学年高中物理 第八章 气体练习新人教版选修33共4套25页Word下载.docx

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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

由题图可知空气被封闭在细管中，水面升高时，气体体积一定减小，根据玻意耳定律，气体压强就增大，选项B正确．

5．一个气泡由湖面下20m深处上升到湖面下10m深处，它的体积约变为原来体积的（温度不变，水的密度为1.0×

103kg/m3，g取10m/s2）（　　）

A．3倍B．2倍

C．1.5倍D．0.7

根据玻意耳定律有

＝

.

6．（多选）在室内，将装有5个标准大气压的6L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个标准大气压）（　　）

A．5个标准大气压的3L

B．1个标准大气压的24L

C．5个标准大气压的4.8L

D．1个标准大气压的30L

当气体从阀门跑出时，温度不变，所以p1V1＝p2V2.当p2＝1个标准大气压时，得V2＝30L，逸出气体30L－6L＝24L，B正确．据p2（V2－V1）＝p1V1′得V1′＝4.8L，所以逸出的气体相当于5个标准大气压的4.8L气体，C正确．故应选B、C.

BC

7.如图所示，开口向下插入水银槽的玻璃管内封闭着长为H的空气柱，管内外水银高度差为h.若缓慢向上提起玻璃管（管口未离开槽内水银面），H和h的变化情况是（　　）

A．h和H都增大B．h和H都减小

C．h增大，H减小D．h减小，H增大

假设上提玻璃管时水银柱不动，则封闭气体压强减小，在大气压的作用下水银柱上升．由大气压＝玻璃管中水银柱产生的压强＋封闭气体的压强知，封闭气体的压强减小，体积增大．

A

8．用DIS研究一定质量气体在温度不变时，压强与体积关系的实验装置如图甲所示，实验步骤如下：

①把注射器活塞移至注射器中间位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接．

②移动活塞，记录注射器的刻度值V，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p.

③用V

图象处理实验数据，得出如图乙所示的图线．

（1）为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是________________________________________________________________________．

（2）为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是________和________．

（1）为了保证气体的质量不变，要用润滑油涂在活塞上以达到封闭效果．

（2）气体的体积变化，外界对气体做正功或负功，要让气体与外界进行足够的热交换，一要时间长，也就是动作缓慢，二要活塞导热性能好．

（1）用润滑油涂活塞

（2）慢慢地抽动活塞　活塞导热性能好

[B组　素养提升]

9.（多选）如图所示，一定质量的气体由状态A变到状态B再变到状态C的过程，A、C两点在同一条双曲线上，则此变化过程中（　　）

A．从A到B的过程温度升高

B．从B到C的过程温度升高

C．从A到C的过程温度先降低再升高

D．A、C两点的温度相等

作出过B点的等温线如图所示，故TB>

TA＝TC，故从A到B的过程温度升高，A项正确；

从B到C的过程温度降低，B项错误；

从A到C的过程温度先升高后降低，C项错误；

A、C两点在同一等温线上，D项正确．

AD

10．今有一质量为M的汽缸，用质量为m的活塞封有一定质量的理想气体，当汽缸水平横放时，空气柱长为L0（如图甲所示），若汽缸按如图乙悬挂保持静止时，求气柱长度为多少．已知大气压强为p0，活塞的横截面积为S，它与汽缸之间无摩擦且不漏气，且气体温度保持不变．

对缸内理想气体，平放初态

p1＝p0，V1＝L0S

悬挂末态：

对缸体，Mg＋p2S＝p0S

即p2＝p0－

，V2＝LS

由玻意耳定律：

p1V1＝p2V2

即p0L0S＝

LS

得：

气柱长度为L＝

11．如图所示，长为L的封闭汽缸中，有一个隔热且厚度不计并能自由滑动的活塞，当活塞位于正中央时，用K卡住，此时A内气体压强是B内气体压强的n倍（n＞1），温度不变．若拔去K，活塞将向B方向移动多少？

设移动了Δx，初始状态：

pA＝npB，

则对A：

npB·

＝p·

（

＋Δx）①

对B：

pB·

＝p（

－Δx）②

由①②得Δx＝

[C组　学霸冲刺]

12．一种测量稀薄气体压强的仪器如图（a）所示，玻璃泡M的上端和下端分别连通两竖直玻璃细管K1和K2.K1长为l，顶端封闭，K2上端与待测气体连通；

M下端经橡皮软管与充有水银的容器R连通．开始测量时，M与K2相通；

逐渐提升R，直到K2中水银面与K1顶端等高，此时水银已进入K1，且K1中水银面比顶端低h，如图（b）所示．设测量过程中温度、与K2相通的待测气体的压强均保持不变．已知K1和K2的内径均为d，M的容积为V0，水银的密度为ρ，重力加速度大小为g.求：

（1）待测气体的压强；

（2）该仪器能够测量的最大压强．

（1）设待测气体的压强为px.以K1中的气体为研究对象

则初状态：

压强为p1＝px，体积V1＝

末状态：

压强为p2＝px＋ρgh，体积V2＝

由玻意耳定律p1V1＝p2V2得

px＝

（2）当K2压强最大时，K1刚进入水银，K2中的液面与K1顶端等高，两液面差为l，设待测气体的压强为pM.以K1中的气体为研究对象

压强为p1＝pM，体积V1＝

压强为p3＝pM＋ρgl，体积V3＝

由玻意耳定律p1V1＝p3V3得

pM＝

（1）

（2）

气体的等容变化和等压变化

1．民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，方法是将点燃的纸片放入一个小罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上．火罐就会紧紧地“吸”在皮肤上，其原因是，当火罐内的气体（　　）

A．温度不变时，体积减小，压强增大

B．体积不变时，温度降低，压强减小

C．压强不变时，温度降低，体积减小

D．质量不变时，压强增大，体积减小

纸片燃烧时，罐内气体的温度升高，将罐压在皮肤上后，封闭气体的体积不再改变，温度降低时，由查理定律知封闭气体压强减小，罐紧紧“吸”在皮肤上，B选项正确．

2.如图所示为0.3mol的某种气体的压强和温度关系的pt图线．p0表示1个标准大气压，则在状态B时气体的体积为（　　）

A．5.6L　　　　　　B．3.2L

C．1.2LD．8.4L

此气体在0℃时，压强为标准大气压，所以它的体积应为22.4×

0.3L＝6.72L，根据图线所示，从p0到A状态，气体是等容变化，A状态的体积为6.72L，温度为127K＋273K＝400K，从A状态到B状态为等压变化，B状态的温度为227K＋273K＝500K，根据盖—吕萨克定律

得，VB＝

L＝8.4L.

D

3．某同学家一台新电冰箱能显示冷藏室内的温度，存放食物之前该同学进行试通电，该同学将打开的冰箱密封门关闭并给冰箱通电．若大气压为1.0×

105Pa，刚通电时显示温度为27℃，通电一段时间后显示温度为7℃，则此时密封的冷藏室中气体的压强是（　　）

A．0.26×

105PaB．0.93×

105Pa

C．1.07×

105PaD．3.86×

冷藏室气体的初状态：

T1＝（273＋27）K＝300K，

p1＝1×

T2＝（273＋7）K＝280K，压强为p2

气体体积不变，根据查理定律得：

代入数据得：

p2≈0.93×

105Pa.

4．一定质量的气体，在体积不变的情况下，温度由0℃升高到10℃时，其压强的增加量为Δp1，当它由100℃升高到110℃时，其压强的增加量为Δp2，则Δp1与Δp2之比是（　　）

A．1∶1B．1∶10

C．10∶1D．10∶110

等容变化，这四个状态在同一条等容线上，因Δt相同，所以Δp也相同，故A正确．

5.如图，一定量的理想气体从状态a沿直线变化到状态b，在此过程中，其压强（　　）

A．逐渐增大

B．逐渐减小

C．始终不变

D．先增大后减小

根据VT图象的特点可知，气体从a到b的变化过程中气体压强逐渐增大，本题只有选项A正确．

6.如图所示，一导热性良好的汽缸内用活塞封住一定量的气体（不计活塞与缸壁摩擦），温度升高时，改变的量有（　　）

A．活塞高度hB．汽缸高度H

C．气体压强pD．弹簧长度L

以汽缸整体为研究对象，由受力平衡知弹簧弹力等于总重力，故L、h不变，设缸壁的重力为G1，则封闭气体的压强p＝p0－

保持不变，当温度升高时，由盖—吕萨克定律知气体体积增大，H将减小，故只有B项正确．

7．（多选）如图所示，四支两端封闭、粗细均匀的玻璃管内的空气被一段水银柱隔开，按图中标明的条件，当玻璃管水平放置时，水银柱处于静止状态．如果管内两端的空气都升高相同的温度，则水银柱向左移动的是（　　）

假设升温后，水银柱不动，则两边压强要增加，由查理定律有，压强的增加量Δp＝

，而各管原压强p相同，所以Δp∝

，即T高，Δp小，也就可以确定水银柱应向温度高的方向移动，故C、D项正确．

CD

8.如图所示，静止在地面上的汽缸中封闭着温度为100℃的空气，一重物用绳索经滑轮跟汽缸中活塞相连接，重物和活塞都处于平衡状态，这时活塞离汽缸底的高度为10cm.如果缸内空气变为0℃，重物将上升多少厘米？

汽缸中气体发生的是等压变化，

初状态：

V1＝10S，T1＝373K；

V2＝lS，T2＝273K.

由

得V2≈7.32S，

即活塞到缸底的距离为7.32cm，

所以重物将上升Δl＝（10－7.32）cm＝2.68cm.

2.68cm

9．如图所示是理想气体经历的两个状态变化的pT图象，对应的pV图象应是（　　）

在pT图象中AB过原点，所以AB为等容过程，体积不变，而从A到B气体的压强增大，温度升高，B→C为等温过程，C正确．

10.如图所示，两根粗细相同，两端开口的直玻璃管A和B，竖直插入同一水银槽中，各用一段水银柱封闭着一定质量、同温度的空气，空气柱长度H1>

H2，水银柱长度h1>

h2，今使封闭气柱降低相同的温度（大气压保持不变），则两管中气柱上方水银柱的移动情况是（　　）

A．均向下移动，A管移动较多

B．均向上移动，A管移动较多

C．A管向上移动，B管向下移动

D．无法判断

因为在温度降低过程中，被封闭气柱的压强恒等于大气压强与水银柱因自重而产生的压强之和，故封闭气柱均做等压变化，并由此推知，封闭气柱下端的水银面高度不变．根据盖—吕萨克定律的分比形式ΔV＝

·

V，因A、B管中的封闭气柱初温T相同，温度降低量ΔT也相同，且ΔT<

0，所以ΔV<

0，即A、B管中气体的体积都减小；

又因为H1>

H2，A管中气柱的体积较大，则|ΔV1|>

|ΔV2|，即A管中气柱减小得较多，故得出A、B两管气柱上方的水银柱均向下移动，且A管中的水银柱下移得较多．本题的正确选项是A.

11.如图所示，带有刻度的注射器竖直固定在铁架台上，其下部放入盛水的烧杯中．注射器活塞的横截面积S＝5×

10－5m2，活塞及框架的总质量m0＝5×

10－2kg，大气压强p0＝1.0×

105Pa.当水温为t0＝13℃时，注射器内气体的体积为5.5mL.求：

（g取10m/s2）

（1）向烧杯中加入热水，稳定后测得t1＝65℃时，气体的体积为多大？

（2）保持水温t1＝65℃不变，为使气体的体积恢复到5.5mL，则要在框架上挂质量多大的钩码？

（1）由盖—吕萨克定律

，得V1＝6.5mL.

（2）由玻意耳定律

V1＝

V0，

解得m＝0.1kg.

（1）6.5mL　

（2）0.1kg

12.如图所示，导热汽缸A中封有一定质量的气体，开始时，闭合阀门K1，打开K2，使B与大气相连，连接A、B汽缸的细导管中左管水银面比右管高H，现用抽气机将汽缸B中抽成真空后，细导管中右管水银面比左管高H，接下来关闭阀门K2，打开阀门K1，使A中气体缓慢流入B中，左右两管水银面相平后关闭阀门K1，保持汽缸B中温度t1＝27℃不变，当A中气体温度由t1缓慢升高到t2＝127℃时，右管水银面比左管高

H，已知外界大气压p0＝75cmHg，忽略导管中气体体积，求：

（1）开始时，A中封闭气体的压强；

（2）A、B两汽缸的体积比．

（1）设开始时A中气体的压强为pA，有：

pA＋H＝p0

B中抽成真空后，有：

pA＝H

解得：

pA＝37.5cmHg.

（2）阀门K2关闭，K1打开后，A中的气体进入B中，由玻意耳定律可知pAVA＝pA′（VA＋VB）

关闭K1，升高A中的气体温度时，B中气体压强不变，A中气体温度为t2＝127℃时，气体压强为

pA″＝pA′＋

H

由查理定律可知：

联立解得：

（1）37.5cmHg　

（2）3∶1

理想气体的状态方程

1．（多选）对一定质量的气体，下列说法正确的是（　　）

A．温度发生变化时，体积和压强可以不变

B．温度发生变化时，体积和压强至少有一个发生变化

C．温度不变时，体积和压强可以同时增大

D．如果温度、体积和压强三个量都不变化，我们就说气体状态不变

p、V、T三个量中，可以两个量发生变化，一个量恒定，也可以三个量同时发生变化，而一个量变化，另外两个量不变的情况是不存在的，气体状态的变化就是p、V、T的变化，故B、D说法正确．

BD

2．一定质量的理想气体，当气体压强为p，温度为27℃时气体的密度为ρ.当温度为327℃，气体压强为1.5p时，气体的密度为（　　）

A．0.25ρ　　　　　B．0.5ρ

C．0.75ρD．ρ

由理想气体状态方程得密度的表达式

，则ρ2＝

＝0.75ρ，所以C正确．

3.一定质量的理想气体，由状态a经b变化到c，如图所示，则图中能正确反映出这一变化过程的是（　　）

由图知：

a→b过程为气体等容升温，压强增大；

b→c过程为气体等温降压，根据理想气体状态方程

＝C知，体积增大，且p　　V图线为双曲线的一支，由此可知C项正确．

4.一定质量的理想气体，经历了如图所示的状态变化过程，则三个状态的温度之比是（　　）

A．1∶3∶5B．3∶6∶5

C．3∶2∶1D．5∶6∶3

＝C得T1∶T2∶T3＝3∶6∶5.

5．如图为伽利略设计的一种测温装置示意图，玻璃细管的上端与导热良好的大玻璃泡连通，下端插入水中，玻璃泡中封闭有一定量的空气．若细管中水柱上升，则外界大气的变化可能是（　　）

A．温度降低，压强增大

B．温度升高，压强不变

C．温度升高，压强减小

D．温度不变，压强减小

设玻璃泡中气体压强为p，外界气压为p′，则有p′＝p＋ρgh，且玻璃泡中气体与外界大气温度相同，液柱上升，气体体积减小；

由理想气体的状态方程

＝C可知，在V减小时，若p增大，则T可能增大、减小或不变，故A正确；

若p不变，则T减小，所以B错误；

若p减小，则T减小，所以C、D错误．

6.如图所示，容积一定的测温泡，上端有感知气体压强的压力传感器．待测物体温度升高时，泡内封闭气体（　　）

A．内能不变，压强变大

B．体积不变，压强变大

C．温度不变，压强变小

D．温度降低，压强变小

当待测物体温度升高时，泡内封闭气体的温度升高，体积不变，根据

＝C，可知压强增大，选项B正确．

7.如图所示，一开口向右的汽缸固定在水平地面上，活塞可无摩擦移动且不漏气，汽缸中间位置有一挡板，外界大气压为p0.初始时，活塞紧压挡板处．现缓慢升高缸内气体温度，则图中能正确反映缸内气体压强变化情况的pT图象是（　　）

在pT图象中，开始一段时间内，随着温度的升高，气体发生的是等容变化，即

＝恒量，图象为一条过坐标原点的直线，当压强增加到内外压强相等时，温度再升高，活塞将向右移动，气体发生等压变化，图象是一条平行于温度轴的直线，因此C正确，A、B、D错误．

8.如图所示蹦蹦球是一种儿童健身玩具，小明同学在17℃的室内对蹦蹦球充气，已知球的体积约为2L，充气前的气压为1atm，充气筒每次充入0.2L的气体，忽略蹦蹦球体积变化及充气过程中气体温度的变化，求：

（1）充气多少次可以让气体压强增大至3atm；

（2）室外温度达到了－13℃，充完气后，蹦蹦球拿到室外，压强将变为多少？

（1）由玻意耳定律得

p（V＋ΔV·

n）＝p1V

其中p＝1atm，p1＝3atm，ΔV＝0.2L，V＝2L

解得n＝20次．

（2）由理想气体状态方程有

其中p1＝3atm，V1＝V2＝2L，T1＝（17＋273）K＝290K，T2＝（－13＋273）K＝260K

解得p2≈2.7atm.

（1）20次　

（2）2.7atm

9.（多选）如图所示为一定质量的理想气体沿着箭头所示的方向发生状态变化的过程，则该气体压强的变化是（　　）

A．从状态c到状态d，压强减小

B．从状态d到状态a，压强不变

C．从状态a到状态b，压强增大

D．从状态b到状态c，压强增大

在VT图上，等压线是延长线过原点的倾斜直线，对一定质量的理想气体，图线的斜率表示压强的倒数，即斜率大的，压强小，因此A、C正确，B、D错误．

AC

10．一定质量的理想气体由状态A变为状态D，其有关数据如图甲所示，若状态D的压强是2×

104Pa.

（1）求状态A的压强．

（2）请在乙图中画出该状态变化过程的p　　T图象，并分别标出A、B、C、D各个状态．

（1）根据理想气体状态方程得

则pA＝

Pa

＝4×

（2）A→B是等容变化

由查理定律得

pB＝

pA＝

×

4×

104Pa＝16×

104Pa

B→C是等温变化

由玻意耳定律得pBVB＝pCVC

pC＝

Pa＝4×

C→D是等容变化

pD＝2×

104Pa，TD＝4×

102K

p　　T图象及A、B、C、D各个状态如图所示．

（1）4×

104Pa　

（2）图见解析

11.如图，由U形管和细管连接的玻璃泡A、B和C浸泡在温度均为0℃的水槽中，B的容积是A的3倍．阀门S将A和B两部分隔开．A内为真空，B和C内都充有气体．U形管内左边水银柱比右边的低60mm.打开阀门S，整个系统稳定后，U形管内左、右水银柱高度相等．假设U形管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的容积．

（1）求玻璃泡C中气体的压强（以mmHg为单位）；

（2）将右侧水槽的水从0℃加热到一定温度时，U形管内左、右水银柱高度差又为60mm，求加热后右侧水槽的水温．

（1）在打开阀门S前，两水槽水温均为T0＝273K．设玻璃泡B中气体的压强为p1，体积为VB，玻璃泡C中气体的压强为pC，依题意有

p1＝pC＋Δp①

式中Δp＝60mmHg.打开阀门S后，两水槽水温仍为T0，设玻璃泡B中气体的压强为pB.依题意，有

pB＝pC②

玻璃泡A和B中气体的体积为

V2＝VA＋VB③

根据玻意耳定律得

p1VB＝pBV2④

联立①②③④式，并代入题给数据得

Δp＝180mmHg.⑤

（2）当右侧水槽的水温加热到T′时，U形管左、右水银柱高度差为Δp，玻璃泡C中气体的压强为

pC′＝pB＋Δp⑥

玻璃泡C中的气体体积不变，根据查理定律得

⑦

联立②⑤⑥⑦式，并代入题给数据得

T′＝364K.

（1）180mmHg　

（2）364K

12．一热气球体积为V，内部充有温度为Ta的热空气，气球外冷空气的温度为Tb.已知空气在1个大气压、温度为T0时的密度为ρ0，该气球内、外的气压始终都为1个大气压，重力加速度大小为g.

（1）求该热气球所受浮力的大小；

（2）求该热气球内空气所受的重力；

（3）设充气前热气球的质量为m0，求充气后它还能托起的最大质量．

（1）设1个大气压下质量为m的空气在温度T0时的体积为V0，密度为ρ0＝

①

温度为Tb时的体积为Vb，密度为：

ρb＝

②

由盖—吕萨克定律可得：

③

联立①②③解得：

④

气球所受的浮力为：

f＝ρbgV⑤

联立④⑤解得：

f＝

.⑥

（2）