2.1 气体实验定律基础巩固 2021—2022 学年高中物理粤教版（2019） 选择性必修第三册 一、选择题（共 15 题） 1．一定质量理想气体的三个状态在 V－T 图上用 A，B，C 三个点表示，如图所示.比较气体在这三个状态 时的压强 pA，pB，pC 的大小关系是 ( ) A．pA=pC＞pB B．pA＜pC＜pB C．pC＞pA＞pB D．pC＞pB＞pA 2．一个足球的容积是 2.5l.用打气筒给这个足球打气，每打一次都把体积为 125mL 压强与大气压相同的气 体打进球内．如果在打气前足球就已经是球形并且里面的压强与大气压相同，则打了 20 次时，足球内部空 气的压强 P 与大气压 P0 的关系正确的是 A．P=2P0 B．P>2P0 C．P<2P0 D．不确定 3．如图，开口向上且足够长的玻璃管竖直放置，管内长为 5cm 的水银柱封闭了一段长为 6cm 的气柱。保 持温度不变，将管缓慢转动至水平位置，气柱长度变为（大气压强为 75cmHg）（　　） A．5.6cm B．6.0cm C．6.4cm D．7.1cm 4．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，则还要向轮胎充入温度相同，压强也是 p0，体积为 的空气（填选项前的字母） p0 V A． p p V B． p0 p  1)V C． p0 ( p  1)V D． p0 ( 5．一定质量的理想气体，保持温度不变的情况下压缩体积，气体压强变大．下列说法正确的是 （ A．气体分子平均动能增大 B．气体分子平均动能减小 C．单位体积内的分子数增加 D．单位体积内的分子数减少 ） 6．中医拔罐疗法在中国有着悠久的历史，早在成书于西汉时期的帛书《五十二病方》中就有类似于后世 的火罐疗法。其方法是以罐为工具，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“吸”在皮肤上，造成局部瘀血，以达到通经活络、行气活血、消肿止痛、 祛风散寒等作用的疗法。在刚开始的很短时间内，火罐“吸”在皮肤上的主要原因是（　　） A．火罐内的气体温度不变，体积减小，压强增大 B．火罐内的气体压强不变，温度降低，体积减小 C．火罐内的气体体积不变，温度降低，压强减小 D．火罐内的气体体积不变，温度降低，压强增大 7．一定质量的理想气体，在温度不变的情况下压强变为原来的 2 倍，则体积变为原来的（　　） A．4 倍 B．2 倍 C． 1 2 D． 1 4 8．如图所示，将一只倒置的试管竖直地插入容器内，试管内外水面的高度差为 h，若使试管插入水中的深 度增大一些，则试管内外水面的高度差将（ A．增大 B．减少 ） C．保持不变 D．无法确定 9．大气压强 p0＝1.0×105Pa.某容器容积为 20 L，装有压强为 2.0×106Pa 的理想气体，如果保持气体温度不 变，把容器的开关打开，待气体达到新的平衡时，容器内剩下的气体质量与原来的质量之比为( ) A．1∶19 B．1∶20 C．2∶39 D．1∶18 10．一上端开口，下端封闭的细长玻璃管用水银柱封闭一段理想气体，初始时玻璃管竖直放置，各段长度 如图所示，现将玻璃管在竖直平面内沿顺时针方向缓慢转   37�，水银未流出管口，已知大气压强为 p=75cmHg，环境温度不变，则此时气体的长度为（　　） 1105 1105 A． 81 cm B． 67 cm C．17cm D．25cm 11．如图所示，两端封闭的 U 型管中有一段水银将空气隔成 A、B 两部分，当管竖直放置时，玻璃管内空 气柱长分别为 A． B． C． LA LA LA 变长， 变短， 和 LB LA LB LB 和 LB ，现将玻璃管周围温度逐渐升高时，则（　　） 变短 变长 不变化 D．条件不足，不能判断． 12．开尔文借鉴他人的研究成果，合理外推，建立了热力学温标，他所依据的实验事实是（　　） A．一定质量的气体，体积不变，压强与摄氏温度成线性关系 B．一定质量的气体，压强不变，体积与摄氏温度成线性关系 C．一定质量的气体，温度不变，压强与体积成反比 D．一定质量的气体，压强不变，体积与温度成正比 13．如图，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。若 A、B 两部分气体同时升高相同的温度，则（　　） A．若气体 A、B 的初始体积 VA>VB，则水银柱向右移动 B．若气体 A、B 的初始体积 VA>VB，则水银柱向左移动 C．只有 A、B 的初始体积 VA=VB，水银柱才静止不动 D．水银柱将保持不动，与 A、B 的初始体积无关 14．如图所示，两端封闭、粗细均匀的竖直玻璃管内有 A、B 两段长度均为 l 的理想气体气柱和一段长为 h 的水银柱，且气柱 A 的压强等于 2ρgh（ρ 为水银的密度）。当玻璃管以某一加速度 a 做竖直方向的匀加速 运动，稳定后，上部空气柱长度是下部空气柱的 3 倍，已知运动过程中整个管内各处的温度不变，则（　 ） A．此时 B 段气体压强为 0.6ρgh B．玻璃管加速度 a 的方向向下 C．玻璃管加速度 a 的大小为 11 g 3 14 D．玻璃管加速度 a 的大小为 3 g 15．做托里拆利实验时，玻璃管内残留了空气，此时玻璃管竖直放置如图所示。假如把玻璃管倾斜适当角 度，玻璃管下端仍浸没在水银中（视空气温度、大气压强不变，空气中的玻璃管长度不变），下列变化符 合实际的是（　　） A．管内水银长度变长，管内空气压强增大 B．水银高度差变大，管内空气压强减小 C．水银高度差不变，管内空气体积变小 D．管内水银长度变短，管内空气体积变大 二、填空题（共 4 题） 16．理想气体的状态方程表达式：______. 17．气动椅的部分升降结构示意图如图所示。虚线为封闭、可上下移动的气缸，通过体积忽略不计的细管 将上下两部分气体联通。阴影为固定的物件，各部分横截面面积分别为 S1 和 S2。若初始时气缸内被封闭的 气体压强为 p，上下两部分气体高度均为 h，则气体对气缸竖直方向的作用力大小为_________；若因外力 作用，气缸缓慢下移 h，则内部气体压强变为_________。 18．如图，一粗细均匀、底部装有阀门的 U 型管竖直放置，其左端开口、右端封闭、截面积为 4cm2.现关 闭阀门将一定量的水银注入管中，使左管液面比右管液面高 5cm，右端封闭了长为 15cm 的空气柱。已知 大气压强为 75cmHg，右管封闭气体的压强为___________cmHg；若打开阀门使一部分水银流出，再关闭 阀门，重新平衡时左管的水银面不低于右管，那么流出的水银最多为___________cm3。 19．在“用 DIS 实验系统研究温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”实验中，除需保持气体温度 不变外，还需保持气体的________不变。通过实验，得出结论：在实验允许的误差范围内，当气体温度保 持不变时，气体的压强 p 与体积 V 成________比。 三、综合题（共 4 题） 20．如图所示，在粗细均匀的 U 形管右侧用水银柱封闭一段长为 L 的理想气体，水银密度为  ，重力加速 度为 g。初始时左、右两管水银面高度差为 h、温度为 T1、大气压强为 p0。若采用加热的方式，加热右边 的理想气体，使左、右两边水银面等高，则末态温度 T2 为多少？ 21．如图所示，劲度系数为 k＝100N/m 的轻质弹簧与完全相同的导热活塞 A、B 不拴接，一定质量的理想 气体被活塞 A、B 分成两个部分封闭在可导热的汽缸内。活塞 A、B 之间的距离与 B 到汽缸底部的距离均为 l＝1.1m，初始时刻，气体 I 与外界大气压强相同，温度为 T1＝300K，将环境温度缓慢升高至 T2＝450K， 系统再次达到稳定，A 已经与弹簧分离，已知活塞 A、B 的质量均为 m＝2.0kg。横截面积为 S＝20cm2；外 界大气压强恒为 p0＝1.0×105Pa。不计活塞与汽缸之间的摩擦且密封良好，g 取 10m/s2，求活塞 A 相对初始 时刻上升的高度。 22．如图，一根粗细均匀的一端封闭细玻璃管开口朝上竖直放置，玻璃管中有一段长为 h=24cm 的水银柱 封闭了一段长为 x0=23cm 的空气柱，系统初始温度为 T0=200K，外界大气压为 p0=76cmHg 恒定不变。现将 玻璃管开口封闭，将系统温度升至 T=400K，结果发现管中水银柱上升了 2cm，若空气可看作理想气体， 试求： (1)升温后玻璃管内封闭的上下两部分空气的压强分别为多少 cmHg？ (2)玻璃管总长度为多少？ 23．一定质量的气体，在状态变化过程中的 pT 图像如图所示，在 A 状态时的体积为 V0，试画出对应的 VT 图像和 pV 图像（标注字母和箭头）。 参考答案： 1．D 2．A 3．C 4．C 5．C 6．C 7．C 8．A 9．B 10．A 11．B 12．A 13．D 14．C 15．A 16． pV ＝C. T 17． pS2 18． 80 19． 质量 p (2 S1  S2 ) 2( S1  S 2 ) 28 反比 � h� p0 �L  � T1 � 2� 20． p   gh L  0  21．0. 95m 22．(1) p上  160cmHg ， p下  184cmHg ；(2)87cm 23．