2020-2021学年2.1 气体的状态练习

这是一份2020-2021学年2.1 气体的状态练习，共13页。
【精品】第1节气体的状态-2课堂练习一．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．如图所示，两端开口的倒U形管，B管插在水银槽中，A管内有一段h=5cm的水银柱，则B管水银面比槽中水银面________（需填“高5cm”．“低5cm”或“相齐”）。保持A中水银柱长度不变，如把B管缓慢上提2cm（使管口仍在水银槽中），则B管内水银面的高度________（填“上升”．“降低”或“不变”）。3．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_________.4．一定质量的理想气体从状态(p1．V1)开始做等温膨胀，状态变化如图中实线所示．若该部分气体从状态(p1．V1)开始做绝热膨胀至体积V2，则对应的状态变化图线可能是图中虚线______(选填图中虚线代号)，在这一过程中气体的内能______(填“增大”“减少”或“不变”)5．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________.6．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。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．采用如图所示器材验证玻意耳定律，实验步骤如下：(1)将针管水平固定，拔下橡皮帽，向右将活塞从针管中抽出；(2)用天平称出活塞与固定在其上的支架的总质量为；(3)用游标卡尺测出活塞直径为；(4)再将活塞插入针管中，保持针管中有一定质量的气体，并盖上橡皮帽，此时，从针管上可读出气柱体积为；(5)将弹簧测力计挂钩钩在活塞支架上，向右水平缓慢拉动活塞到一定位置，此时，弹簧测力计读数为，气柱体积为。试用以上的直接测量数据，写出大气压强的最终表达式______，本实验中步骤______是多余的。 9．一定质量的气体经过如图所示的变化过程，在0℃时气体的压强p0=3.0×105Pa，体积V0=100mL，那么气体在状态A的压强pA=______Pa，在状态B的体积VB=______mL10．如图，气缸固定于水平面，用截面积为20cm2的活塞封闭一定量的气体，活塞与缸壁间摩擦不计．当大气压强为1.0×105Pa．气体温度为87℃时，活塞在大小为40N．方向向左的力F作用下保持静止，气体压强为____Pa．若保持活塞不动，将气体温度降至27℃，则F变为______N．11．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。_____12．如p-V图所示，1．2．3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态，对应的温度分别是T1．T2．T3。用N1．N2．N3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数，则N1______N2，T1______T3，T3，N2______N3。（填“大于”“小于”或“等于”）13．如图，粗细相同的玻璃管A和B由一橡皮管连接，A管内封闭了长为l0cm的空气柱，B管开口且足够长，初始时两管水银面等高，外界大气压为75cmHg．固定A管，将B管沿竖直方向缓慢下移一段距离，使A管内的水银液面下降2cm，此时A管内气体压强为_____cmHg；然后保持B管不动，并在B管内缓慢注入水银，注入_____cm水银后，A管内气柱长度恢复为10cm。14．环境污染已非常严重，瓶装纯净水已经占领柜台.再严重下去，瓶装纯净空气也会上市.设瓶子的容积为 ，空气的摩尔质量.按标准状况计算，，试估算：（1）空气分子的平均质量_________是kg（保留两位有效数字）.（2）一瓶纯净空气的质量是_________kg（保留两位有效数字）.（3）一瓶中约有_________个气体分子（保留两位有效数字）.15．如图所示，容积为100cm3的球形容器与一粗细均匀的竖直长管相连，管上均匀刻有从0到100刻度，两个相邻刻度之间的管道的容积等于0.25cm3。有一滴水银（体积可忽略）将球内气体与外界隔开。当温度为20时，该滴水银位于刻度40处。若不计容器及管子的热膨胀，将0到100的刻度替换成相应的温度刻度，则相邻刻度线所表示的温度之差是否相等_____（填“是”“否”或“不确定”），在此温度计刻度内可测量的温度范围是_____。
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=4cmA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    不变    【解析】【来源】第三部分专项卷气体的压强与体积的关系专项卷 【详解】[1] U形管内的气体的压强：p=p0-ρgh气体的压强处处相等，所以管内水银面比槽中水银高5cm；[2] 保持A中水银柱长度不变，则封闭气体压强不变，即封闭气体的压强与外部大气压强差不变，则B管内水银的高度不变；3．【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：4．【答案】d    减少    【解析】【来源】2017届江苏省石庄高级中学高三学情调研（三)物理试卷（带解析) 气体绝热膨胀时，气体对外做功，根据热力学第一定律判断可知气体的内能减小，温度降低．所以绝热膨胀到体积V2与等温膨胀到V2相比较，绝热膨胀到体积V2时温度低．假设先等温膨胀到V2，然后再降温，压强更低，故图线d正确；在这一过程中由于气体的温度降低，故气体的内能减小.5．【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：6．【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。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】    (2)    【解析】【详解】[1]开始时气体的压强为，向右水平缓慢拉动活塞到一定位置，弹簧测力计读数为时气体的压强该过程中温度不变，则，整理得[2]由题意可知，本实验不需要测量活塞及固定在其上的支架的总质量，所以步骤（2）是多余的。9．【答案】5.49×105    183    【解析】【来源】上海市长宁区市三中2018-2019学年高一下学期5月月考物理试题 【详解】[1]倾斜直线通过（0K，0Pa）,所以此直线表示等容变化，则根据查理定律得:由图知，TA=227+273=500K，又p0=3×105Pa，T0=273K代入解得:pA=5.49×105Pa.[2]AB过程气体发生等温变化，由玻意耳定律得：由图知，pA=5.49×105Pa，代入解得:VB=183mL.10．【答案】    0    【解析】【来源】2017年上海市普通高中学业水平等级性考试物理试题 对活塞： ，解得 若保持话塞不动，将气体温度降至27℃，则根据 ；解得 ；因此时内外气压相等，故F=0.11．【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：12．【答案】大于    等于    大于    【解析】【来源】2019年全国统一高考物理试卷（新课标Ⅱ) 【详解】（1）1．2等体积，2．3等压强由pV=nRT得：=，V1=V2，故=，可得：T1=2T2，即T1>T2，由于气体分子的密度相同，温度高，碰撞次数多，故N1>N2；由于p1V1= p3V3；故T1=T3；则T3>T2，又p2=p3，2状态气体分子的密度大，分子运动缓慢，单个分子平均作用力小，3状态气体分子的密度小，分子运动剧烈，单个分子平均作用力大。故3状态碰撞容器壁分子较少，即N2>N3；13．【答案】    (1). 62.5    (2). 16.5【解析】【分析】A部分封闭气体做等温变化，根据玻意耳定律列式求解使A管内的水银液面下降2cm时A管内气体压强；根据几何关系求解注入水银长度。【详解】设左右两端横截面积为S；A部分气体初态压强为：P1＝P0＝75cmHg．体积为：V1＝10S末态：体积为：V2＝12S由玻意耳定律得：P1V1＝P2V2代入数据解得：P2＝62.5cmHg设注入水银柱的长度为x，则x＝2+2+（75﹣62.5）cm＝16.5cm14．【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拓展提高卷 【详解】（1）[1]．空气分子的平均质量（2）[2]．一瓶纯净空气的摩尔量则瓶中气体的质量 （3）[3]．分子数15．【答案】是    266.4K～333K    【解析】【来源】2016届上海市长宁．宝山．嘉定．青浦四区高三二模物理试题 【详解】[1]相等，因为是等压变化，温度变化与体积变化比值恒定（或温度数值与0到100的刻度数值成线性关系；[2]水银由0刻度到40刻度处：由等圧変化，，解得：；水银由0刻度到100刻度过程，由等圧変化：，解得：温度测量的范围：266.4K～333K。