学粤教版选修33 2.7气体实验定律（一） 作业（4）.docx

2017-2018学年度粤教版选修3-3 2.7气体实验定律（一） 作业（4）1如图所示为一种减震垫，上面布满了圆柱状薄膜气泡，每个气泡内充满体积为v0，压强为p0的气体，当平板状物品平放在气泡上时，气泡被压缩若气泡内气体可视为理想气体，其温度保持不变，当体积压缩到v时气泡与物品接触面的面积为s，求此时每个气泡内气体对接触面处薄膜的压力是()a. p0s b. sc. s d. s2如图所示为充气泵气室的工作原理图。设大气压强为p0，气室中的气体压强为p，气室通过阀门s1、s2与空气导管相连接。以下选项中正确的是()a. 当橡皮碗被拉伸时，pp0，s1关闭，s2开通b. 当橡皮碗被拉伸时，pp0，s1关闭，s2开通d. 当橡皮碗被压缩时，pp0，s1关闭，s2开通3一定质量的理想气体经过一系列变化过程，如图所示，下列说法中正确的是()a. ab过程中，气体体积增大，压强减小b. bc过程中，气体压强不变，体积增大c. ca过程中，气体压强增大，体积变小d. ca过程中，气体内能增大，体积变小4如图为竖直放置的形管，水银柱在管中将两端密封的理想气体隔开。稳定时，两边水银柱液面高度差为h10cm。则下列方法中，一定能使h变大的是（ ）a. 使形管两端密封气体升高相同的温度b. 将形管整体在竖直平面内左转90c. 将形管整体由竖直变为水平放置d. 让形管整体保持竖直做自由落体运动5如图为竖直放置的形管，水银柱在管中将两端密封的理想气体隔开。稳定时，两边水银柱液面高度差为h10cm。则下列方法中，一定能使h变大的是（ ）a. 使形管两端密封气体升高相同的温度b. 将形管整体在竖直平面内左转90c. 将形管整体由竖直变为水平放置d. 让形管整体保持竖直做自由落体运动6某自行车轮胎的容积为v里面已有压强为p0的空气，现在要使轮胎内的气压增大到p，设充气过程为等温过程，空气可看作理想气体，轮胎容积保持不变，每次向轮胎冲入的气体体积为v0、压强也为p0，则充气次数为a. b. c. d. 7一定质量的理想气体，经历一等温吸热过程，则在此过程中a. 气体的压强减小b. 气体的密度变小c. 气体的内能减小d. 气体对外界做功e. 气体的摩尔体积不变8如图，一粗细均匀的u形管竖直放置，a侧上端封闭，b侧上端与大气相通，下端开口处开关k关闭；a侧空气柱的长度为l=9.0cm，b侧水银面比a侧的高h = 5.0 cm。现将开关k打开，从u形管中放出部分水银，当两侧水银面的高度差为h1=3.0cm时将开关k关闭。己知大气压强p0=75.0cmhg则下列法正确的是（ ）a. 此时a内气体压强72cmhgb. 此时a内空气柱长度10.00cmc. 此后再向b侧注入水银，使a、b两侧的水银面达到同一高度，则注入的水银在管内的长度3.8cmd. 此后再向b侧注入水银，使a、b两侧的水银面达到同一高度，则注入的水银在管内的长度3.4cm9如图所示，一导热性能良好的金属气缸静放在水平面上，活塞与气缸壁间的摩擦不计。气缸内封闭了一定质量的理想气体。现缓慢地向活塞上倒一定质量的沙土，忽略环境温度的变化，在此过程中a. 气体的内能增大b. 气缸内分子平均动能增大c. 气缸内气体分子密度增大d. 单位时间内撞击气缸壁单位面积上的分子数增多10一定质量的理想气体分别在t1、t2温度下发生等温变化，相应的两条等温线如图所示，t2对应的图线上a、b两点表示气体的两个状态，则（ ）a. a到b的过程中，气体内能增加b. a到b的过程中，气体从外界吸收热量c. 温度为t1时气体分子的平均动能比t2时大d. a到b的过程中，气体分子单位时间内对器壁单位面积上的碰撞次数减少11如图所示，左端封闭、右端开口的等臂u形玻璃管竖直放置，管内水银在左管内封闭一段长l0-15cm、温度为300k的空气柱，左右两管水银面高度差为h0=10cm，大气压强为75cmhg。（i）在温度不变的条件下，需要从开口端加入多长的水银柱才能使左右管的水银面等高?（i i）左右两管内水银面刚好相平后，即停止补充水银，并给左管的气体加热，当右管内水银面刚好上升到与管口齐平时，左管内气体的温度为多少?12如图所示，两个相同的竖直玻璃管a、b下端通过橡胶管相连，玻璃管中装有适量的水银，两玻璃管的上端封闭，使两玻璃管中分别封闭一段气柱，气柱的长均为l=10cm，a管中空气柱的压强为p1=76cmhg，两管中气体温度均为33，a管中水银液面比b管水银液面高出8cm，两玻璃管的长度足够长。保持a管不动，将b管缓慢上提，则b管上提的高度为多少时，可以使两管中水银液面相平?若将a管中气体温度升高t，b管中气体温度降低t，则t为多少时，可以使两管中水银液面相平?13如图，一足够长粗细均匀的玻璃管，开口向上，竖直放置。在玻璃管内，由长为h15cm的水银柱封闭了一段空气柱。空气柱的长度l130cm，气体温度t27。（大气压强p075cmhg）（1）用热力学温标表示气体的温度t。（2）求玻璃管内气体的压强p1。（3）缓慢地将玻璃管转至水平，求空气柱的长度l2。14有一只一端开口的l形玻璃管，其竖直管的横截面积是水平管横截面积的2倍，水平管长为90cm，竖直管长为8cm，在水平管内有一段长为locm的水银封闭着一段长为80cm的空气柱如图所示。已知气柱的温度为27，大气压强为75cmhg，管长远大于管的直径。(i)现对气体缓慢加热，当温度上升到多少时，水平管中恰好无水银柱。( ii)保持(i)中的温度不变，将玻璃管以水平管为轴缓慢旋转180，使其开口向下。求稳定后封闭部分气体压强。15一个足球的容积v02.6103m3，原装满1.0105pa的空气现用打气筒给这个足球打气，每次可把v1.0104m3、压强为1.0105pa的空气打入球内，要使足球内部的压强增为2.0105pa，应打气多少次？(设足球的容积和空气温度在打气过程中不变)试卷第5页，总6页本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。参考答案1b【解析】取气泡内的气体研究，设压缩后气体压强为p，由玻意耳定律得，则，故气体对接触面处薄膜的压力，故选项b正确。点睛：根据玻意耳定律求出气体体积压缩后的压强，从而结合求出压力的大小。2c【解析】由图示可知，当橡皮碗被拉伸时，气室内的气体体积变大，压强变小，小于大气压，即p0p，阀门s1开通，s2闭合，故ab错误；由图示可知，当橡皮碗被压缩时，气室内气体体积变小，压强变大，大于大气压，即pp0，阀门s1关闭，s2开通，故c正确，d错误。故c正确，abd错误。3a【解析】ab过程中气体的温度保持不变，即气体发生等温变化；根据玻意耳定律pv=c得知，压强减小，体积增大，故a正确；bc过程中，气体压强不变，温度降低，根据盖吕萨克定律得知，体积应减小，故b错误；ca过程中，由图可知，p与t成正比，则气体发生等容变化，体积不变，故cd错误。所以a正确，bcd错误。4b【解析】假设气体的体积保持不变，气体发生等容变化，由查理定律得： ，气体压强的变化量： ，由图示可知，气体压强：p左=p右+hp右可知左侧压强增大的多，即水银柱将要向上运动，h将变小，故a错误；将形管整体在竖直平面内左转90，左侧压强减小，而右侧压强将会大于左侧压强，所以左侧气柱体积将减小，即h将变大，故b正确；由图可知，当等臂u形管竖直放置时，两部分气体的压强关系有：p左=p右+hp右，当管平放时，两部分气体的压强变为相等，所以有左侧部分气体等温且压强减小，体积会增大；右侧部分气体等温且压强增大，体积会减小，故水银柱会向右侧移动，空气柱的长度差将小，故c错误；使玻璃管保持竖直状态突然加速下降，水银处于失重状态，左侧的压强减小，由玻意耳定律可知，左侧的体积增大，水银向上移动，高度差减小，故d错误。所以b正确，acd错误。5b【解析】设左边气体压强为p1，右边气体压强为p2，由平衡知，p1+gh=p2，升高相同的温度，气体压强都不变，所以水银柱高度差h不变，若将形管整体由竖直变为水平放置或让形管整体保持竖直做自由落体运动，气体压强都不变，所以水银柱高度差h不变，故a、c、d错误；将形管整体在竖直平面内左转的过程中管与竖直方向夹角为，则p1+ghcos=p2，所以h大于h，b正确。6c【解析】试题分析：根据等温变化的气体方程列式即可气体做等温变化，则，解得，c正确7abd【解析】因气体吸收热量，温度不变，内能不变；则气体一定体积增大，对外做功，压强减小，密度减小；故abd正确。8abc【解析】打开开关放出水银的过程中，b侧水银面处的压强始终为p0，而a侧水银面处的压强随空气柱长度的增加逐渐减小，b、a两侧水银面的高度差也随着减小，直至b侧水银面低于a侧水银面h1为止，由力学平衡条件，有：p1=p0-h1，即此时a内气体压强p1=(75-3)cmhg= 72cmhg，选项a错误；根据玻意耳定律可知： ，解得，选项b正确； 当a、b两侧的水银面达到同一高度时，设a侧空气柱的长度为l2，压强为p2，由玻意耳定律，有：pl=p2l2； 由力学平衡条件有：p2=p0；联立各式，并代入题目数据，有l2=9.6cm；设注入水银在管内的长度为h，依题意，有：h=2（l1-l2）+h1；并代入题目数据，有：h=3.8cm，则选项c正确，d错误；故选abc.点睛：本题中封闭气体经历两次等温过程，关键是找出初状态和末状态的气压和体积（长度）关系，然后根据玻意耳定律列式求解9cd【解析】金属气缸导热性能良好，由于热交换，气缸内封闭气体温度与环境温度相同，向活塞上倒一定质量的沙土时气体等温度压缩，温度不变，气体的内能不变故a错误温度不变，则气缸内分子平均动能保持不变故b错误气缸内封闭气体被压缩，体积减小，而质量不变，则气缸内气体分子密度增大故c正确温度不变，气体分子的平均动能不变，平均速率不变，等温压缩时，根据玻意耳定律得知，压强增大，则单位时间内撞击气缸壁单位面积上的分子数增多故d正确故选cd10bcd【解析】a到b的过程是等温变化的过程，所以气体的温度不变，内能不变，故a错误；a到b的过程中，气体的体积增大，对外做功而内能不变，由热力学第一定律：e=w+q可得，气体一定从外界吸收热量故b正确；根据理想气体状态方程 ，得pv=ct，pv之积越大表示温度越高，故t1t2，温度为t1时气体分子的平均动能比t2时大，故c正确；a到b的过程中，气体 温度不变，则分子运动的激烈程度不变；气体的体积增大，分子密度减小，所以气体分子单位时间内对器壁单位面积上的碰撞次数减少故d正确；故选bcd.11(1) 14cm (2) 808k【解析】（i）设左边水银柱上升x，玻璃管内部横截面积为s，由气体实验定律 (p0-h0) l0s= p0（l0-x）s需要加入的水银柱长度为l=2x+h0解得：l=14cm（ii）当右管内水银面刚好上升到与管口齐平时，左管内气体的压强p3= p0+2（l0-x）hg=101cmhg及体积：v3=2（l0-x）s由理想气体状态方程： 解得t3=808k点睛：此题是关于气体状态方程的应用问题；关键是要确定气体的状态，然后确定状态参量，确定临界态，然后通过理想气体状态方程求解.12(1) (2) 【解析】【分析】对两部分气体分别根据玻意耳定律列式，结合几何关系即可求解；分别对两部分气体根据理想气体状态方程列式，即可求出；解：开始时b管中气体的压强p2=76 cmhg+8 cmhg=84 cmhg将b管缓慢上提,设两管中水银液面相平时,a管中水银液面上升h,两管中气体压强相同,设为p,则p1sl=ps(l-h) p2sl=ps(l+h) 求得h=0.5 cm b管上提的距离x=2h+8 cm=9 cma管中气体 b管中气体 13（1）t300k （2）p190cmhg （3）l236cm 【解析】试题分析：根据公式t=t+273表示热力学温度；被封闭的气体的压强为大气压强与水银柱产生的压强之和；将玻璃管再转到水平位置，气体发生等温变化，根据玻意耳定律列式，分析末状态的状态参量，列方程可求管内气体的长度。（1）热力学温度：t=t+273=（27+273）k=300k（2）玻璃管内气体压强为：p1=p0+ph=（75+15）cmhg=90cmhg（3）缓慢地将玻璃管转至水平，玻璃管内气体等温变化，管内气体压强为：p2=p0=75cmhg由波意耳定律p1v1=p2v2可得：p1l1s=p2l2s其中s为玻璃管横截面积，代入数据得到：l2=36cm点睛：本题主要考查了气体的状态方程的应用，解题的关键是分析清楚气体变化的过程，确定气体的状态，分析状态参量，利用对应的气体状态方程进行求解确定被封闭气体的压强是重点。14(1) (2) 【解析】（1）以封闭气体为研究对象，设水平管的横截面积为s，则p1=75cmhg ，v1=80scm3 ，t1=300k；p2=80cmhg ，v2=90scm3 ，t2=？由理想气体的状态方程： 解得t2=360k（2）玻璃管旋转1800后，设粗管中的水银长度为xcm，则细管中的水银长度为（10-2x）cm；p3=(7