(练习)5 课时分层训练(四) 气体实验定律-【提分教练】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第三册(鲁科版2019)

课时分层训练(四)　气体实验定律 知识点1　玻意耳定律的理解及应用 1．如图所示，竖直放置、开口向下的试管内用水银封闭一段气体，若试管自由下落，管内气体(　　) A．压强增大，体积增大 B．压强增大，体积减小 C．压强减小，体积增大 D．压强减小，体积减小 B　解析：试管竖直放置时，封闭气体的压强为p＝p0－ρgh；试管自由下落时，封闭气体的压强为p＝p0，根据玻意耳定律p1V1＝p2V2可知，压强增大，则体积减小，故选项B正确。 2．如图所示是一定质量的某种气体在p­V图中的等温线，A、B是等温线上的两点，△OAD和△OBC的面积分别为S1和S2，则(　　) A．S1>S2 B．S1＝S2 C．S1<S2 D．无法比较 B　解析：△OBC的面积S2＝BC·OC＝pBVB，同理，△OAD的面积S1＝pAVA，根据玻意耳定律有pAVA＝pBVB，可知两个三角形面积相等。 知识点2　查理定律的理解及应用 3．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，测温泡内封闭气体(　　) 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 B　解析：测温泡的容积一定，当温度升高时，根据＝，可知气体压强变大，测温泡内封闭气体的分子平均动能增大，故内能变大，A、C、D错误，B正确。 4．一个密闭的钢管内装有空气，在温度为 27 ℃时，压强为1个大气压，若温度上升到 87 ℃，则管内空气的压强为(　　) A．3.2个大气压 B．0.3个大气压 C．1.2个大气压 D．个大气压 C　解析：T1＝(27＋273) K＝300 K，T2＝(87＋273) K＝360 K，由查理定律得＝，知p2＝p1＝1.2p1，即p2等于1.2个大气压，C正确。 知识点3　盖­吕萨克定律 5．如图所示，竖直放置、开口向上的试管内用水银封闭一段理想气体，若大气压强不变，管内气体(　　) A．温度升高，则体积增大 B．温度升高，则体积减小 C．温度降低，则压强增大 D．温度降低，则压强减小 A　解析： 首先对水银受力分析，如图所示，由平衡条件有pS＝p0S＋mg，可得p＝p0＋，外界大气压强不变，则封闭气体压强也不变，由盖­吕萨克定律知＝，温度升高，则体积增大，温度降低，则体积减小，故A正确。 6．如图所示，某同学用封有气体的玻璃管来测绝对零度，当容器内的水温是30 ℃时，空气柱长度为30 cm，当水温是90 ℃时，空气柱的长度是 36 cm，则该同学测得的绝对零度相当于(　　) A．－273 ℃ B．－270 ℃ C．－268 ℃ D．－271 ℃ B　解析：设绝对零度相当于T0，则初态T1＝－T0＋30 ℃，V1＝30S，末态T2＝－T0＋90 ℃，V2＝36S，由盖­吕萨克定律＝，代入数据解得T0＝－270 ℃，故选B。 7．房间里气温升高3 ℃时，房间内的空气将有1%逸出到房间外，由此可计算出房间内原来的温度是(　　) A．－7 ℃ B．7 ℃ C．17 ℃ D．27 ℃ D　解析：以升温前房间里的气体为研究对象，由盖­吕萨克定律有＝，解得T＝300 K，t＝27 ℃。所以选D。 8．大气压强p0＝1.0×105 Pa。某容器的容积为20 L，装有压强为2.0×106 Pa的气体，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，容器内剩余气体的质量与原来气体的质量之比为(　　) A．1∶19 B．1∶20 C．2∶39 D．1∶18 B　解析：由p1V1＝p2V2，得p1V0＝p0V0＋p0V，因V0＝20 L，得V＝380 L，即容器中剩余20 L压强为p0的气体，而同样大气压下气体的总体积为400 L，所以剩余气体的质量与原来气体的质量之比等于相同压强下气体的体积之比，即＝，B项正确。 9．如图所示，由导热材料制成的气缸和活塞将一定质量的气体封闭在气缸内，活塞与气缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体。将一细管插入液体中，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(　　) 　　 　　A　　 　　　　　B 　　 　　C　　　 　　　　D D　解析：封闭气体发生的是等温变化，p­图像是一条过原点的直线，故D正确。 10．质量为m的活塞将一定质量的理想气体封闭在高为h的直立气缸内，活塞横截面积为S，气缸内壁光滑且导热良好。开始时活塞被固定在气缸顶端A处，打开螺栓K，活塞最终停在气缸一半高度的B处，大气压强为p0，不计活塞厚度，重力加速度为g，环境温度保持不变。求活塞在A处时，气缸内封闭气体的压强p1。 解析：设活塞在B处时封闭气体的压强为p2，对活塞进行受力分析得p0S