鲁科版 (2019)选择性必修 第三册第4节 科学探究:气体压强与体积的关系课时训练

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1.4科学探究：气体压强与体积的关系同步练习2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第三册一、选择题（共15题）1．一只轮胎容积为V=8L，已装有p1=1 atm的空气．现用打气筒给它打气，已知打气筒的容积为V0=1L，设打气过程中轮胎容积及气体温度维持不变，大气压强p0=1 atm，要使胎内气体压强达到p2=2.5 atm，应至少打多少次气？（     ）A．8次 B．10次 C．12次 D．15次2．将一定质量的空气装入气瓶内，并对它进行等温压缩。如果这些空气可以看成理想气体，那么图中能正确表示压缩过程中空气的压强p和体积V关系的是（　　）。A． B．C． D．3．一竖直放置的U形玻璃管一端封闭，另一端开口向下，如图所示，用水银柱封闭一定质量的理想气体，在保持温度不变的情况下，假设在管子的D处钻一小孔，则管内左侧被封闭的气体压强p和体积V变化的情况及做功情况是（   ）A．p、V都不变B．V减小，p增大C．封闭气体对外做功D．该过程封闭气体从外界吸收热量4．如图所示，粗细均匀竖直放置的玻璃管中，P为一小活塞，有一段水银柱将封闭在玻璃管中的空气分成上、下两部分，活塞和水银柱都静止不动。现在用力向下压活塞，使得活塞向下移动一段距离L，同时水银柱将向下缓慢移动一段距离H，在此过程中温度不变，则有（　　）A．L>H B．L<H C．L=H D．无法判断5．一定质量的气体在温度保持不变时，压强增大到原来的4倍，则气体的体积变为原来的（　　）A．4 B．2 C． D．6．如图所示，玻璃管倒插入水银槽中，内封一定质量的理想气体，将玻璃管略提高一些，则（　　）A．管内气体体积减小 B．管内气体体积不变C．管内外水银面高度差减小 D．管内外水银面高度差增大7．用打气筒将压强为1atm的空气打进自行车胎内，如果打气筒容积，轮胎容积V=3L，原来压强。现要使轮胎内压强变为 ，问用这个打气筒要打气几次（设打气过程中空气的温度不变）（　　）A．25次 B．20次 C．15次 D．10次8．如图所示，集气瓶内封闭着压强为p的空气。已知外界空气的压强为大气压p0，打开瓶塞待稳定后，从集气瓶溢出空气的质量与原封闭空气质量的比值为（   ）A． B． C． D．9．如图所示，一端开口，一端封闭的玻璃管，封闭端有一定质量的气体，开口端置于水银槽中，用弹簧测力计拉着玻璃试管而平衡，此时管内外水银面高度差为，弹簧测力计示数为，若在水银槽中缓慢地倒入部分水银，使槽内水银面升高一些，稳定后管内外水银面高度差为，弹簧测力计示数为，则（　　） A． B．C． D．10．如图，自动洗衣机洗衣缸的底部与竖直均匀细管相通，细管上部封闭，并与压力传感器相接。洗衣缸进水时，细管中的空气被水封闭，随着洗衣缸中水面的上升，细管中的空气被压缩，当细管中空气压强达到一定数值时，压力传感器使进水阀门关闭，这样就可以自动控制进水量。已知刚进水时细管中被封闭空气柱长度为，大气压强，水的密度，重力加速度。当空气柱被压缩到长时，压力传感器关闭洗衣机进水阀门，此时洗衣缸内水位高度约为（　　）A． B． C． D．11．如图所示，竖直放置的均匀等臂U型导热玻璃管两端封闭，管内装有水银，右管水银面高于左管水银面。若右臂水银上方为真空，不改变温度而通过阀门k放出少量水银，设稳定后左、右两管中液面相对于管壁下降的距离分别为L1和L2，则（　　）A．L1>L2 B．L1=L2C．L1<L2 D．无法比较L1、L2的大小关系12．在“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”的实验中，下列操作正确的是（　　）A．调节空气柱长度后立刻读数B．拉上窗帘防止阳光直射玻璃管C．推拉活塞时，为了防止手滑应该用手紧握玻璃管D．实验中若密封橡胶帽脱落，应立刻堵住后继续实验13．如图，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置．玻璃管的下部封有长的空气柱，中间有一段长的水银柱，上部空气柱的长度。已知大气压强为。现将一活塞（图中未画出）从玻璃管开口处缓慢往下推，使管下部空气柱长度变为。假设活塞下推过程中没有漏气，则活塞下推的距离为（　　）A． B． C． D．14．一只两用活塞气筒的原理如图所示（打气时如图甲所示，抽气时如图乙所示），其筒内体积为，现将它与另一只容积为V的容器相连接，开始时气筒和容器内的空气压强为，已知气筒和容器导热性良好，当分别作为打气筒和抽气筒使用时，活塞工作n次后，在上述两种情况下，容器内的气体压强分别为（　　）A． B．C． D．15．桶装纯净水及压水装置原理如图所示。柱形水桶直径为24cm，高为35cm；柱压水蒸气囊直径为6cm，高为8cm，水桶颈部的长度为10cm。当人用力向下压气囊时，气囊中的空气被压入桶内，桶内气体的压强增大，水通过细出水管流出。已知水桶所在处大气压强相当于10m水压产生的压强，当桶内的水还剩5cm高时，桶内气体的压强等于大气压强，忽略水桶颈部的体积。至少需要把气囊完全压下几次，才能有水从出水管流出？〔不考虑温度的变化）（　　）A．2次 B．3次 C．4次 D．5次二、填空题（共4题）16．某同学根据实验数据在图像上画出了如图所示曲线图像，你认为他这样做能方便的看出p、V之间的关系吗______？请说明理由______。17．如图所示，玻璃管A上端封闭，B上端开口且足够长，两管下端用橡皮管连接起来，A管上端被一段水银柱封闭了一段长为6cm的气体，外界大气压为75cmHg，左右两水银面高度差为5cm，温度为t1=27℃。保持温度不变，向上移动B管________cm时，A管中气体长度变为5cm，此时A管中的压强为_______cmHg。 18．如图所示，一定质量的理想气体，按图示方向经历了ABCDA的循环，其p-V图线如图．状态B时，气体分子的平均动能比状态A时气体分子的平均动能____ (选填 “大”或“小”);由B到C的过程中，气体将_____(选填“吸收”或“放出”)热量：经历ABCDA一个循环，气体吸收的总热量______ ( 选填“大于”或“小于”)释放的总热量．19．一同学用图（a）装置研究一定质量气体的压强与体积的关系。实验过程中温度保持不变。最初，U形管两臂中的水银面齐平，烧瓶中无水。当用注射器往烧瓶中注入水时，U形管两臂中的水银面出现高度差。实验的部分数据记录在表格中。气体体积V（mL）800674600531500水银面高度差h（cm）014.025.038.045.0(1)根据表中数据，在图（b）中画出该实验的关系图线。(      )(2)实验时，大气压强_________。三、综合题（共4题）20．如图所示，有一竖直放置的U形管两臂粗细不等，左管开口向上，右管封闭着一部分气体，右管的横截面积是左管的2倍，管中装入水银，大气压为P0=76cmHg．开口管中水银面到管口距离为hl=22cm，且水银面比封闭管内高△h=4cm，封闭管内空气柱长为h2=11cm，现用小活塞把开口端封住，并缓慢推动活塞，使左侧水银面比右管内水银面高lcm，推动过程中两管的气体温度始终不变，试求：（结果保留到小数点后1位）①活塞推动的距离；②撤去活塞，将左管密封，且将U形管水平放置，使左、右两管处于同一水平面上，稳定后右管内空气柱的长度将变为多大．21．如图所示，一定量的气体密封在体积为 的容器中，室温为 ，光滑导热活塞C(体积忽略不计)将容器分成A、B两室，A室的体积是B室的2倍，B室上连有一U形管(U形管内气体的体积忽略不计).两边水银柱高度差为76cmA室装有阀门K，可与大气相通．已知外界大气压强等于76cm汞柱，求：(i)将阀门K打开稳定后，B室的体积；(ii)打开阀门K后将容器内气体的温度从300K缓慢加热到540K，U形管内两边水银面的高度差．22．夏天游乐场经常见到如图甲所示的儿童玩具水枪，用手握住压力手柄，前后抽动，给储水瓶打气加压。打气加压完成后压力手柄位置不动，扣动扳机，水从枪口立即射出。其原理如图乙所示，储水瓶总容积为V0，一开始灌入体积为0.8V0的水，瓶内空气压强与外界大气压强p0相等。已知打气筒每次把压强为p0、体积为0.02V0的空气压入瓶中，所有过程瓶中的气体温度保持不变，不考虑水的重力影响，求：(1)通过打气使储水瓶内气体压强为1.4p0时，扣动扳机让水连续射出待水不流出时（即储水瓶内气体压强与外界大气压强相等），储水瓶剩余水的体积；(2)保持(1)问中剩余水量不变，若要使储水瓶内气体压强重新超过1.4p0，至少需要打气的次数。23．某兴趣小组受“蛟龙号”的启发，设计了一个测定水深的深度计．如图，细管连通且导热性能良好的气缸Ⅰ、Ⅱ内径相同，长度均为L。气缸Ⅰ左端开口，内部有轻质薄活塞A，活塞密封性良好且可无摩擦左右滑动．外界大气压强为，气缸内封有压强为的气体，此时A位于气缸Ⅰ最左端。该装置放入水下后，测出A向右移动的距离可测定水的深度．已知相当于10m高的水柱产生的压强，不计水温变化，被封闭气体视为理想气体，求：（1）当A向右移动时，水的深度h；（2）该深度计能测量的最大水深。
参考答案：1．C2．B3．B4．A5．D6．C7．B8．D9．B10．A11．C12．B13．A14．C15．B16．     不能     以p为纵坐标、V为横坐标，作出图是一条曲线，但曲线未必表示反比关系，所以应作出图像，看其是否为过原点的倾斜直线，才能最终确定p与V是否成反比。17．     18     9618．     大     放出     大于19．          20．①4．8cm②21．(1)        (2)22．(1)；(2)6次23．（1）h=2m；（2）hm=10m