同步课时精练（五）2.2气体实验定律（Ⅱ）（含解析）

同步课时精练（五）2.2气体实验定律（Ⅱ）（后附解析）
一、单选题
1．下列哪一组物理概念的提出采用的都是“建立物理模型”这一方法（　　）
A．“平均速度”“质点”“电场强度”
B．“质点”“点电荷”“理想气体”
C．“点电荷”“总电阻”“电场强度”
D．“点电荷”“平均速度”“总电阻”
2．有甲、乙、丙、丁四位同学在做“研究气体实验定律实验”，分别得到如下四幅图像（如图所示）。则如下的有关他们的说法，不正确的是（ ）
A．若甲研究的是查理定律，则他作的图像可能是图a
B．若乙研究的是玻意耳定律，则他作的图像可能是图b
C．若丙研究的是查理定律，则他作的图像可能是图c
D．若丁研究的是盖-吕萨克定律，则他作的图像可能是图d
3．一定质量的理想气体从状态A经过B、C、D再到A，其体积V和热力学温度T的关系图像如图所示，BA和CD的延长线均经过O点，则下列说法正确的是（　　）

A．状态B的压强小于状态C的压强
B．状态B的内能和状态D的内能不同
C．从状态C到状态D，每个气体分子的速率都减小
D．从A到B的过程中，单位时间单位面积与容器壁碰撞的分子数增加
4．某同学设计了一种温度计，结构如图所示，大玻璃泡A封装一定质量气体，与A相连的B管（内径可忽略）插在水槽中，管内有长度为x的水柱，可根据水柱长度来判断环境温度。下列分析正确的是（　　）
A．若大气压强不变，温度升高，x增大
B．若大气压强不变，温度降低，x增大
C．若气温不变，大气压强增大，x减小
D．若气温不变，大气压强减小，x增大
5．一定质量的理想气体的压强随温度变化的图像如图所示，该气体从状态a开始，经历a→b、b→c、c→a三个过程回到原状态，下列判断正确的是（　　）
A．状态a气体的温度最高
B．状态c气体的温度最低
C．状态a的体积小于状态b的体积
D．状态b的体积小于状态c的体积
6．下列说法正确的是（　　）
A．图甲为中间有隔板的绝热容器，隔板左侧装有温度为T的理想气体，右侧为真空。现抽掉隔板，气体的最终温度小于T
B．图乙为布朗运动示意图，悬浮在液体中的微粒越大，在某一瞬间跟它相撞的液体分子越多，撞击作用的不平衡性表现得越明显
C．图丙为分子间作用力随分子间距的变化规律，分子间距从C到A的过程中，分子引力和分子斥力均减小，但分子力表现为引力
D．图丁为一定质量的理想气体压强与温度的关系图，气体由状态A变化到状态B的过程中体积不变
7．一定质量的理想气体，温度为100℃时压强为p，保持体积不变，使其温度从100℃升高到200℃，则其压强变为（ ）
A．2p B． C． D．
8．如图所示，两端封闭的U型管中有一段水银将空气隔成A、B两部分，当管竖直放置时，玻璃管内空气柱长分别为和，现将玻璃管周围温度逐渐升高时，则（　　）
A．变长，变短
B．变短，变长
C．和不变化
D．条件不足，不能判断．
9．如图所示，一定质量的理想气体，从图示A状态开始，经历了B、C状态，最后到D状态，其中BC平行于T轴，CD平行于V轴。下列说法正确的是（　　）
A．A→B过程，压强不变，分子平均动能变小
B．B→C过程，压强变大，分子平均动能变小
C．B→C过程，压强变小，分子密集程度不变
D．C→D过程，压强变大，分子密集程度变小
二、多选题
10．处于竖直面内两端开口粗细均匀的U形管内用两段水银柱封闭一定质量的空气。稳定后空气柱的长为l，各液面P、Q、M、N的位置如图。当气体温度升高时，下列说法中正确的是（　　）

A．空气柱的长度l增大 B．空气柱的长度l不变
C．液面MN间高度差减小 D．液面MN间高度差不变
11．一定质量的理想气体，在温度不变的条件下，将其压强变为原来的2倍，则（　　）
A．气体分子的平均动能增大 B．气体的密度变为原来的2倍
C．气体的体积变为原来的一半 D．气体的分子总数变为原来的2倍
12．下列图像与实际不相符的是（ ）
A． B．
C． D．
三、解答题
13．如图所示是某气压式柱形保温瓶的结构示意简图，活塞只在受到压力时才向下移动，倒入热水后，活塞a的下表面与液体相距h，两者间密闭有一定质量的气体，密闭气体的压强等于外界大气压强．
①刚倒入热水时，瓶内空气温度为T1，经过一段时间温度降至T2，此时瓶内气体的压强多大？
②当温度降至T2时，要把瓶中的水压出瓶外，活塞a至少下降多少距离？（设压活塞过程中气体温度不变）．
14．某升降椅简化结构如图所示，座椅和圆柱形导热汽缸固定在一起，与粗细均匀的圆柱形气缸杆密封住长度为L = 40cm的理想气体。质量为M = 45kg的人坐到座椅上并双脚悬空，座椅下降一段距离后稳定。已知座椅和汽缸总质量为m = 5kg，圆柱形气缸杆的横截面积为S = 25cm2，座椅下降过程中汽缸内气体无泄漏，汽缸下端不会触碰到底座。若不计汽缸与气缸杆间的摩擦力，大气压强恒为p0= 1.0 × 105Pa，环境温度不变，取重力加速度g = 10m/s2。求：
（1）人未坐上座椅时，汽缸内气体的压强大小；
（2）人坐上座椅到稳定，座椅下降的距离；
（3）试分析上述的过程中，筒内气体吸放热和做功的关系？

15．如图所示，一个内壁光滑的圆柱形汽缸竖直置于水平面上，高度为L=0.8m，底面积为S=20cm2，缸内有一个质量为m=10kg的活塞，封闭了一定质量的理想气体。温度为27℃时，缸内气体高为L0=0.5m。已知重力加速度为g=10m/s2，大气压强为p0=1.0×105Pa，不计活塞厚度及活塞与体的摩擦，求：
（1）采用缓慢升温的方法使活塞与汽缸脱离，缸内气体的温度至少要升高到多少
（2）从开始升温到活塞刚要脱离汽缸，缸内气体压力对活塞做功多少
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
解析：“平均速度” 和“电场强度”都是比值定义法；“质点”“点电荷”“理想气体”都是理想模型；“总电阻”是等效法；
答案：B。
2．C
解析：AC．查理定律研究的是等容变化，压强与温度成正比，且过坐标原点，故A正确，不符合题意，C错误，符合题意；
B．玻意耳定律研究的是等温变化，压强与体积成反比，故B正确，不符合题意；
D．盖一吕萨克定律，研究的是等压变化，体积与温度成正比，故D正确，不符合题意。
答案：C。
3．A
解析：A．根据理想气体状态方程有
可知，V-T图像上各点与原点连线的斜率与压强的倒数成正比，所以状态B的压强小于状态C的压强，故A正确；
B．状态B和状态D的温度相同，所以内能相同，故B错误；
C．从状态C到状态D，温度降低，气体的平均动能变小，但不是每个气体分子的速率都减小，故C错误；
D．从A到B的过程中，气体压强不变，体积变大，温度升高，气体分子数密度减小，而气体分子平均速率变大，气体分子对器壁的平均碰撞力变大，根据气体压强的微观解释可知单位时间单位面积与容器壁碰撞的分子数减小，故D错误。
答案：A。
4．B
解析：设玻璃泡A中气体压强为p，外界大气压强为p'，则p'=p+pgx，且玻璃泡中气体与外界大气温度相同。
AB．根据理想气体的状态方程可知，当大气压强不变，温度升高，A压强增大，x减小，温度降低，x增大，A错误，B正确；
CD．气温不变，大气压强增大，x增大，大气压强减小，x减小，CD错误。
答案：B。
5．D
解析：AB．由图可知，状态c气体的温度最高，选项AB错误；
C．状态ab温度相同，状态a压强小，根据
pV=C
则状态a的体积大于状态b的体积，选项C错误；
D．状态bc压强相同，状态b的温度低，则根据
状态b的体积小于状态c的体积，选项D正确。
答案：D。
6．C
解析：A．抽掉隔板，气体自由膨胀，对外不做功，又是绝热，则气体的最终温度还是T。故A错误；
B．悬浮在液体中的微粒越小，在某一瞬间跟它相撞的液体分子越少，撞击作用的不平衡性表现得越明显。故B错误；
C．由丙图可知，C点为平衡位置，分子间距从C到A的过程中，分子引力和分子斥力均减小，但分子力表现为引力。故C正确；
D．由公式得
可知，图线上的点与原点的连线的斜率为，则斜率越大体积越小，知气体由状态A变化到状态B的过程中体积增大。故D错误。
答案：C。
7．B
解析：由查理定律可知
初状态
末状态
解得
答案：B。
8．B
解析：由题意可知，在原来温度设为下，我们假设和不变，可作出如图所示的两条等容线
由图象可看出斜率大的是B气体的等容线，斜率小的是A气体的等容线，当温度升高时，即从横轴向右移，从图中看出，故B端水银面要上升，A端水银面要下降，故B正确，ACD错误。
答案：B。
9．C
解析：A．A→B过程，根据 ，图线通过原点，所以压强不变；温度升高，分子平均动能变大，A错误；
BC．B→C过程，根据，体积不变，温度降低，压强变小；因为温度降低，分子平均动能变小；因为体积不变，所以分子的密集程度不变，B错误，C正确；
D．C→D过程，根据，温度不变，体积减小，压强变大；因为体积减小，分子密集程度变大，D错误。
答案：C。
10．AD
解析：AB.封闭气体做等压变化，根据盖吕萨克定律可知，当气体温度升高时，封闭气体的体积增大，空气柱的长度增大，故A正确，B错误；
CD．封闭气体做等压变化，故液面MN间高度差不变，故C错误，D正确。
答案：AD。
11．BC
解析：由于气体的温度不变，有理想气体状态方程可得压强变为原来的2倍，气体的体积变为原来的
A. 温度为气体平均动能的标志，温度不变，则分子平均动能不变，故A错误；
B. 气体的体积变为原来的，质量没变，气体的密度变为原来的2倍，故B正确；
C. 气体的体积变为原来的，故C正确；
D. 气体质量不变，分子总数不变，故D错误；
答案：：BC。
12．AD
解析：A．温度越高，则速率较大的分子所占的百分比越大，故A正确；
B．直线AB的斜率
直线AB的方程
则
可知，V=5时，pV乘积最大，根据pV=CT，可知C不变，pV越大，T越高。状态在（5，2.5）处温度最高，在A和B状态时，pV乘积相等，说明在AB处的温度相等，所以从A到B的过程中，温度先升高，后又减小到初始温度，温度是分子平均动能的标志，所以在这个过程中，气体分子的平均动能先增大后减小，故B错误；
C．当时分子力表现为零，分子引力和斥力都随分子间距离增大而减小，故C错误；
D．根据可知，气体的等容变化图像应该过热力学温度的零点，图像D正确。
答案：AD。
13．①；②
解析：①由查理定律可得
解得
②设活塞的横截面积为S，下降的距离为x
由玻意耳定律有
解得
14．（1）1.2 × 105Pa；（2）24cm；（3）见解析
解析：（1）人未坐上座椅时，座椅受力平衡可得
p1S = p0S＋mg
解得
p1= 1.2 × 105Pa
（2）人坐上座椅稳定后，人和座椅受力平衡可得
p2S = p0S＋(m＋M)g
设人坐上座椅稳定后，汽缸内气体长度为h。根据气体的玻意耳定律可得
p1SL = p2Sh
座椅下降的距离
h = L－h
解得。
h = 24cm
（3）由于汽缸为导热汽缸，则
U = 0
人坐上座椅稳定后压缩气体，则
W > 0
再根据热力学第一定律U = Q＋W，可知汽缸放出热量，且放出的热量等于外界对气体做的功。
15．（1）；（2）
解析：（1）设内部气体的压强为，活塞缓慢移动，始终处于平衡状态，根据活塞的平衡，有
得
①
内部气体压强没有发生改变，根据盖·吕萨克定律可得
带入数据解得
缸内气体的温度至少要升高到，即。
（2）缸内气体压力对活塞做功
②
③
联立①②③并带入数据得
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页