67第十四单元 第3课时　气体实验定律的应用-【优化指导】2026年物理一轮复习高中总复习·第1轮（人教浙江专版）

课时提升训练(67)　气体实验定律的应用 考点一　气体实验定律及应用 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，火罐就会紧紧地被“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 答案：B 2．(2022·上海卷)如图所示，两根粗细相同的玻璃管下端用橡皮管相连，左管内封有一段长30 cm的气体，右管开口，左管水银面比右管内水银面高25 cm，大气压强为75 cmHg。现移动右侧玻璃管，使两侧玻璃管内水银面相平，此时气体柱的长度为 (　　) A．20 cm B．25 cm C．40 cm D．45 cm A　解析：对封闭在左管的气体，初状态气体压强p1＝p0－ρgh＝75 cmHg－25 cmHg＝50 cmHg，设玻璃管横截面积为S，初状态气体体积V1＝30S，当两侧玻璃管内液面相平时，设左管气柱长度为L，则气体体积V2＝LS，气体压强p2＝p0＝75 cmHg，由玻意耳定律，p1V1＝p2V2，解得L＝20 cm，A正确。 考点二　理想气体状态方程 3．如图所示为一圆筒形真空容器，在筒顶系着的轻弹簧下挂一质量不计的活塞，弹簧处于自然长度时，活塞正好触及筒底，当在活塞下方注入一定质量的理想气体后，温度为T时，气柱高为h，则温度为T′时，气柱的高为(活塞与圆筒间摩擦不计) (　　) A． B． C．h D．h C　解析：设弹簧的劲度系数为k，当气柱高为h时，弹簧弹力F＝kh，由此产生的压强为＝(S为容器的横截面积)。取封闭的气体为研究对象，初状态为(T，hS，)，末状态为(T′，h′S，)，由理想气体状态方程得＝，则h′＝h，C正确。 4．(多选)中医拔火罐的物理原理是利用火罐内、外的气压差使罐吸附在人体上，进而可以养疗。如图所示，是治疗常用的一种火罐，使用时，先加热罐中气体，然后迅速按到皮肤上，降温后火罐内部气压低于外部，从而吸附在皮肤上，某次使用时，先将气体由300 K加热到400 K，按在皮肤上后，又降至300 K，由于皮肤凸起，罐内气体体积变为罐容积的，以下说法正确的是 (　　) A.加热后罐内气体质量是加热前的 B．加热后罐内气体质量是加热前的 C．温度降至300 K时，罐内气体压强变为原来的 D．温度降至300 K时，罐内气体压强变为原来的 AD　解析：加热过程由等压变化得＝，解得V2＝＝＝V1，气体总体积变为原来的，总质量不变，则火罐内气体的密度变为原来的，所以加热后罐内气体质量是加热前的，A正确，B错误；由理想气体状态方程可得＝，即＝，则罐内气体压强变为原来的，C错误，D正确。 考点三　气体状态变化的图像问题 5．(多选)如图所示，一定质量的理想气体，沿状态A、B、C变化，下列说法中正确的是 (　　) A．沿A→B→C变化，气体温度不变 B．A、B、C三状态中，B状态气体温度最高 C．A、B、C三状态中，B状态气体温度最低 D．从A→B，气体压强减小，温度升高 答案：BD 6．如图所示，一汽缸固定在水平地面上，用重力不计的活塞封闭着一定质量的气体。已知汽缸不漏气，活塞移动过程中与汽缸内壁无摩擦。初始时，外界大气压强为p0，活塞紧压小挡板。现缓慢升高汽缸内气体的温度，则下列图中能反映汽缸内气体的压强p随热力学温度T变化的图像是 (　　) 答案：B 7．如图所示，两端封闭的玻璃管水平放置，一段水银将管内气体分隔为左、右两部分A和B，已知两部分气体初始温度相等，且体积VA＞VB。若A、B两部分气体同时升高相同的温度，水银柱将 (　　) A．向右移动 B．向左移动 C．静止不动 D．无法确定向哪移动 C　解析：开始时水银柱平衡，故两侧气体压强相等，设为p，设温度升高Δt时气体体积不变，根据查理定律，有＝，故Δp＝p，两侧初状态温度T相同，升高的温度ΔT相同，初状态两侧p相等，则两边气体Δp相等，水银仍静止不动，C正确，A、B、D错误。 8．(2024·七彩阳光联盟开学考)如图所示，粗细均匀、上端开口、下端封闭的薄壁玻璃管竖直放置，玻璃管横截面积S＝1.0 cm2，玻璃管总长度l＝80 cm，玻璃管内用水银封闭n＝0.01 mol理想气体，气柱长度与水银柱长度均为L＝25 cm。初始温度T0＝300 K，气体内能变化量与温度变化量成正比，可表示为ΔU＝n·R·ΔT，其中R＝8.31 J/(mol·K)，水银密度ρ＝13.6×103 kg/m3，大气压强p0＝75.0 cmHg，重力加速度大小g取10 m/s2。求： (1)若温度升高，使水银的上液面恰好缓慢到达玻璃管开口处时的温度； (2)若温度升高，使水银的上液面恰好缓慢到达玻璃管开口处，气体吸收的热量Q； (3)继续对封闭气体缓慢加热，水银全部流出玻璃管，需要升高到的温度。 答案：(1)660 K　(2)78.87 J　(3)720.75 K 解析：(1)等压变化过程，根据盖－吕萨克定律有＝ 即＝ 解得T1＝660 K。 (2)由题意知，气体压强p1＝100 cmHg＝1.36×105 Pa 气体对外界做功W＝p1S(l－2L)，解得W＝4.08 J 气体内能增量ΔU＝n·R·ΔT，解得ΔU＝74.79 J 根据热力学第一定律得Q＝ΔU＋W，解得Q＝78.87 J (3)设玻璃管中还有长度为x的水银，温度为T 则有＝ 得T＝0.12(75＋x)(80－x)(单位为K) 当x＝2.5 cm时，T有最大值 T的最大值为720.75 K，由函数可知，x＜2.5 cm时满足上式所需的温度低于720.75 K 所以水银全部流出玻璃管，温度需要升高到720.75 K。 9．(2024·温州测试)如图所示，老师带领学生表演“马德堡半球实验”。他先取出两个在碗底各焊接了铁钩的不锈钢碗，在一个碗里烧了一些纸，然后迅速把另一个碗扣上，再在碗的外面浇水，使其冷却到环境温度。用两段绳子分别钩着铁钩朝相反的方向拉，试图把两个碗拉开。当两边的人各增加到5人时，平均每人施加200 N拉力，才把碗拉开。已知碗口的半径为10 cm，环境温度为27 ℃，实验过程中碗不变形，也不漏气。大气压p0＝1.0×105 Pa，绝对零度为－273 ℃，π取3。 (1)求大气压施加在一个锈钢碗上的压力； (2)试定性分析在碗的外面浇水使其冷却的目的； (3)请你估算两个不锈钢碗刚被扣上时，里面空气的温度是多少？ 答案：(1)3 000 N　(2)见解析　(3)177 ℃ 解析：(1)设两碗口的横截面积为S，碗口的半径为10 cm，p0＝1.0×105 Pa，则 F＝p0S＝p0πr2＝3 000 N。 (2)由于两个碗内部的气体密闭，所以可认为体积不变，在碗的外面浇水，使其冷却到环境温度，即让碗内部的气体温度降低，根据查理定律，碗内部的压强骤然降低，于是碗内外形成很大压强差，需要较大的拉力才能拉开。 (3)设两个不锈钢碗刚被扣上时，里面空气的温度是t，两碗内空气的体积不变，由查理定律可知 ＝ 解得p＝p0 两碗内外的压强差Δp＝p0－p＝p0 设两碗口的横截面积为S，则在拉力方向碗内外的压力差ΔF＝ΔpS＝p0S 碗口的半径为10 cm，p0＝1.0×105 Pa，ΔF＝5×200 N＝1 000 N，则1 000 N＝×1.0×105×π(10×10-2)2 N 解得t＝177 ℃。 学科网（北京）股份有限公司 $$