气体实验定律（Ⅰ）同步练习（含解析） (二)

粤教版(2019)选择性必修三2.1气体实验定律(I)

一、单选题

1.下列不是描述气体状态参量的物理量是()

A.压强B.体积

C.质量D.温度

2.如图所示，玻璃管倒插入水银槽中，内封一定质量的理想气体，将玻璃管略提高，

A.管内气体体积减小B.管内气体体积不变

C.管内外水银面高度差减小D.管内外水银面高度差增大

3.如图所示，一端封闭，一端开口截面积相同的U形管A8,管内灌有水银，两管内

水银面高度相等，管A内封有一定质量的理想气体，气体压强为72cmHg。今将开口

端B接到抽气机上，抽尽8管上面的空气，结果两水银柱产生18cm的高度差，则A

管内原来空气柱长度为()

A.18cmB.12cmC.6cmD.3cm

4.容枳V=10L的钢瓶充满氧后，压强p=20atm,打开钢瓶盖阀门，让氧气分别装到容

积为Vo=5L的小瓶子中去，若小瓶子已抽成直空，分装到小瓶子中的氧气压强均为

p尸2aim。在分装过程中无漏气现象，且温度保持不变，那么最多可装的瓶数是

()

A.2瓶B.18瓶C.0.10D.20瓶

5.竖直倒立的U形玻璃管一端封闭，另一端开I」向下，如图所示，用水银柱封闭一

定质量的理想气体，在保持温度不变的情况下，假设在玻璃管的D处钻•小孔，则

A.封闭气体的压强增大B.封闭气体的体积增大

C.封闭气体的压强减小D.封闭气体的体积不变

6.如图所示，-定质量的理想气体被质量为，，，的活塞封闭在竖直放置的导热气缸内

（活塞与气缸间的摩擦不计），下列操作可使理想气体压强变大的是（）

A.缓慢升高环境温度B.将整体倒置，气缸开口向下

C.用力推气缸，让整体向上加速运动D.气缸自由下落

7.如图所示蹦硼球是一种儿童健身玩具，某同学在27c的室内对蹦蹦球充气，已知

充气前两球的总体积为2L,压强为latm,充气筒每次充入0.2L的气体，忽略蹦蹦球

体积变化及充气过程中气体温度的变化，问，用这个充气筒要充气多少次才能让气体

压强增大到3atm（）

A.15次B.18次C.20次D.22次

8.一定质量的气体，压强为5aim,保持温度不变，当压强减小为3alm时，体积变为

4L,则该气体原来的体积为（）

Q12

A.5LB.-LC.6LD.8L

35

9.如图所示，一试管开口朝下插入盛水的广口瓶中，在某一深度静止时，管内有一

定的空气。若向广口瓶中缓慢倒入一些水，则试管将（

B.加速下沉

C.保持静止D.以原静止位置为平衡位置上下振动

10.一只两用活塞气筒的原理如图所示（打气时如图甲所示，抽气时如图乙所示），其

筒内体积为匕，现将它与另一只容积为V的容器相连接，开始时气筒和容器内的空气

压强为力,已知气筒和容器导热性良好，当分别作为打气筒和抽气筒使用时，活塞工

作〃次后，在上述两种情况卜.，容器内的气体压强分别为（）

1

A.B.%”

nv

（1+四岛，（」一）九D.（1+孑）"%（1+孑）"〃（,

C.

11.空气压缩机的储气罐中储有1.0atm的空气6.0L,现再充入1.0atm的空气9.0

J设充气过程为等温过程，空气可看作理想气体，则充气后储气罐中气体压强为

）

A.2.5atmB.2.0atmC.1.5atmD.1.0atm

12.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P。，体积为V。的气体，现向气球内缓慢充气，让密闭气体的体

积减为及，充气过程气体温度不变，则密闭气体的压强变为（）

n

.一气球

A.np（）B.〃~PoC.2'D.乌'

ntr

13.关于气体的体枳，下列说法正确的是（）

A.气体的体枳就是所有气体分子体枳的总和

B.气体的体枳与气体的质量成正比

C.气体的体枳与气体的密度成反比

D.气体的体枳等于气体所在容器的容枳

14.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

入曾带，压强il,示数为皆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，体枳为匕每次挤压气囊都能将60cm3的外界空气充入臂带中，经5

次充气后，臂带内气体体枳变为5V,压强计示数为150mmHg。已知大气压强等于

750mmHg,气体温度不变。忽略细管和压强计内的气体体枳。则V等于（）

A.30cm'B.40cm'C.50cm'D.60cm'

15.如图所示，有一重力可以忽略的薄壁小试管开口向下竖直地浮在很大的水银槽

内，试管中有一长为历的水银柱封住两段气体八、B,A、8气柱长分别为//、3管内

外水银而高度差为比，在保持温度不变的情况下，卜列说法承误的是（）

A.开始时才2一定等于/〃

B.若外界大气压缓慢增加少许，则生不变，//变小，/2变小

C.若外界大气压缓慢增加少许，则生变小，//变大，/2变大

D.若用手轻按试管，使试管够宜向下移少许，则必变大，//变小，〃变小

二、填空题

16.如图所示，一个一端封闭、内径均匀、两臂竖直倒置的U形管中，水银柱封闭者

两段空气柱，图中空气柱长-54/0）-2V5、以及水银面的高度差/〃、后单位都是

cm.大气压强支持&cmHg.则左右两段空气柱的质量之比m左：吗=.

17.如图所示，在做托里拆利实验时，竖直的玻璃管内有些残存的空气，现将玻璃管

竖直向上提少许，气体温度不变，忽略槽中水银面高度的变化，则玻璃管向上提后管

中水银面高度________（选填”上升"下降”或“不变”），残存的空气压强________（选

填“增大”“减小”或“不变

18.玻意耳定律

（1）内容：

一定质量的某种气体,在_____不变的情况下，压强〃与体积V成

（2）公式：

pV=C或

（3）条件:

气体的一定，不变。

19.小朋友画了•幅鱼儿在水中吐气泡的图画，如图所示。假设湖水的温度恒定不

变，你认为他画得（填“对”或“不对”），你的理由是：

（请运用物理原理简要说明）。

20.跳跳球由橡胶球、踏板和扶手构成，是训练平衡的玩具，如图所示。橡胶球原体

枳为4xl0-3m3,内部气体压强为ISxl^Pa,当质量为60kg的人站上踏板并保持平衡

时，橡胶球体枳变为3x103",球内气体压强变为L2xl05pa,不计橡胶球膜厚度及玩

具的重力，球内气体可看作理想气体，温度保持不变，取g=10m/s2,大气压强为

5

1.0xl0Paa则人站上踏板稔定后：

（1）计算说明橡胶球是否漏气：

<2）求橡胶球与地面的接触面枳。

21.小赞同学设计了一个用电子天平测量环境温度的实验装置，如图所示。导热汽缸

开口向上并固定在桌面上，用质量町=600g、截面积S=2（km2的活塞封闭一定质量

的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。一轻质直杆中心置于固定支点A上，左端用不

可伸长的细绳竖直悬挂活塞，右端用相同细绳竖直悬挂一个质量，%=1200g的铁块，

并将铁块放置到电子天平上。当电子天平示数为600.0g时，测得环境温度7J=300K。

设外界大气压强外=1.0x105Pa,重力加速度g=10m/s?。

（1）当电子天平示数为400.0g时，环境温度刀为多少？

（2）该装置可测量的最高环境温度为多少？

22.如图所示，汽缸由两个截面不同的圆筒连接而成，活塞A、B被轻质刚性细杆连

接在一起，可无摩擦移动，A、B的质量分别为"小=12kg、巾3=8.0kg,横截面积分

22

别为SA=4.0xl0-n?、S«=2.0x1（）-2m,•定质量的理想气体被封闭在两活塞之间,

活塞外侧与大气相通，大气压强po=1.0x105Pa。

（1）汽缸水平放置达到如图甲所示的平衡状态，求气体的压强”；

（2）将汽缸竖直放.置，达到平衡，如图乙所示，求气体的压强

23.羊角跳跳球是儿童喜欢的玩具，现有一个跳跳球内部气体压强为〃=2.5a1m,总体

积V=6L,由于长时间放置，导致部分气体漏出，球内剩余气体压强为PL2aim、体

枳为匕=5L的空气，整个过程气体的温度始终和环境温度相等，保持不变，则：

（1）球内剩余气体与漏出气体质量之比？

（2）若使用打气筒对其充气，每次充入压强%=1atm、体枳为匕=0.5L,将跳跳球

充至最初的状态，整个过程气体温度相同且保持不变，需要充气的次数〃？

24.把上端A封闭、下端B开口的玻璃管插入水中。放掉适当的空气后放手，让玻璃

管竖直地浮在水中，A端露出在水面上，如图所示。现将玻璃管往下压一点，放手后

玻璃管会返回原来的平衡位置，请解释发生这种现象的原因，

参考答案:

1.c

【解析】

【详解】

描述气体的状态参量，有压强、体积、温度。

故选Co

2.C

【解析】

【分析】

【详解】

将玻璃管略提高一些，则玻璃管中的液面一定上升，管内外水银面高度差减小，则管内气

体的压强为

p=po+h

可知管内气体的压强减小，根据

pV=C

可知，管内气体体积变大。

故选C。

3.D

【解析】

【分析】

【详解】

设大气压强为po,A管内原来空气柱长度为/，横截面积为S,根据题意可得

p0=/?1=72cmHg,V=IS

抽尽B管上面的空气，则A管内空气柱压强为

p2=18cmHg

体积为

匕=(/+9)S

由玻意耳定律得

PM=PM

答案第।页，共11页

解得

/=3cm

故ABC错误，D正确。

故选D。

4.B

【解析】

【分析】

【详解】

由玻意耳定律得

pV=piVi

即

20atmx10L=2atmxV；

解得

Vi=100L

最多可装的瓶数是

故选B。

5.A

【解析】

【分析】

【详解】

AC.设两侧水银面高度差为人大气压为/%,封闭气体的压强

P=P「h

D处钻一小孔后，D处与外界相连，则封闭气体的压强

P=Pa

由上可知，封闭气体的压强增大，故A正确，C错误；

BD.由于温度不变，根据玻意耳定律

答案第2页，共II页

可得，压强增大，体积减小。故BD错误。

故选Ao

6.C

【解析】

【分析】

【详解】

A,缸内气体的压强为

mg

P\=Po+-r-

J

则缓慢升高环境温度，缸内气体压强不变，选项A错误;

B.将整体倒置，气缸开口向下，则缸内气体的压强变为

，ng

Pi=Po-z-

即压强减小，选项B错误;

C.用力推气缸，让整体向上卸速运动，则对活塞

p、S-mg-p«S=nui

解得

ma+mg

〃3=〃。+---

则压强变大，选项C正确:

D.气缸自由下落，则活塞完全失重，则缸内气体的压强变为双减小了，选项D错误。

故选C。

7.C

【解析】

【分析】

【详解】

设充气〃次可以让气体压强增大至3alm,据题充气过程中气体发生等温变化，以蹦蹦球内

原来的气体和所充的气体整体为研究对象，由玻意耳定律得

pi(V+??AV)=〃2V

代入

lx(2+/1X0.2)=3x2

答案第3页，共II页

解得

〃=20（次）

故选C。

8.B

【解析】

【分析】

【详解】

气体温度不变，根据玻意耳定律可得

=2匕

则

v=p^=12L

'Pi5

故ACD错误，B正确。

故选Be

9.B

【解析】

【分析】

【详解】

向广口瓶中缓慢倒入一些水，水的深度增加，对试管内空气柱的压强增大，使空气的体积

被压缩，则它排开的水的体积减小，浮力减小，重:力大于水的浮力，故物体会加速下沉，

ACD错误，B正确。

故选B。

10.C

【解析】

【分析】

【详解】

打气时，活塞每推动•次，把体枳为匕压强为外的气体推入容器内，岩活塞乍“次，就

是把压强为外体枳为〃％的气体压入容器内，容器内原来有压强为％体积为V的气体，现

在全部充入容器中，根据玻意耳定律得

答案第4页，共II页

%（V+叫）="V

所以

P，=.）=（］+隼）Pn

抽气时，每拉动一次，把容器中气体的体积从V膨胀为丫+匕，而容器内气体的压强就要

减小，活塞推动时将抽气筒中的环气体排除，而再次拉动活塞时，将容器中剩余的气体从

V乂膨胀到v+匕容器内的压张继续减小，根据玻意耳定律得

第一次抽气

Piy=P'Sv+v0）

得

,v

第二次抽气

"M="2（一+%）

得

=（—-―）2p

2v+匕0

第三次抽气

p„"+%）

得

p\=（---）'Po

3v+匕‘°

第〃次抽气完毕后，气体压强为

v

故选C。

II.A

【解析】

【分析】

【详解】

取全部气体为研究对象，可视为将I5L的气体等温压缩为6L,由玻意耳定律可得

答案第5页，共II页

Pi（K+K）=〃K

得

p-2.5atm

故选A。

12.A

【解析】

【分析】

【详解】

气体做的是等温变化，由玻意耳定律得

p（）V（）=

代入数据有

p'=npo

故选A。

13.D

【解析】

【分析】

【详解】

A.气体的体积就是所有气体分子运动占据的空间的体积的总和，选项A错误；

B.只有当气体的密度一定时气体的体积才与气体的质量成正比，选项B错误：

C.只有当气体的质量一定时气体的体积才与气体的密度成反比，选项C错误；

D.气体总是充满整个容器，则气体的体积等于气体所在容器的容积，选项D正确。

故选D。

14.D

【解析】

【分析】

【详解】

根据玻意耳定律可知

〃（Y+5〃<M）=P1X5V

已知

答案第6页，共11页

Po=750mmHg,VQ=60cnr,pi=750mmHg+1501rmHg=900mmHg

代入数据整理得

V=60cm3

故选Do

15.C

【解析】

【详解】

ABC.分析两段气柱的压强变化，气体发生的是等温变化，根据玻意耳定律判断//、/2的

长度变化。薄壁小试管的质量可以不计，则由

pghiS=pgh2S

知

hi=ft2

8中气体珠用等干

pt+pgh产po+pghz

所以A中气体压强等于大气压强，当外界大气压缓慢增加少许时，4、8中的气体压强增

大，根据玻意耳定律,体积减小，。变小,/2变小;由于加二饱,即切不变,AB正确,不

符合题意；C错误，符合题意；

D.用手轻按试管，相当于施加一向下的力，A、B中气体压强均增大，//变小，〃变小

P2=P()+pgh2

变大，力2变大，D项正确，不符合题意；

故选C。

16.(po-li2)hz(po-hz+hi)h

【解析】

【详解】

左边一段空气柱的压强为：P2~p()-h2\右边一段空气柱的压强为：〃尸■人?+历；根据气态方

程可知，两段气体温度相同，则质量比等于"V乘积之比，即：机左：叫尸(pX?2)/2：(po~

fi2+hi)h.

17.上升减小

【解析】

答案第7页，共II页

【详解】

[I]在实验中，水银柱产生的压强加上封闭空气柱产生的压强等于外界大气压，如果将玻

璃管向上提，则管内水银柱上方空气的体积增大，因为温度保持不变，所以压强减小，管

内气体的压强为

。气=〃<>一/?

因为压强变小，所以/?变大，即管内水银柱高度上升：

[2]综上分析，管内残存的空气压强减小。

18.温度反比piVl=p2V2质量温度

【解析】

【分析】

【详解】

略

19.不对见解析

【解析】

【详解】

[I]不对

⑵根据湖水的温度恒定不变，由等温变化有

PM=P2匕

可知，气泡在水里上升过程中压强逐渐减小时，气泡的体积逐渐增大，所以画的不对。

20.（1）有漏气；（2）5xl（）?m2

【解析】

【详解】

（1）设没有漏气，根据玻意耳定律有

代入数据解得

p,=2x105Pa>p=1.2x10,Pa

实际压强小于不漏气的气体压强，所以有漏气。

（2）对橡胶球，设与地面的接触面积为S,则有

pS=mg

答案第8页，共II页

代入数据解得橡胶球与地面的接触而积

5=5x10,m?

21.(I)297K；(2)309K

【解析】

【分析】

【详解】

(1)由电子天平示数为6OO.Cg时，则细绳对铁块拉力为

&咫=(/%一m示)8=〃?话

X：铁块和活塞对细绳的拉力相等，则气缸内气体压强等于大气压强

P\=Po①

当电子天平示数为400.0g时，设此时气缸内气体压强为〃2,对叫受力分析有

(〃4-4OOg-〃4)g=(〃o-〃2)S②

由题意可知，气缸内气体体积不变，则压强与温度成正比：

邑=庄③

联立①②③式解得

4二297K

(2)环境温度越高，气缸内气体压强越大，活塞对细绳的拉力越小，则电子秤示数越大,

由于细绳对铁块的拉力最人为0