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．如图所示，为一种演示气体实验定律的仪器——哈勃瓶，它是一个底部开有圆孔，瓶颈很短的导热平底大烧瓶。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。在一次实验中，瓶内由气球和橡皮塞封闭一定质量的气体，封闭气体的压强为，在对气球缓慢吹气过程中，当瓶内气体体积减小时，压强增大，若使瓶内气体体积减小，则其压强为（　　）
A． B． C． D．
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．如图所示，竖直放置的粗细相同的玻璃管A、B底部由橡皮软管连接，橡皮管内充满水银。一定质量的空气被水银柱封闭在A管内。B管上方与大气相通。初始时两管水银面向平。A管固定不动，环境温度不变的情况下，为使A管内水银面上升，则应缓慢（　　）
A．上移B管 B．下移B管
C．右移B管 D．左移B管
4．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
5．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
6．如图，两端开口的弯管，左管插入水银槽中，管内外水银面高度差为，右侧管有一段水银柱，两端液面高度差为，中间封有一段空气，则（　　）
A．若环境温度升高，则不变，增大
B．若大气压强增大，则减小，减小
C．若把弯管向下移少许距离，则增大，不变
D．若在右管开口端沿管壁加入少许水银，则不变，增大
7．启动汽车时发现汽车电子系统报警，左前轮胎压过低，显示为，车轮内胎体积约为。为使汽车正常行驶，用电动充气泵给左前轮充气，每秒钟充入、压强为的气体，充气结束后发现内胎体积约膨胀了，充气几分钟可以使轮胎内气体压强达到标准压强？（汽车轮胎内气体可以视为理想气体，充气过程轮胎内气体温度无明显变化）（　　）
A．3 B．4 C．5 D．6
8．如图，两端开口的弯管，左管插入水银槽中，右管有一小段水银柱，中间封有一段空气。能使得左管内部水银面相对水银槽上升的操作是（　　）
A．环境温度降低少许 B．把弯管向右侧倾斜一点
C．把弯管竖直向上提一点 D．把弯管竖直向下压一点
9．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
10．如图所示，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的两段理想气体。外界温度和大气压均不变，当将管慢慢地向上提起时，管内气柱的长度（　　）
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
11．如图是一竖直放置开口向上的均匀玻璃管，内用水银柱封有一定质量的理想气体，水银与玻璃管间摩擦力不计，开始时手拿玻璃管处于平衡状态，后松开手，玻璃管沿竖直方向运动，最后达到稳定状态的过程中，下列说法中正确的是 （　　）
A．刚开始瞬间，玻璃管的加速度一定大于重力加速度g
B．刚开始短时间内，试管内的气体压强一定在逐渐变小
C．刚开始短时间内，玻璃管的加速度在逐渐变小
D．以上情况一定均会发生
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．使用胶头滴管时，插入水中，捏尾部的橡胶头，使其体积减小，排出一定空气后稳定状态如图所示。然后松手，橡胶头体积增大V1，有体积V2的水进入了滴管。忽略温度的变化，根据图中h1和h2的高度关系，有（　　）
A．V1>V2 B．V114．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
15．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．
二、填空题
16．如图，玻璃管A、B下端用橡皮管连接，A管上端封闭，B管上端开口且足够长．管内有一段水银柱，两水银面等高．A管上端封闭气柱长为6cm，气体温度为27℃，外界大气压为75cmHg．先缓慢提升B管，使A管中气柱长度变为cm，此时A管中气体的压强为____________cmHg；然后再缓慢升高温度，并保持B管不动，当A管中气柱长度恢复为6cm时，气体温度为_________K．
17．如图为一种减震垫，布满了圆柱状相同薄膜气泡。每个气泡内充满体积为V0，压强为p0的气体。现把平板状物品恰好水平放在n个完整的气泡上。设被压的气泡不漏气，且气体温度保持不变。当每个气泡的体积压缩了ΔV时，其与物品接触面的边界为S。则此时每个气泡内气体的压强为________，此减震垫对平板物品的支持力为________。
18．在标准大气压下做托里拆利实验时，由于不慎，使管中混入少量空气，实验结果如图所示，这时管中稀薄空气的压强是________。
19．如图，一粗细均匀、底部装有阀门的U型管竖直放置，其左端开口、右端封闭、截面积为4cm2.现关闭阀门将一定量的水银注入管中，使左管液面比右管液面高5cm，右端封闭了长为15cm的空气柱。已知大气压强为75cmHg，右管封闭气体的压强为___________cmHg；若打开阀门使一部分水银流出，再关闭阀门，重新平衡时左管的水银面不低于右管，那么流出的水银最多为___________cm3。
三、解答题
20．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。
21．如图，上端开口、下端封闭的足够长的细玻璃管竖直放置，一段长为的水银柱下方封闭有长度也为l的空气柱。已知大气压强为，如果使玻璃管绕封闭端在竖直平面内缓慢地转动半周，求在开口向下时管内封闭空气柱的长度。
22．如图所示，竖直面内有B端封口、A端开口的直角导热粗细均匀细玻璃管，两边管长均为L，现在管内靠近B端用水银封闭一段气柱，使得A端气柱长恰与其相等，用活塞封闭A端（此时气柱长不变），测得这两段气柱长均为x= 16 cm。现将该玻璃管逆时针缓慢旋转90° ， 使A端在下B端在上，测得此时B端气柱长度是A端气柱长度的3倍，求管长L （转动过程两端气柱无气体交换，大气压强为p0= 76cmHg）。
23．如图所示，一根一端封闭另一端开口向上导热的直角玻璃管竖直放置，水平段玻璃管长为Lx，竖直段玻璃管长为Ly，两段玻璃管粗细一样，口径极小，一段长为L1的水银柱位于竖直段玻璃管下端，此时水平管内封闭的气体长度刚好为Lx，已知大气压p0=76cmHg，Lx=27cm，Ly=19cm，L1=12cm。
（1）求此时水平玻璃管内封闭的气体压强；
（2）如果保持温度不变，将直角玻璃管以水平玻璃管为轴转动180°，求从玻璃管流出的水银柱长度ΔL。
24．如图所示，导热性能良好的柱形金属容器竖直放置，容器上端的塞子将容器内的某种理想气体密闭，内有质量为m的厚度不计的活塞将容器分为A和B两个气室，活塞与容器内壁间气密性良好，且没有摩擦，活塞横截面积为S，已知重力加速度大小为g，外界大气压强为，A和B两个气室的体积均为V0，A气室内气体的压强为，求：
（1）A和B两个气室中气体的质量之比；
（2）拔去容器上端的塞子，等稳定后，容器内的活塞移动的距离。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】
气体做的是等温变化，由玻意耳定律得：
，
解得：
p′=2p0
故选D。
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．A
【详解】
为了使A管内水银面上升，即使封闭空气的体积减小，根据玻意耳定律可知应使封闭空气的压强增大，所以应缓慢上移B管，使B中水银面比A中水银面高，故A正确。
故选A。
4．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。
5．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。
6．B
【详解】
设大气压为p0，水银的密度为ρ，则管中封闭气体的压强
p=p0+ρgh1=p0+ρgh2
解得
h1=h2
A．如果温度升高，封闭气体压强与体积都增大，h1、h2都增大，故A错误；
B．若大气压升高时，封闭气体的压强增大，由玻意耳定律pV=C可知，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B正确；
C．若把弯管向下移动少许，封闭气体的体积减小，由玻意耳定律pV=C可知，气体压强增大，h1、h2都增大，故C错误；
D．右管中滴入少许水银，封闭气体压强增大，封闭气体体积减小，h1、h2都增大，故D错误。
故选B。
7．C
【详解】
设使轮胎内气体压强达到2.5p0的充气时间为tmin，此时内胎体积为V2，压强为p2；胎内气体在压强为p1时体积为V1，由玻意耳定律得
其中
，，
联立解得
则充入胎内气体在压强为1.5 p0时的体积为
对充入胎内气体，由玻意耳定律得
其中
联立方程解得
故选C。
8．B
【详解】
左管内水银面相对水银槽内的水银的高度差等于右管中水银柱的高度h，则要使得左管内部水银面相对水银槽上升，则必须要减小h，可把弯管向右侧倾斜一点，将水银柱的竖直高度减小。另外三个方法均不能使左管内部水银面相对水银槽上升。
故选B。
9．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。
10．D
【详解】
当将管慢慢地向上提起时，假设上段空气柱长度不变，则下段空气柱体积增大，由玻意耳定律可知压强减小，从而导致上段气体压强减小，因此上段气体体积增大，故l1、l2都变大，故ABC错误，D正确。
故选D。
11．D
【详解】
一开始玻璃管处于平衡状态，放手后，玻璃管可能速度向上，或者向下，或者为零。刚开始运动时，玻璃管的内部气体的压强大于外部，所以玻璃管的加速度大于重力加速度g；最初水银所受合力为零，当玻璃管向下或向下运动后，内部气体压强减小，内外气体压强差减少，所以最初的短时间内，水银的加速度在逐渐变大，玻璃管的加速度逐渐变逐渐变小。
故选D。
12．A
【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．A
【详解】
捏尾部的橡胶头，使其体积减小，排出一定空气后，管内气体的压强为
水进入了滴管后的压强为
根据玻意尔定律
可得后来气体体积大于初始体积即
所以
V1>V2
故A正确，BCD错误。
故选A。
14．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。
15．B
【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。
16． 90 368
【详解】
分别列出初态和末态封闭气体的压强、体积，由根据玻意耳定律列式可求出A管中气体的压强；先写出末状态的压强，根据几何关系求右管管口移动的距离，然后由查理定律即可求出A管中气体的温度．
（1）气体做等温变化，初状态，；末状态：．，根据玻意耳定律，代入数据得：
（2）第二个过程为等容变化，初状态：
末状态：末状态左右两管液面的高度差
根据查理定律可得：
代入数据
解得：
17．
【详解】
[1][2]．设压缩后每个气泡气体压强为p，由玻意耳定律得到
解得
对其中的一个气泡
解得
平台对减震垫的压力为
18．6厘米汞柱
【详解】
70cm高的水银柱产生的压强是70cmHg，而大气的压强相当于76cm水银柱产生的压强，所以被封闭气体的压强为
19． 80 28
【详解】
[1] 右管封闭气体的压强为
[2] 重新平衡时左管的水银面不低于右管，左右液面相平时流出的水银最多，设此时右侧液面下降高度为L，则
代入数据得
右侧下降1cm左右液面相平则左侧要下降6cm，故
20．（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
21．
【详解】
管口朝上时，管内气体压强
管口朝下时，管内气体压强
设玻璃管内横截面积为S，管口朝下时，管内气柱长度为lx，则由等温变化有
得
22．72cm
【详解】
玻璃管导热，又由于缓慢旋转，此过程气体状态变化可看成是等温变化。设末态时，A端气柱长为xA，则B端气柱长为3xA,有
可得
对A端气柱，有
对B端气柱，有
又
联立可得
L=72cm
23．（1）88cmHg；（2）2cm
【详解】
（1）由平衡条件可得，水平玻璃管内封闭的气体压强
p1=p0+pL1=76cmHg+12cmHg=88cmHg
（2）设转动后玻璃管中剩余水银柱长为L2，玻璃管横截面积为S。如图
初态封闭气体压强及体积为
p1=88cmHg，V1=LxS
末态封闭气体压强及体积为
p2=p0﹣pL2=（76﹣L2）cmHg
V2=（Lx+Ly﹣L2）S
封闭气体发生等温变化，由玻意耳定律得
p1V1=p2V2
解得
L2=10cm
则从玻璃管流出的水银柱长度
ΔL=L1﹣L2=12cm﹣10cm=2cm
24．（1）；（2）
【详解】
（1）由题意知，A和B气室中的气体的体积相等，温度相同，A气室中气体的压强为
B气室中气体的压强为
假设让B气室中气体发生等温膨胀，使其压强等于A气室中气体的压强，由玻意耳定律知
pBV0=pAVB
故两气室中气体的质量之比
（2）若拔去塞子，待稳定后，B气室内气体的温度仍与外界相同，压强为
设此时B气室中气体的体积为V，根据玻意耳定律有
pBV0=pB'V
解得
V=V0
因此活塞向下移动的距离为
答案第1页，共2页
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