2.1气体实验定律（Ⅰ）练习（word版含答案）

粤教版（2019）选择性必修三 2.1 气体实验定律（Ⅰ）
一、单选题
1．如图所示，一端开口，一端封闭的玻璃管，封闭端有一定质量的气体，开口端置于水银槽中，用弹簧测力计拉着玻璃试管而平衡，此时管内外水银面高度差为，弹簧测力计示数为，若在水银槽中缓慢地倒入部分水银，使槽内水银面升高一些，稳定后管内外水银面高度差为，弹簧测力计示数为，则（　　）
A． B．
C． D．
2．如图所示为一定质量的某种气体在 图中的等温线，A，B 是等温线上的两点，△ 和△ 的面积分别为 1和 2，则（　　）
A． 1> 2 B． 1< 2 C． 1 = 2 D．无法比较
3．“用DIS研究在温度不变时，一定质量气体压强与体积关系”的实验装置如图所示。小张同学某次实验中作出的p-图线如图所示，关于图线弯曲的可能原因，下列说法错误的是（　　）
A．压强传感器与注射器的连接处漏气
B．未在注射器活塞上涂润滑油
C．未考虑注射器与压强传感器连接部位的气体体积
D．实验过程中用手握住了注射器前端
4．如图所示，玻璃管倒插入水银槽中，内封一定质量的理想气体，将玻璃管略提高一些，则（　　）
A．管内气体体积减小 B．管内气体体积不变
C．管内外水银面高度差减小 D．管内外水银面高度差增大
5．一上端开口，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
6．如图1、图2、图3所示，三根完全相同的玻璃管，上端开口，管内用相同长度的水银柱封闭着质量相等的同种气体．已知图1玻璃管沿倾角为的光滑斜面以某一初速度上滑，图2玻璃管由静止自由下落，图3玻璃管放在水平转台上开口向内做匀速圆周运动，设三根玻璃管内的气体长度分别为、、，则三个管内的气体长度关系是（ ）
A． B． C． D．
7．竖直倒立的U形玻璃管一端封闭，另一端开口向下，如图所示，用水银柱封闭一定质量的理想气体，在保持温度不变的情况下，假设在玻璃管的D处钻一小孔，则（　　）
A．封闭气体的压强增大 B．封闭气体的体积增大
C．封闭气体的压强减小 D．封闭气体的体积不变
8．如图所示，一定质量的理想气体被质量为m的活塞封闭在竖直放置的导热气缸内（活塞与气缸间的摩擦不计），下列操作可使理想气体压强变大的是（　　）
A．缓慢升高环境温度 B．将整体倒置，气缸开口向下
C．用力推气缸，让整体向上加速运动 D．气缸自由下落
9．如图所示，一端封口的玻璃管开口向下插在水银槽里，管内封有长度分别为L1和L2的两段气体，当将管慢慢地向下按一段距离时，管内气柱的长度将如何变化（　　）
A．L1变小，L2变大 B．L1变大，L2变小
C．L1、L2都变小 D．L1、L2都变大
10．关于图中四幅图片，下列说法中正确的是（　　）
A．甲图中，在水平台秤上的学生从站立状态到完全蹲下的过程中，该同学所受的台秤对她的支持力小于她对台秤的压力
B．乙图中，运动员推开冰壶后，冰壶在冰面上受到的阻力较小，冰壶将做匀速直线运动
C．丙图中，设计赛车时，车身质量较轻，同时配备性能优良的发动机，是为了获得更大的加速度
D．丁图中，由于塞子的质量小于试管的质量，喷出时塞子受到的冲击力将大于试管受到的冲击力
11．下列不是描述气体状态参量的物理量是（　　）
A．压强 B．体积
C．质量 D．温度
12．在“用DIS研究温度不变时，一定质量气体的压强与体积关系”实验中，关于实验前压强传感器操作以及缓慢压缩气体时对应的图像正确的是（　　）
A．不需要调零 图 B．不需要调零 图 C．需要调零 图 D．需要调零 图
13．如图为一注水的玻璃装置，玻璃管D、E上端与大气相通，利用玻璃管C使A、B两球上部相通，D、C、E三管与两球接口处紧密封接。当A、B、D的水面高度差如图所示时，E管内水相对B中水面的高度差h应等于（　　）
A．0.6m B．0.8m C．1.2m D．1.5m
14．如图所示，一试管开口朝下插入盛水的广口瓶中，在某一深度静止时， 管内有一定的空气。若向广口瓶中缓慢倒入一些水，则试管将（　　）
A．加速上浮 B．加速下沉
C．保持静止 D．以原静止位置为平衡位置上下振动
15．粗细均匀的玻璃管长L = 90cm，内有齐口h = 2cm长水银柱封闭一定质量气体，外界大气压p0= 76cmHg，环境温度不变，从外界缓慢加入水银，则（ ）
A．最多能加10cm水银
B．最多能加7cm水银
C．最多能加5cm水银
D．不能再加入水银
二、填空题
16．如图一端封闭、粗细均匀的玻璃管开口向下竖直放置，已知管长80cm离管口35cm处有一开口可与外界连通的小阀门K，K关闭时，管内有总长60cm的水银柱，下端恰好与管口齐平。现打开阀门K，使开口处与外界连通，外界大气压为75cmHg。则重新平衡后，管内剩余水银柱的长度为_________cm，封闭端空气柱的长度为_________cm。
17．如图，隔板将理想气体分为A、B两部分；初始时，A、B的体积均为V，压强均等于大气压，当隔板两边压强差超过时隔板就会滑动，否则隔板停止运动。气体温度始终保持不变。向右缓慢推动活塞，使B的体积减小为，此时A的压强为______，体积为______；再使活塞向左缓慢回到初始位置，此时A压强为______。
18．一种演示气体定律的仪器——哈勃瓶如图所示。它是一个底部开有圆孔，瓶颈很短、导热性能良好的大烧瓶。在瓶内塞有一气球，气球的吹气口反扣在瓶口上，瓶底的圆孔上配有一个橡皮塞。
（1）取走橡皮塞，向气球中缓慢打气，让其膨胀至烧瓶容积的一半，塞上橡皮塞，烧瓶内封闭一定质量的气体A，缓慢松开气球打气口，可以观察到气球体积______（选填“明显变大”“无明显变化”或“明显变小”）；
（2）再次向气球中缓慢打气，使其膨胀至烧瓶容积的四分之三，则烧瓶内气体A的压强为大气压强的______倍（不计气球膜厚度）。
19．如图所示，粗细均匀的竖直倒置的U形管右端封闭，左端开口插入水银槽中，封闭着两段空气柱1和2，已知，，外界大气压强为75cmHg，则空气柱1的压强为___________空气柱2的压强为___________。
三、解答题
20．消防员乘坐充气式橡皮艇，在发生洪涝地区展开救援。已知该型号橡皮艇的容积为2m3，标准气压为Pa，外界环境温度为，充气时橡皮艇内气温不发生变化，忽略橡皮艇充气时的容积变化，为节约时间，现用内部气压为12MPa，容积为5m3的储气罐（罐内气体为理想气体）为内部没有气体的橡皮艇充气。
（1）该储气罐最多能使多少个橡皮艇达到标准气压？
（2）若救援过程中橡皮艇（标准气压状态）剐蹭到尖锐物产生破洞，经过救援人员的重新密封抢修，充气阀的仪表显示此时内部气体的压强为Pa，气体温度为。此时漏出气体的质量占原来气体质量的百分比是多少？要使橡皮艇的内部气压经过一段时间后重新达到标准气压，则需要充入、10MPa的高压气体多少升？
21．某同学设计了测量当地大气压的简易装置，如图所示，装置为一两端开口的U型玻璃管，实验前该同学利用游标卡尺测得U型管的内径为d，然后将U型管竖直放置，并向其中注入定量的水，初始时U型管两端的液面齐平。现用一质量为m的光滑活塞将气体封闭在管内，测得气体柱长度为l1，再将质量为m的大小略小于管内径的物块放到活塞上，测得气体柱长度为l2。已知当地重力加速度为g，求当地大气压的大小。
22．被称为特大号“”的负压救护车是运送新冠肺炎患者的移动隔离舱，舱内的负压发生器可以让车厢病员室产生低于大气压的负压，空气在自由流动时只能由车外流向车内，车内已被污染的空气待消毒、过滤等步骤后再排出。下表时负压救护车的一些技术参数。在某次运送病人途中，车厢病员室换气时既进气也排气，已知病人上车前车厢内压强，车厢外大气压强。假设车厢内外温度相同且恒定，换气时间间隔相等，换气量均匀，忽略病人上车前后病员室容积变化。求途中分钟内须向外排出多少气体，才能让病员室负压差大小为。（保留小数点后两位）
病员室容积
换气次数 10次/h
换气风量 /h
负压
过滤效率
23．某农用喷雾装置简化图如图所示，按下左侧活塞，能够把体积ΔV=2.22 L的空气，经进气管压入密闭水桶内，进气管体积忽略不计。开始时桶内气体的体积V=8 L，出水管竖直部分内外液面相平，出水口与大气相通且与桶内水面的高度差h=0.20 m。出水管内水的体积忽略不计，水桶的横截面积S=0.1 m2，已知水的密度ρ=1.0×103 kg/m3，外界大气压强p0=1.0×105 Pa，取重力加速度大小g=10 m/s2，整个过程中气体可视为理想气体，温度保持不变。现将活塞按下压入空气，求出水口流出水的体积。
24．为做好新冠疫情的常态化防控工作，工作人员每天对校园进行严格的消毒，某喷雾消毒桶装置简化图如图所示，通过打气筒使空气压入密闭消毒桶内，从而将桶中的消毒液从喷雾口压出，喷雾管的喷雾口与喷雾消毒桶顶部等高，忽略喷雾管的体积。消毒桶高为H=60cm，横截面积S=0.1㎡，开始时喷雾口阀门K打开，向桶内倒入消毒液后关闭加水口，桶内气体的体积V=22.5L，喷雾口与液面的高度差为h=22.5cm，已知消毒液的密度=1.0×103kg/m3外界大气压强p0=1.0×105Pa，重力加速度g取10m/s2，整个过程中气体可视为理想气体且温度保持不变。
（1）若要将桶中消毒液从喷雾口压出，求压入桶中的空气在外界环境下体积的最小值；
（2）若打气前先关闭阀门K，通过打气筒每次可以向消毒桶内充入压强为p0、体积为V0=1.5L的空气，然后打开K，进行消毒，消毒完成时，喷雾口刚好不再喷出药液，此时喷雾口与桶内液面的高度差为h'=50cm，求打气筒的打气次数n。
试卷第1页，共3页
试卷第2页，共2页
参考答案：
1．B
【解析】
【分析】
【详解】
管内气体压强为
p=p0-ρgh
测力计拉力为
F=G玻+(p0-p)S
加入部分水银后，液面升高，h减小，p增大，F减小，即满足
，
B正确。
故选B。
2．C
【解析】
【分析】
【详解】
三角形面积为
由题意可知，图线为等温曲线，由理想气体状态方程
则
pV=CT
由于C是常数，温度T保持不变，则pV相等，两三角形的面积相等，即
S1=S2
故C正确，ABD错误。
故选C。
3．D
【解析】
【分析】
【详解】
ABC．当增大时，V减小，p增加的程度不是线性关系，当斜率减小，压强增加程度减小，导致这一现象的原因是注射器存在漏气现象，为在注射器活塞上涂润滑油会导致漏气，当压强增加后，连接部分的气体体积也减小，但连接部分体积未变，则注射器中一小部分气体进入连接部分，也相当于注射器漏气，故ABC正确，不符合题意；
D．实验过程中用手握住注射器前端，会导致注射器中气体温度升高，则图像的斜率会增大，故D错误，符合题意。
故选D。
4．C
【解析】
【分析】
【详解】
将玻璃管略提高一些，则玻璃管中的液面一定上升，管内外水银面高度差减小，则管内气体的压强为
p=p0+h
可知管内气体的压强减小，根据
pV=C
可知，管内气体体积变大。
故选C。
5．A
【解析】
【分析】
【详解】
对用水银柱封闭的一定质量的理想气体，初态有
，
末态为
，
玻璃管转动过程温度不变，则有
解得
故选A。
6．B
【解析】
【详解】
设大气压强为，对图1中的玻璃管，它沿斜面向上做匀减速直线运动，设加速度大小为，以水银柱为研究对象，根据牛顿第二定律得
以水银柱和玻璃管为整体，据牛顿第二定律有
联立解得
对图2中玻璃管，它沿斜面向下做匀加速直线运动，设其加速度大小为，以水银柱为研究对象，根据牛顿第二定律得
以水银柱和玻璃管为整体，据牛顿第二定律有
联立解得
对图3中的玻璃管，它在水平转台上做匀速圆周运动，以水银柱为研究对象得
则
综上可得
根据玻意耳定律
得
故B项正确，ACD三项错误。
故选B。
7．A
【解析】
【分析】
【详解】
AC．设两侧水银面高度差为h，大气压为，封闭气体的压强
D处钻一小孔后，D处与外界相连，则封闭气体的压强
由上可知，封闭气体的压强增大，故A正确，C错误；
BD．由于温度不变，根据玻意耳定律
可得，压强增大，体积减小。故BD错误。
故选A。
8．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．缸内气体的压强为
则缓慢升高环境温度，缸内气体压强不变，选项A错误；
B．将整体倒置，气缸开口向下，则缸内气体的压强变为
即压强减小，选项B错误；
C．用力推气缸，让整体向上加速运动，则对活塞
解得
则压强变大，选项C正确；
D．气缸自由下落，则活塞完全失重，则缸内气体的压强变为p0减小了，选项D错误。
故选C。
9．C
【解析】
【分析】
【详解】
ABCD．将管慢慢地向下按一段距离时，假设L1、L2的长度不变，L1、L2内气体的压强增大，根据玻意耳定律可得L1、L2的长度都减小，故ABD错误C正确。
故选C。
10．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．该同学所受的台秤对她的支持力与她对台秤的压力为相互作用力，大小总是相等，方向相反，所以A错误；
B．乙图中，运动员推开冰壶后，冰壶在冰面上受到的阻力较小，说明其加速度小，但是冰壶应是做减速直线运动，所以B错误；
C．由牛顿第二定律可知，加速度与质量成反比，所以丙图中，设计赛车时，车身质量较轻，同时配备性能优良的发动机，是为了获得更大的加速度，则C正确；
D．喷出时塞子受到的冲击力等于试管受到的冲击力，该冲击力为气体的压力，与物体的质量无关，应该与物体的横截面积有关，所以D错误；
故选C。
11．C
【解析】
【详解】
描述气体的状态参量，有压强、体积、温度。
故选C。
12．C
【解析】
【分析】
【详解】
在“用DIS研究温度不变时，一定质量气体的压强与体积关系”实验中，根据理想气态方程
pV =nRT
得
压强与气体体积的倒数成正比，是一条过原点的直线，故在使用前压强传感器需要校准，需要调零。
故选C。
13．D
【解析】
【分析】
【详解】
利用玻璃管C使A、B两球上部相通，可得
根据压强关系
联立可得
故选D。
14．B
【解析】
【分析】
【详解】
向广口瓶中缓慢倒入一些水，水的深度增加，对试管内空气柱的压强增大，使空气的体积被压缩，则它排开的水的体积减小，浮力减小，重力大于水的浮力，故物体会加速下沉，ACD错误，B正确。
故选B。
15．A
【解析】
【分析】
【详解】
初状态
p1 = (76 + 2)cmHg = 78cmHg，V1 = (L - h)S = 88S
设水银柱下降xcm后注满，则
p2 = (76 + 90 - 88 + x)cmHg = (78 + x)cmHg，V2 = (L - h - x)S = (88 - x)S
根据玻意耳定律可得
p1V1 = p2V2
联立得
x = 10cm
则加入水银柱的长度为
H = L - h - (L - h) + x = 10cm
故选A。
16． 25 6
【解析】
【详解】
[1][2]K关闭时，对封闭气体进行研究，其压强为
p1=75-60=15cmHg
此时，管内空气的长度为
L1=80-60=20cm
打开K后，开关K以下部分水银漏出，管内残留的汞柱的长度为
h=60-35=25cm
此时封闭气体的压强为
p2=75-25=50cmHg
由于压强增大，体积将减小，K以上部分水银向上移，设封闭气柱长度为L2；整个过程为等温变化，设玻璃管的横截面积为S，由玻意耳定律有
P1L1S=P2L2S
解得管内气柱长度为
L2=6cm
17． 0.25V
【解析】
【详解】
[1][2]对B气体分析，等温变化，根据波意耳定律有
解得
对A气体分析，根据波意耳定律有
联立解得
[3]再使活塞向左缓慢回到初始位置，假设隔板不动，则A的体积为，由波意耳定律可得
则A此情况下的压强为
则隔板一定会向左运动，设稳定后气体A的体积为、压强为，气体B的体积为、压强为，根据等温变化有
联立解得
18． 无明显变化 2
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]因为瓶内初始的压强为大气压，气球里面的气体也接近大气压，所以缓慢松开气球打气口，可以观察到气球体积无明显变化；
(2)[2]根据题意可知瓶内气体做等温变化，令瓶的体积为V，瓶内初态
末态
根据气体状态方程
解得
19． 60cmHg 72cmHg
【解析】
【分析】
【详解】
[1]以气柱1作为研究对象有
p1=p0-ph1=60cmHg
[2]以气柱2作为研究对象有
pB=p1+ph2=72cmHg
20．（1）97；（2）；
【解析】
【详解】
（1）设储气罐内的气体压强为，体积为，橡皮艇的容积为，标准气压为，给橡皮艇充气的过程气体发生等温变化，有
代入数据解得
则该储气罐最多能使97个橡皮艇达到标准气压。
（2）设漏气后气体压强为，未漏气橡皮艇内的气体在压强为条件下的体积为，有
解得
漏出气体的质量占原来气体质量的百分比为
有
解得
21．
【解析】
【详解】
只放活塞时，根据平衡条件
加上物块后，根据平衡条件
又
根据玻意耳定律
联立解得
22．
【解析】
【详解】
假设只进气不排气，病员室容积为，车厢内压强为，最终病员室压强为，根据题意可知
12分钟内进入病员室的空气体积
以进入病员室的空气为研究对象有
以进入病员室空气和原有气体总体为研究对象有
代入数据解得
向外排出气体体积为
23．2 L
【解析】
【详解】
初始时，密闭气体压强
p1＝p0＝1.0×105 Pa
密闭气体体积
V1＝V＋ΔV＝10.22 L
设流出水的体积为V′，末状态密闭气体体积
V2＝V＋V′
密闭气体压强
p2＝p0＋ρg
根据玻意耳定律有
p1V1＝p2V2
联立解得
V′＝2L（另一解不合题意，舍去）
24．（1）0.50625L；（2）20次
【解析】
【详解】
（1）初始时，密闭气体压强p1=p0=1.0×105Pa，设压入空气的体积为ΔV，密闭气体和压入空气的总体积为
V1=V+ΔV
刚出水时，密闭气体的压强为
p2=p0+ρgh
密闭气体的体积为
V2=V
根据玻意耳定律有
解得能出水的外界环境下最小的体积为
ΔV=0.50625L
（2）设打气次数为n，消毒完成后桶内气体体积为
V3=Sh′
压强为
p3=p0+ρgh′
由玻意耳定律有
p0(nV0+V)=p3V3
解得
n=20次
答案第1页，共2页
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