2017-2018学年粤教版高中物理选修3-3习题：第二章+第七节气体实验定律（Ⅰ）+Word版含答案

第二章
固体、液体和气体
第七节
气体实验定律（Ⅰ）
A级　抓基础
1．一定质量的气体，压强为3
atm，保持温度不变，压强减小了2
atm，体积变化了4
L，则该气体原来的体积为(　　)
A.
L　　　B．2
L　　　C.
L　　　D．3
L
解析：设原来的体积为V1，则3V1＝(3－2)(V1＋4)，
得V1＝2
L.
答案：B
2．(多选)如图所示，一定质量的气体等温线上两点的压强、体积和温度如图所示，下列表达式正确的是(　　)
A．p1V1＝p2V2
B．p1V2＝p2V1
C．T1＝T2
D．T1＞T2
解析：一定质量的气体等温变化过程中，压强跟体积成反比，由两状态对应的压强(p1和p2)和体积(V2和V1)可知A错误，B正确，同一等温线上各状态温度是相等的，C正确，D错误．
答案：BC
3．(多选)一定质量的气体在发生等温变化时，下列物理量发生变化的是(　　)
A．气体的压强
B．单位体积内的分子数
C．分子的平均速率
D．分子的总数
解析：一定质量的气体在发生等温变化时，p和V都要发生变化，体积V发生变化单位体积内的分子数改变，A、B正确；温度不变，分子的平均动能不变，分子的平均速率不发生变化，C错误；质量一定，分子的总数不变，D错误．
答案：AB
4．(多选)一定质量的气体，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
解析：温度是分子平均动能的标志，由于温度不变．故分子的平均动能不变，据玻意耳定律得p1V1＝2p1V2，
解得：V2＝V1，ρ1＝，ρ2＝，
可得：ρ1＝ρ2，即ρ2＝2ρ1，故B、C正确．
答案：BC
5．(多选)一位质量为60
kg的同学为了表演“轻功”，他用打气筒给4只相同的气球充以相等质量的空气(可视为理想气体)，然后将这4只气球以相同的方式放在水平木板上，在气球的上方放置一轻质塑料板，如图所示．在这位同学慢慢站上轻质塑料板正中间位置的过程中，球内气体温度可视为不变．下列说法正确的是
(　　)
A．球内气体压强变大
B．球内气体压强变小
C．球内气体体积变大
D．球内气体体积变小
解析：气球被挤压后，气压变大，根据玻意耳定律pV＝C，体积将缩小，故A、D正确，B、C错误．
答案：AD
6．粗细均匀的玻璃管，一端封闭，长为12
cm，一个潜水员手持玻璃管开口向下潜入水中，当潜到水下某深度时看到水进入玻璃管中2
cm，求潜水员潜入水中的深度(取水面上大气压强p0＝1.0×105
Pa，g取10
m/s2)．
解析：设潜水员潜入水下的深度为h，玻璃管的横截面积为S，管内气体的初状态：p0，12S，末状态：p0＋ρgh，10S.
由玻意耳定律，得p0·12S＝(p0＋ρgh)·10S，得h＝＝2
m.
答案：2
m
B级　提能力
7．(多选)在室内，将装有5
atm的6
L气体的容器的阀门打开后，从容器中逸出的气体相当于(设室内大气压强p0＝1
atm)(　　)
A．5
atm，3
L
B．1
atm，24
L
C．5
atm，4.8
L
D．1
atm，30
L
解析：当气体从阀门逸出时，温度不变，所以p1V1＝p2V2，当p2＝1
atm时，得V2＝30
L，逸出气体30
L－6
L＝24
L，B正确．据p2(V2－V1)＝p1V1′得V1′＝4.8
L，所以逸出的气体相当于5
atm下的4.8
L气体，C正确．
答案：BC
8．如图所示，为中学物理课上一种演示气体定律的有趣仪器——哈勃瓶，它是一个底部开有圆孔，瓶颈很短的平底大烧瓶．在瓶内塞有一气球，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，在对气球缓慢吹气过程中，当瓶内气体体积减小ΔV时，压强增大20%.若使瓶内气体体积减小2ΔV，则其压强增大(　　)
A．20%
B．30%
C．40%
D．50%
解析：气体做的是等温变化，所以有pV＝1.2p(V－ΔV)和pV＝p′(V－2ΔV)，联立两式解得p′＝1.5p，故D正确．
答案：D
9.(多选)如图所示，玻璃管A和B同样粗细，A的上端封闭，两管下端用橡皮管连通，两管中水银柱高度差为h，若将B管慢慢地提起，则(　　)
A．A管内空气柱将变长
B．A管内空气柱将变短
C．两管内水银柱高度差将增大
D．两管内水银柱高度差将减小
解析：将B管慢慢提起，可以认为气体温度不变，在气体的压强增大时，A管内气柱将变短，而pA＝p0＋ph，所以高度差增大．
答案：BC
10．某自行车轮胎的容积为V，里面已有压强为p0的空气，现在要使轮胎内的气压增大到p，设充气过程为等温过程，空气可看成理想气体，轮胎容积保持不变，则还要向轮胎充入温度相同、压强也是p0、体积为多少的空气(　　)
A.V
B.V
C.V
D.V
解析：设将要充入的气体的体积为V′，据玻意耳定律有p0(V＋V′)＝pV，解得V′＝V，故选C.
答案：C
11．农村常用来喷射农药的压缩喷雾器的结构如图所示．A的容积为7.5
L，装入药液后，药液上方空气的压强为105
Pa，体积为1.5
L，关闭阀门K，用打气筒B每次打进105
Pa的空气250
cm3.则：
(1)要使药液上方气体的压强为4×105
Pa，打气筒活塞应打几次？
(2)当A中有4×105
Pa的空气后，打开阀门K可喷射药液，直到不能喷射时，A容器剩余多少体积的药液？
解析：(1)以V总、V分别表示A的总容积和打气前药液上方空气的体积，p0表示打气前A容器内药液上方的气体压强，V0表示每次打入的压强为p0的空气体积，p1表示打n次后A容器内药液上方的气体压强，以A中原有空气和n次打入A中的全部气体作为研究对象，由玻意耳定律，可得p0(V＋nV0)＝p1V，
所以n＝＝＝18(次)．
(2)打开阀门K，直到药液不能喷射，忽略喷管中药液产生的压强，则A容器内的气体压强应等于外界大气压强，以A容器内的气体作为研究对象，由玻意耳定律，可得p1V＝p0V′.
所以药液不能喷射时A容器内的气体体积：
V′＝V＝×1.5
L＝6
L，则A容器内剩余药液的体积：V剩＝V总－V′＝7.5
L－6
L＝1.5
L.
答案：(1)18次　(2)1.5
L
12．(2016·海南卷)如图，密闭气缸两侧与一U形管的两端相连，气缸壁导热；U形管内盛有密度为ρ＝7.5×102
kg/m3的液体．一活塞将气缸分成左、右两个气室，开始时，左气室的体积是右气室的体积的一半，气体的压强均为p0＝4.5×103
Pa.外界温度保持不变．缓慢向右拉活塞使U形管两侧液面的高度差h＝40
cm，取重力加速度大小g＝10
m/s2，U形管中气体的体积和活塞拉杆的体积忽略不计．求此时左、右两气室的体积之比．
解析：设初始状态时气缸左气室的体积为V01，右气室的体积为V02；当活塞至气缸中某位置时，左、右气室的压强分别为p1、p2，体积分别为V1、V2，由玻意耳定律，得
p0V01＝p1V1，①
p0V02＝p2V2，②
依题意有V01＋V02＝V1＋V2，③
由力的平衡条件有p2－p1＝ρgh，④
联立①②③④式，并代入题给数据，得
2V＋3V01V1－9V＝0，⑤
由此解得V1＝V01(另一解不合题意，舍去)，⑥
由③⑥式和题给条件，得V1∶V2＝1∶1.⑦
答案：1∶1