高二物理气体实验定律练习

高二物理气体实验定律练习【同步达纲练习】1.一个气泡由湖面下20m深处上升到湖面下10m深处，它的体积约变为原来体积的(温度不变)()A.3倍B.2倍C.1.5倍D.0.7倍2.如下图所示，装有温度为T的同种气体的两容器用水平细管相连，管中有一小段水银柱将A、B两部分气体隔开.现使A、B温度同时升高，若A升温到T+ΔTA，B升温到T+ΔTB，已知VA＝2VB，且水银保持不动，则()A.ΔTA＝ΔTBB.ΔTA＝2ΔTBC.ΔTA＝ΔTB/2D.ΔTA＝4BT3.下列说法正确的是()A.玻意耳定律对于任何压强都适用B.玻意耳定律对于任何温度都适用C.常温常压的各种气体，可以当作理想气体D.一定质量的气体，在体积不变的情况下，它的压强跟温度成正比4.如下图所示为质量一定的某种气体的P-T图线，在A、B、C三状态中，体积最大的状态应是()A.A态B.B态C.C态D.无法确定图13.2-12图13.2-135.如下图所示为某种一定质量的理想气体，由初态a经不同过程到达终态b，则关于a、b两点压强下列判断正确的是()A.Pa＝PbB.Pa＞PbC.Pa＜PbD.不能确定6.在做“验证玻意耳定律”实验时，某同学采取了以下做法()A.用橡皮帽堵住针筒小孔B.在针筒内壁涂上适当润滑油C.拉弹簧秤时要竖直向上D.活塞移动要缓慢E.安装针筒时要使活塞轴线在竖直方向F.实验时周围环境的温度要稳定，手不要握住针筒其中是为保持实验的恒温条件所采取的措施；是为保证实验中气体质量恒定条件所采取的措施；是为减少实验中压强测量误差而采取的措施.(填相应的序号字母)7.在做验证玻意耳定律实验中，形成实验误差的主要原因是________和，为了减小实验误差，以下措施中可行或必要的是.A.活塞表面抹适量的润滑油B.实验过程中用手握住注射器以免晃动C.读取数据应待稳定后再读D.数据要统一用国际单位制的规定单位8.某学生用一10mL的注射器做验证玻意耳定律的实验.①实验的研究对象是密封在注射器内的空气，现测得0～10ml全部刻度总长度为5cm，则注射器内活塞横截面积S＝cm2.②如果用天平称得活塞和框架的总质量为m，在活塞框架上悬挂的砝码质量为M，由气压计读出大气压为p0，则注射器内空气柱的压强计算式p＝.③取下挂在框架上的钩码，用弹簧秤钩住框架上的钩竖直向上拉，测得拉力为F，则注射器内空气柱的压强计算式p′＝.9.在做“验证玻意耳定律”的实验中，用一个带有刻度的注射器测定气体的压强，如下图所示.注射器圆筒的全部刻度的长度为50mm.活塞直径为Dm.活塞和固定在它上面的框架的总质量为mkg,注射器的小孔用橡皮帽堵住，然后两侧共挂Mkg的钩码，这时空气柱的长度L1＝mm，空气柱中气体的压强p1＝Pa.(已测定实验时的大气压强为p0Pa)10.如下图所示，粗细均匀的U形玻璃管竖直放置，两臂长为50cm.在两管中注入10cm高的水银后，封闭左管口，求继续向右管中注入多高的水银，可使左管水银面上升4cm，设整个过程中温度保持不变，且大气压强P0＝760mmHg.11.如下图所示，活塞A将一定质量的气体封闭在汽缸B内，当汽缸竖直放置时，活塞到缸底的距离为60cm，活塞与汽缸间摩擦不计，大气压强为1.0×105Pa.现将汽缸平放在水平地面上，测得活塞A到缸底的距离为100cm，并测得汽缸B的截面积S＝100cm2，求活塞A的质量.12.一高空试验火箭在地面上静止时，其仪器舱内气体的压强P0＝1atm，温度T0＝288K，当火箭以a＝15m/s2的加速度竖直上升的过程中，仪器舱内水银气压计的读数变为P＝0.8P0，已知仪器舱是密封的，不考虑气压计的热胀冷缩，求此时舱内的温度是多少?【素质优化训练】1.如下图所示，一端封闭的玻璃管，开口向下竖直插在水银槽里，管内封有长度分别为L1和L2的两段气体.当将管慢慢地向上提起时，管内气柱的长度()A.L1变小，L2变大B.L1变上大，L2变小C.L1、L2都变小D.L1、L2都变大2.如下图所示，10℃的氧气和20℃的氢气的体积相同，水银柱在管中央.下列说法正确的是()A.当两端温度均升高10℃时，水银柱向右移动B.当两端温度均升高10℃时，水银柱向左移动C.当O2升高20℃时，H2升高10℃时，两者温度相等，水银柱向右移D.当O2升高20℃，H2温度升高10℃时，两者温度相等，水银柱不动3.两组同学用相同的器材，在同一教室中，同时做验证玻意耳定律实验，虽然他们的操作和计算都是正确的，但所得空气柱的压强和体积的乘积显著不同，下列判断中哪些是正确的()A.至少有一组的测量结果是错误的B.测量有误差，所以两组的测量结果不相同C.两个组最初封入针筒的气体的体积不相同D.两个组封入针筒的气体的质量不相同4.室温下用注射器验证玻意耳定律的实验中，甲、乙、丙、丁四个小组根据实验数据分别得到如下图所示的p-V1图线，分析可能原因是()A.甲组实验中用手握住注射器而引起气体温度升高B.乙组实验中可能是计算气体的压强公式错误C.丙组实验中误差较小D.丁组实验中橡皮帽没有堵严注射器小孔而漏气5.某同学在做此实验时，取得几组p、V值后，用p作纵坐标，以V1作横坐标，画出p-V1图线是一条直线，把此线延长未通过原点，而交于横轴上(如下图)，如果实验时活塞外表面涂有润滑油且没有发现漏气现象(操作正确，读数、作图无误)，产生上述情况的主要原因()A.计算压强时未计入活塞和框架的重力所产生的压强B.由于活塞受到的摩擦较大，而在计算压强时未考虑摩擦力的影响C.实验中未保持温度不变D.实验中各组p、V1值取值范围太小6.在粗细均匀的细玻璃管中部放置一水银柱，管两端封闭，当玻璃管水平放置时，水银柱恰好在管中部，此时其内部气体压强相当于760mm高水银柱产生的压强，当管竖直放置时，水银柱上部空气柱长为下部空气柱长的2倍，求管内水银柱长度为多少?7.如下图所示中一个横截面积为10cm2的容器内，有一个用弹簧和底面相连的活塞，当温度为27℃，内外压强都是1.01×105Pa时，活塞和底面相距10cm，在活塞上放质量为40kg的物体，活塞下降5cm，温度仍为27℃(活塞质量不计，g取9.8m/s2)，求：(1)弹簧劲度系数k;(2)如把活塞内气体加热到57℃，为保持活塞位置仍下降5cm，活塞上应再加的物体质量为多少?8.活塞把密闭气缸分成左、右两个气室，每室各与U形管压强计的两臂相连，压强计的两臂截面处处相同，U形管内盛有密度ρ＝7.5×102kg·m-3的液体，开始时左、右两气室的体积都是v0＝1.2×10-2m3，气压都为P0＝4.0×103Pa，且液体的液面处在同一高度处，如下图所示.现缓慢向左推进活塞，直到液体在U形管中的高度差h＝40cm.求此时左、右气室的体积V1、V2.假设两气室的温度保持不变，计算时可以不计U形管和连接管道中气体的体积，取g＝10m·s-2.9.如下图所示，高h＝9cm的薄壁圆柱形玻璃杯，当其盛入达容积2/3的水时，放入水池中，杯口恰与池内水面相齐.现将此杯杯口向下竖直压入水池中，当压入水面之下达什么深度时，此杯恰好不再上浮?(大气压强p0＝105Pa,g＝10m/s，池水上下温度相同.)10.如下图所示，气缸内底部面积为0.02米2，被活塞封闭在气缸内的空气温度为-5℃，活塞质量为8千克，当气缸缸筒与水平面成60°角时，活塞距缸底L，现将气缸直立，如图所示.欲使活塞距缸底仍为L，应使缸内气体升高到多少摄氏度?(大气压强p0＝1.0×105帕，g＝10m/s2)11.在10℃时，有体积为3L和1L的容器，如下图所示.图中左、右两容器内分别充入氢气和氧气，压力各为p1和p2，开启阀门，点燃，反应后将气体冷至原温度.计算：(1)在10℃时反应前在p1下氧气的体积V1.(2)在10℃时反应后容器内的压强p.【生活实际运用】麦克劳真空计是一种测量极稀薄气体压强的仪器，其基本部分是一个玻璃连通器，其上端玻璃管A与盛有待测气体的容器连接，其下端D经过橡皮管与水银容器R相连，如图13.2-26所示.图中K1、K2是互相平行的竖直毛细管，它们的内径皆为d、K1顶端封闭，在玻璃泡B与管C相通处刻有标记m.测量时，先降低R使水银面低于m，如图(a)，逐渐提升R，直到K2中水银面与K1顶端等高，这时K1中水银面比顶端低h，如图(b)所示.设待测容器较大，水银面升降不影响其中压强.测量过程中温度不变，已知B(m以上)的容积为V，K1的容积远小于V，水银密度为ρ.(1)试导出上述过程中计算待测压强P的表达式.(2)已知v＝628cm3，毛细管的直径d＝0.30mm，水银密度ρ＝13.6×103kg/m3,h＝40mm，算出待测压强P(计算时取g＝10m/s2.结果保留2位有效数字).【知识验证实验】1.内容现有下列实验器材：毫米刻度的直尺(长约30cm)一根，内径为2-3mm的粗细均匀的直玻璃管一根(玻璃管内有一段长8-10cm的水银柱封闭一段长约12-15mm的空气柱)，量角器，温度计，带有重锤线的铁支架.请用上述器材设计一个测定实验室内大气压强的实验方案.2.提示如下图中甲所示，设玻璃管内封闭空气柱长度为L，压强为p，根据玻意耳定律有pL＝c(常量).设大气压强为p0，水银柱产生的压强为p′，则p＝p0+p′，代入上式可得p′＝Lc-P0.设水银柱长度为L′，则P′＝L′cosα.取若干个不同的α值，测出相应的空气柱长度.虽然c是未知量，不能直接计算出p0，但可采用图像法，作出p′-L1图像，图线的截距即为所求的大气压强.实验步骤：①组装实验器材(如图甲).②将玻璃管倾斜放置，用量角器测出玻璃与垂锤线的夹角α1，用直尺测出封闭空气柱长度L1.③多次改变玻管的倾角，分别测量和记录相应的夹角α2、α3……和空气长度L2、L3…….④根据上述测量数据计算出相应的水银柱产生的压强p′1＝L′cosα1、p′2＝L′cosα2、p′3＝L′cosα3…….⑤以p′为纵轴，L1为横轴，建立直角坐标系，根据记录的数据描点作图(如图乙)，图线的截距就是所求的大气压强p.【知识探究学习】1.内容如下图所示，长Lcm的粗细均匀的玻璃管开口端向上竖直放置，最上端有高h厘米的水银柱，在管内封闭了一定质量的气体，当时大气压强为H0厘米汞柱.求：(1)从开口端再注入些水银而不溢出的条件.(2)若堵住开口端.把玻璃管翻转180°，再撤去封堵，则水银将外流.试讨论：水银恰好流完，水银流完后还有气体从管中逸出的条件分别是什么?(上述条件用L与H0、h之间的关系表示).2.提示(1)设注入xcm高水银不溢出，则有p1＝H0+h,v1＝(L-h)s，水银注入后p2＝H0+h+xv2≤(L-h-x)s(H0+h)(L-h)≤(H0+h+x)(L-h-x)得L＞(H0+2h)(2)水银恰好流完，则(H0+h)(L-h)＝H0L,得L＝H0+h若水银流完还有气体从管中逸出，设水银刚流完时管内气体压强为P，则(H0+h)(L-h)＝pL∵p＞H0∴上式为(H0+h)(L-h)＞H0L∵h＞0∴h+H0-L＜0,则L＞(H0+h)参考答案：【同步达纲练习】1.C2.A3.C4.C5.C(提示：过a、b两点分别作出等压线，当温度相同时，体积大的压强小，由于Va＞Vb，所以Pa＜Pb)6.DF；AB；BCD7.漏气、摩擦、AC8.①2；②P0+SgmM)(;③P0+SFMg9.16.2(16.1-16.3均算对)；P0+2)(4DmMg10.16.40mm(提示：设右管中注入水银后比左管高出xmm，而此时左管封闭气体体积V2，由玻意耳定律得P1V1=P2V2，760×40=P2·36①，P2=760+x②，由①②得x=8.40(mm)，故共注入8.40+2×4=16.40mm水银)11.66.7kg［提示：设活塞A质量为m.封闭气体初态：P1=P0+Smg，V1=60S；末态P2=P0，V2=100S，由P1V1=P2V2得(P0+Smg)60S=P0·100S，∴m=66.7kg］12.576K(提示