2020-2021学年第一节 气体实验定律（Ⅰ）练习题

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2021-2022学年粤教版（2019）选择性必修第三册2.1气体实验定律（Ⅰ）课时练（解析版）1．用打气筒将压强为1atm的空气打进自行车胎内，如果打气筒容积，轮胎容积V=3L，原来压强。现要使轮胎内压强变为 ，问用这个打气筒要打气几次（设打气过程中空气的温度不变）（　　）A．25次 B．20次 C．15次 D．10次2．如图所示，两端开口、粗细均匀的足够长玻璃管插在大水银槽中，管的上部有一定长度的水银柱，两段空气柱被封闭在左右两侧的竖直管中，平衡时水银柱的位置如图，其中，，，大气压强为，则右管内气柱的长度等于（　　）A． B． C． D．3．如图，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置．玻璃管的下部封有长的空气柱，中间有一段长的水银柱，上部空气柱的长度。已知大气压强为。现将一活塞（图中未画出）从玻璃管开口处缓慢往下推，使管下部空气柱长度变为。假设活塞下推过程中没有漏气，则活塞下推的距离为（　　）A． B． C． D．4．如图所示，玻璃瓶内塞有一气球，气球的吹气口反扣在瓶口上，初始时，气球和玻璃瓶之间密闭压强为p0，体积为V0的气体，现向气球内缓慢充气，让密闭气体的体积减为，充气过程气体温度不变，则密闭气体的压强变为（ ）A．np0 B． C． D．5．如图所示，一竖直放置的型玻璃管，各段粗细均匀，上端均开口。内部左右两侧有水银，水银柱竖直高度均为，底部水平管内封闭一段长的气柱，气柱紧贴左侧竖直管。已知管导热良好，周围环境温度不变，大气压强为。现在右侧管中再缓慢加入长的水银柱，稳定后，下列判断正确的是（　　）A．两侧水银面最上端仍然齐平B．气柱的压强为，且长度变小C．两侧水银面最上端高度差为D．左侧再加入长的水银柱，则气柱将到达左侧竖直管最低端6．血压仪由加压气囊、臂带，压强计等构成，如图所示。加压气囊可将外界空气充入臂带，压强计示数为臂带内气体的压强高于大气压强的数值，充气前臂带内气体压强为大气压强，体积为V；每次挤压气囊都能将的外界空气充入臂带中，经5次充气后，臂带内气体体积变为，压强计示数为。已知大气压强等于，气体温度不变。忽略细管和压强计内的气体体积。则V等于（　　）A． B． C． D．7．如图，一个上口用橡皮膜封闭的盛水长玻璃槽内，用一小玻璃瓶倒扣在水中形成一个浮沉子，悬浮在水中某位置保持平衡，若环境温度不变，用力按压橡皮膜到某一位置后，玻璃瓶将（　　）A．下沉一点后又平衡B．上浮一点后又平衡C．一直下沉到水底D．一直上浮到水面8．如图所示，在两端开口的弯管中用两段水银柱封闭了一段空气柱，若再往a管内注入少量水银，则以下说法正确的是（　　）A．a、b水银面高度差将减小B．a、b水银面高度差将大于c、d水银面高度差C．b管水银面上升的距离大于c管水银面下降的距离D．b管水银面上升的距离等于c管水银面下降的距离9．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，罐中气体的压强为；乙罐的容积为，罐中气体的压强为。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。则调配后（　　）A．甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比为2：3B．甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比为2：5C．甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比为1：2D．甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比为3：510．现有一个容积为400L的医用氧气罐，内部气体可视为理想气体，压强为15MPa，为了使用方便，用一批相同规格的小型氧气瓶（瓶内视为真空）进行分装，发现恰好能装满40个小氧气瓶，分装完成后原医用氧气罐及每个小氧气瓶内气体的压强均为3MPa，不考虑分装过程中温度的变化，则每个小氧气瓶的容积为（　　）A．20L B．40L C．50L D．60L11．如图为一注水的玻璃装置，玻璃管D、E上端与大气相通，利用玻璃管C使A、B两球上部相通，D、C、E三管与两球接口处紧密封接。当A、B、D的水面高度差如图所示时，E管内水相对B中水面的高度差h应等于（　　）A．0.6m B．0.8m C．1.2m D．1.5m12．如图所示，在一端封闭的玻璃管中，用一段水银将管内气体与外界隔绝，管口向下放置，若将管倾斜，待稳定后封闭气体的压强和体积变化情况是（　　）A．封闭端内气体的压强增大 B．封闭端内气体的压强减小C．封闭端内气体的压强不变 D．封闭端内气体的体积减小13．如图所示，内径均匀、两端开口的“V”形管，B支管竖直插入水银槽中，A支管与B支管之间的夹角为，A支管中有一段长为h的水银柱保持静止，下列说法中正确的是（　　）A．B管内水银面比槽内水银面高hB．B管内水银面比槽内水银面高hcosC．B管内水银面比槽内水银面高hsinD．管内封闭气体的压强比大气压强小hcos高水银柱产生的压强14．如图所示，两端封闭的粗细均匀的U形管中，封闭两段气柱，长度分别为、，现让管在竖直方向上运动，下述判断正确的是（　　）A．加速上升时，变长，变短 B．加速下降时，变长，变短C．减速上升时，变长，变短 D．减速下降时，变长，变短15．如图所示，C、D液面水平且等高，液体密度为ρ，重力加速度为g，其他条件已标于图上，试求封闭气体A的压强？16．水火箭可以演示反冲现象。如图所示，这是一个简易的水火箭，其容积V=4L，现装入V0=1L水后用一个打气简给其充气。已知气筒每次能够将V0'=0.5L的一个大气压p0的空气打入其中，打气过程可以看成等温变化。取重力加速度大小g=10m/s2，整个过程中不考虑火箭中水的蒸发。要使水火箭内的气压达到一个标准大气压的4倍，求需要打气的次数n。17．如图所示，在一个恒温池中，一串串气泡由池底慢慢升到水面，有趣的是气泡在上升过程中，体积逐渐变大，到水面时就会破裂,问：（1）上升过程中，气泡内气体的压强如何改变？（2）气泡在上升过程中体积为何会变大？（3）为什么到达水面会破？18．在图乙中，汽缸置于水平地面上，汽缸横截面积为S，活塞质量为m，汽缸与活塞之间无摩擦，设大气压强为p0，重力加速度为g，试求封闭气体的压强。19．如图所示，竖直放置的、左端封闭、右端开口的U形管中用水银柱封住一段空气柱L，当空气柱的温度为t1=7℃时，左臂水银柱的高度h1=15cm，右臂水银柱的高度h2=10cm，气柱长度L1=20cm；仅将管内被封住的空气柱加热到t2=127℃且稳定时，图中的h1变为h1′=10cm。不考虑水银和管的热胀冷缩，大气压强始终不变。当时的大气压强多大？（单位用cmHg）20．一长为l的薄壁试管处于空气中。现将试管开口向下竖直插入水中，平衡时试管内外水面高度差为h，如图所示。今用竖直向下的力缓慢地将试管保持竖立压入水中。已知外界大气压强为，水的密度为，水足够深，且水温处处相同。当试管中气体下端与水面的距离超过某一值时，试管将不再需要下压的力而自动下沉，求这个值。 参考答案1．B【详解】设压强为时气体体积为，根据玻意耳定律得设打入的压强为的气体体积为，则设打入的压强为的气体体积为，则则用这个打气筒要打气次数为故选B。2．D【详解】左侧管内气体压强为p1=p0+h2=82cmHg则右侧管内气体压强为p2=p1+h1=87cmHg则右侧管中下端水银液面比外界低87-75=12cm，则右侧气柱长L2=(50-5-7)+12=50cm故选D。3．A【详解】活塞未下推之前，液柱下端封闭气体的压强液柱下端封闭气体，根据玻意耳定律可知其中联立解得活塞下推后，管上部分气体的压强解得管上部分气体，根据玻意耳定律其中联立解得，管上部分气体的长度活塞下推的距离为故选A。4．A【详解】气体做的是等温变化，由玻意耳定律得p0V0= p′代入数据有p′ = np0故选A。5．C【详解】ABC．依题意可知，向右侧管中缓慢加入长的水银柱，稳定后，由于左侧管中水银柱长度不变，则封闭气体的压强不变，又温度不变，所以封闭气柱长度不变；若右侧管中水银刚好进入左侧管中，由于空气柱长度为4cm，则可知此时，右侧管中水银柱高度为16cm，则封闭气体压强为显然，右侧管中有水银进入左侧管中，最终封闭气体压强为，所以右侧管中水银有3cm进入左侧管中，此时左侧水银柱加空气柱总长度为右侧侧水银柱总长度为所以，稳定后两侧水银面最上端高度差为故AB错误，C正确；D．若左侧再加入长的水银柱，稳定后，由于封闭气体温度不变，根据玻意耳定律有气柱长度将变短，所以可知气柱将不能到达左侧竖直管最低端，故D错误。故选C。6．D【详解】根据玻意耳定律可知已知，，代入数据整理得故选D。7．C【详解】开始时，A悬浮在水中某位置保持平衡，则A排开水的重力等于A的重力；若用力按压橡皮膜到某一位置后，根据玻意耳定律，玻璃槽上方空气的体积减小，压强增大，则A内被封气体的压强增大，则体积减小，即排开水的重力减小，浮力减小，此时重力大于浮力，玻璃瓶将下沉，下沉过程中压强不断增加，被封气体的体积不断减小，浮力不断减小，则玻璃瓶将加速沉到水底，故C正确，ABD错误。故选C。8．C【详解】A．若再往a管内注入少量水银，被封闭气体的压强增大，a、b水银面高度差将增大，A错误；B．根据解得若再往a管内注入少量水银，a、b水银面高度差仍然等于c、d水银面高度差，B错误；CD．若再往a管内注入少量水银，被封闭气体的压强增大，根据玻意耳定律，被封闭气体的体积减小，空气柱的长度缩短，所以b管水面上升的距离大于c管水面下降的距离，C正确，D错误。故选C。9．A【详解】对甲、乙两个储气罐中气体产生等温变化，由玻意耳定律有解得调配后两罐中气体的压强若调配后将甲气体再等温压缩到原气体压强p，设体积为V′由玻意耳定律有解得由密度定义解得质量之比等于A正确，BCD错误。故选A。10．B【详解】设每个小氧气瓶的容积为V0，以医用氧气罐中所有氧气为研究对象，初态：p1＝15MPa，V1＝400L；末态：p2＝3MPa，V2＝40V0＋400L；因为不考虑温度变化，由玻意耳定律有代入数据得V0＝40L，B正确。故选B。11．D【详解】利用玻璃管C使A、B两球上部相通，可得根据压强关系联立可得故选D。12．AD【详解】被封闭气体的压强其中h为水银柱的竖直高度，故当管倾斜时水银柱竖直高度h将减小，则封闭气体压强p增大，又由于气体是等温变化，由玻意耳定律知，压强增大，体积减小，故BC错误，AD正确。故选AD。13．BD【详解】以A管中的水银为研究对象，设管内封闭气体的压强为p，管的横截面积为S，水银密度为，有则管内封闭气体的压强显然且B管内水银面要比曹内水银面高故BD正确，AC错误。故选BD。14．AD【详解】AD．U形管加速上升或减速下降时，加速度方向向上，水银处于超重状态，右侧封闭气体压强增大，左侧封闭气体压强减小，由于温度保持不变，根据波意耳定律右侧封闭气体体积减小，左侧封闭气体体积增大，则变长，变短，故AD正确；BC．U形管加速下降或减速上升时，加速度方向向下，水银处于失重状态，右侧封闭气体压强减小，左侧封闭气体压强增大，由于温度保持不变，根据波意耳定律右侧封闭气体体积增大，左侧封闭气体体积减小，则变短，变长，故BC错误。故选AD。15．pA＝p0＋ρgh【详解】同一水平液面C、D处压强相同，可得pA＝p0＋ρgh16．【详解】设水火箭内气体体积为，则有由玻意耳定律有解得17．（1）变小；（2）由玻意耳定律pV＝C可知，压强变小，气体的体积增大；（3）内外压强不相等，气泡内压强大于外部压强【详解】略18．p0＋【详解】以活塞为研究对象，受力分析如图所示，由平衡条件得mg＋p0S＝pS则p＝p0＋19．【详解】对于封闭的空气柱（设大气压强为）初态：     末态：故压强由理想气体状态方程得解得大气压强20．【详解】初始状态，试管的浮力等于其所受重力，设试管的横截面积为S，则 设当试管被下压至管内气体下端与水面深度为H时，试管恰好能悬浮于水中，设此时试管内气体长度为，由平衡有 由两式得 由玻意耳定律，有由两式得 又由两式得