选择性必修 第三册2.1 气体的状态课后作业题

【精编】第1节气体的状态-2优质练习

一．填空题

1．如图所示，粗细均匀的弯曲玻璃管A．B两端开口，管内有一段水银柱，管内左侧水银面与管口A之间气柱长为.现将左管竖直插入水银槽中，稳定后管中左侧的水银面相对玻璃管下降了，设被封闭的气体为理想气体，整个过程温度不变，已知大气压强，则稳定后A端上方气柱的压强为_________，气柱的长度为_________，在这个过程中，管内气体_________热量.（填“吸收”或“放出”）

2．用如图所示的装置来验证体积不变的情况下温度和压强的关系，玻璃管A．B及橡皮管内装有水银，烧瓶内封闭一定质量的气体。实验中，当温度改变时需上下移动A管，使B管内水银面____________，已测得大气压强为76cmHg还需要用的仪器是_____和________测量。

3．如图所示,密封的 U 形管中装有水银,左右两端都封有空气,两水银面的高度差为 h,则________端（填“左”或“右”）气体压强较大。若把 U 形管竖直浸没在热水中,高度差 h 将________(填“增大”．“减小” 或“不变”)

4．如图，气缸内底部面积为0.002m2，被活塞封闭在气缸内的空气温度为-7℃，活塞质量为8kg。当气缸缸筒竖直放置时，活塞距缸底L，则此时封闭空气的温度为____K，压强为_______Pa。现将质量m＝2kg的物体A放在活塞上时，欲使活塞距缸底仍为L，应使缸内气体升高到______℃。（大气压强p0＝1.0×105Pa，重力加速度g＝10m/s2）

5．如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①②③到达状态d。过程①中气体_____（选填“放出”或“吸收”）了热量。在③状态变化过程中，lmol该气体在c状态时的体积为10L，在d状态时压强为c状态时压强的，求该气体在d状态时每立方米所含分子数_____。（已知阿伏加德罗常数NA=6.0×1023mol﹣1，结果保留一位有效数字）

6．对一定质量的气体，在等温条件下得出体积V与压强p的数据如下表：

(1)根据所给数据在坐标纸上（如图所示）画出图线_______，由画出的图线可得结论是___________________；

(2)该图线斜率大小和温度的关系是_________________。

7．图甲为固定在水平桌面深为H内壁光滑的气缸，面积为S的轻质活塞厚度不计，在缸内移动可保持气体质量不变。若经过一段时间发现活塞略微下降，可能的原因是__________；若要把图乙中静止在处的活塞竖直向上缓慢拉出气缸，请对拉力F大小作简要分析：__________。（拉出过程大气压强不变为P0）

8．如图所示，圆筒形容器A．B用细而短的管连接，活塞F与容器A的内表面紧密接触，且不计摩擦。初始K关闭，A中有温度为T0的理想气体，B内为真空，整个系统对外绝热。现向右缓慢推动活塞F，直到A中气体的体积与B的容积相等时，气体的温度变为T1，则此过程中气体内能将________（填“变大”．“不变”．“变小”）。然后固定活塞不动，将K打开，使A中的气体缓慢向B扩散，平衡后气体的温度变为T2，那么T2________T1（填“>”．“=”．“<”）。

9．我国“蛟龙”号深海探测船载人下潜超过七千米，再创载人深潜新纪录．在某次深潜实验中，“蛟龙”号探测到990 m深处的海水温度为280 K．某同学利用该数据来研究气体状态随海水深度的变化．如图所示，导热良好的气缸内封闭一定质量的气体，不计活塞的质量和摩擦，气缸所处海平面的温度T0＝300 K，压强p0＝1 atm，封闭气体的体积V0＝6 m3．如果将该气缸下潜至990 m深处，此过程中封闭气体可视为理想气体．求：

(1)求990 m深处封闭气体的体积(1 atm相当于10 m深的海水产生的压强)．

(2)下潜过程中封闭气体内能________(填“增加”或“减少”)，外界对气体所做的功________放出的热量(填“大于”或“小于”)．

10．上周六，在我校的科技文化节的展演中，物理科组织进行了的水火箭制作与发射比赛。比赛用的水火箭通常采用可乐瓶来制作，用一个中间装有自行车打气用的气门嘴的软橡胶塞作为瓶塞。发射前，先在瓶中装上适量的水，然后倒放在发射架上，再让打气筒的软管与气门嘴连接上，装置如图所示。通过打气筒向瓶内多次打气，直到瓶内气体的压力冲开瓶塞，同时瓶内的水也从瓶口快速喷出，瓶身因反冲获得向上的速度而射上空中。已知瓶塞的截面积为，瓶中气体未打气时压强为（大气压强），体积为，每次打气均是把打气筒中压强为，体积为（）的一筒气体全部打入瓶中。忽略打气过程中气体温度的变化，也忽略水及瓶塞重力产生的压强。假设共打了次气后，水恰好冲开瓶塞，水火箭成功发射。

①在瓶塞被冲开，水快速喷出的时，瓶中气体近似经历了一个______（选填：“等压”．“等温”或“绝热”）膨胀过程，气体的内能将_____，温度将_____；

②求瓶塞刚被冲开时瓶内气体的压强和瓶塞与瓶颈间的最大摩擦力。_____

11．已知在地面附近高度每升高，大气压降低.为了观测大气压随高度的这一微小变化某实验小组巧妙地设计了如图所示的一个实验装置，在一个密闭的玻璃瓶的塞子上插入一根两端开口且足够长的细玻璃管，瓶内有一定量的水和空气.忽略不计水面的升降引起的瓶内空气体积的变化，水银的密度为）.

（1）由于内外压强差，细玻璃管内水面a上升到一定的高度.将玻璃瓶放置在地面上，记录此时管内水面a的位置，再将玻璃瓶放到离地1.2米高的讲台上时，则玻璃管内水面将上升________.

（2）小组成员突然想到用此装置可以测定实验室内的空气压强.他们先将此实验装置放在温度为27℃．大气压为的底楼场地上，测得水柱的高度.然后将装置缓慢地平移到二楼的实验室地面上，待稳定后发现水柱升高了，已知实验室比楼下场地的温度高1℃，为了便于求得实验室空气的压强，忽略不计水面的升降引起的瓶内空气体积的变化，应用气体的查理定律，求出了二楼实验室内空气的压强值约是________.

12．如图一气缸水平固定在静止的小车上,一质量为m．面积为S的活塞将一定量的气体封闭在气缸内, 平衡时活塞与气缸底相距L.现让小车以一较小的水平恒定加速度向右运动, 稳定时发现活塞相对于气缸移动了距离d. 已知大气压强为P0, 不计气缸和活塞间的摩擦; 且小车运动时,大气对活塞的压强仍可视为P0; 整个过程中温度保持不变. 小车加速度是____。

13．某实验小组利用如图所示的装置测量温度：A是容积较大的玻璃泡，A中封有一定质量的空气，B是一根与A连接的均匀细玻璃管（玻璃管的容积远小于A的容积），管的下端插入水银槽。当外界大气压p0=76cmHg，环 境温度t0=27时，管内水银柱的高度h=46cm，在管壁外侧与水银面等高的位置标出对应的温度，然后依次标出其它温度刻线。

(1)此测温装置中，h越大，相应的温度读数越 __（选填“高 或“低”）；温度刻线是_分布的（选填“均匀”或“不均匀”）。

(2)水银柱高度h′=36cm处的温度刻度值应为_______ ℃。

(3)若外界大气压强变=77cmHg，读出温度为t，则实际温度应修正为_____。

14．两端封闭的粗细均匀玻璃管内有两部分气体A和B，中间用一段水银隔开，当水平放置且处于平衡时，温度均为27℃，如图a所示.现先将玻璃管缓慢转至竖直方向（A在下方），再将整根玻璃管置于温度为87℃的热水中，如图b所示，气体最终达到稳定状态，则稳定后与图a中的状态相比，气体A的长度________（选填“增大”，“减小”或“不变”）；若图a中A．B空气柱的长度分别为，，它们的压强均为，水银柱长为 ，则最终两部分气体A．B的体积之比________.

15．若假设乙醚液体全部挥发后的乙醚气体近似看成理想气体，则乙醚液体中含有的乙醚分子数为_________，在标准状况下乙醚液体全部挥发后的乙醚气体的体积为_________L.（已知乙醚的摩尔质量：，乙醚液体密度为，阿伏加德罗常数，气体在标准状况下的体积为，结果取一位有效数字）

16．在“用DIS研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”实验中，某同学最后得到如图所示的p－图线。

①若大气压强为p0，注射器内气体初始体积为10cm3，实验过程中，注射器内气体体积在4cm3到20cm3范围内变化，则注射器内部与外界压强差的最大值为________p0。

②图线弯曲的可能原因是在V减小过程中（____）

A．注射器中有异物    B．连接软管中存在气体

C．注射器内气体温度升高    D．注射器内气体温度降低

17．如图所示，（a）中U形管内液面高度差为h，液体密度为ρ，大气压强为，此时容器内被封闭气体的压强为_________；（b）中内壁光滑的气缸放置在水平桌面上，活塞的质量为，底面积为S，在活塞上再放置一个质量为的金属块，大气压强为，则气缸内被封闭气体的压强为_________.

18．一定质量理想气体经历某种状态变化，图线①表示变化过程中的p﹣T关系，图线②表示变化过程中的V﹣T关系，则此变化过程气体遵循__定律（填写气体实验定律的名称）。当这部分气体经过其他变化到达某一状态时，压强为1.5p0，体积为2V0时，则气体的热力学温度为__K。

参考答案与试题解析

1．【答案】80    38    放出   

【解析】【来源】第二部分单元卷第六章分子和气体定律基础测试卷

【详解】

[1][2][3] 左侧的水银面相对玻璃管下降了2cm，则右端水银面上升2cm，故两液面的高度差为：

h=4cm

A端上方气柱的压强为：

p=（76+4）cmHg=80cmHg

插入水银槽后右管内气体做等温变化，由玻意耳定律得：

p0lAS=plS

代入数据解得：

l=38cm

温度不变，内能不变，但是气体被压缩，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体放出热量。

2．【答案】高度保持不变    刻度尺    温度计   

【解析】【来源】2018届上海市物理学业水平考试等级考试题

【详解】

本实验是验证体积不变的情况下温度和压强的关系。

[1]要保证体积不变，则需管内水银面高度保持不变；

[2]要研究温度和压强的关系，需测温度和压强，测温度需温度计；

[3]测压强，需根据

故只需测AB两液面高度差即可，所以还需刻度尺。

3．【答案】右    增大   

【解析】【来源】上海市延安中学2018-2019学年高三上学期期中考试物理试题

【详解】

[1]根据题意可知，右端气体压强较大，比左端气体压强大 ；

[2]假设水银不动，左右两部分气体都将等容变化，根据初态时两边温度相等，但右侧气体的压强大，根据气体的状态方程可得：

得：

由于初态时两边温度相等，但右侧气体的压强大，升高相同的温度的时候，右侧的压强增加的多，所以右侧的气体体积变大，水银的高度差增大。

4．【答案】266    1.4105    12   

【解析】

【分析】

【详解】

[1]根据T=t+273K得，封闭空气的温度

[2]对活塞受力平衡，有

解得

[3]当将m=2kg的物体放在活塞上时，以A和活塞整体为研究对象，有

解得

缸内气体发生的是等容变化，根据查理定律，有代入数据有

解得

则

5．【答案】吸收   

【解析】【来源】2020届江苏省宿迁市沭阳县高三（下）5月联考物理试题

【分析】

【详解】

[1]．过程①中气体体积不变，做功为零；温度升高，气体内能增大，根据热力学第一定律可知，气体吸热；

[2]．③过程，气体做等温变化，根据玻意耳定律得

pcVc=pdVd

又，解得

Vd=15 L

即该气体在d状态时每立方米所含分子数4×1025个.

6．【答案】    一定质量的气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比    斜率越大，该气体温度越高   

【解析】【来源】江苏省启东中学2019-2020学年高二下学期期初考试物理试题

【分析】

【详解】

(1)[1]作图如图所示。

[2]从图中可知一定质量的气体，图线过原点，即在温度不变的情况下，压强与体积的倒数成正比，所以压强与体积成反比。

(2)[3]由数学知识可知，图象的斜率等于，根据根据气态方程可知，与T成正比，则有斜率越大，值越大，该气体温度越高。

7．【答案】降温或增压    逐渐变大至   

【解析】【来源】2020届上海市松江区高三（下）5月模拟质量监控测试（二模）物理试题

【分析】

【详解】

[1]根据理想气体状态方程

（常数）

若经过一段时间发现活塞略微下降，即体积V减小，可能的原因是温度降低或压强增大；

[2]对初始状态的活塞受力分析：气缸内气体对活塞的压力和气缸外大气压力，由与活塞处于平衡状态，所以

即

在活塞竖直向上缓慢拉出气缸的过程中，温度不变，体积变大，由理想气体状态方程

（常数）

得，当由处拉到H处时，体积变为原来的二倍，气缸内气体的压强p减小为原来的，即

此时对活塞受力分析可得

气体压强减小，力F逐渐增大，则最终

8．【答案】变大    =   

【解析】【来源】2020届广东省深圳高三上学期一模物理试题

【详解】

[1]．因A中气体的体积减小，外界对气体做功，W>0；而气体与外界绝热，则Q=0，根据可知？U>0，即气体内能变大；

[2]．然后固定活塞不动，将K打开，使A中的气体缓慢向B扩散，因为B为真空，可知气体不对外做功，气体与外界绝热，可知平衡后气体的内能不变，温度不变，即T1=T2。

9．【答案】(1)5.6×10－2m3(2)减少；小于

【解析】

【详解】

（1）气缸在海平面时，对于封闭气体：
气缸在990m深处时，海水产生的压强为：
封闭气体的压强为：，。
根据理想气体状态方程得：

代入数据得：

；

（2）[1] 下潜过程中温度降低，其内能减小，即：；

 [2] 由上知封闭气体的体积减小，外界对气体做功，，封闭气体可视为理想气体，温度降低，其内能减小，，根据热力学第一定律得：，即下潜过程中封闭气体放热，而且由于，则外界对气体所做的功小于放出的热量。

10．【答案】绝热

减小

降低

；

【解析】

【详解】①在瓶塞被冲开，水快速喷出的时，瓶中气体近似经历了一个绝热膨胀过程，根据热力学第一定律可知，气体的内能将减小，温度将降低。

②根据气体状态方程可得：

解得：

以活塞为研究对象，根据平衡条件：

可得：

11．【答案】1.36    749.55   

【解析】【来源】第二部分单元卷第六章分子和气体定律基础测试卷

【详解】

(1)[1] 玻璃瓶放到离地1.2m的讲台上时，大气压降低了0.1mmHg，

根据压强关系有

毛细管中水面上升：

△h=0.1mm×13.6=1.36mm

(2)[2] 大气压为750mmHg，在底楼场地处时，瓶内气体压强为：

不计水面升降引起的瓶内空气体积的变化，根据查理定律得：

代入数据得到：

解得：

P2=767.55mmHg

故二楼的实验室处大气压为：

12．【答案】

【解析】【来源】河北省承德第一中学2019-2020学年高三上学期第三次模拟考试（10月)物理试题

【详解】

设小车加速度大小为a，稳定时气缸内气体的压强为P1，活塞受到气缸内外气体的压力分别为：

由牛顿第二定律得：

小车静止时在平衡情况下，气缸内气体的压强为P0，由波意耳定律得：

又因为：

联立解得：

答：小车加速度的大小为。

13．【答案】低    均        t+10   

【解析】【来源】2018年上海市高三下学期二模物理试题

【详解】

(1)[1][2]玻璃泡的容积较大，玻璃管很细，玻璃泡内气体近似看成等容变化，气体的压强p=p0-h

h越大，p越小，由查理定律可知，温度越低。h越大，温度读数越小；气体发生等容变化，则

p=KT，△P=K△T

而

△p=△h，△T=△t

则△t与△h成线性关系，故刻度线的间距均匀；

(2)[3]由等容变化知，h′=36cm处的温度刻度值

(3)[4]大气压强增大，水银面向上移动，读数变小，因为△h=△p，所以应从管内水银面向下移动△h的刻度线读数即t+10。

14．【答案】减小    3：2   

【解析】【来源】第二部分单元卷第六章：分子和气体定律拓展提高卷

【详解】

[1]．两端封闭的粗细均匀玻璃管内有两部分气体A和B，中间用一段水银隔开，A．B两部分气体长度．温度均相同；玻璃管缓慢转至竖直方向（A在下方），再将整根玻璃管置于温度为87℃的热水中，如果不计水银柱重力，A．B两部分气体长度依然应该相同，考虑到水银柱的重力，水银柱要下移一段距离，故气体A的长度要减小；

[2]．若图a中A．B空气柱的长度分别为LA=20cm，LB=10cm，它们的压强均为75cmHg，水银柱长为L=25cm，对气体A，有：

   ①

对气体B，有：

  ②

其中：

LA+LB=LA2+LB2   ③
PA1=PB1=75cmHg  ④
PA2-PB2=ρgh=25cmHg  ⑤

联立解得：

LA2=18cm，LB2=12cm

故：

15．【答案】个    0.2   

【解析】【来源】第二部分单元卷第六章分子和气体定律基础测试卷

【详解】

[1][2] 1ml对应的质量

m=ρV=0.713×1=0.713g

对应的分子数

1ml液体成为气体后的体积为：

16．【答案】1.5    C   

【解析】

【分析】

【详解】

①[1]注射器内气体初始体积为，注射器内气体体积在到范围内变化，则最小体积为，由玻意尔定律

所以

则注射器内部与外界压强差的最大值

②[2]A．注射器有异物不会影响图线的斜率，故A错误；

B．连接软管中存在气体可以视为被封闭的气体总体积较大，不会影响斜率，故B错误；

CD．注射器内气体温度升高，由克拉伯龙方程知

当增大时，会增大，故C正确，D错误。

故选C。

17．【答案】       

【解析】【来源】第四部分期中期末卷高一年级第二学期期末基础测试卷

【详解】

[1]由图所示可知，左管液面比右管液面高，封闭气体的压强：

[2]如图所示，由平衡条件得：

解得：

18．【答案】查理    819   

【解析】【来源】2016年上海市八校联考高三模拟试卷（3月份)

【详解】

[1]图线②表示等容过程，故满足查理定律

[2]初态：

，，

末态：

，，

根据理想气体状态方程得：