2.1气体实验定律（Ⅰ）同步练习（Word版含解析）

粤教版（2019）选择性必修三 2.1 气体实验定律（Ⅰ）
一、单选题
1．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
2．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
3．如图所示，一端封闭，一端开口截面积相同的U形管AB，管内灌有水银，两管内水银面高度相等，管A内封有一定质量的理想气体，气体压强为72 cmHg。今将开口端B接到抽气机上，抽尽B管上面的空气，结果两水银柱产生18 cm的高度差，则A管内原来空气柱长度为（　　）
A．18 cm B．12 cm C．6 cm D．3 cm
4．容积V=10L的钢瓶充满氧后，压强p=20atm，打开钢瓶盖阀门，让氧气分别装到容积为V0=5L的小瓶子中去，若小瓶子已抽成真空，分装到小瓶子中的氧气压强均为p0=2atm。在分装过程中无漏气现象，且温度保持不变，那么最多可装的瓶数是（　　）
A．2瓶 B．18瓶 C．0.10瓶 D．20瓶
5．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
6．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
7．如图所示蹦蹦球是一种儿童健身玩具，某同学在27℃的室内对蹦蹦球充气，已知充气前两球的总体积为 2L，压强为1atm，充气筒每次充入0.2L的气体，忽略蹦蹦球体积变化及充气过程中气体温度的变化，问，用这个充气筒要充气多少次才能让气体压强增大到3atm（　　）
A．15次 B．18次 C．20次 D．22次
8．一定质量的气体，压强为5atm，保持温度不变，当压强减小为3atm时，体积变为4L，则该气体原来的体积为（　　）
A． L B． L C．6 L D．8 L
9．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
10．一只两用活塞气筒的原理如图所示（打气时如图甲所示，抽气时如图乙所示），其筒内体积为，现将它与另一只容积为V的容器相连接，开始时气筒和容器内的空气压强为，已知气筒和容器导热性良好，当分别作为打气筒和抽气筒使用时，活塞工作n次后，在上述两种情况下，容器内的气体压强分别为（　　）
A． B．
C． D．
11．空气压缩机的储气罐中储有1.0 atm的空气6.0 L，现再充入1.0 atm的空气9.0 L。设充气过程为等温过程，空气可看作理想气体，则充气后储气罐中气体压强为（　　）
A．2.5 atm B．2.0 atm C．1.5 atm D．1.0 atm
12．如图所示，玻璃瓶内塞有一气球，气球的吹气口反扣在瓶口上，初始时，气球和玻璃瓶之间密闭压强为p0，体积为V0的气体，现向气球内缓慢充气，让密闭气体的体积减为，充气过程气体温度不变，则密闭气体的压强变为（ ）
A．np0 B． C． D．
13．关于气体的体积，下列说法正确的是（　　）
A．气体的体积就是所有气体分子体积的总和
B．气体的体积与气体的质量成正比
C．气体的体积与气体的密度成反比
D．气体的体积等于气体所在容器的容积
14．血压仪由加压气囊、臂带，压强计等构成，如图所示。加压气囊可将外界空气充入臂带，压强计示数为臂带内气体的压强高于大气压强的数值，充气前臂带内气体压强为大气压强，体积为V；每次挤压气囊都能将的外界空气充入臂带中，经5次充气后，臂带内气体体积变为，压强计示数为。已知大气压强等于，气体温度不变。忽略细管和压强计内的气体体积。则V等于（　　）
A． B． C． D．
15．如图所示，有一重力可以忽略的薄壁小试管开口向下竖直地浮在很大的水银槽内，试管中有一长为h1的水银柱封住两段气体A、B，A、B气柱长分别为l1、l2，管内外水银面高度差为h2，在保持温度不变的情况下，下列说法错误的是（ ）
A．开始时h2一定等于h1
B．若外界大气压缓慢增加少许，则h2不变，l1变小，l2变小
C．若外界大气压缓慢增加少许，则h2变小，l1变大，l2变大
D．若用手轻按试管，使试管竖直向下移少许，则h2变大，l1变小，l2变小
二、填空题
16．如图所示，一个一端封闭、内径均匀、两臂竖直倒置的U形管中，水银柱封闭着两段空气柱，图中空气柱长、以及水银面的高度差 h1、h2单位都是 cm ．大气压强支持P0 cm Hg ．则左右两段空气柱的质量之比＝____．
17．如图所示，在做托里拆利实验时，竖直的玻璃管内有些残存的空气，现将玻璃管竖直向上提少许，气体温度不变，忽略槽中水银面高度的变化， 则玻璃管向上提后管中水银面高度________（选填“上升”“下降”或“不变”），残存的空气压强________（选填“增大”“减小”或“不变”）。
18．玻意耳定律
（1）内容：
一定质量的某种气体，在______不变的情况下，压强p与体积V成______。
（2）公式：
pV＝C或______
（3）条件：
气体的______一定，______不变。
19．小朋友画了一幅鱼儿在水中吐气泡的图画，如图所示。假设湖水的温度恒定不变，你认为他画得_________（填“对”或“不对”），你的理由是：__________________（请运用物理原理简要说明）。
三、解答题
20．跳跳球由橡胶球、踏板和扶手构成，是训练平衡的玩具，如图所示。橡胶球原体积为4×10-3m3，内部气体压强为1.5×105Pa，当质量为60kg的人站上踏板并保持平衡时，橡胶球体积变为3×10-3m3，球内气体压强变为1.2×105Pa，不计橡胶球膜厚度及玩具的重力，球内气体可看作理想气体，温度保持不变，取g=10m/s2，大气压强为1.0×105Pa。则人站上踏板稳定后；
（1）计算说明橡胶球是否漏气；
（2）求橡胶球与地面的接触面积。
21．小赞同学设计了一个用电子天平测量环境温度的实验装置，如图所示。导热汽缸开口向上并固定在桌面上，用质量、截面积的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。一轻质直杆中心置于固定支点上，左端用不可伸长的细绳竖直悬挂活塞，右端用相同细绳竖直悬挂一个质量的铁块，并将铁块放置到电子天平上。当电子天平示数为时，测得环境温度。设外界大气压强，重力加速度。
（1）当电子天平示数为时，环境温度为多少？
（2）该装置可测量的最高环境温度为多少？
22．如图所示，汽缸由两个截面不同的圆筒连接而成，活塞A、B被轻质刚性细杆连接在一起，可无摩擦移动，A、B的质量分别为mA＝12kg、mB＝8.0kg，横截面积分别为SA＝4.0×10－2 m2、SB＝2.0×10－2 m2，一定质量的理想气体被封闭在两活塞之间，活塞外侧与大气相通，大气压强p0＝1.0×105 Pa。
（1）汽缸水平放置达到如图甲所示的平衡状态，求气体的压强p1；
（2）将汽缸竖直放置，达到平衡，如图乙所示，求气体的压强p2。
23．羊角跳跳球是儿童喜欢的玩具，现有一个跳跳球内部气体压强为，总体积，由于长时间放置，导致部分气体漏出，球内剩余气体压强为、体积为的空气，整个过程气体的温度始终和环境温度相等，保持不变，则：
（1）球内剩余气体与漏出气体质量之比？
（2）若使用打气筒对其充气，每次充入压强、体积为，将跳跳球充至最初的状态，整个过程气体温度相同且保持不变，需要充气的次数n？
24．把上端封闭、下端开口的玻璃管插入水中。放掉适当的空气后放手，让玻璃管竖直地浮在水中，端露出在水面上，如图所示。现将玻璃管往下压一点，放手后玻璃管会返回原来的平衡位置，请解释发生这种现象的原因。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【解析】
【详解】
描述气体的状态参量，有压强、体积、温度。
故选C。
2．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。
3．D
【解析】
【分析】
【详解】
设大气压强为p0，A管内原来空气柱长度为l，横截面积为S，根据题意可得
，
抽尽B管上面的空气，则A管内空气柱压强为
体积为
由玻意耳定律得
解得
故ABC错误，D正确。
故选D。
4．B
【解析】
【分析】
【详解】
由玻意耳定律得
pV=p1V1
即
20atm×10L=2atm×V1
解得
V1=100L
最多可装的瓶数是
瓶
故选B。
5．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。
6．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。
7．C
【解析】
【分析】
【详解】
设充气n次可以让气体压强增大至3atm，据题充气过程中气体发生等温变化，以蹦蹦球内原来的气体和所充的气体整体为研究对象，由玻意耳定律得
p1（V+n△V）=p2V
代入
1×（2+n×0.2）=3×2
解得
n=20（次）
故选C。
8．B
【解析】
【分析】
【详解】
气体温度不变，根据玻意耳定律可得
则
故ACD错误，B正确。
故选B。
9．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。
10．C
【解析】
【分析】
【详解】
打气时，活塞每推动一次，把体积为压强为的气体推入容器内，若活塞工作n次，就是把压强为体积为的气体压入容器内，容器内原来有压强为体积为V的气体，现在全部充入容器中，根据玻意耳定律得
所以
抽气时，每拉动一次，把容器中气体的体积从V膨胀为，而容器内气体的压强就要减小，活塞推动时将抽气筒中的气体排除，而再次拉动活塞时，将容器中剩余的气体从V又膨胀到容器内的压强继续减小，根据玻意耳定律得
第一次抽气
得
第二次抽气
得
第三次抽气
得
第n次抽气完毕后，气体压强为
故选C。
11．A
【解析】
【分析】
【详解】
取全部气体为研究对象，可视为将15L的气体等温压缩为6L，由玻意耳定律可得
得
故选A。
12．A
【解析】
【分析】
【详解】
气体做的是等温变化，由玻意耳定律得
p0V0= p′
代入数据有
p′ = np0
故选A。
13．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．气体的体积就是所有气体分子运动占据的空间的体积的总和，选项A错误；
B．只有当气体的密度一定时气体的体积才与气体的质量成正比，选项B错误；
C．只有当气体的质量一定时气体的体积才与气体的密度成反比，选项C错误；
D．气体总是充满整个容器，则气体的体积等于气体所在容器的容积，选项D正确。
故选D。
14．D
【解析】
【分析】
【详解】
根据玻意耳定律可知
已知
，，
代入数据整理得
故选D。
15．C
【解析】
【详解】
ABC．分析两段气柱的压强变化，气体发生的是等温变化，根据玻意耳定律判断l1、l2的长度变化。薄壁小试管的质量可以不计，则由
ρgh1S=ρgh2S
知
h1=h2
B中气体压强等于
p1+ρgh1=p0+ρgh2
所以A中气体压强等于大气压强，当外界大气压缓慢增加少许时，A、B中的气体压强增大，根据玻意耳定律，体积减小，l1变小，l2变小；由于h1=h2，即h2不变，AB正确，不符合题意；C错误，符合题意；
D．用手轻按试管，相当于施加一向下的力，A、B中气体压强均增大，l1变小，l2变小
p2=p0+ρgh2
变大，h2变大，D项正确，不符合题意；
故选C。
16．（p0-h2）l2：(p0-h2+h1)l1
【解析】
【详解】
左边一段空气柱的压强为：p2=p0-h2；右边一段空气柱的压强为：p1=p0-h2+h1；根据气态方程可知，两段气体温度相同，则质量比等于pV乘积之比，即：=（p0-h2）l2：(p0-h2+h1)l1．
17． 上升 减小
【解析】
【详解】
[1] 在实验中，水银柱产生的压强加上封闭空气柱产生的压强等于外界大气压，如果将玻璃管向上提，则管内水银柱上方空气的体积增大，因为温度保持不变，所以压强减小，管内气体的压强为
因为压强变小，所以h变大，即管内水银柱高度上升；
[2] 综上分析，管内残存的空气压强减小。
18． 温度 反比 p1V1＝p2V2 质量 温度
【解析】
【分析】
【详解】
略
19． 不对 见解析
【解析】
【详解】
[1]不对
[2]根据湖水的温度恒定不变，由等温变化有
可知，气泡在水里上升过程中压强逐渐减小时，气泡的体积逐渐增大，所以画的不对。
20．（1）有漏气；（2）
【解析】
【详解】
（1）设没有漏气，根据玻意耳定律有
代入数据解得
实际压强小于不漏气的气体压强，所以有漏气。
（2）对橡胶球，设与地面的接触面积为S，则有
代入数据解得橡胶球与地面的接触面积
21．（1）297K；（2）309K
【解析】
【分析】
【详解】
（1）由电子天平示数为600.0g时，则细绳对铁块拉力为
又：铁块和活塞对细绳的拉力相等，则气缸内气体压强等于大气压强
①
当电子天平示数为400.0g时，设此时气缸内气体压强为p2，对受力分析有
②
由题意可知，气缸内气体体积不变，则压强与温度成正比：
③
联立①②③式解得
（2）环境温度越高，气缸内气体压强越大，活塞对细绳的拉力越小，则电子秤示数越大，由于细绳对铁块的拉力最大为0，即电子天平的示数恰好为1200g时，此时对应的环境温度为装置可以测量最高环境温度。设此时气缸内气体压强为p3，对受力分析有
④
又由气缸内气体体积不变，则压强与温度成正比
⑤
联立①④⑤式解得
22．（1）1.0×105 Pa；（2）1.1×105 Pa
【解析】
【详解】
（1）汽缸处于题图甲所示位置时，汽缸内气体压强为p1，对于活塞和杆，由力的平衡条件得
p0SA＋p1SB＝p1SA＋p0SB
解得
p1＝1.0×105 Pa
（2）汽缸处于题图乙所示位置时，汽缸内气体压强为p2，对于活塞和杆，由力的平衡条件得
p0SA＋p2SB＋(mA＋mB)g＝p2SA＋p0SB
解得
p2＝1.1×105 Pa
23．（1）；（2）10
【解析】
【详解】
（1）对于跳跳球中的气体，由理想气体状态方程有
其中V2为漏出气体在压强大小为p1时的体积，球内剩余气体与漏出气体质量之比等于体积之比为
（2）对跳跳球充气过程，由玻意耳定律有
其中V3为充入气体在压强大小为p1时的体积对于充入的气体由玻意耳定律有
解得
24．见解析
【解析】
【详解】
将玻璃管往下压一点后，玻璃管中的空气体积会减小，压强会变大，管内气体给玻璃管向上的压力会大于玻璃管所受的重力，故玻璃管会返回原来的平衡位置。
答案第1页，共2页
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