粤教版 (2019)选择性必修 第三册第二节 气体实验定律（Ⅱ）测试题

2021-2022学年粤教版（2019）选择性必修第三册

2.2气体实验定律（Ⅱ） 跟踪训练（解析版）

1．在玻璃瓶中装入半瓶热水盖紧瓶盖，一段时间后发现瓶盖很难拧开，由此可推断瓶内气体可能发生的变化是（　　）

A．温度降低，压强减小 B．温度降低，压强不变

C．温度降低，压强增大 D．温度升高，压强减小

2．两个容器A、B用截面均匀的水平玻璃管相通，如图所示，A、B中所装气体温度分别为10℃和20℃，水银柱在管中央平衡，如果两边温度都升高10℃，则水银将（　　）

A．向左移动 B．向右移动 C．不动 D．无法确定

3．一定质量的理想气体经过一系列变化过程，如图所示。下列说法中正确的是（   ）

A．b→c过程中，气体压强不变，体积增大

B．a→b过程中，气体体积增大，压强减小

C．c→a过程中，气体压强增大，体积变小

D．c→a过程中，气体内能增大，体积变小

4．一定质量的理想气体，在某一状态下的压强、体积和温度分别为p1、V1、T1，在另一状态下的压强、体积和温度分别为p2、V2、T2，下列关系正确的是（   ）

A．p1 = p2，V1 = 2V2，T1 = T2

B．p1 = p2，V1 = V2，T1 = 2T2

C．p1 = 2p2，V1 = 2V2，T1 = T2

D．p1 = 2p2，V1 = V2，T1 = 2T2

5．如图所示，一根竖直的弹簧支持着一倒立汽缸的活塞，使汽缸在两个固定的竖直光滑挡板之间悬空而静止。设活塞和缸壁间无摩擦且可以在缸内自由移动，缸壁导热性能良好，汽缸始终不接触地面。使缸内气体温度总能与外界大气的温度相同，则下列结论中正确的是（　　）

A．若外界大气压强增大，则弹簧将压缩一些

B．若外界大气压强增大，则汽缸的上底离地面的高度将增大

C．若大气压强不变，降低缸内气体温度，则活塞距地面的高度将不变

D．若大气压强不变，升高缸内气体温度，则汽缸的上底面距地面的高度将减小

6．如图所示，一定质量的理想气体经历了A→B→C→A的状态变化过程，则下列说法正确的是（   ）

A．A→B过程中，气体分子间距减小 B．A→B过程中，气体内能不变

C．B→C过程中，气体压强减小 D．C→A过程中，气体压强减小

7．如图甲所示，一定质量的气体的状态沿1→2→3→1的顺序循环变化，若用或图像表示这一循环，在下图中表示正确的是（　　）

A．B．C．D．

8．如图所示，A，B两个大容器装有同种气体，容器间用一根细玻璃管连接，管中有一水银滴D做活塞，当左边容器的温度为-10℃，右边容器的温度为10℃时，水银滴刚好在玻璃管中央保持平衡，当两个容器的温度都下降10℃时，下列说法正确的是（　　）

A．水银滴将不移动 B．水银滴将向右运动

C．水银滴将向左运动 D．水银滴的运动方向无法判断

9．如图，内壁光滑的汽缸中有一个活塞，活塞下方封闭有一定量的理想气体。开始时活塞处于平衡状态，气体状态为a．现给活塞下方的气体加热，使活塞缓慢移动到汽缸顶部并被挡住；继续加热一段时间后，气体达到状态b．在气体外a状态到b状态的过程中，下列描述气体状态变化的压强~体积（p~V）图像正确的是（　　）

A． B． 

C． D．

10．如图所示，水平固定的由两段粗细不同的细玻璃管组成的封闭容器中，一段水银柱将气体分成A、B两部分，当水银柱静止时，下列判断错误的是（　　）

A．水银柱两侧受到的气体压力大小不相等

B．A、B两部分气体的压强相同

C．若两部分气体温度相同，现同时升高10℃，则水银柱不动

D．若两部分气体温度相同，现同时降低10℃，则水银柱向右移

11．一定质量的理想气体，处于某一状态，要使它的压强经过变化又回到初始状态值，用下列哪些方法可能实现（　　）

A．先保持温度不变，使它的体积膨胀，接着保持体积不变而降低温度

B．先保持温度不变，使它的体积缩小，接着保持体积不变而降低温度

C．先保持体积不变，升高温度，接着保持温度不变而使它的体积膨胀

D．先保持体积不变，升高温度，接着保持温度不变而使它的体积缩小

12．如图所示为A、B两部分理想气体的图像，设两部分气体是质量相同的同种气体，根据图中所给条件，可知（　　）

A．当时，气体的体积A比B大

B．当时，

C．当时，

D．A、B两部分气体都做等压变化，它们的压强之比

13．如图所示，U形汽缸固定在水平地面上，用重力不计的活塞封闭一定质量的气体，已知汽缸不漏气，活塞移动过程中与汽缸内璧无摩擦。初始时，活塞紧压小挡板，封闭气体体积为，外界大气压强为p０。现缓慢升高汽缸内气体的温度，则下列关于汽缸内气体的压强p、体积V和热力学温度T的图像可能正确的是（　　）

A． B．

C． D．

14．如图所示为一定质量的理想气体沿箭头所示的方向发生状态变化的过程，则关于该气体压强变化的下列说法中正确的是（    ）

A．从状态c到状态d的过程中，压强一直减小

B．从状态d到状态a的过程中，压强一直增大

C．从状态a到状态b的过程中，压强先增大后减小

D．从状态b到状态c的过程中，压强先增大后减小

15．一导热良好的气缸内用活塞封住一定量的理想气体（不计活塞厚度及与缸壁之间的摩擦），用一弹簧连接活塞，将整个气缸悬挂在天花板上，如图所示。弹簧长度为L，活塞距地面的高度为h，气缸底部距地面的高度为H，活塞内气体压强为p，体积为V，下列说法正确的是（　　）

A．当外界大气压变小（温度不变）时，L不变、H变大、p减小、V不变

B．当外界温度升高（大气压不变）时，h减小、H变大、p变大、V减小

C．当外界大气压变小（温度不变）时，h不变、H减小、p减小、V变大

D．当外界温度升高（大气压不变）时，L不变、H减小、p不变、V变大

16．生活中，我们用杯子接开水后拧紧杯盖，待水冷却后就很难拧开，其主要原因是杯内压强减小。小南用一个容积不变的杯子接了一定量的热水，然后拧紧，此时杯内气体压强等于大气压强P0，热力学温度为T；经一段时间冷却到室温时，温度降低了。不考虑杯子漏气及水蒸气的影响，杯内外气体均视为理想气体。

①冷却到室温时，求杯内气体压强的改变量的大小；

②冷却到室温时，把杯盖拧开，一段时间后，当杯内气体与外界达到平衡时，求杯内原有空气质量与现有空气质量之比。

17．安全气囊系统是一种被动安全性的保护系统，它与座椅安全带配合使用，可以为乘员提供有效的生命保障。汽车的安全气囊内有叠氮化钠（NaN3）与硝酸铵（NH4NO3）等物质。如图所示，某次碰撞实验中，汽车在高速行驶中受到猛烈撞击，这些物质会迅速发生分解反应，产生质量为m的气体，充满气囊，此时气体的压强为p、体积为V、温度为T。

（1）已知气体的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，求气囊内气体的分子数；

（2）当假人的头部与气囊相碰后，气囊受到挤压体积减小了，假设气囊不漏气且温度保持不变，求假人的头部与气囊相碰后，气囊内气体的压强；

（3）为了减小气囊对乘员的冲击，在头部碰到新型安全气囊时，气囊内气体的压强大于0.8p时，气囊表面的泄压孔开始排气，气体的排出有一定的速率，确保乘员的头部缓慢地减速。当假人头部与气囊相碰后，气囊受到挤压体积减小了，温度降为时，恰好不再排气。求从气囊内排出的气体占总量的比例。

18．如图所示，固定于地面的绝热汽缸与导热汽缸中各封闭着一定质量的理想气体，绝热活塞与两汽缸间均无摩擦，且由刚性杆连接。开始时两气缸中气体体积均为、温度均为，压强均为，两气缸横截面积相等。缓慢加热中气体，停止加热达到稳定后，中气体体积，设环境温度始终保持不变。求：

（1）稳定后汽缸中气体的压强；

（2）稳定后汽缸中气体的温度。

19．某医院使用的氧气瓶容积为30L，在其内部温度为27℃时，瓶内压强为40atm。按规定当使用到其内部温度至17℃且其压强降到2atm时，就应重新充气。该医院在22℃时平均每天使用0.1atm的氧气295L。求：这瓶氧气能使用的天数。

20．如图所示，透热的气缸内封有一定质量的理想气体，缸体质量M=400kg，活塞质量m=10kg，活塞面积S=200cm2活塞与气缸壁无摩擦且不漏气。此时，缸内气体的温度为7℃，活塞正位于气缸正中，整个装置都静止。已知大气压恒为p0=1.0×105Pa，重力加速度为g=10m/s2，求：

（1）缸内气体的压强p1；

（2）缸内气体的温度升高到多少℃时，活塞恰好会静止在气缸缸口AB处？

 参考答案

1．A

【详解】

瓶内气体的体积不变，经过一段时间后，气体的温度降低，根据

可知，气体压强减小，内外压强差变大，则瓶盖很难拧开。

故选A。

2．B

【详解】

假定两个容器的体积不变，即V1，V2不变，A、B中所装气体温度分别为283K和293K，当温度升高△T时，容器A的压强由p1增至p'1

△p1=p'1﹣p1

容器B的压强由p2增至p′2

△p2=p′2﹣p2

由查理定律得

因为

p2=p1

所以

△p1＞△p2

即水银柱应向右移动，故B正确，ACD错误．

故选B。

3．B

【详解】

A．由图可知b→c过程中，气体压强不变，温度降低即Tb > Tc，根据

=

可得Vb > Vc，即体积减小，A错误；

B．由图可知a→b过程中气体的温度保持不变，即气体发生等温变化，由图可知Pa > Pb，根据玻意耳定律

PaVa = PbVb

可得Va < Vb，即压强减小，体积增大，B正确；

CD．根据

C =

可得

=

可知c→a过程中气体的体积保持不变，即发生等容变化，CD错误。

故选B。

4．D

【详解】

AB．由理想气体状态方程

=

可知，当p1 = p2，体积和热力学温度成反比，则有

V1 = 2V2，T1 = 2T2

AB错误；

CD．由理想气体状态方程

=

可知，当

p1 = 2p2，V = V2，T1 = 2T2

C错误、D正确。

故选D。

5．C

【详解】

A．由图可知，弹簧的弹力与整个气缸所受的重力大小相等，外界大气压强增大时，整个气缸所受的重力大小不变，所以弹簧的长度保持不变，故A错误；

B．外界大气压强增大时，气缸内气体的体积将减小，则气缸将向下移动，汽缸的上底离地面的高度将减小，故B错误；

C．若大气压强不变，降低缸内气体温度，则气缸内气体的体积将减小，气缸将向下移动，但活塞距地面的高度保持不变，故C正确；

D．若大气压强不变，升高缸内气体温度，则气缸内气体的体积将增大，汽缸的上底面距地面的高度将增大，故D错误。

故选C。

6．D

【详解】

A．A→B过程中，体积不变，温度升高，气体分子间距不变，A错误；

B．A→B过程中，体积不变，温度升高，体积气体内能增加，B错误；

C．B→C过程中，根据理想气体的理想方程pV = nRT可得

V = T

可知等压过程为过原点的直线，因此压强不变，C错误；

D．C→A过程中，温度降低，体积增大，根据理想气体的理想方程pV = nRT有

p = T

可知气体压强减小，D正确。

故选D。

7．B

【详解】

AB．在图线中，1→2过程中，体积不变，压强增大，图线是竖直直线；在2→3过程中，温度保持不变，体积增大，压强减小，图线是双曲线；在3→1过程中，压强不变，体积减小，图线是水平直线。A错误，B正确；

CD．在图线中，1→2过程中，体积不变，温度升高，是水平直线，CD错误。

故选B。

8．C

【详解】

假设水银滴不动，两边气体都发生等容变化，根据

可知对左侧气体

对右侧气体

整理可得

因此水银滴将向左移动。

故选C。

9．A

【详解】

设大气压为p0，活塞质量为m，横截面积为S，封闭气体压强

由p、m、s都不变，活塞升高汽缸顶部前气体压强p不变，对气体加热，气体温度升高而压强不变，由理想气体状态方程可知，气体体积V变大，当活塞升到汽缸顶部倍挡住后，对气体加热时，气体体积不变而温度升高，由理想气体状态方程可知，气体压强增大，故A正确，BCD错误。

故选A。

10．D

【详解】

AB．同一水平面内液体内部的压强处处相等，所以A、B两部分气体的压强相同，A与B的截面积不同，所以它们给液体的压力不同，故AB正确；

CD．两部分气体的压强相同，同时升高10℃，根据查理定律

可得

气体的压强的变化也是相等的，所以末态压强相同，所以水银柱不动，故C正确，D错误。

由于本题选择错误的，故选D。

11．BC

【详解】

A．先保持温度不变，使它的体积膨胀，根据理想气体状态方程，压强减小；接着保持体积不变而降低温度，根据理想气体状态方程，压强再次减小；故A错误；

B．先保持温度不变，使它的体积缩小，根据理想气体状态方程压强增大；接着保持体积不变而降低温度，根据理想气体状态方程，压强减小，故B正确；

C．先保持体积不变，升高温度，根据理想气体状态方程，压强增大；接着保持温度不变而使它的体积膨胀，根据理想气体状态方程，压强减小，故C正确；

D．先保持体积不变，升高温度，根据理想气体状态方程，压强增大；接着保持温度不变而使它的体积缩小，根据理想气体状态方程，压强再次增大，故D错误。

故选BC。

12．AB

【详解】

A．作出V-T图，如图所示

根据图象可得

，

当时

，

A气体的体积比B气体的体积大

故A正确；

BC．当时

故B正确，C错误；

D．根据理想气体的状态方程

可知

代入数据得

故D错误。

故选AB。

13．BD

【详解】

当缓慢升高缸内气体温度时，气体先发生等容变化，根据查理定律，缸内气体的压强p与热力学温度T成正比，在图像中，图线是过原点的倾斜的直线，在图像中，图线是平行于T轴的直线，在图像中，图线是平行于p轴的直线。

当活塞开始离开小挡板（小挡板的重力不计），缸内气体的压强等于外界的大气压，气体发生等压膨胀，在中，图线是平行于T轴的直线；在图像中，图线是过原点的倾斜的直线，在图像中，图线是平行于V轴的直线。

故选BD。

14．AD

【详解】

根据

则

则V-T图像上某点与原点连线的斜率与压强成反比。

A．因c点与原点连线的斜率小于d点与原点连线的斜率，可知c态压强大于d态压强，即从状态c到状态d的过程中，压强一直减小，选项A正确；

B．从状态d到状态a的过程中，图像上各点与原点连线的斜率增大，则压强一直减小，选项B错误；

C．从状态a到状态b的过程中，图像上各点与原点连线的斜率减小，则压强增大，选项C错误；

D．从状态b到状态c的过程中，各点与原点连线的斜率先减小后增大，则压强先增大后减小，选项D正确。

故选AD。

15．CD

【详解】

BD．根据平衡条件

解得

当外界温度升高（大气压不变）时，气体的压强P不变；根据

温度升高时，气体的体积V增大，活塞不动，气缸向下移动，L不变、H减小，B错误，D正确；

AC．根据

当外界大气压P0变小（温度不变）时，P减小，V变大，活塞不动，h不变，气缸向下移动，L不变、H减小，A错误，C正确。

故选CD。

16．①；②

【详解】

①由查理定律

可得

②杯盖拧开后，最终压强等于大气压强。令杯内能容纳的气体体积为V，原有气体压强变为P0后，其体积为V1，有

可得 

所以

17．（1）；（2）；（3）

【详解】

(1)气囊中的气体所含分子数为

(2)气体发生等温变化，由玻意耳定律可得

解得

(3)对气囊内所有的气体由理想气体状态方程得

解得

从气囊内排出气体的体积为

排出气体占总量的比例为

18．（1）；（2）

【详解】

（1）对汽缸B中气体，初状态

末状态

由玻意耳定律得

解得

（2）设汽缸A中气体的体积为VA，膨胀后A、B压强相等，有

对汽缸A中气体，由理想气体状态方程得

解得

19．37

【详解】

根据

=

当压强为2atm，温度为17℃时氧气瓶内氧气的体积

医院一天使用的氧气在压强为2atm，温度为17℃时的体积

则这瓶氧气能使用的天数为

（天）

所以只能使用37天。

20．（1）3×105Pa；（2）287℃

【详解】

（1）以气缸为对象（不包括活塞）列气缸受力平衡方程有

p1S=Mg+p0S

代入数据解得

p1=3×105Pa

（2）当活塞恰好静止在气缸缸口AB处时，缸内气体温度为T2，压强为p2，此时仍有

p2S=Mg+p0S

故缸内气体发生等压变化，对这一过程由理想气体状态方程得

解得

T2=2T1=560K

故缸内气体的温度升高到