1、第七节 气体实验定律()课时训练 11 气体实验定律()基础夯实1.一个气泡由湖面下 20 m 深处上升到湖面下 10 m 深处,它的体积约变为原来体积的(温度不变,水的密度为 1.0103 kg/m3,g 取 10 m/s2)( )A.3 倍 B.2 倍 C.1.5 倍 D.0.7答案 C解析根据玻意耳定律,有.21=12=0+10+2=0+200+0=3020=322.一定质量的气体由状态 A 沿直线变到状态 B 的过程如图所示,A、B 位于同一双曲线上,则此变化过程中,温度( )A.一直下降 B.先上升后下降C.先下降后上升 D.一直上升答案 B解析可作出过直线 AB 上各点的等温线与过
2、 A、B 两点的等温线进行比较.3.(多选) 为了将空气装入气瓶内,现将一定质量的空气等温压缩 ,空气可视为理想气体.下列图象中,能正确表示该过程中空气的压强 p 和体积 V 关系的是( )答案 BC解析由气体等温变化的玻意耳定律 pV=C 知,B 、C 正确.能力提升4.大气压强 p0=1.0105 Pa.某容器容积为 20 L,装有压强为 2.0106 Pa 的某种气体(不计分子势能),如果保持气体温度不变,把容器的开关打开,待气体达到新的平衡时,容器中剩下的气体质量与原来质量之比为( )A.19 B.120 C.239 D.1 18答案 B解析由 p1V1=p2V2,得 p1V0=p0(
3、V0+V),V0=20 L,得 V=380 L.即容器中剩余 20 L、1 atm 的气体,而同样大气压下原容器中气体的总体积为 400 L,所以剩下气体的质量与原来质量之比等于同压下气体的体积之比: ,B 项正确.20400=1205.(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 倍答案 BC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= V1,1= ,2= ,12 1
4、 2可得 1= 2,即 2=21,故 B、 C 正确.126.空气压缩机的储气罐中储有 1.0 atm 的空气 6.0 L,现再充入 1.0 atm 的空气 9.0 L.设充气过程为等温过程,空气可看作理想气体,则充气后储气罐中气体压强为( )A.2.5 atm B.2.0 atmC.1.5 atm D.1.0 atm答案 A解析根据玻意耳定律,有 p1V1+p1V2=p2V1,解得 p2=2.5 atm.7.如图所示,某种自动洗衣机进水时,与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气,通过压力传感器感知管中的空气压力,从而控制进水量.设温度不变,洗衣缸内水位升高,则细管中被封闭的空气( )A.体
5、积不变,压强变小 B.体积变小,压强变大C.体积不变,压强变大 D.体积变小,压强变小答案 B解析水位升高,封闭气体体积减小,由玻意耳定律 pV=C 可知压强变大,选项 B 正确.8.如图所示,一个厚度可以不计、质量为 m 的汽缸放在光滑的水平地面上,活塞的质量为 m,面积为 S,内部封有一定质量的气体.活塞不漏气,摩擦不计,外界大气压强为 p0,若在活塞上加一水平向左的恒力 F(不考虑气体温度的变化 ),当汽缸和活塞以共同加速度运动时 ,缸内气体初末状态的长度之比是( )A. B.10C.1+ D.1+0 (+)0答案 D解析初态 p1=p0,V1=l1S;加上力 F 后,整体的加速度是 a
6、= ,对活塞,由牛顿第二定律 ,得 p0S+F-p2S=ma,得+p2=p0+ ,由玻意耳定律 p1V1=p2V2,得 =1+ . (+) 12 (+)09.如图所示,两端开口的均匀玻璃管竖直插入水银槽中,管中有一段水银柱 h1 封闭一定质量的气体,这时管下端开口处内外水银面高度差为 h2,若保持环境温度不变,当外界压强增大时,下列分析正确的是( )A.h2 变长 B.h2 变短C.h1 上升 D.h1 下降答案 D解析被封闭气体的压强为 p=p0+ph1,或 p=p0+ph2,始终有 h1=h2;当 p0 增大时,被封闭气体的压强增大,由玻意耳定律知,封闭气体的体积应减小.10.(多选) 钢
7、瓶中装有一定量的气体,现在用两种方法抽钢瓶中的气体 ,第一种方法用小抽气机,每次抽 1 L 气体,共抽取 3 次;第二种方法是用大抽气机,一次抽取 3 L 气体.下列说法正确的是( )A.两种抽法抽去的气体质量一样多B.第一种抽法抽去的气体质量多C.第一种抽法中每次抽去的质量一样多D.第一种抽法中,每次抽去的质量逐渐减少答案 BD解析第一种抽法中:三次抽取时 ,设钢瓶中气体压强分别为 p1、p 2、p 3,则 pV=p1(V+V0),p1V=p2(V+V0),p2V=p3(V+V0),p3=p ;第二种抽法中,设抽取后,瓶中气体压强为 p,则(+0)3pV=p(V+3V0),p=p ,其中 V
8、0=1 L,p 为钢瓶中气体开始时的压强,V 为钢瓶的容积.因+30p3p,故第一种抽法抽去的气体质量多,B 项正确;第一种抽法中,每次抽取的气体的压强是逐渐降低的,D 项正确.11.(多选)右图是医院为病人输液的部分装置,图中 A 为输液瓶 ,B 为滴壶,C 为进气管,与大气相通.则在输液过程中(瓶 A 中尚有液体 )( )A.瓶 A 中上方气体的压强随液面的下降而增大B.瓶 A 中液面下降,但 A 中上方气体的压强不变C.滴壶 B 中的气体压强随 A 中液面的下降而减小D.在瓶中药液输完以前,滴壶 B 中的气体压强保持不变答案 AD解析进气管 C 端的压强始终是大气压强 p0,设输液瓶 A
9、 内的压强为 pA,可以得到 pA=p0-gh,因此 pA 将随着 h 的减小而增大.滴壶 B 的顶端液面与进气管 C 顶端的高度差不受输液瓶 A内液面变化的影响,因此压强不变.12.下列各图中,p 表示压强,V 表示体积,T 为热力学温度,各图均描述一定质量的气体的等温变化,不正确的是(C 中图线是双曲线的一支)( )答案 D解析 A 图中可以直接看出温度不变 ;B 图说明 p ,即 pV=常数,是等温过程;C 图是双曲线中1的一支,也是等温线;D 图的 pV 乘积越来越大,表明温度升高.D 项符合题意.13.在探究气体等温变化的规律实验中,封闭的空气如图所示,U 形管粗细均匀,右端开口,已
10、知外界大气压相当于 76 cm 高的水银柱产生的压强,图中给出了空气的两个不同的状态.(1)实验时甲图空气的压强相当于 cm 高的水银柱产生的压强 ;乙图空气压强相当于 cm 高的水银柱产生的压强. (2)实验时某同学认为管子的横截面积 S 可不用测量,这一观点正确吗 ?答: (选填“ 正确” 或“错误”). (3)数据测量完后在用图象法处理数据时,某同学以压强 p 为纵坐标,以体积 V(或空气柱长度)为横坐标来作图,你认为他这样做能方便地看出 p 与 V 间的关系吗?答: (选填“ 能” 或“不能”). 答案(1)76 80 (2)正确 (3)不能解析(1)甲图中空气压强为大气压强,乙图中空
11、气压强相当于 (76+4) cm 水银柱产生的压强.(2)由玻意耳定律 p1V1=p2V2,即 p1l1S=p2l2S,即 p1l1=p2l2(l1、 l2 为空气柱长度), 所以玻璃管的横截面积可不用测量.(3)以 p 为纵坐标,以 V 为横坐标,作出 p-V 图是一条曲线,但曲线未必表示反比关系,所以应再作出 p- 图,看是否是过原点的直线,才能最终确定 p 与 V 是否成反比.114.如图所示,粗细均匀、导热良好、装有适量水银的 U 形管竖直放置,右端与大气相通,左端封闭气柱长 l1=20 cm(可视为理想气体 ),两管中水银面等高.现将右端与一低压舱(未画出) 接通,稳定后右管水银面高
12、出左管水银面 h=10 cm.(环境温度不变,大气压强为 p0=75 cmHg)求稳定后低压舱内的压强.答案 p023解析设 U 形管横截面积为 S,右端与大气相通时左管中封闭气体压强为 p1,右端与一低压舱接通后,左管中封闭气体的压强为 p2,气柱长度为 l2,稳定后低压舱内的压强为 p.左管中封闭气体发生等温变化,根据玻意耳定律,得 p1V1=p2V2, p1=p0, p2=p+ph, V1=l1S, V2=l2S. 由几何关系,得 h=2(l2-l1). 联立 式,代入数据,得 p= p0.2315.如图,一底面积为 S、内壁光滑的圆柱形容器竖直放置在水平地面上,开口向上,内有两个质量均
13、为 m 的相同活塞 A 和 B;在 A 与 B 之间、B 与容器底面之间分别封有一定量的同样的理想气体,平衡时体积均为 V.已知容器内气体温度始终不变,重力加速度大小为 g,外界大气压强为 p0.现假设活塞 B 发生缓慢漏气,致使 B 最终与容器底面接触.求活塞 A 移动的距离.答案(0+)解析设平衡时,在 A 与 B 之间、B 与容器底面之间气体的压强分别为 p1 和 p2,由力的平衡条件,有p1S=p0S+mg, p2S=p1S+mg. 漏气发生后,设整个封闭气体体积为 V,压强为 p,由力的平衡条件,有pS=p0S+mg. 由玻意耳定律,得pV1=p1V, p(V-V1)=p2V. 式中 V1是原来 A 与 B 之间的气体在漏气发生后所占的体积.设活塞 A 移动的距离为 l(取升高时为正),按几何关系,有V=2V+Sl. 联立 式,得l= . (0+)
