1、第二章第二章气体、固体和液体气体、固体和液体 专题强化练专题强化练 4 4气体实验定律的理解与应用气体实验定律的理解与应用 一、选择题一、选择题 1.(2020 黑龙江大庆实验中学高二下月考,)A、B 为两个相同的固定在地面上的 汽缸,内部有质量相等的同种气体,且温度相同,C、D 为两重物,质量 mCmD,按如图 所示方式连接并保持平衡。现使 A、B 汽缸内气体的温度都升高 10 ,不计活塞 及滑轮系统的质量和摩擦,则系统重新平衡后() A.C 下降的高度比 D 下降的高度大 B.C 下降的高度比 D 下降的高度小 C.C、D 下降的高度一样大 D.A、B 汽缸内气体的最终压强与初始压强不相同
2、 2.(2020 黑龙江哈尔滨三中高二下月考,)(多选)如图所示,足够长的 U 形管内分 别由水银封有 L1、L2两部分气体,则下列陈述中正确的是() A.只对 L1加热,则 h 减小,气柱 L2长度不变 B.只对 L2加热,则 h 不变,气柱 L2长度增大 C.若在右管中注入一些水银,L1将增大 D.使 L1、L2同时升高相同的温度,则 L1增大、h 减小 3.(2019 安徽滁州明光中学高二下期中,)如图所示,A、B 两容器容积相等,用粗 细均匀的细玻璃管相连,两容器内装有不同气体,细管中央有一段水银柱,在两边 气体作用下保持平衡时,A 中气体的温度为 0 ,B 中气体的温度为 20 ,如
3、果将 它们的温度都降低 10 ,那么水银柱() A.向 A 移动B.向 B 移动 C.不动D.不能确定 二、非选择题二、非选择题 4.(2020 湖北武汉高二下联考,)如图所示,一导热性能良好的汽缸放置在水平面 上,其横截面积 S=20 cm 2,内壁光滑,固定的卡口 A、B 与缸底的距离 L=1.5 m,厚度 不计、质量为 m=10 kg 的活塞在汽缸内封闭了一段长为 2L、温度为 T0=320 K 的 理想气体。现缓慢调整汽缸开口至竖直向上,取重力加速度 g=10 m/s 2,大气压强 为 p0=1.010 5 Pa。求: (1)汽缸被竖起来时,缸内气体的压强。 (2)稳定时缸内气体高度。
4、 (3)当缸内温度逐渐降到 240 K 时,活塞所处的位置。 5.(2020 山东莱州一中高二上月考,)如图所示,一根粗细均匀、内壁光滑的玻璃 管竖直放置,玻璃管上端有一抽气孔,管内下部被活塞封住一定质量的理想气体, 气体温度为 T1。现将活塞上方的气体缓慢抽出,当活塞上方的压强达到 p0时,活塞 下方气体的体积为 V1,此时活塞上方玻璃管的容积为 2.6V1,活塞因重力而产生的 压强为 0.5p0。继续将活塞上方抽成真空后密封,整个抽气过程中管内气体温度始 终保持不变,然后将密封的气体缓慢加热。活塞厚度可忽略。求: (1)活塞刚碰到玻璃管顶部时气体的温度 T2; (2)当气体温度达到 1.8
5、T1时的压强 p。 答案全解全析答案全解全析 1.A以活塞为研究对象,在气体温度变化前后,活塞受外界大气压力和绳子拉力 是不变的,所以在温度升高前后气体的压强不变,所以选项 D 错误。封闭气体的压 强 p=p0-?i ? ,由于 mCmD,则 pAVB;根据? ?= ? ?可得V= ? ? ,由于 TA=TB、 TA=TB、VAVB,所以VAVB,即 C 下降的高度比 D 下降的高度大,所以选项 A 正确,B、C 错误。 2.ABD只对 L1加热,对右侧气体,气体的压强不变,气体的温度不变,所以气柱 L2 长度不变;对于左侧气体,假设体积不变,根据查理定律可知气体的压强增大,所以 L1增大,h
6、 减小,故 A 正确。只对 L2加热,对右侧气体,气体的压强不变,根据盖-吕 萨克定律可知气柱 L2长度增大;对于左侧气体,气体温度不变,体积不变,所以气体 的压强不变,h 不变,故 B 正确。若在右管中注入一些水银,对右侧气体,气体的压 强增大;对于左侧气体,假设体积不变,气体的压强与 h 长度的水银柱产生的压强 之和增大,所以左侧气体的压强增大,根据玻意耳定律得 L1将减小,故 C 错误。使 L1、L2同时升高相同的温度,右侧气体压强不变,假设左侧气体体积不变,根据查理 定律可知气体的压强增大,则 L1增大,h 减小,故 D 正确。 3.A假定两个容器中气体的体积不变,即 V1、V2不变,
7、所装气体温度分别为 273 K 和 293 K,当温度降低T 时,左边的压强由 p1降至 p1,p1=p1-p1,右边的压强由 p2降至 p2,p2=p2-p2。由查理定律推论得p1= ?1 273T,p2= ?2 293T,因为 p2=p1,所 以p1p2,即水银柱应向 A 移动,故选项 A 正确。 4.答案(1)1.510 5 Pa(2)2 m(3)距离汽缸底部 1.5 m 解析(1)汽缸被竖起来时缸内气体的压强 p2=p0+?i ? =1.510 5 Pa。 (2)气体初状态:p1=p0=1.010 5 Pa,V1=2LS 设稳定时缸内气体高度为 h1,则气体末状态:V2=h1S,p2=
8、1.510 5 Pa 由玻意耳定律有 p1V1=p2V2 解得 h1=2 m。 (3)当温度降到 240 K 时,理想气体发生等压变化,稳定时,假设活塞落在卡口 A、B 上方,设缸内气体高度为 H,则 V3=HS 由盖-吕萨克定律有?2 ?0= ?3 ?1,解得 H=1.5 m 所以活塞恰好落在卡口 A、B 上,活塞距离汽缸底部 1.5 m。 5.答案(1)1.2T1(2)0.75p0 解析(1)活塞因重力产生的压强为 0.5p0 当活塞上方的压强达到 p0时,活塞下方气体的压强 p1=p0+0.5p0=1.5p0,此时活 塞下方气体的体积为 V1 当活塞上方抽成真空后,活塞下方气体的压强 p2=0.5p0,设此时活塞下方气体 的体积为 V2 抽气过程中管内气体温度始终保持不变,据玻意耳定律有 p1V1=p2V2,解得 V2=3V1V1+2.6V1 活塞上方抽成真空后密封,将密封的气体缓慢加热,气体发生的是等压变化, 由盖-吕萨克定律有3?1 ?1 =3.6?1 ?2 解得 T2=1.2T1 (2)活塞下方的气体从 1.2T1加热到 1.8T1过程为等容变化,根据查理定律有 0.5?0 1.2?1= ? 1.8?1 解得 p=0.75p0。
