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1、第 - 1 - 页 共 8 页 课时训练课时训练 11 气体实验定律气体实验定律() 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. 2 1 = 1 2 = 0+ 1 0+ 2 = 0+ 20 0+ 0 = 30 20 = 3 2 2.一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
2、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 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. 第 - 2 - 页 共 8 页 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
3、气体质量 与原来质量之比为( ) A.19B.120C.239D.118 答案 B 解析由 p1V1=p2V2,得 p1V0=p0(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. 20 400 = 1 20 5.(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
4、 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=, 1 2 1 2 可得 1= 2,即 2=21,故 B、C 正确. 1 2 6.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 atmB.2.0 atm C.1.5 atmD.1.0 atm 答案 A 第 - 3 - 页 共 8 页 解析根据玻意耳定律,有 p1V1+p1V2=p2V1,解得 p2=2.5 atm.
5、 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
6、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.1 0 C.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=,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+. ( + ) 1 2 ( + )0 第 - 4 - 页 共 8 页 9.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
7、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
8、第 一 种 抽 法 中 :三 次 抽 取 时 ,设 钢 瓶 中 气 体 压 强 分 别 为 p1、 p2、 p3,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 ( + 0) 3 强为 p,则 pV=p(V+3V0),p=p,其中 V0=1 L,p 为钢瓶中气体开始时的压强,V 为钢瓶的容 + 30 积.因p3p,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
9、. 则在输液过程中(瓶 A 中尚有液体)( ) 第 - 5 - 页 共 8 页 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 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
10、,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 图是双曲线中的 1 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. 第 - 6 - 页 共 8 页 (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
11、. (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
12、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. 1 14.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 p0 2 3 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
13、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, 第 - 7 - 页 共 8 页 V1=l1S, V2=l2S. 由几何关系,得 h=2(l2-l1). 联立式,代入数据,得 p= p0. 2 3 15.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
14、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 第 - 8 - 页 共 8 页 V=2V+Sl. 联立式,得 l=. ( 0 + )