暑假作业11 气体实验定律和理想气体状态方程-【暑假分层作业】2024年高二物理暑假培优练（人教版2019选择性必修第三册）

限时练习：90min 完成时间： 月 日 天气： 作业11气体实验定律和理想气体状态方程 一、玻意耳定律 1．内容：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比。 2．公式：pV＝C(式中C是常量)或p1V1＝p2V2。 3．条件：气体的质量一定，温度不变。 二、理想气体 1．理想气体：在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体。 2．理想气体与实际气体 实际气体在温度不低于零下几十摄氏度、压强不超过大气压的几倍时，可以当成理想气体来处理。 3．从微观的角度看，理想气体的特点 (1)气体分子本身的大小与分子间距离相比忽略不计。 (2)气体分子间的相互作用力忽略不计。 (3)气体分子与器壁碰撞的动能损失忽略不计。 4．理想气体是对实际气体的一种科学抽象，是一种理想化模型，实际并不存在。 三、盖—吕萨克定律 (1)内容：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积V与热力学温度T成正比。 (2)表达式：V＝CT或＝或 ＝。 (3)适用条件：气体的质量和压强不变。 (4)图像：如图所示。V－T图像中的等压线是一条过原点的直线。 四、查理定律 (1)内容：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强p与热力学温度T成正比。 (2)表达式：p＝CT或＝或＝。 (3)适用条件：气体的质量和体积不变。 (4)p－T和p－t图像如图。 3．气体实验定律适用于压强不太大、温度不太低的情况。相当于大气压几倍的压强，零下几十摄氏度的温度，气体实验定律都适用。 五、理想气体的状态方程 1．内容：一定质量的某种理想气体，在从一个状态(p1、V1、T1)变化到另一个状态(p2、V2、T2)时，压强p跟体积V的乘积与热力学温度T的比值保持不变。 2．表达式：＝C或＝。 公式中常量C仅由气体的种类和质量决定，与状态参量(p、V、T)无关。 3．成立条件：一定质量的理想气体。 4．理想气体状态方程与气体实验定律的关系 ＝⇒ 一、单选题 1．图为某兴趣小组发射的自制水火箭。发射前瓶内空气的体积为1.2L，水的体积为0.8L，瓶内空气压强为3atm。打开喷嘴后水火箭发射升空，忽略瓶内空气温度的空气变化，外界大气压强为1atm。在瓶内的水刚喷完瞬间，瓶内空气的压强为（　　） A．1.8atm B．2.1atm C．2.5atm D．2.8atm 【答案】A 【解析】由题意可知，发射前，瓶内空气的压强和体积分别为、，水完全喷完瞬间，瓶内空气的体积 设瓶内的水刚喷完瞬间，瓶内空气的压强为p2，瓶内气体经历等温变化，根据玻意耳定律有 解得 故选A。 2．将水杯开口向下倒置在水盆中，可在杯中封闭一段气体。现将水杯缓慢向上提起一段高度（杯口始终未露出水面，杯内气体未漏出），设环境温度保持不变，此过程中杯中封闭气体（　　） A．体积变小，压强变小 B．体积变大，压强变大 C．体积变小，压强变大 D．体积变大，压强变小 【答案】D 【解析】将水杯缓慢向上提起一段高度，由于水杯上升，水杯内水面与杯口水面的高度差减小，则杯内气体压强变小，气体做等温变化，根据 可知此过程中杯中封闭气体体积变大。 故选D。 3．活塞式真空泵的工作原理如图所示，抽气筒与被抽密闭容器通过自动阀门相连，当活塞从抽气筒的左端向右移动到右端的过程中，阀门自动开启，密闭容器内的气体流人抽气筒，活塞从右端向左移动到左端的过程中，阀门自动关闭，抽气筒内活塞左侧的气体被排出，即完成一次抽气过程，如此往复，密闭容器内的气体压强越来越小。若密闭容器的容积为V，抽气筒的容积为V，抽气过程中气体的温度不变，若第1次抽气过程中被抽出的气体质量为m1；第3次抽气过程中被抽出的气体质量为m2，则（　　） A．m2:m1=1:1.022 B．m2:m1=1:1.023 C．m2:m1=51:50 D．m2:m1=54:51 【答案】A 【解析】第1次抽气过程，根据玻意耳定律可得 同理，第2次抽气过程，有 第3次抽气过程，有 根据 可知，每次被抽出的气体的体积、温度都相同，则第3次抽气过程中被抽出的气体质量与第1次抽气过程中被抽出的气体质量的比值为 故选A。 4．如图是“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”的实验装置，关于该分组实验，下列说法正确的是 A．玻璃管与活塞之间可用石蜡密封 B．各实验小组所封闭的气体质量都相等 C．各实验小组计算的气体压强与体积的乘积值都相等 D．密闭气体的体积可直接从注射器上读出 【答案】D 【解析】A.为防止漏气，在活塞上涂油，以保证气体质量不变，缓慢的推，拉柱塞，以保证在体积改变时温度不变，不能用石蜡密封，故A错误； BC.气体的状态方程的使用的条件是一定质量的气体，实验中发现各组同学的气体压强与体积的乘积值不完全相等，就是因为不同的同学做实验时封闭气体的质量是不同的，故BC错误； D.密闭气体的体积可直接从注射器上读出，气体的压强是用压强传感器通过计算机系统得到的，故D正确。 故选D。 5．如图所示，一水槽内盛有某种液体，一粗细均匀的导热良好的玻璃瓶底朝上漂浮在液体中，玻璃瓶内外液面高度差为h，若环境温度缓慢升高，大气压强始终不变，下列说法正确的是（　　） A．玻璃瓶内外液面高度差h变大 B．玻璃瓶内气体压强变大 C．玻璃瓶逐渐上浮 D．玻璃瓶受到的浮力变大 【答案】C 【解析】AB．玻璃瓶内气体对玻璃瓶底的压力等于大气对玻璃瓶底的压力和玻璃瓶重力之和，故玻璃瓶内气体压强不变，玻璃瓶内外液面高度差不变，故AB错误； C．瓶内气体压强不变、温度升高，故体积变大，玻璃瓶逐渐上浮，故C正确； D．玻璃瓶受到的浮力等于玻璃瓶的重力，故瓶内气体温度缓慢升高的过程中，玻璃瓶受到的浮力不变，故D错误。 故选C。 6．如图所示，左端封闭、右侧开口的U形管内分别用水银封有两部分气体，右侧部分封闭气体的压强为，水银面高度差为。当左侧部分气体温度升高较小的，重新达到平衡后，和的变化是（　　） A．变小 B．不变 C．变小 D．变大 【答案】A 【解析】CD．设大气压强为，右侧水银柱的高度为，则右侧部分封闭气体的压强 由于和均不变，所以不变，C、D错误； AB．设左侧气体压强为，当左侧部分气体温度升高时，假设气体体积不变，根据理想气体状态方程 可知增大；由于 可知h变小，A正确，B错误。 故选A。 7．一定质量的理想气体从状态开始，经历过程回到原状态，其图像如图所示，其中、与轴平行，的延长线过原点。下列判断正确的是（　　） A．在、两状态，气体的体积相等 B．在、两状态，气体的体积相等 C．由状态到状态，气体内能增大 D．由状态到状态，气体对外做功 【答案】B 【解析】AB．由气体的状态方程可得 则有图像的斜率，可知、两状态分别与O点连线的斜率不同，在、两状态，气体的体积不相等；、两状态在同一条过原点的直线上，即在同一条等容线上，则有在、两状态，气体的体积相等，A错误，B正确； C．理想气体的内能只与温度有关，温度越高，内能越大，因此气体由状态到状态，气体的温度减小，则内能减小，C错误； D．由题图可知，与O点连线的斜率小于与O点连线的斜率，则状态时的体积大于状态时的体积，即由状态到状态，气体的体积减小，外界对气体做功，D错误。 故选B。 8．某研究性学习小组在做“研究等容情况下气体压强随温度的变化关系”实验的过程中，先后用了大、小不同的两个试管甲、乙，封闭了质量不同但温度和压强都相同的同种气体，将测得的实验数据在同一坐标系中作图，得到的图像是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】由理想气体状态方程 可知 在体积一定时，理想气体的压强与热力学温度成正比，得到的等压线是一条过绝对零点的直线，这条直线的斜率为 初始时两同种气体的温度和压强都相同的，则气体密度相同，所以甲、乙气体对应的图像斜率相同，故ABD错误，C正确。 故选C。 二、多选题 9．如图所示的家庭小型喷壶总容积为1.4L，打气筒每次可将压强为、体积为0.02L的空气充入壶内，从而增加壶内气体的压强。为了保证喷壶的安全，壶内空气压强不能超过；为了保证喷水效果，壶内气体压强至少为，当壶内空气压强降至时便不能向外喷水。现在喷壶中装入1.2L的水并用盖子密封，壶内被封闭空气的初始压强为。壶中喷管内水柱产生的压强忽略不计，壶内空气可视为理想气体且温度始终不变，则下列说法正确的是（　　） A．为了保证喷水效果，打气筒最少打气25次 B．为了保证喷壶安全，打气筒最多打气40次 C．若充气到喷壶安全上限，然后打开喷嘴向外喷水，可向外喷出水的体积为1L D．若充气到喷壶安全上限，然后打开喷嘴向外喷水，可向外喷出水的体积为0.8L 【答案】BD 【解析】A．气体温度不变，气体做等温变化，为了保证喷水效果，设打气筒最少打气次，则有 其中 ， ， 解得 次 故A错误； B．为了保证喷壶安全，设打气筒最多打气次，则有 其中 解得 次 故B正确； CD．若充气到喷壶安全上限，然后打开喷嘴向外喷水，设可向外喷出水的体积为，则有 解得 故C错误，D正确。 故选BD。 10．如图所示，利用注射器上刻度可测封闭气体的体积，利用压强传感器可测封闭气体的压强，通过作压强与体积的关系图可探究封闭气体等温变化的规律。如果在不同环境温度、（且）下，实验操作和数据处理均正确，则下面四幅图中，可能正确反映相关物理量之间关系的是（    ） A． B．C． D． 【答案】BC 【解析】AB．根据玻意耳定律可得 可知图像为双曲线图线，由于，根据 当气体相同时，温度高对应的压强大，故A错误，B正确； CD．根据玻意耳定律可得 可得 可知图像为过原点的倾斜直线，由于，则对应图像的斜率较大，故C正确，D错误。 故选BC。 11．图示描述了一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态，图中ab的延长线过原点，则下列说法正确的是（　　） A．的过程，气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数不变 B．的过程，气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数减小 C．的过程，气体分子的数密度增大 D．的过程，气体分子数密度增大，分子的平均速率减少 【答案】BD 【解析】A．的延长线过原点，由 可知，发生得是等容变化，气体体积不变，的过程，温度升高，压强变大，气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数增大，故A错误； B. 的过程，是等压变化，由温度升高，体积变大，气体压强的产生是由于气体分子不停息的做无规则热运动，其大小取决于单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数及撞击容器壁时的平均速率，由，温度升高，气体分子平均速率增大，而气体压强不变，故单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数逐渐减少，B正确； C．是等温变化，压强减小，体积增大，分子数不变，所以气体分子的数密度减小，C错误； D．气体从的过程，温度降低，所以气体分子的平均速率减小；各点与原点连线的斜率变大，体积变小，所以气体分子数密度增大，故D正确。 故选BD。 12．如图所示，粗细均匀的内壁光滑细长直玻璃管一端开口，另一端连接球形玻璃容器、一段长为的水银柱将容器中的理想气体封闭．装置被固定，细长直玻璃管竖直开口向上，被封闭的理想气体的温度为，体积为。现缓慢向玻璃管中加入水银，水银柱长度变为原来的2倍（水银未进入球形容器），已知大气压强为，重力加速度为g，下列说法正确的是（    ） A．水银柱长度变为原来的2倍，理想气体的压强也变为原来的2倍 B．将封闭的理想气体的温度增加，其体积才能保持不变 C．加入水银后，让容器竖直向下做匀加速直线运动（细长直玻璃管竖直开口向上），并保持气体的体积，温度不变，则气体的压强为 D．加入水银后，让容器竖直向下做匀加速直线运动（细长直玻璃管竖直开口向上），并保持气体的体积、温度不变，则容器的加速度大小为 【答案】BD 【解析】A．由题意可得 ， 则有 A错误： B．由理想气体的等容变化规律可得 结合 可得 B正确： C．若让容器向下做匀加速直线运动（细长直玻璃管竖直开口向上），当气体的体积不变，温度也保持不变，则气体的压强为原始状态的压强 C错误； D．设长度为的水银柱的质量为m，细玻璃管的横截面积为S，由牛顿第二定律可得 设水银柱的密度为，由 结合 ， 综合解得 D正确。 故选D。 一、单选题 1．桶装纯净水及压水装置原理如图所示。柱形水桶直径为24cm，高为35cm；柱压水蒸气囊直径为6cm，高为8cm，水桶颈部的长度为10cm。当人用力向下压气囊时，气囊中的空气被压入桶内，桶内气体的压强增大，水通过细出水管流出。已知水桶所在处大气压强相当于9m水压产生的压强，当桶内的水还剩5cm高时，桶内气体的压强等于大气压强，忽略水桶颈部的体积。至少需要把气囊完全压下几次，才能有水从出水管流出？（不考虑温度的变化）（    ） A．1次 B．2次 C．3次 D．4次 【答案】C 【解析】设至少需要把气囊完全按压次，才能有水从出水管流出，设大气压强为，水桶内气体体积为，气囊体积为，根据等温变化有 其中 解得 故至少需要把气囊完全按压次，故ABD错误，C正确。 故选C。 2．如图所示，一端封闭粗细均匀的玻璃管开口向下竖直插入水银槽中，一小段水银柱将管内封闭气体分割成两部分，上端气柱长为，下端气柱长为，且。管内水银柱与水银槽面的高度差为，管内气体温度保持不变，开口端始终在水银面下方，则下列说法正确的是（　　） A．若将玻璃管竖直向上缓慢提起，则变小 B．若将玻璃管竖直向上缓慢提起，则的增长量等于的增长量 C．若将玻璃管竖直向上缓慢提起，则的增长量小于的增长量 D．若轻敲管壁使下端气体透过中间水银柱与上端气体混合，再次稳定后气柱总长度大于 【答案】D 【解析】A．将玻璃管竖直向上缓慢提升时，假设l2的下端面水银没有上升，保持原高度，令大气压强为，则有 可知，若l2的下端面水银面保持原高度，则l2内气体的压强不变，由于温度恒定，则l2内气体体积不变，则只有l1中的体积增大，根据玻意耳定律可知，l1内气体的压强变小，由于l1内的气体压强始终等于 l2气体压强减去中间那段水银柱高度所产生的压强，所以假设不成立，中间那段水银柱将上升，l2中气体的体积也增大，根据玻意耳定律可知，压强也减小，则管内外水银柱高度差h变大，故A错误； BC．结合上述可知，管内上下两部分气体的压强均减小，体积均增大，由于 则有 可知，上下两部分气体的压强减小的绝对值相等，由于 即l1气体原来压强比l2小，根据玻意耳定律可知，对两部分气体有 ， 解得 ， 由于 ，， 则有 即l1长度增长量大于l2的增长量，故BC错误； D．若轻敲管壁使下端气体透过中间水银柱与上端气体混合，根据玻意耳定律有 假设再次稳定后气柱总长度，即有 结合上述解得 忽略水槽内液面的变化，令混合后管内外水银高度差为，则有 可知 可知，假设不成立，混合后管内外水银高度差小于混合前管内两段水银的高度之和，则有 故D正确。 故选D。 3．小明同学设计了一种测温装置，用于测量室内的气温（室内的气压为一个标准大气压气压，相当于76cm汞柱产生的压强），结构如图所示，大玻璃泡 A内有一定量的气体，与A相连的B管插在水银槽中，管内水银面的高度x可反映泡内气体的温度，即环境温度，当室内温度为27℃时，B管内水银面的高度为16cm，B管的体积与大玻璃泡A的体积相比可忽略不计，则以下说法正确的是（　　） A．该测温装置利用了气体的等压变化的规律 B．B管上所刻的温度数值上高下低 C．B管内水银面的高度为22cm时，室内的温度为-3℃ D．若把这个已经刻好温度值的装置移到高山上，测出的温度比实际偏低 【答案】C 【解析】A．根据受力分析可知 又B管的体积与大玻璃泡A的体积相比可忽略不计，故可知气体做等容变化，故A错误； B．温度越高,由可知压强越大，故而温度越高，刻度的数值就越小，应为上低下高，故B错误； C．由 得 又 得 故C正确； D. 若把该装置放到高山上，会减小，会减小，根据刻度上低下高，测出的温度偏高。故D错误。 故选C。 4．泉城某实验小组的同学用如图所示的装置测量纸张燃烧过程中的最高温度。在环境温度为7℃时将一左端开口、右端封闭的U形管稳定竖直放置，U形管右侧用水银封闭了一段长为14cm的空气柱，左端有一管道与容器相连，初始状态下U形管左侧液面与右侧顶端平齐，且左侧水银恰好不溢出。将燃烧源靠近空气柱，燃烧结束后当温度再次恢复到7℃时左侧水银面下降了7cm。已知大气压强为76cmHg，纸张燃烧过程中的最高温度约为（　　）    A．500℃ B．400℃ C．300℃ D．200℃ 【答案】D 【解析】设U行管截面积为S，初状态时封闭气体的状态参量为 设加热过程中溢出的水银柱长度为h，末状态时封闭气体的状态参量为 由理想气体状态方程，可知 解得 设纸张燃烧过程中的最高温度为，此时封闭气体的状态参量为 由理想气体状态方程，可知 解得 可知纸张燃烧过程中的最高温度为 故选D。 二、解答题 5．实验室里有一种用于帮助学生学习气体相关规律的仪器，如图所示，气缸静止平放在实验台上，用横截面积为S的活塞封住一部分空气，高度为h，活塞连同上面的置物平台总质量是M，（以下简称“活塞系统”）。开始时，活塞系统处于静止状态，气缸内温度为环境温度，现在把质量为m的小物块放在置物平台上，为了使活塞保持原位置不变，需要用控温装置改变封闭气体的温度，已知理想状态下大气压强，环境温度为，求： （1）气体的温度的变化量? （2）如果保持温度不变，还可以往原有封闭空间充入理想状态下的空气，以保证放置小物块后，活塞的位置不变，则需要充入空气的体积是多少? 【答案】（1）；（2） 【解析】（1）初态时，对气缸系统进行受力分析有 得 当往活塞系统放置m时，再次对活塞系统受力分析有 得 则 根据查理定律有 求得 （2）由题意知初态时，气体体积 温度不变时，根据玻意耳定律有 求得 则在压强不变的情况下，想要回到原位置，还需要 则根据玻意耳定律有 求得 【点睛】本题主要是考查了理想气体的状态方程；解答此类问题的方法是：找出不同状态下的三个状态参量，分析理想气体发生的是何种变化，利用理想气体的状态方程列方程求解；本题注意根据平衡条件求解压强。 （1）对气缸系统进行受力分析，根据平衡条件求解压强的变化；根据查理定律可得气体的温度的变化量； （2）温度不变时，根据玻意耳定律，结合在压强不变的情况下，想要回到原位置根据玻意耳定律可得活塞的位置不变需要充入空气的体积。 6．青藏高原上海拔4000m时，大气压强为。某游客在此出现了高原反应，随即取出一种便携式加压舱使用。如图所示，该加压舱主要由舱体、气源箱组成。已知加压舱刚取出时是折叠状态，只打开进气口，气源箱将周围环境中体积为15m3的大气输入到舱体中，稳定后，舱内空气新鲜，且气压不变，温度维持在27°C，病人在舱内的高压环境中吸氧。充气后的加压舱舱体可视为长2.1m、底面积1m2的圆柱体，舱内外气体均可视为理想气体，舱外环境温度保持3°C不变。 （1） 求稳定后舱内气体的压强； （2） 该游客在舱内治疗一段时间后情况好转，他改设、27°C的新模式，加压舱会自动充气、放气，当将周围环境中1m3的气体充入加压舱后达到了新模式，求这个过程中放出气体质量与进入气体质量之比。 【答案】（1）；（2）10 【解析】（1）将体积为 V0=15m3 压强 温度 T0=270K 的大气注入舱体，舱内气体温度 T1=300K 体积 根据理想气体状态方程 解得舱内气压 （2） 舱内温度 T1=300K 不变，新气压 充入气体体积 压强 温度 T0=270K 根据理想气体状态方程有 解得 排出舱体的气体体积 根据理想气体状态方程有 解得 放出气体质量与进入气体质量之比等于体积之比 1. （2023 湖南高考）汽车刹车助力装置能有效为驾驶员踩刹车省力．如图，刹车助力装置可简化为助力气室和抽气气室等部分构成，连杆与助力活塞固定为一体，驾驶员踩刹车时，在连杆上施加水平力推动液压泵实现刹车．助力气室与抽气气室用细管连接，通过抽气降低助力气室压强，利用大气压与助力气室的压强差实现刹车助力．每次抽气时，打开，闭合，抽气活塞在外力作用下从抽气气室最下端向上运动，助力气室中的气体充满抽气气室，达到两气室压强相等；然后，闭合，打开，抽气活塞向下运动，抽气气室中的全部气体从排出，完成一次抽气过程．已知助力气室容积为，初始压强等于外部大气压强，助力活塞横截面积为，抽气气室的容积为。假设抽气过程中，助力活塞保持不动，气体可视为理想气体，温度保持不变。 （1）求第1次抽气之后助力气室内的压强； （2）第次抽气后，求该刹车助力装置为驾驶员省力的大小。    【答案】（1）；（2） 【解析】（1）以助力气室内的气体为研究对象，则初态压强p0，体积V0，第一次抽气后，气体体积 根据玻意耳定律 解得 （2）同理第二次抽气 解得 以此类推…… 则当n次抽气后助力气室内的气体压强 则刹车助力系统为驾驶员省力大小为 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！24 学科网（北京）股份有限公司 $$ 限时练习：90min 完成时间： 月 日 天气： 作业11气体实验定律和理想气体状态方程 一、玻意耳定律 1．内容：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比。 2．公式：pV＝C(式中C是常量)或p1V1＝p2V2。 3．条件：气体的质量一定，温度不变。 二、理想气体 1．理想气体：在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体。 2．理想气体与实际气体 实际气体在温度不低于零下几十摄氏度、压强不超过大气压的几倍时，可以当成理想气体来处理。 3．从微观的角度看，理想气体的特点 (1)气体分子本身的大小与分子间距离相比忽略不计。 (2)气体分子间的相互作用力忽略不计。 (3)气体分子与器壁碰撞的动能损失忽略不计。 4．理想气体是对实际气体的一种科学抽象，是一种理想化模型，实际并不存在。 三、盖—吕萨克定律 (1)内容：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积V与热力学温度T成正比。 (2)表达式：V＝CT或＝或 ＝。 (3)适用条件：气体的质量和压强不变。 (4)图像：如图所示。V－T图像中的等压线是一条过原点的直线。 四、查理定律 (1)内容：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强p与热力学温度T成正比。 (2)表达式：p＝CT或＝或＝。 (3)适用条件：气体的质量和体积不变。 (4)p－T和p－t图像如图。 3．气体实验定律适用于压强不太大、温度不太低的情况。相当于大气压几倍的压强，零下几十摄氏度的温度，气体实验定律都适用。 五、理想气体的状态方程 1．内容：一定质量的某种理想气体，在从一个状态(p1、V1、T1)变化到另一个状态(p2、V2、T2)时，压强p跟体积V的乘积与热力学温度T的比值保持不变。 2．表达式：＝C或＝。 公式中常量C仅由气体的种类和质量决定，与状态参量(p、V、T)无关。 3．成立条件：一定质量的理想气体。 4．理想气体状态方程与气体实验定律的关系 ＝⇒ 一、单选题 1．图为某兴趣小组发射的自制水火箭。发射前瓶内空气的体积为1.2L，水的体积为0.8L，瓶内空气压强为3atm。打开喷嘴后水火箭发射升空，忽略瓶内空气温度的空气变化，外界大气压强为1atm。在瓶内的水刚喷完瞬间，瓶内空气的压强为（　　） A．1.8atm B．2.1atm C．2.5atm D．2.8atm 2．将水杯开口向下倒置在水盆中，可在杯中封闭一段气体。现将水杯缓慢向上提起一段高度（杯口始终未露出水面，杯内气体未漏出），设环境温度保持不变，此过程中杯中封闭气体（　　） A．体积变小，压强变小 B．体积变大，压强变大 C．体积变小，压强变大 D．体积变大，压强变小 3．活塞式真空泵的工作原理如图所示，抽气筒与被抽密闭容器通过自动阀门相连，当活塞从抽气筒的左端向右移动到右端的过程中，阀门自动开启，密闭容器内的气体流人抽气筒，活塞从右端向左移动到左端的过程中，阀门自动关闭，抽气筒内活塞左侧的气体被排出，即完成一次抽气过程，如此往复，密闭容器内的气体压强越来越小。若密闭容器的容积为V，抽气筒的容积为V，抽气过程中气体的温度不变，若第1次抽气过程中被抽出的气体质量为m1；第3次抽气过程中被抽出的气体质量为m2，则（　　） A．m2:m1=1:1.022 B．m2:m1=1:1.023 C．m2:m1=51:50 D．m2:m1=54:51 4．如图是“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”的实验装置，关于该分组实验，下列说法正确的是 A．玻璃管与活塞之间可用石蜡密封 B．各实验小组所封闭的气体质量都相等 C．各实验小组计算的气体压强与体积的乘积值都相等 D．密闭气体的体积可直接从注射器上读出 5．如图所示，一水槽内盛有某种液体，一粗细均匀的导热良好的玻璃瓶底朝上漂浮在液体中，玻璃瓶内外液面高度差为h，若环境温度缓慢升高，大气压强始终不变，下列说法正确的是（　　） A．玻璃瓶内外液面高度差h变大 B．玻璃瓶内气体压强变大 C．玻璃瓶逐渐上浮 D．玻璃瓶受到的浮力变大 6．如图所示，左端封闭、右侧开口的U形管内分别用水银封有两部分气体，右侧部分封闭气体的压强为，水银面高度差为。当左侧部分气体温度升高较小的，重新达到平衡后，和的变化是（　　） A．变小 B．不变 C．变小 D．变大 7．一定质量的理想气体从状态开始，经历过程回到原状态，其图像如图所示，其中、与轴平行，的延长线过原点。下列判断正确的是（　　） A．在、两状态，气体的体积相等 B．在、两状态，气体的体积相等 C．由状态到状态，气体内能增大 D．由状态到状态，气体对外做功 8．某研究性学习小组在做“研究等容情况下气体压强随温度的变化关系”实验的过程中，先后用了大、小不同的两个试管甲、乙，封闭了质量不同但温度和压强都相同的同种气体，将测得的实验数据在同一坐标系中作图，得到的图像是（　　） A． B． C． D． 二、多选题 9．如图所示的家庭小型喷壶总容积为1.4L，打气筒每次可将压强为、体积为0.02L的空气充入壶内，从而增加壶内气体的压强。为了保证喷壶的安全，壶内空气压强不能超过；为了保证喷水效果，壶内气体压强至少为，当壶内空气压强降至时便不能向外喷水。现在喷壶中装入1.2L的水并用盖子密封，壶内被封闭空气的初始压强为。壶中喷管内水柱产生的压强忽略不计，壶内空气可视为理想气体且温度始终不变，则下列说法正确的是（　　） A．为了保证喷水效果，打气筒最少打气25次 B．为了保证喷壶安全，打气筒最多打气40次 C．若充气到喷壶安全上限，然后打开喷嘴向外喷水，可向外喷出水的体积为1L D．若充气到喷壶安全上限，然后打开喷嘴向外喷水，可向外喷出水的体积为0.8L 10．如图所示，利用注射器上刻度可测封闭气体的体积，利用压强传感器可测封闭气体的压强，通过作压强与体积的关系图可探究封闭气体等温变化的规律。如果在不同环境温度、（且）下，实验操作和数据处理均正确，则下面四幅图中，可能正确反映相关物理量之间关系的是（    ） A． B．C． D． 11．图示描述了一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态，图中ab的延长线过原点，则下列说法正确的是（　　） A．的过程，气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数不变 B．的过程，气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数减小 C．的过程，气体分子的数密度增大 D．的过程，气体分子数密度增大，分子的平均速率减少 12．如图所示，粗细均匀的内壁光滑细长直玻璃管一端开口，另一端连接球形玻璃容器、一段长为的水银柱将容器中的理想气体封闭．装置被固定，细长直玻璃管竖直开口向上，被封闭的理想气体的温度为，体积为。现缓慢向玻璃管中加入水银，水银柱长度变为原来的2倍（水银未进入球形容器），已知大气压强为，重力加速度为g，下列说法正确的是（    ） A．水银柱长度变为原来的2倍，理想气体的压强也变为原来的2倍 B．将封闭的理想气体的温度增加，其体积才能保持不变 C．加入水银后，让容器竖直向下做匀加速直线运动（细长直玻璃管竖直开口向上），并保持气体的体积，温度不变，则气体的压强为 D．加入水银后，让容器竖直向下做匀加速直线运动（细长直玻璃管竖直开口向上），并保持气体的体积、温度不变，则容器的加速度大小为 一、单选题 1．桶装纯净水及压水装置原理如图所示。柱形水桶直径为24cm，高为35cm；柱压水蒸气囊直径为6cm，高为8cm，水桶颈部的长度为10cm。当人用力向下压气囊时，气囊中的空气被压入桶内，桶内气体的压强增大，水通过细出水管流出。已知水桶所在处大气压强相当于9m水压产生的压强，当桶内的水还剩5cm高时，桶内气体的压强等于大气压强，忽略水桶颈部的体积。至少需要把气囊完全压下几次，才能有水从出水管流出？（不考虑温度的变化）（    ） A．1次 B．2次 C．3次 D．4次 2．如图所示，一端封闭粗细均匀的玻璃管开口向下竖直插入水银槽中，一小段水银柱将管内封闭气体分割成两部分，上端气柱长为，下端气柱长为，且。管内水银柱与水银槽面的高度差为，管内气体温度保持不变，开口端始终在水银面下方，则下列说法正确的是（　　） A．若将玻璃管竖直向上缓慢提起，则变小 B．若将玻璃管竖直向上缓慢提起，则的增长量等于的增长量 C．若将玻璃管竖直向上缓慢提起，则的增长量小于的增长量 D．若轻敲管壁使下端气体透过中间水银柱与上端气体混合，再次稳定后气柱总长度大于 3．小明同学设计了一种测温装置，用于测量室内的气温（室内的气压为一个标准大气压气压，相当于76cm汞柱产生的压强），结构如图所示，大玻璃泡 A内有一定量的气体，与A相连的B管插在水银槽中，管内水银面的高度x可反映泡内气体的温度，即环境温度，当室内温度为27℃时，B管内水银面的高度为16cm，B管的体积与大玻璃泡A的体积相比可忽略不计，则以下说法正确的是（　　） A．该测温装置利用了气体的等压变化的规律 B．B管上所刻的温度数值上高下低 C．B管内水银面的高度为22cm时，室内的温度为-3℃ D．若把这个已经刻好温度值的装置移到高山上，测出的温度比实际偏低 4．泉城某实验小组的同学用如图所示的装置测量纸张燃烧过程中的最高温度。在环境温度为7℃时将一左端开口、右端封闭的U形管稳定竖直放置，U形管右侧用水银封闭了一段长为14cm的空气柱，左端有一管道与容器相连，初始状态下U形管左侧液面与右侧顶端平齐，且左侧水银恰好不溢出。将燃烧源靠近空气柱，燃烧结束后当温度再次恢复到7℃时左侧水银面下降了7cm。已知大气压强为76cmHg，纸张燃烧过程中的最高温度约为（　　）    A．500℃ B．400℃ C．300℃ D．200℃ 二、解答题 5．实验室里有一种用于帮助学生学习气体相关规律的仪器，如图所示，气缸静止平放在实验台上，用横截面积为S的活塞封住一部分空气，高度为h，活塞连同上面的置物平台总质量是M，（以下简称“活塞系统”）。开始时，活塞系统处于静止状态，气缸内温度为环境温度，现在把质量为m的小物块放在置物平台上，为了使活塞保持原位置不变，需要用控温装置改变封闭气体的温度，已知理想状态下大气压强，环境温度为，求： （1）气体的温度的变化量? （2）如果保持温度不变，还可以往原有封闭空间充入理想状态下的空气，以保证放置小物块后，活塞的位置不变，则需要充入空气的体积是多少? 6．青藏高原上海拔4000m时，大气压强为。某游客在此出现了高原反应，随即取出一种便携式加压舱使用。如图所示，该加压舱主要由舱体、气源箱组成。已知加压舱刚取出时是折叠状态，只打开进气口，气源箱将周围环境中体积为15m3的大气输入到舱体中，稳定后，舱内空气新鲜，且气压不变，温度维持在27°C，病人在舱内的高压环境中吸氧。充气后的加压舱舱体可视为长2.1m、底面积1m2的圆柱体，舱内外气体均可视为理想气体，舱外环境温度保持3°C不变。 （1） 求稳定后舱内气体的压强； （2） 该游客在舱内治疗一段时间后情况好转，他改设、27°C的新模式，加压舱会自动充气、放气，当将周围环境中1m3的气体充入加压舱后达到了新模式，求这个过程中放出气体质量与进入气体质量之比。 1. （2023 湖南高考）汽车刹车助力装置能有效为驾驶员踩刹车省力．如图，刹车助力装置可简化为助力气室和抽气气室等部分构成，连杆与助力活塞固定为一体，驾驶员踩刹车时，在连杆上施加水平力推动液压泵实现刹车．助力气室与抽气气室用细管连接，通过抽气降低助力气室压强，利用大气压与助力气室的压强差实现刹车助力．每次抽气时，打开，闭合，抽气活塞在外力作用下从抽气气室最下端向上运动，助力气室中的气体充满抽气气室，达到两气室压强相等；然后，闭合，打开，抽气活塞向下运动，抽气气室中的全部气体从排出，完成一次抽气过程．已知助力气室容积为，初始压强等于外部大气压强，助力活塞横截面积为，抽气气室的容积为。假设抽气过程中，助力活塞保持不动，气体可视为理想气体，温度保持不变。 （1）求第1次抽气之后助力气室内的压强； （2）第次抽气后，求该刹车助力装置为驾驶员省力的大小。    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