高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第三册第二节 气体实验定律（Ⅱ）当堂达标检测题

A级　合格达标

1．注射器中封闭着一定质量的气体，现在缓慢压下活塞，下列物理量不发生变化的是(　　)

A．气体的压强

B．气体分子的平均速率

C．单位体积内的分子数

D．气体的密度

解析：缓慢压下活塞意味着密闭气体是等温压缩，故分子的平均速率及分子的平均动能不变，气体的总质量不变，体积减小，单位体积内的分子数和气体的密度都增加，由气体压强的微观意义可知，注射器中密闭气体的压强增大．

答案：B

2．(多选)一定质量的气体在等压变化中体积增大了，若气体原来温度是27 ℃，则温度的变化是(　　)

A．升高到450 K　　　 B．升高了150 ℃

C．升高到40.5 ℃   D．升高了450 ℃

解析：由＝得＝，则T2＝450 K，Δt＝(450－300) ℃＝150 ℃.

答案：AB

3．一定质量的气体被一绝热气缸的活塞封在气缸内，气体的压强为p0，如果外界突然用力压活塞，使气体的体积缩小为原来的一半，则此时压强的大小为(　　)

A．p<2p0

B．p＝2p0

C．p>2p0

D．各种可能均有，无法判断

解析：外界突然用力压活塞，使气体的体积瞬间减小，表明该过程中气体和外界没有热交换，所以气体的内能将会变大，相应气体的温度会升高，若温度不变时，p＝2p0，因为温度变高，压强增大，则p>2p0，故选项C正确．

答案：C

4．如图所示是一定质量的气体从状态A经B到状态C的V-T 图像，由图像可知(　　)

A．pA>pB   B．pC<pB

C．VA<VB   D．TA<TB

解析：由V-T图像可以看出由A→B是等容过程，TB>TA，故pB>pA，A、C错误，D正确；由B→C为等压过程pB＝pC，故B错误．

答案：D

5．如图所示的四个图像中，有一个是表示一定质量的某种气体从状态a等压膨胀到状态b的过程，这个图像是(　　)

解析：A项中由状态a到状态b为等容变化，A错误；B项中由状态a到状态b为等压压缩，B错误；C项中由状态a到状态b为等压膨胀，C正确；D项中由状态a到状态b，压强增大，体积增大，D错误．

答案：C

6．一水银气压计中混进了空气，因而在27 ℃，外界大气压为758 mmHg时，这个水银气压计的读数为738 mmHg，此时管中水银面距管顶80 mm，当温度降至－3 ℃时，这个气压计的读数为743 mm Hg.求此时的实际大气压值．

解析：初状态：p1＝(758－738) mmHg＝20 mmHg，

V1＝80S mm3(S是管的横截面积)，

T1＝(273＋27)K＝300 K.

末状态：p2＝p－743 mmHg，

V2＝(738＋80)S mm3－743S mm3＝75S mm3，

T2＝273 K＋(－3) K＝270 K.

根据理想气体的状态方程＝，得

＝.

解得：p＝762.2 mmHg.

答案：762.2 mmHg

B级　等级提升

7.(多选)一定质量的气体的状态经历了如图所示的ab、bc、cd、da四个过程，其中bc的延长线通过原点，cd垂直于ab且与水平轴平行，da与bc平行，则气体体积在(　　)

A．ab过程中不断增加 B．bc过程中保持不变

C．cd过程中不断增加  D．da过程中保持不变

解析：首先，因为bc的延长线通过原点，所以bc是等容线，即气体体积在bc过程中保持不变，B正确；ab是等温线，压强减小则体积增大，A正确；cd是等压线，温度降低则体积减小，C错误；如图所示，连接aO交cd于e，则ae是等容线，即Va＝Ve，因为Vd<Ve，所以Vd<Va，所以da过程中气体体积变大，D错误．

答案：AB

8.(多选)如图所示，一定质量的空气被水银封闭在静置于竖直平面的U形玻璃管内，右管上端开口且足够长，右管内水银面比左管内水银面高h，能使h变大的原因是(　　)

A．环境温度升高

B．大气压强升高

C．沿管壁向右管内加水银

D．U形玻璃管自由下落

解析：对左管被封气体：p＝p0＋ph，由＝k，可知当温度T升高，大气压p0不变时，h增加，故A正确；大气压升高，h减小，B错误；向右管加水银时，由温度T不变，p0不变，V变小，p增大，即h变大，C正确；U形管自由下落，水银完全失重，气体体积增加，h变大，D正确．

答案：ACD

9．如图甲所示，竖直放置的气缸内壁光滑，活塞厚度与质量均不计，在B处设有限制装置，使活塞只能在B以上运动，B以下气缸的容积为V0，A、B之间的容积为0.2 V0.开始时活塞在A处，温度为87 ℃，大气压强为p0，现缓慢降低气缸内气体的温度，直至活塞移动到A、B的正中间，然后保持温度不变，在活塞上缓慢加沙，直至活塞刚好移动到B，然后再缓慢降低气缸内气体的温度，直到－3 ℃.求：

(1)活塞刚到达B处时的温度TB；

(2)缸内气体最后的压强p；

(3)在图乙中画出整个过程的p-V图线．

解析：(1)先是等压过程：＝，TB＝330 K.

(2)再是等温过程：p0×1.1V0＝p1×V0，

p1＝1.1p0，再等容过程：＝，p＝0.9p0.

(3)整个过程的p-V图线如图所示．

答案：(1)330 K　(2)0.9p0　(3)见解析

10．如图所示，两端开口的气缸水平固定，A、B是两个厚度不计的活塞，可在气缸内无摩擦滑动．面积分别为S1＝20 cm2，S2＝10 cm2，它们之间用一根细杆连接，B通过水平细绳绕过光滑的定滑轮与质量为M＝2 kg的重物C连接，静止时气缸中的气体温度T1＝600 K，气缸两部分的气柱长均为L，已知大气压强p0＝1×105 Pa，g取10 m/s2.

(1)活塞静止时，求气缸内气体的压强；

(2)若降低气缸内气体的温度，当活塞A缓慢向右移动L时，求气缸内气体的温度．

解析：(1)设静止时气缸内气体压强为p1，活塞受力平衡：p1S1＋p0S2＝p0S1＋p1S2＋Mg，

代入数据解得：压强p1＝1.2×105 Pa.

(2)由活塞A受力平衡可知缸内气体压强没有变化，

初状态：V1＝S1L＋S2L，T1＝600 K.

末状态：V2＝＋　T2＝？

由盖吕萨克定律得：＝，

代入数据解得：T2＝500 K.

答案：(1)1.2×105 Pa　(2)500 K

11．一粗细均匀的U形管ABCD的A端封闭，D端与大气相通，用水银将一定质量的理想气体封闭在U形管的AB一侧，并将两端向下竖直放置，如图所示．此时AB侧的气体柱长度l1＝25 cm.管中AB、CD两侧的水银面高度差h1＝5 cm.现将U形管缓慢旋转180°，使A、D两端在上，在转动过程中没有水银漏出．已知大气压强p0＝76 cm Hg. 求旋转后，AB、CD两侧的水银面高度差．

解析：对封闭气体研究，初状态时，压强为：p1＝p0＋h1＝(76＋

5) cmHg＝81 cmHg，

体积为：V1＝l1S＝25S.

设旋转后，气体长度增加Δx，则高度差变为(5－2Δx)cm，此时气体的压强为：

p2＝p0－(5－2Δx)＝(71＋2Δx)cmHg，

体积为：V2＝(25＋Δx)S，

根据玻意耳定律得：p1V1＝p2V2，

即81×25＝(71＋2Δx)(25＋Δx)，

解得：Δx＝2 cm，

根据几何关系知，AB、CD两侧的水银面高度差为：

Δh＝5－2Δx＝1 cm.

答案：1 cm