粤教版（2019）选择性必修三2.1气体实验定律 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，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
2．在“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”的实验中，下列操作正确的是（　　）
A．调节空气柱长度后立刻读数
B．拉上窗帘防止阳光直射玻璃管
C．推拉活塞时，为了防止手滑应该用手紧握玻璃管
D．实验中若密封橡胶帽脱落，应立刻堵住后继续实验
3．如图所示，一竖直放置的型玻璃管，各段粗细均匀，上端均开口。内部左右两侧有水银，水银柱竖直高度均为，底部水平管内封闭一段长的气柱，气柱紧贴左侧竖直管。已知管导热良好，周围环境温度不变，大气压强为。现在右侧管中再缓慢加入长的水银柱，稳定后，下列判断正确的是（　　）
A．两侧水银面最上端仍然齐平
B．气柱的压强为，且长度变小
C．两侧水银面最上端高度差为
D．左侧再加入长的水银柱，则气柱将到达左侧竖直管最低端
4．如图所示，两端封闭的形管中，初始时连接处有一段水银将气体分为、两部分，现打开阀门一段时间后关闭，期间无水银漏出，则关闭阀门后气体的体积相比初始时（　　）
A．增大 B．减小 C．不变 D．无法判断
5．某压缩式喷雾器储液桶的容量是5.7×10－3m3。往桶内倒入4.2×10－3m3的药液后开始打气，打气过程中药液不会向外喷出，如果每次能打进2.5×10－4m3的空气，要使喷雾器内药液能全部喷完，且整个过程中温度不变，则需要打气的次数是（　　）
A．16次 B．17次
C．20次 D．21次
6．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
7．如图，两端开口的均匀弯管竖直放置，管中有两段水银柱封闭了一段空气柱，若现往b管中注入一些水银，则（　　）
A．a管内水银面上升的距离等于c管中水银面下降的距离
B．a管内水银面上升的距离小于c管中水银面下降的距离
C．注入b管内的水银和c管下降的水银一样多
D．注入b管内的水银比d管上升的水银多
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．篮球赛上同学发现一只篮球气压不足，用气压计测得球内气体压强为1.3atm，已知篮球内部容积为7.5L。现用简易打气筒给篮球打气，如图所示，每次能将0.3L、1.0atm的空气打入球内，已知篮球的正常气压范围为1.5~1.6atm。忽略球内容积与气体温度的变化。为使篮球内气压回到正常范围，应打气的次数范围是（　　）
A．5~7次 B．5~8次 C．7~12次 D．12~15次
10．一个容积是8升的球，原来盛有1个大气压的空气，现在使球内气体压强变为4个大气压，应向球内打入几升1个大气压的空气（设温度不变）（　　）
A．32L B．24L C．20L D．16L
11．在两端开口的弯管中用两段水银柱封闭了一段空气柱，如图所示，若再往a管内注入少量水银，则（　　）
A．a、b水银面高度差将减小
B．a、b水银面高度差将大于c、d水银面高度差
C．b管水面上升的距离等于c管水面下降的距离
D．b管水面上升的距离大于c管水面下降的距离
12．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
13．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
14．静止的电梯中，静置一两端开口装有水银的U型管，右管水银柱间封闭着一段气柱，两侧水银面高度差为，如图所示。现启动电梯向上加速运动，则（　　）
A．高度差不变 B．气柱压强不变 C．气柱长度增大 D．气柱吸收热量
15．在“用DIS探究气体的压强与体积的关系”实验中，某小组通过推活塞减小气体体积测得数据，并画出如图的p-图像，则可能原因是实验过程中（　　）
A．气体温度升高 B．气体漏出注射器
C．气体温度降低 D．气体漏进注射器
二、填空题
16．1654年德国马德堡市市长格里凯曾做了两个中空的金属半球，直径约0.36m，把它们扣在一起，然后抽去里面的空气，两边共用16匹马才把球拉开，这就是科学史上传为美谈的“马德堡半球”．如果大气压强=105Pa，假设每匹马的拉力相等且在同一直线上，那么每匹马的拉力约为______N（取两位有效数字）
17．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”）。
18．如图所示，一定质量的理想气体，按图示方向经历了ABCDA的循环，其p-V图线如图．状态B时，气体分子的平均动能比状态A时气体分子的平均动能____ (选填 “大”或“小”);由B到C的过程中，气体将_____(选填“吸收”或“放出”)热量：经历ABCDA一个循环，气体吸收的总热量______ ( 选填“大于”或“小于”)释放的总热量．
19．如图所示，水平放置的封闭绝热汽缸，被绝热隔板A分为左、右两部分，左侧为理想气体，右侧为真空。突然抽去隔板A，气体充满整个汽缸，气体的温度______（选填“升高”“降低”或者“不变”）；然后，用活塞B将气体压缩，回到初始位置，气体的温度________（选填“升高”“降低”或者“不变”）。
三、解答题
20．如图为开口向上竖直放置的足够高的汽虹,内部一定质量的理想气体被轻质活塞A、B分成I、II容积均为的两部分开始时活塞A、B均被锁定,气体I的压强与外界大气压相同，气体II的压强是气体I的3倍。外界温度恒定，汽缸导热性良好。现解除活塞B的锁定,求:
（1）稳定后气体I的体积和压强;
（2）稳定后再解除活塞A的锁定,求再次稳定后气体II的体积。
21．如图所示，有甲、乙两个储气钢瓶，甲的体积V1=8L，乙的体积V2=4L，甲中有压强为的理想气体，乙中有压强为的同种理想气体。将甲和乙通过细管连通，甲给乙充气，直到两罐中气体压强相等，充气过程中甲、乙中气体温度相等且温度不变，细管中气体体积忽略不计。求：
（1）稳定时乙储气钢瓶中气体压强p；
（2）甲储气罐中剩余气体质量与充气前甲中气体总质量的比值。
22．在力学中，为了确定物体运动的状态，我们使用了物体的坐标和速度这两个物理量．在热学中如果我们要研究一箱气体的状态，需要哪些物理量呢？
23．如图所示，哈勃瓶是一个底部开有圆孔、瓶颈很短、导热性能良好的大烧瓶，它底部开有一个截面积为S = 2cm2的圆孔，可用轻质橡皮塞塞住。已知橡皮塞与玻璃瓶间的最大静摩擦力 。在一次实验中，体积为V=1L 的瓶内塞有一气球，气球的吹气口反扣在瓶口上，瓶内由气球和轻质橡皮塞封闭一定质量的气体，不计实验开始前气球中的少量气体和气球膜厚度。用打气筒向气球中缓慢打气，每打一次都把体积为 、压强与大气压相同的气体打进气球内，气球缓慢膨胀过程中球内外气体压强近似相等，气体保持温度不变。已知：实验室环境温度恒定，压强为标准大气压 ，求：
（1）橡皮塞被弹出时瓶内气体的压强p；
（2）第几次向气球内打气时，橡皮塞被弹出。
24．若已知大气压强为p0，图中各装置均处于静止状态，液体密度均为ρ，重力加速度为g，求各被封闭气体的压强。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．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。
2．B
【详解】
A．调节空气柱长度的过程中，外界对气体做功，气体温度发生变化，为保持气体温度不变，调节空气柱长度后不要立即读数，要等气体状态稳定后再读数，故A错误；
B．实验过程要保持气体温度不变，拉上窗帘防止阳光直射玻璃管，所以B正确；
C．当用手直接握在注射器上时，手的温度可能改变气体的温度，所以不要用手直接握在注射器上，则C错误；
D．实验时要保持气体的质量不变，实验中若密封橡胶帽脱落，注射器内气体的质量发生变化，则不能继续实验，所以D错误；
故选B。
3．C
【详解】
ABC．依题意可知，向右侧管中缓慢加入长的水银柱，稳定后，由于左侧管中水银柱长度不变，则封闭气体的压强不变，又温度不变，所以封闭气柱长度不变；若右侧管中水银刚好进入左侧管中，由于空气柱长度为4cm，则可知此时，右侧管中水银柱高度为16cm，则封闭气体压强为
显然，右侧管中有水银进入左侧管中，最终封闭气体压强为，所以右侧管中水银有3cm进入左侧管中，此时左侧水银柱加空气柱总长度为
右侧侧水银柱总长度为
所以，稳定后两侧水银面最上端高度差为
故AB错误，C正确；
D．若左侧再加入长的水银柱，稳定后，由于封闭气体温度不变，根据玻意耳定律有
气柱长度将变短，所以可知气柱将不能到达左侧竖直管最低端，故D错误。
故选C。
4．D
【详解】
由于无法判断初始时A部分的气体压强和管外大气压强的关系，因此打开阀门一段时间后关闭，气体A的压强可能变大、可能减小也可能不变，所以气体B的体积可能不变、可能减小或增大。
故选D。
5．B
【详解】
设大气压强为p，由玻意耳定律
npV0＋pΔV=pV
其中V0=2.5×10－4m3，ΔV=5.7×10－3m3－4.2×10－3m3=1.5×10－3m3，V=5.7×10－3m3
解得
n=16.8次≈17次
故选B。
6．C
【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。
7．D
【详解】
AB．往b管中注入一些水银，则封闭气体的压强变大，根据玻意耳定律可知，封闭气体的体积减小，则a管内水银面上升的距离大于c管中水银面下降的距离，故AB错误；
CD．往b管中注入一些水银，封闭气体的压强变大，则b管和a管的高度差变大，则注入b管内的水银比a管上升的水银多，比c管下降的水银多，由于c管下降的水银与d管上升的水银一样多，则注入b管内的水银比d管上升的水银多，故C错误D正确。
故选D。
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．A
【详解】
对球内原有气体压强为p1=1.3atm时，其体积为V=7.5L，设需打气n次球内气压回到正常范围，设球内正常气压为p2，每次打入的空气为ΔV。
由玻意耳定律有
p2V=p1V+n p0ΔV
解得
当p2=1.5atm时，解得
n=5
当p2=1.6atm时，解得
n=7.5
故需打气的次数范围5~7次。
故选A。
10．B
【详解】
以容器内与打入的气体为研究对象，气体的初状态参量
V1＝（8+V）L，p1＝1atm
气体末状态参量
V2＝8L，p2＝4atm
气体发生等温变化，由玻意耳定律得
p1V1＝p2V2
即
1×（8+V）＝4×8
解得
V＝24L
故选B。
11．D
【详解】
AB．向a管注入水后，封闭气体压强变大，气体体积减小，a、b两液面高度差以及c、d液面高度差都变大；由p=p0+h可知ab水银面高度差等于cd水银面高度差，故AB错误；
CD．向a管注入水后，b管水银面上升，c管水银面下降，因封闭气体压强变大，气体体积减小，所以b管水面上升的距离大于c管水面下降的距离，故C错误，D正确。
故选D。
12．A
【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。
13．C
【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。
14．A
【详解】
A．对左管中高出h的水银柱受力分析
可得被封气体的压强为
对右侧水银柱受力分析可知，右管中水银柱高度也为h。
当电梯向上加速运动时，设加速度为a，设被封气体压强为p2，对右管中高h水银柱
设两侧水银面高度差为h2，对左管中高出h2的水银柱，由牛顿第二定律
解得
h2=h
故A正确；
B．由A中分析可知，p2> p1，故B错误；
C．由理想气体状态变化方程可知，被封气体压强增大，温度不变，则体积减小，所以长度减小，故C错误；
D．由热力学第一定律知，被封气体体积减小，外界对气体做功，而温度不变内能不变，则会放热，故D错误；
故选A。
15．A
【详解】
根据
整理
图像斜率变大，则温度升高，故A正确BCD错误。
故选A。
16．1.3103
【详解】
半球的截面积，大气压在一半球面上的压力，两边共用16匹马，两边各有8匹马，每匹马的拉力
【点睛】
本题以马德堡半球实验为背景考查了大气压力的计算，其易错之处在于容易将球的表面积或球表面积的一半作为大气压的作用面积，大气压的作用面积是大气压作用的垂直截面积．
17． 低于 不变
【详解】
[1]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。
[2]由于乙瓶液面保持不变，压强不变，输液管 Q 滴速不变。
18． 大 放出 大于
【详解】
[1]由理想气体状态方程得：解得：
可见TA[2] B到C的过程中，体积没变，外界不对气体做功，气体也不对外界做功，W=0；体积没变，压强减小，温度降低，内能变小，根据热力学第一定律可知气体将放出热量；
[3] 经历ABCDA一个循环，内能变化为0，气体对外做了功，根据热力学第一定律可知气体吸收的总热量大于释放的总热量．
19． 不变 升高
【详解】
[1]由于抽出隔板后，外界没有对气体做功，也没有热传递，因此气体的内能不变，温度不变。
[2]外界对气体做功，没有热传递，根据热力学第一定律，气体内能增加，温度升高。
20．（1）2.0×105Pa；（2）3m3
【详解】
（1）设解除活塞B的锁定且稳定后气体Ⅰ的压强为p1，体积为V1，气体Ⅱ的压强为p2，体积为V2，两部分气体都经历等温过程，且
对气体Ⅰ
对气体Ⅱ
解得
（2）解除活塞A的锁定后，汽缸内气体压强大于大气压，活塞将上升，气体Ⅰ和气体Ⅱ经历等温过程，设再次稳定后气体Ⅱ的压强为p3，体积为V3
则有
解得
21．（1）；（2）
【详解】
（1）根据克拉伯龙方程得
其中
解得
（2）对于甲储气罐，等温膨胀到压强为时，有
解得
甲储气罐中剩余气体质量与充气前甲中气体总质量的比值为
解得
22．体积、压强和温度
【详解】
略
23．（1）；（2）第8 次
【详解】
（1）橡皮塞恰被弹出时由平衡条件得
解得
（2）设打入n 次气体后橡皮塞被弹出，对球内气体有
①
对气球和瓶之间的气体有
②
由①②得
n = 7. 5次
所以第8 次打气时橡皮塞被弹出。
24．甲：；乙：；丙：；丁：；戊：，
【详解】
题图甲中，以高为h的液柱为研究对象，由平衡条件知
解得
题图乙中，以B液面为研究对象，由平衡条件知
解得
题图丙中，以B液面为研究对象，由平衡条件有
解得
题图丁中，以A液面为研究对象，由平衡条件得
所以
题图戊中，从开口端开始计算，右端大气压强为p0，同种液体同一水平面上的压强相同，
所以b气柱的压强为
故a气柱的压强为
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页