4.1 气体实验定律 同步练习（含答案解析） (3)

4.1
气体实验定律
同步练习
一、选择题（本题包括7小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确）
1.如图所示，有一压力锅，锅盖上的排气孔截面积约为，限压阀重为0.7
N.使用该压力锅对水消毒，根据下列水的沸点与气压关系的表格，分析可知压力锅内的最高水温约为(大气压强为1.01×
）
(
)
A.100
℃
B.112
℃
C.122
℃
D.124
℃
2.一定质量的气体在温度保持不变时，压强增大到原来的4倍，则气体的体积变为原来的(
)
A.4倍
B.2倍
C.1/2倍
D.1/4倍
3.一个气泡由湖面下20
m深处缓慢上升到湖面下10
m深处，它的体积约变为原来体积的(
）
A.3倍
B.2倍
C.1.5倍
D.0.7倍
4.如图所示，为一定质量的气体在不同温度下的两条等温线，则下列说法正确的是（
）
A.从等温线可以看出，一定质量的气体在发生等温变化时，其压强与体积成反比
B.一定质量的气体，在不同温度下的等温线是不同的
C.由图可知
D.由图可知
5.图中，表示压强，表示体积，为热力学温度.各图中正确描述一定质量的气体发生等温变化的是（
）
6.如图所示，一个横截面积为
的圆筒形容器竖直放置，金属圆板的上表面是水平的，下表面是倾斜的，下表面与水平面的夹角为，圆板的质量为，不计圆板与容器内壁的摩擦，若大气压强为，则被圆板封闭在容器中的气体压强等于（
）
A.
B.
C.
D.
7.如图所示，是一定质量的理想气体状态变化的
图象，气体由状态
变化到状态的过程中，气体分子平均速率的变化情况是（
）
A.一直保持不变
B.一直增大
C.先减小后增大
D.先增大后减小
二、填空题（请将正确的答案填到横线上）
8.若大气压强为
Pa，则在水下
m深处的气泡内的气压刚好等于Pa.（取10
Nkg）
三、计算题（本题共5小题，共55分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，
答案中必须明确写出数值和单位）
9.(9分)如图所示，已知大气压
相当于cm
，水银柱产生的，图中水银柱的长度都为
10
cm，求下列各图中被水银柱封闭的气体的压强.
10.
如图所示，一定质量的理想气体被活塞封闭在可导热的气缸内，活塞相对于底部的高度为，可沿气缸无摩擦地滑动.取一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上.沙子倒完时，活塞下降了.再取相同质量的一小盒沙子缓慢地倒在活塞上表面上.外界大气的压强和温度始终保持不变，求此次沙子倒完时活塞离气缸底部的高度.
11.
粗细均匀的U形管，右端封闭有一段空气柱，两管内水银面高度差为19
cm，封闭端空气柱长度为40
cm，如图8所示.问向左管内再注入多少水银可使两管水银面等高 已知外界大气压强=76
cmHg，灌入水银过程中温度保持不变.
12.
用来喷洒农药的压缩喷雾器的结构如图所示，的容积为7.5
L，装入药液后，药液上方空气为1.5
L.关闭阀门，用打气筒每次打进
Pa的空气250
.求:
(1)要使药液上方气体的压强为4×
Pa，应打几次打气筒
(2)当中有4×
Pa的空气后，打开阀门可喷洒药液，直到不能喷洒时，喷雾器剩余药液的体积是多少 (忽略喷管中药液产生的压强)
13.如图所示为一长100
cm的粗细均匀的玻璃管开口向上竖直放置，管内由
20
cm长的水银柱封闭着50
cm长的空气柱，今若将管口向下竖直放置，求空气柱长变为多少？（设外界大气压强为75
cmHg)
参考答案
一、选择题
1.C解析：当压力锅的限压阀刚好未被顶起时锅内压强最大，温度最高，，由表知此时锅内温度为122
℃，故选C.
2.D解析：根据玻意耳定律，即气体的体积变为原来的.
3.C解析:由于气泡缓慢上升，因此其内气体始终与湖水的温度相同，即温度保持不变.在湖面下20
m处，气体的压强约为即为1个标准大气压，湖面上的大气压强为1
atm)；在湖面下10
m深处，气体的压强约为=2
atm，由玻意耳定律得
4.ABD解析：根据等温图线的物理意义可知
选项正确；气体的温度越高，等温线离坐标原点越远，所以C错误，D正确.
5.AB解析:
图中可以直接看出温度不变；
图说明∝即=常数，是等温过程；
图是双曲线，但横坐标不是体积不是等温线；
图应为双曲线，也不是等温线.
6.D解析:为求气体的压强，应以封闭气体的金属圆板为研究对象，其受力分析如图11所示.由物体的平衡条件得，解得.
方法点拨:在静止或匀速运动的系统中，求被活塞或气缸封闭的气体压强时，通常用力的平衡去解.即取活塞或气缸为研究对象，对其进行受力分析，由合力
=0列式求气体压强.对本题，由于压力垂直作用在物体表面，因此被封闭气体对金属圆板的压力不是竖直向上的.正确求出被封闭气体对金属圆板的压力是解题的关键.
7.D解析:由图象可知，，所以
两状态的温度相等，在同一等温线上.由于离原点越远的等温线温度越高，所以从状态
到状态
温度应先升高后降低，分子平均速率先增大后减小.
二、填空题
8.10解析:气泡内气体的压强
即.
点拨：计算时不要漏掉大气压强.
三、计算题
9.
解析:题图甲:.
图乙:.
题图丙：.
10.
解析:设大气和活塞对气体的总压强为
，加一小盒沙子对气体产生的压强为
，由玻意耳定律得
①
由①式得②
再加一小盒沙子后，气体的压强变为.设第二次加沙子后，活塞的高度为，由玻意耳定律得③
联立②③式解得
.
11.39
cm解析:以右管中被封闭气体为研究对象.气体在初状态时
.则由玻意耳定律得:.需加入的水银柱长度应为.
方法点拨:应用玻意耳定律解题技巧:
明确研究对象，根据题意确定所研究的是哪部分封闭气体，注意其质量和温度应不变；
明确状态参量，找准所研究气体初、末状态的值；
列方程、求解，根据玻意耳定律列方程，即，计算时各量的单位保持一致，不一定都用国际单位制.
12.解析:(1)设原来药液上方空气体积为
，每次打入空气的体积为，打
次后压强由
变为
，以
中原有空气和
次打入
中的全部气体为研究对象，由玻意耳定律得:，故.
(2)打开阀门，直到药液不能喷射，忽略喷管中药液产生的压强，则
容器内的气体压强应等于外界大气压强，以
中气体为研究对象
因此容器中剩余药液的体积为.
13.82.5
cm
解析:以封闭气体为研究对象，
设管的横截面积为，开口向下时气柱为.
初态，
末态，
由玻意尔定律得:，解得，
由于.
不符合实际，说明管口向下竖起放置时有水银溢出.再设剩有水银.
则由得:
，
解得:舍去.
气柱长为100
cm17.5
cm=82.5
cm.
图8