2020-2021学年第一节 气体实验定律（Ⅰ）练习题

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2：3

B．甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比为2：5

C．甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比为1：2

D．甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比为3：5

10．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．60L

11．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．1.5m

12．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h

B．B管内水银面比槽内水银面高hcos

C．B管内水银面比槽内水银面高hsin

D．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＋ρgh

16．

【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