2.1气体实验定律（1）专项测试（word版含答案）

2.1、气体实验定律（1）
一、选择题（共16题）
1．一定质量的理想气体从状态A沿如图所示的直线到状态B，则此过程是（　　）
A．等压强变化过程 B．等温度变化过程
C．等体积变化过程 D．以上说法均不对
2．如图所示，在光滑水平面上，一质量为m的导热活塞将一定质量的理想气体封闭在内壁光滑的圆柱形气缸中，开始时活塞和气缸静止，此时气柱长度为l，现使气缸底部绕一竖直轴由静止开始转动，缓慢增大转动的角速度，当气缸转动的角速度为1时，气柱长度为2l，当气缸转动的角速度为2时，气柱长度为3l，若外界大气压不变，则1与2的比值为（　　）
A． B． C．2：3 D．3：2
3．如图为一定质量理想气体的压强p与体积V的关系图象，它由状态A经过等容过程到状态B，再经过等压过程到状态设A、B、C状态对应的温度分别为、、，则下列关系式中正确的是（　　）
A．，
B．，
C．，
D．，
4．在一端封闭、开口向下、竖直放置的粗细均匀的玻璃管中，有水银柱封闭着两段空气柱，各段长度如图所示，现设法使两段空气柱不漏失地集中到管的封闭端，并缓慢地将管口向上竖直放置，这时空气柱的长为15 cm，由此可知大气压强为（　　）
A．74 B．75 C．76 D．77
5．一个气泡由湖面下20 m深处缓慢上升到湖面下10 m深处，它的体积约变为原来体积的(　　)
A．3倍 B．2倍
C．1.5倍 D．0.7倍
6．如图所示，1、2是一定质量的某气体在温度分别是，时状态变化的等温线，A、B为线上的两点，表示它们的状态参量分别为、和、，则由图像可知（　　）
A． B．
C． D．
7．如图所示，只有一端开口的U形玻璃管，竖直放置，用水银封住两段空气柱I和II，大气压为，水银柱高为压强单位，那么空气柱I的压强p1为（　　）
A． B． C． D．
8．一个体积为2V0的钢瓶中，装有压强为p0的氧气。在恒温状态下用容积V0的抽气筒抽气，则抽气4次后钢瓶中氧气的压强为（ ）
A． p0 B． p0 C． p0 D． p0
9．如图，自动洗衣机洗衣缸的底部与竖直均匀细管相通，细管上部封闭，并与压力传感器相接。洗衣缸进水时，细管中的空气被水封闭，随着洗衣缸中水面的上升，细管中的空气被压缩，当细管中空气压强达到一定数值时，压力传感器使进水阀门关闭，这样就可以自动控制进水量。已知刚进水时细管中被封闭空气柱长度为50cm，大气压强p0= 1.0×105Pa，水的密度ρ= 1.0×103kg/m3，重力加速度g= 10m/s2。某次洗衣选择的档位，当细管中空气压强达1.02×105Pa时压力传感器就会关闭洗衣机进水阀门，此时洗衣缸内水位高度约为（　　）
A．20cm B．21cm C．23cm D．24cm
10．如图所示，两端开口的弯管，左管插入水银槽中，管内外高度差为h1 ， 右管有一段水银柱，高度差为h2 ， 中间封有一段空气．则不正确的是（ ）
A．若大气压升高，h1减小 B．若环境温度升高，h2增大
C．若把弯管向上移动少许，则管内气体体积不变 D．若把弯管向下移动少许，则管内气体压强增大
11．用活塞气筒向一个容积为V的容器内打气，每次能把体积为V0，压强为p0的空气打入容器内，若容器内原有空气的压强为p，打气过程中温度不变，则打了n次后容器内气体的压强为(　　)
A．
B．p0＋np0
C．p＋n()
D．p0＋()n·p0
12．一只轮胎容积为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
13．如图，一端封闭的玻璃管，开口向下竖直插在水银槽里，管内封有长度分别为L1和L2的两段气体。若把玻璃管缓慢向上提起，但管口不离开液面，则管内气体的长度（　　）
A．L1和 L2都变小 B．L1和 L2都变大
C．L1变大，L2变小 D．L1变小，L2变大
14．下列对理想气体的理解，正确的有
A．理想气体实际上并不存在，只是一种理想模型
B．只要气体压强不是很高就可视为理想气体
C．一定质量的某种理想气体的内能与温度、体积都有关
D．在任何温度、任何压强下，理想气体都遵循气体实验定律
15．如图，在水平放置的刚性气缸内用活塞封闭两部分气体A和B，质量一定的两活塞用杆连接。气缸内两活塞之间保持真空，活塞与气缸壁之间无摩擦，左侧活塞面积较大，A、B的初始温度相同。略抬高气缸左端使之倾斜，再使A、B升高相同温度，气体最终达到稳定状态。若始末状态A、B的压强变化量、均大于零，对活塞压力变化量、，则（ ）
A．B体积增大
B．A体积增大
C．
D．
16．如图所示，表示一定质量的某种气体状态变化的一个过程，则下列说法正确的是（　　）
A．是一个等温过程
B．是一个等温过程
C．与的状态参量不同
D．体积减小，压强减小，温度不变
二、填空题
17．一个圆柱形汽缸，缸内有一个可以无摩擦滑动的活塞。已知活塞的横截面积为S，活塞所受重力为G，大气压强为。当按图中三种方式放置时，活塞均保持平衡，则缸内气体的压强分别为：_________；___________；___________。
18．如图所示，该装置是某医院内给病人输液的部分装置示意图，乙瓶内液体不断通过Q 管输入病人体内，刚开始输液时，甲、乙两瓶内药液量相等， 液面相平。过了一会儿，观察两个输液瓶的液面时（此时两个输液瓶内还有大量的溶液），会发现甲瓶液面_______乙瓶液面（填“高于”、 “低于”或“等于”）；输液管 Q 滴速______（填“逐渐增加”、 “逐渐减小”或“不变”）。
19．如图所示，两端开口足够长的U形玻璃管内装有水银，右管中有一段10cm的空气柱，被6cm长的一段水银柱所封闭，大气压强为75cmHg．今在右管中再灌入9cm水银柱，则此时密闭气体的压强为_____cmHg，左管内水银面上升_____cm。
20．如图所示，足够长的圆柱形汽缸竖直放置，其横截面积为，汽缸内有质量的活塞，活塞与汽缸壁封闭良好，不计摩擦开始时活塞被销子K销于如图位置，离缸底高度，此时汽缸内被封闭气体的压强，温度，外界大气压。
（1）现对密闭气体加热，当温度升到时拔去销子K，活塞开始向上运动，当它最后静止在某一位置时，汽缸内气体的温度降为，则这时活塞离缸底的距离为多少___________？
（2）保持气体温度为不变，让汽缸和活塞一起在竖直方向做匀变速直线运动，为使活塞能停留在离缸底处，则求汽缸和活塞应做匀加速直线运动的加速度a的大小___________及方向___________。
综合题
21．一同学制造了一个便携气压千斤顶，其结构如图所示，直立圆筒型气缸导热良好，长度为L0，活塞面积为S，活塞通过连杆与上方的顶托相连接，连杆长度大于L0，在气缸内距缸底处有固定限位装置AB，以避免活塞运动到缸底。开始活塞位于气缸顶端，现将重力为3p0S的物体放在顶托上，已知大气压强为p0，活塞、连杆及顶托重力忽略不计，求：
(1)稳定后活塞下降的高度；
(2)为使重物升高到原位置，需用气泵加入多大体积的压强为p0的气体。
22．汽缸的横截面积为S，质量为m的梯形活塞上面是水平的，下面与右侧竖直方向的夹角为α，如图所示，当活塞上放质量为M的重物时处于静止状态.设外部大气压强为p0，若活塞与缸壁之间无摩擦.重力加速度为g，求汽缸中气体的压强.
23．如图，容积均为V的汽缸A、B下端有细管（容积可忽略）连通，阀门位于细管的中部，A、B的顶部各有一阀门、，B中有一可自由滑动的活塞（质量、体积均可忽略）。初始时，三个阀门均打开，活塞在B的底部；关闭、，通过给汽缸充气，使A中气体的压强达到大气压的3倍后关闭已知室温为，汽缸导热。
(1)打开，求稳定时活塞上方气体的体积和压强；
(2)接着打开，求稳定时活塞的位置；
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 ，知
p- 图象的斜率为CT，斜率不变，温度不变，故B正确，ACD错误；
故选B.
2．A
【详解】
当气缸转动的角速度为1时，根据向心力方程
当气缸转动的角速度为2时，
根据等温方程
解得1与2的比值为。
故选A。
3．C
【详解】
根据
可知，从A到B体积不变，压强减小，则温度降低，即
从B到C压强不变，体积变大，则温度升高，即
故选C。
4．B
【详解】
左图中上面气体的压强为
下面气体的压强为
右图中气体的压强
由玻意耳定律可得
解得
p0=75cmHg
故选B。
5．C
【详解】
设大气压强为：，气体变化过程为等温变化，又气泡内压强 ，
则 湖面下20m深处：，
湖面下10m深处：，
由玻意耳定律：可知：
，C正确；ABD错误；
故选C．
6．C
【详解】
ABC．由图示图象可知，气体在体积V相同时，，由理想气体状态方程：
可知则：
故AB错误，C正确；
D．由理想气体状态方程：
可知：
由于C相同而，则，故D错误；
故选C。
7．B
【详解】
据液体产生的压强II部分气体的压强为
I部分气体的压强为
联立解得
故选B。
8．D
【详解】
钢瓶的容积为2V0，抽气筒容积为V0，最初钢瓶内气体压强p0，抽气过程气体温度不变，由玻意耳定律，第一次抽气有
p02V0= p1V0 + p12V0
第二次抽气有
p12V0= p2V0 + p22V0
第三次抽气有
p22V0= p3V0 + p32V0
第四次抽气有
p32V0= p4V0 + p42V0
经过计算有
p4= p0
故选D。
9．B
【详解】
以细管内封闭气体为研究对象，开始时压强为p0= 1.0×105Pa，体积，压缩后，气体压强p1= 1.02×105Pa，体积为，由玻意耳定律
解得
即细管内液面离地
由平衡条件
其中，h2为缸中液面和空气柱内液面高度差，解得
综上，洗衣缸内水位高度约为
故选B。
10．C
【详解】
管中封闭气体的压强P=P0+ρgh1=P0+ρgh2，则得h1=h2．若大气压升高时，封闭气体的压强增大，由玻意耳定律PV=C得知，封闭气体的体积减小，水银柱将发生移动，使h1和h2同时减小．故A正确．若环境温度升高，封闭气体的压强增大，体积也增大，h1和h2同时增大．故B正确．若把弯管向上移动少许，封闭气体的压强减小，则体积将增大．故C错误．若把弯管向下移动少许，封闭气体的压强增大，体积减小，故D正确．此题选择不正确的选项，故选C．
11．C
【详解】
以容器内气体与打入气体为研究对象，气体的状态参量：初状态：V1=nV0，V2=V，P1=P0，P2=P；末状态：V3=V，P3=？；由玻意耳定律得
解得
p3=p+
C正确，ABD错误
故选C．
12．D
【详解】
设打气n次，打气过程中气体温度保持不变，根据玻意耳定律可得：，代入数据得：，解得：，故D正确．
13．B
【详解】
由玻意耳定律
把玻璃管缓慢向上提起，L2增大，P2减小，P1减小，L1增大，B正确，ACD错误。
故选B。
14．AD
【详解】
在任何温度、任何压强下，理想气体都遵循气体的实验定律的称为理想气体，理想气体实际上并不存在，只是一种理想模型，一定质量的某种理想气体的内能只与温度有关，故AD正确，BC错误；故选AD．
15．BD
【详解】
AB．气温不变，略抬高气缸左端使这倾斜，由于活塞重力的作用，A部分气体压强减小，B部分气体压强增大，设此时的细杆与水平面的夹角为，则有
对这两部分气体由玻意耳定律可知，A体积增大，B体积减小，A错误，B正确；
C．设初始气缸内A、B气体对活塞的压力分别为FA、FB，则有
FA=FB
略抬高气缸左端使之倾斜，则A部分气体压强减小一些，B部分气体压强增大一些，而最终两个活塞的受力还要平衡，那么压力的变化不相等，即
C错误；
D．由
压强的变化量为
由，可知
D正确。
故选BD。
16．AC
【详解】
A．根据
可得
图中图像中的斜率不变，判断知是一个等温过程，故A正确；
BC．、两状态温度不同，的过程中不变，则体积不变，此过程中气体的压强增大、温度会升高，故B错误，C正确；
D．是一个等温过程，体积增大，压强减小，故D错误。
故选AC。
17． p0
【详解】
当按图中a方式放置时，活塞保持平衡，根据平衡条件可知封闭气体压强等于大气压强
pA=p0
当按图中b方式放置时，活塞保持平衡，根据平衡条件可知
封闭气体压强
当按图中c方式放置时，活塞保持平衡，根据平衡条件可知
封闭气体压强
18． 低于 不变
【详解】
读图分析该装置的工作过程可知，药液从乙瓶中流下，乙瓶中被封闭的空气体积增大，压强下降，甲瓶中空气将甲瓶中药液压入乙瓶补充，使乙瓶液面保持不变。药液从甲瓶中流至乙瓶后，甲瓶中空气部分的体积增大，压强下降，大气压将外界空气压入甲瓶，甲瓶中液面下降。液体如此流动，直到甲瓶中的药液全部流完，这时甲瓶中空气与外界直接连通，连接甲乙两瓶的管子相当于甲瓶当初的进气管。因此，在输液开始后不久，乙瓶中的液面便会始终高于甲瓶中的液面。
由于乙瓶液面保持不变，压强不变，输液管 Q 滴速不变。
19． 90 4.5
【详解】
设玻璃管横截面积为S，由题意可知，封闭气体压强：
由玻意耳定律得：
即：
解得：
空气柱长度减少
10cm﹣9cm＝1cm
左管水银面上升：
＝4.5cm。
20． 18cm 竖直向上
【详解】
(1)由题意可知气体体积不变，状态Ⅰ
状态Ⅱ
气体发生等容变化，由查理定律得
代入数据解得
状态Ⅲ
由气体状态方程有
代入数据解得
(2)气体发生等温变化，由玻意耳定律得
代入数据解得
，
由牛顿第二定律得
代入数据解得
方向竖直向上。
21．(1)；(2)
【详解】
(1)取密封气体为研究对象，初态压强为p0，体积为L0S，假设没有AB限位装置，末态时压强为p，气柱长度为L，则
由等温变化
p0L0S=pLS
解得
因，故活塞停在AB限位装置处，活塞下降高度为
(2)以活塞回到初始位置时的气体为研究对象，气体发生等温变化
4p0L0S=p0V
气泵压入的一个p0的气体体积为
解得
22．p0＋
【详解】
对活塞进行受力分析，如图所示
由平衡条件得p气S′
又因为S′=
所以p气=.
23．(1)，2p0；(2)活塞位于气缸最顶端
【详解】
(1)打开之前，A缸内气体
B缸内气体
体积均为V，温度均为
打开后，B缸内气体活塞上方等温压缩，压缩后体积为，A缸内气体活塞下方等温膨胀，膨胀后体积为，活塞上下方压强相等均为，则：对A缸内活塞下方气体
对B缸内活塞上方气体
联立以上两式得
，
即稳定时活塞上方体积为，压强为
(2)打开，活塞上方与大气相连通，压强变为，则活塞下方气体等温膨胀，假设活塞下方气体压强可降为，则降为时活塞下方气体体积为，则
得
即活塞下方气体压强不会降至，此时活塞将处于B气缸顶端，缸内气压为
得
即稳定时活塞位于气缸最顶端
答案第1页，共2页