1.5气体实验定律（备作业）【上好课】2021-2022学年高二物理同步备课系列（鲁科版2019选择性必修第三册）

1.5气体实验定律 1．如图所示，在冬季，剩有半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚后，第二天拔瓶口的软木塞时觉得很紧，不易拔出来，这种现象的主要原因是(　　) A.软木塞受潮膨胀 B．瓶口因温度降低而收缩变小 C．白天气温升高，大气压强变大 D．瓶内气体因温度降低而压强减小 【解析】选D。冬季气温较低，瓶中的气体在V不变时，因温度T减小而使压强p减小，这样瓶外的大气压力将瓶塞往下推，使瓶塞盖得紧紧的，所以拔起来就感到很吃力，则D正确，A、B、C错误。 2．一个密闭容器中装有气体，当温度变化时气体压强减小了(不考虑容器热胀冷缩)，则气体的(　　) A．密度增大 B．密度减小 C.分子平均动能增大 D．分子平均动能减小 【解析】选D。一个密闭容器，又不考虑容器热胀冷缩，所以体积不变，质量不变，根据ρ＝可知密度不变，故A、B错误；气体的体积不变，压强减小，根据查理定律＝C可知温度降低，温度是分子平均动能的标志，温度降低时分子平均动能减小，故C错误，D正确。 3．如图所示，上端封闭的玻璃管插在水银槽中，管内封闭着一段气柱。现使玻璃管缓慢地绕其最下端的水平轴偏离竖直方向一定角度，能描述管内气体状态变化的图像是(箭头表示状态的变化方向)(　　) 【解析】选A。设大气压为p0，封闭气体压强p＝p0－ρgh，玻璃管绕其最下端的水平轴偏离竖直方向一定角度，水银柱的有效高度h不变，则管内水银柱长度变大，管内气体体积变小；气体温度不变，体积变小，由玻意耳定律pV＝C可知，气体压强变大；pV为常数，由数学知识知p­V图线为双曲线的一条，故A正确，B、C、D错误。 4．如图所示，由导热材料制成的汽缸和活塞将一定质量的气体封闭在汽缸内，活塞与汽缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体。将一细管插入液体，由于虹吸现象，活塞上方液体缓慢流出，在此过程中，大气压强与外界的温度保持不变。下列各个描述气体状态变化的图像中与上述过程相符合的是(　　) 【解析】选D。封闭气体做的是等温变化，只有D图线是等温线，则D正确，A、B、C错误。 5.如图所示，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 【解析】选B。细管中封闭的气体，可以看成一定质量的理想气体，洗衣缸内水位升高，细管中封闭气体压强增大，因温度不变，故做等温变化，由玻意耳定律pV＝C得，气体体积减小，则B正确，A、C、D错误。 6．一定质量的气体保持压强不变，它从0 ℃升高到5 ℃的体积增量为ΔV1，从10 ℃升到15 ℃的体积增量为ΔV2，则(　　) A．ΔV1＝ΔV2　　　 B．ΔV1>ΔV2 C．ΔV1<ΔV2 D．无法确定 【解析】选A。由于气体压强不变，所以满足盖—吕萨克定律，由盖—吕萨克定律＝＝可知ΔV1＝ΔV2。则A正确，B、C、D错误。 7.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p0＝75 cmHg。求稳定后低压舱内的压强(用“cmHg”作单位)。 【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 ① p1＝p0② p2＝p＋p h③ V1＝l1S ④ V2＝l2S ⑤ 由几何关系得h＝2(l2－l1) ⑥ 联立①②③④⑤⑥式，代入数据得p＝50 cmHg。 答案：50 cmHg 8. 甲、乙两个储气罐储存有同种气体(可视为理想气体)，甲罐的容积为V，罐中气体的压强为p；乙罐的容积为2V，罐中气体的压强为p。现通过连接两罐的细管把甲罐中的部分气体调配到乙罐中去，两罐中气体温度相同且在调配过程中保持不变，调配后两罐中气体的压强相等。求调配后 (1)两罐中气体的压强； (2)甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比。 【解析】(1)假设乙罐中的气体被压缩到压强为p，其体积变为V1，由玻意耳定律有 p(2V)＝pV1① 现两罐气体压强均为p，总体积为(V＋V1)。设调配后两罐中气体的压强为p′，由玻意耳定律有 p(V＋V1)＝p′(V＋2V)② 联立①②式可得p′＝p③ (2)若调配后甲罐中的气体再被压缩到原来的压强p时