质量保持不变，大气压强为p0=1.0×105Pa，g=10m/s2，湖水温度保持不变，气泡在上升的过程中，气体______（填“吸热”或者“放热”）；气泡到达湖面时的体积为______cm3。
18．如图，一粗细均匀、底部装有阀门的U型管竖直放置，其左端开口、右端封闭、截面积为4cm2.现关闭阀门将一定量的水银注入管中，使左管液面比右管液面高5cm，右端封闭了长为15cm的空气柱。已知大气压强为75cmHg，右管封闭气体的压强为___________cmHg；若打开阀门使一部分水银流出，再关闭阀门，重新平衡时左管的水银面不低于右管，那么流出的水银最多为___________cm3。
19．在做“用DIS研究温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”实验时，得到一组压强p与体积V的数据，并计算出p、V的乘积，如下表所示：
实验次数 压强p（Pa） 体积 值
1 1.19
2 1.20
3 1.21
4 1.20
5 1.20
（1）实验时除需保持气体温度不变外，还需保持气体的______不变。实验数据表明，在实验允许的误差范围内，气体的压强p与体积V成______比。
（2）将表格中记录的p、V数据画在图中，如图所示，请将数据点连接成一根光滑的图像。( )
（3）若保持纵轴p不变，横轴改为______，则得到的实验图像为一根过原点的直线。
三、综合题（共4题）
20．长为31 cm，内径均匀的细玻璃管，当开口向上竖直放置时，齐口的水银柱封住10 cm长的空气柱(如图a所示)．若在竖直平面内将玻璃管缓慢转至开口向下竖直放置(如图b所示)，然后再缓慢转至开口向上竖直放置(如图c所示)，这时管内水银柱长度为15 cm．求：
(１)大气压强；
(２)图c状态管内空气柱的长度．
21．如图，一足够长粗细均匀的玻璃管，开口向上，竖直放置。在玻璃管内，由长为的水银柱封闭了一段空气柱。空气柱的长度，气体温度（大气压强
(1)求玻璃管内气体的压强。
(2)缓慢地将玻璃管转至开口向下且竖直，求空气柱的长度。
22．如图所示，容积为的氧气袋广泛用于野外病人急救。若原是真空的容积为的氧气袋是由医用钢瓶内的氧气分装的，已知医用钢瓶容积为，贮有压强为的氧气，充气后的氧气袋中氧气压强都是，设充气过程不漏气，环境温度不变。求：
（1）一医用钢瓶最多可分装多少个氧气袋；
（2）病人用后，氧气袋内气压降至，用去的氧气质量与原来气体总质量之比（结果可以用分数表示）。
23．导热性能良好的氢气瓶，容积为112L，内部储有135g氢气，瓶上压力表显示氢气压强为30atm，使用一段时间后压力表示数降为10个大气压，周围环境温度不变。求：已使用氢气的质量。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
2．A
3．B
4．C
5．C
6．C
7．D
8．C
9．A
10．C
11．A
12．D
13．D
14．D
15．B
16． 100； 17；
17． 吸热 2cm3
18． 80 28
19． 质量 反比
20．(1) (2)
21．(1)；(2)
22．（1）；（2）
23．90g
答案第1页，共2页