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，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置．玻璃管的下部封有长的空气柱，中间有一段长的水银柱，上部空气柱的长度。已知大气压强为。现将一活塞（图中未画出）从玻璃管开口处缓慢往下推，使管下部空气柱长度变为。假设活塞下推过程中没有漏气，则活塞下推的距离为（　　）
A． B． C． D．
2．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。若把玻璃管缓慢向下插入少许，则管内气体的长度（　　）
A．L1变大，L2变大 B．L1变小，L2变小
C．L1不变，L2变小 D．L1变小，L2不变
3．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． D．
4．医用氧气钢瓶的容积，室内常温下充装氧气后，氧气钢瓶内部压强，释放氧气时瓶内压强不能低于。病人一般在室内常温下吸氧时，每分钟需要消耗下氧气，室内常温下，一瓶氧气能供一个病人吸氧的最长时间为（　　）
A．23小时 B．33.5小时 C．46小时 D．80小时
5．如图所示，圆柱形气缸水平放置，活塞将气缸分为左右两个气室，两侧气室内密封等质量的氮气。现通过接口K向左侧气室内再充入一定质量的氮气，活塞再次静止时左右两侧气室体积之比为。气缸导热良好，外界温度不变，活塞与气缸间无摩擦，则从接口充入的氮气与左侧气室内原有氮气的质量之比为（　　）
A． B． C． D．
6．如图所示，两端封闭、粗细均匀的竖直玻璃管内有A、B两段长度均为l的理想气体气柱和一段长为h的水银柱，且气柱A的压强等于2ρgh（ρ为水银的密度）。当玻璃管以某一加速度a做竖直方向的匀加速运动，稳定后，上部空气柱长度是下部空气柱的3倍，已知运动过程中整个管内各处的温度不变，则（　　）
A．此时B段气体压强为0.6ρgh
B．玻璃管加速度a的方向向下
C．玻璃管加速度a的大小为g
D．玻璃管加速度a的大小为g
7．探究气体等温变化规律的实验装置，如图所示。空气柱的长度由刻度尺读取、气体的压强通过柱塞与注射器内空气柱相连的压力表读取。为得到气体的压强与体积关系，下列做法正确的是（　　）
A．柱塞上涂油是为了减小摩擦力 B．改变气体体积应缓慢推拉柱塞
C．推拉柱塞时可用手握住注射器 D．实验前应测得柱塞受到的重力
8．做托里拆利实验时，玻璃管内残留了空气，此时玻璃管竖直放置如图所示。假如把玻璃管倾斜适当角度，玻璃管下端仍浸没在水银中（视空气温度、大气压强不变，空气中的玻璃管长度不变），下列变化符合实际的是（　　）
A．管内水银长度变长，管内空气压强增大
B．水银高度差变大，管内空气压强减小
C．水银高度差不变，管内空气体积变小
D．管内水银长度变短，管内空气体积变大
9．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
10．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．，
11．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．
12．如图所示，两端开口的U形管，用两段水银封闭了一段空气，达到平衡状态。现如果大气压强增大，则两管液面差h会（　　）
A．不变 B．减小 C．增大 D．无法判断
13．如图，一个上口用橡皮膜封闭的盛水长玻璃槽内，用一小玻璃瓶倒扣在水中形成一个浮沉子，悬浮在水中某位置保持平衡，若环境温度不变，用力按压橡皮膜到某一位置后，玻璃瓶将（　　）
A．下沉一点后又平衡
B．上浮一点后又平衡
C．一直下沉到水底
D．一直上浮到水面
14．如图所示为两端开口的形直管，右侧直管中有一部分空气被一段水银柱与外界隔开，若在右侧直管中再注入一些水银，则平衡后（外界温度恒定）（　　）
A．两侧水银面A、高度差减小 B．两侧水银面A、高度差增大
C．右侧封闭气柱体积变大 D．两侧水银面A、高度差不变
15．如图所示，在倾角的光滑斜面上，放置一个带有活塞A的导热气缸B，当活塞A用轻弹簧拉住时活塞到气缸底部的距离为；当让气缸B开口向下、气缸底部被轻弹簧拉住时，活塞到气缸底部的距离为，并测得= 0.8。已知活塞的质量为m，重力加速度为g，大气压强与气缸横截面积S的乘积S = 8mg，操作过程中环境温度不变，轻弹簧平行于斜面，sin37°=0.6.则气缸的质量M为（　　）
A．m B．2.6m C．3.5m D．3.9m
二、填空题
16．气体的________、________、________都是用来描述气体状态的物理量，叫做气体的状态参量。
17．如图所示，竖直放置的U形玻璃管左端封闭，右端开口。初始时，两管水银面等高，左管封闭的空气柱长8cm，大气压强为p0=75cmHg。给左管气体加热，封闭气柱长变为8.5cm，此时封闭气体的压强为________cmHg。保持加热后的温度不变，从右端再注入________cm的水银柱，气柱长可变回8cm。
18．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”）。
19．如图所示，一定质量的理想气体的图像如图所示，图中ab线段的反向延长线过坐标原点，则过程中，该理想气体对外界______（填“做正功”、“做负功”或“不做功”），理想气体的温度______（填“升高”“降低”或“不变”）。
三、解答题
20．如图所示，两个固定的水平气缸底部通过一带阀门K的细管连通，分别处于左右两缸内的活塞A、B由水平硬杆相连，活塞面积SA=100cm2，SB=25 cm2.初始时，阀门关闭，A内有理想气体，B内为真空，两活塞分别与各自气缸底相距a、b，且a=b=50cm，活塞静止。已知大气压强为po，气缸导热良好且足够长，环境温度保持不变，不计摩擦，细管体积可忽略不计。求：
（1）初始时，A内气体压强；
（2）打开阀门K足够长时间后，活塞A离缸底的距离。
21．如图所示，储存有同种气体（可视为理想气体）的甲、乙两个储气罐之间用一细管连接。开始时细管上的阀门K闭合，甲罐中气体的压强是p，容积是V，乙罐中气体的压强未知，容积是2V。将阀门打开，两罐中的气体调配后，最后测得两罐中气体的压强都为，已知两罐中气体温度相同且在调配过程中保持不变，求：
（1）阀门打开前乙罐中气体的压强；
（2）两罐中气体压强相等时，乙罐中气体的质量与乙罐中原有气体的质量之比。
22．在图中，气缸置于水平地面上，气缸截面积为S，活塞质量为m，设大气压为p0，试求封闭气体的压强．
23．如图所示为农村打水装置的原理结构图，打水时先将活塞推到阀门处且阀门关闭，在活塞上方加水，活塞上移时阀门自动开启，阀门与地下水之间的空气将扩散到阀门与活塞之间，活塞再下移时阀门关闭，空气就从活塞与大金属管壁之间逸出，反复操作，地下水就能被抽上来。若刚开始活塞位于阀门处时小金属管中的气体压强为外界大气压强，Pa，再将水倒入活塞上方，当活塞第一次提起高度m时小金属管中上升的水柱长度m。已知活塞的横截面积m2，小金属管的内横截面积m2，地下水位线处的压强恒为，水的密度kg/m3，取m/s2，抽水过程小金属管中空气的温度视为不变。求：
（1）地下水位线与阀门间的高度差H。
（2）活塞第二次从阀门处提起高度m时小金属管中剩余的空气柱长度。
24．如图，两侧长度相同、粗细均匀的U形玻璃管开口向上竖直放置，左端开口、右端封闭，管内用水银封闭长l0=30.0cm的空气柱（可视为理想气体），此时左侧水银柱比右侧水银柱高h=8.00cm，若在U形玻璃管开口端缓慢用活塞向下压左侧空气柱，使右侧水银柱比左侧水银柱高h'=4.00cm。已知大气压强p0=76.0cmHg，求：
（1）此时右侧空气柱压强；
（2）活塞向下移动的高度。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】
活塞未下推之前，液柱下端封闭气体的压强
液柱下端封闭气体，根据玻意耳定律可知
其中
联立解得
活塞下推后，管上部分气体的压强
解得
管上部分气体，根据玻意耳定律
其中
联立解得，管上部分气体的长度
活塞下推的距离为
故选A。
2．B
【详解】
若把玻璃管缓慢向下插入少许，L2的长度减小，气体温度不变，由玻意耳定律可得
易知下部封闭气体的压强变大，设玻璃管中水银柱的长度为H，根据
可得上部封闭气体的压强变大，同理由玻意耳定律可判断出L1变小。
故选B。
3．C
【详解】
将n次打气的气体和容器中原有气体分别看成是初态，将打气后容器内气体看成是末态，由玻意耳定律，有
得n次打气后容器内气体的压强
ABD错误，C正确。
故选C。
4．C
【详解】
由题意可知，气体的温度不变，由玻意耳定律可得
解得
一瓶氧气能供一个病人吸氧的最长时间为
故C正确，ABD错误。
故选C。
5．A
【详解】
分析得两次平衡状态时，左右两边气缸的压强平衡即
=p，
对右边气体分析，活塞再次静止时左右两侧气室体积之比为，故右边气体的体积由原来气缸总体积的减小到，根据玻意耳定律
解得
=2p
故
=2p
对左边气缸气体分析，假设充入左边的气体在一样的温度，压强为的体积为，根据玻意耳定律得
联立解得
n=2
从接口充入的氮气与左侧气室内原有氮气的质量之比为2:1。
故选A。
6．C
【详解】
AB．由题意可知，初状态时B的压强
加速稳定后，上部空气柱长度是下部空气柱的3倍，所以B的压强增大，A的压强减小，所以玻璃管的加速度向上，且可知
则
根据玻意耳定律可得
可得A变化后的压强为
根据玻意耳定律可得
可得A变化后的压强为
故AB错误；
CD．对水银柱，根据牛顿第二定律
可得
故C正确，D错误。
故选C。
7．B
【详解】
A．柱塞上涂油是为了防止漏气，并不是为了减小摩擦力，A错误；
B．实验中为了使气体能够做等温变化，改变气体体积应缓慢推拉柱塞，B正确；
C．用手握住注射器，会使气体温度变高，C错误；
D．实验前应测量柱塞的横截面积，并不是测量重力，这样才能得到空气柱的体积，D错误。
故选B。
8．A
【详解】
假设玻璃管内水银长度不变，则空气柱长度也不变。但是玻璃管倾斜后，管内水银柱高度减小，压强减小，所以管内空气压强与水银柱压强之和小于大气压强，则水银槽内水银会进入玻璃管，则管内水银长度变长，空气体积减小，压强增大。达到新的平衡后，因为后来的封闭气体压强变大，所以水银柱的压强较开始要小，即水银高度差变小。
故选A。
9．B
【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。
10．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。
11．B
【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。
12．A
【详解】
封闭气体的压强可表示为
可得
由于左侧上段水银柱长度不变，故h不变。
故选A。
13．C
【详解】
开始时，A悬浮在水中某位置保持平衡，则A排开水的重力等于A的重力；若用力按压橡皮膜到某一位置后，根据玻意耳定律，玻璃槽上方空气的体积减小，压强增大，则A内被封气体的压强增大，则体积减小，即排开水的重力减小，浮力减小，此时重力大于浮力，玻璃瓶将下沉，下沉过程中压强不断增加，被封气体的体积不断减小，浮力不断减小，则玻璃瓶将加速沉到水底，故C正确，ABD错误。
故选C。
14．B
【详解】
设大气压为，由题图可知，右侧封闭气体压强
向右管内注入一些水银，变大，则变大，不变，由
可知，变大，气体温度不变，压强变大，由玻意耳定律可知，气体体积减小，故ACD错误，B正确。
故选B。
15．C
【详解】
当活塞被轻弹簧拉住时，气缸内气体的压强为，对气缸根据平衡条件有
当气缸被轻弹簧拉住时，气缸内气体的压强为，对活塞根据平衡条件有
缸内气体做等温变化，根据玻意耳定律有
解得
所以C正确；ABD错误；
故选C。
16． 温度 体积 压强
【详解】
气体的状态参量包括温度、体积、压强。
17． 76 5.75
【详解】
[1][2]依题得封闭气柱变长0.5cm，即如图所示
左边与右边产生液面差为，此时对封闭气柱进行分析可得
代入数据可得
设需要加入水银，根据波意耳定律可得
代入数据解得
18． 上升 减小
【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。
19． 做负功 不变
【详解】
[1]过程，气体的压强增大，体积减小，外界对气体做功，即气体对外界做负功；
[2]由图可知，p与成正比，根据理想气体状态方程可知气体的温度不变。
20．（1）；（2）
【详解】
（1）对活塞分析，根据平衡条件可得
得
（2）稳定后对活塞分析
解得
气缸内封闭气体经历等温过程，设活塞距离底部x，由玻意耳定律
得
21．（1）；（2）
【详解】
（1）甲、乙两罐中的气体发生了等温变化，根据玻意耳定律有
解得开始时乙罐中气体压强为
（2）若调配后将乙罐中气体再等温膨胀到气体原来的压强，则现在乙罐中的气体密度与原来乙罐中的气体密度相等，根据玻意耳定律得
计算可得
由
得质量之比为
22．
【详解】
以活塞为对象，根据平衡条件可的
解得
23．（1）10m；（2）6m
【详解】
（1）活塞第一次从阀门处提高高度h时封闭气体的压强为
根据玻意耳定律有
解得
（2）活塞第二次从阀门处提起高度时，小金属管中空气柱长设为L，根据玻意耳定律有
解得
（另一解不符合题意，舍去）
24．（1）；（2）12.7cm
【详解】
（1）以右端空气柱为研究对象，设玻璃管横截面积为，由玻意耳定律
得
（2）以左端空气柱为研究对象，设被压下的高度为、由玻意耳定律
得
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页