气体实验定律典型例题含简易答案
高考物理《气体实验定律和理想气体状态方程》真题练习含答案
高考物理《气体实验定律和理想气体状态方程》真题练习含答案1．[2024·新课标卷](多选)如图，一定量理想气体的循环由下面4个过程组成：1→2为绝热过程(过程中气体不与外界交换热量)，2→3为等压过程，3→4为绝热过程，4→1为等容过程．上述四个过程是四冲程柴油机工作循环的主要过程．下列说法正确的是() A．1→2过程中，气体内能增加B．2→3过程中，气体向外放热C．3→4过程中，气体内能不变D．4→1过程中，气体向外放热答案：AD解析：1→2为绝热过程，Q＝0，气体体积减小，外界对气体做功，W>0，由热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知ΔU>0，气体内能增加，A正确；2→3为等压膨胀过程，W<0，由盖吕萨克定律可知气体温度升高，内能增加，即ΔU>0，由热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知Q>0，气体从外界吸热，B错误；3→4过程为绝热过程，Q＝0，气体体积增大，W<0，由热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知ΔU<0，气体内能减小，C错误；4→1过程中，气体做等容变化，W＝0，又压强减小，则由查理定律可知气体温度降低，内能减少，即ΔU<0，由热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知Q<0，气体对外放热，D正确．2．[2023·辽宁卷]“空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置，可在用电低谷时储存能量、用电高峰时释放能量．“空气充电宝”某个工作过程中，一定质量理想气体的pT图像如图所示．该过程对应的pV图像可能是()答案：B解析：根据pVT ＝C可得p ＝CVT从a 到b ，气体压强不变，温度升高，则体积变大；从b 到c ，气体压强减小，温度降低，因c 点与原点连线的斜率小于b 点与原点连线的斜率，c 点的体积大于b 点体积．故选B .3．如图所示，一长度L ＝30 cm 气缸固定在水平地面上，通过活塞封闭有一定质量的理想气体，活塞与缸壁的摩擦可忽略不计，活塞的截面积S ＝50 cm 2.活塞与水平平台上的物块A 用水平轻杆连接，A 的质量为m ＝20 kg ，物块与平台间的动摩擦因数μ＝0.75.开始时活塞距缸底L 1＝10 cm ，缸内气体压强等于外界大气压强p 0＝1×105 Pa ，温度t 1＝27 ℃.现对气缸内的气体缓慢加热，g ＝10 m /s 2，则( )A ．物块A 开始移动时，气缸内的温度为35.1 ℃B ．物块A 开始移动时，气缸内的温度为390 ℃C ．活塞从图示位置到达气缸口的过程中气体对外做功30 JD ．活塞从图示位置到达气缸口的过程中气体对外做功130 J 答案：D解析：初态气体p 1＝p 0＝1×105 Pa ，温度T 1＝300 K ，物块A 开始移动时，p 2＝p 0＋μmgS＝1.3×105 Pa ，根据查理定律可知p 1T 1 ＝p 2T 2 ，解得T 2＝390 K ＝117 ℃，A 、B 两项错误；活塞从图示位置到达气缸口的过程中气体对外做功W ＝p 2S(L －L 1)＝130 J ，C 项错误，D 项正确．4．如图是由汽缸、活塞柱、弹簧和上下支座构成的汽车减震装置，该装置的质量、活塞柱与汽缸摩擦均可忽略不计，汽缸导热性和气密性良好．该装置未安装到汽车上时，弹簧处于原长状态，汽缸内的气体可视为理想气体，压强为1.0×105 Pa ，封闭气体和活塞柱长度均为0.20 m ．活塞柱横截面积为1.0×10－2 m 2；该装置竖直安装到汽车上后，其承载的力为3.0×103 N 时，弹簧的压缩量为0.10 m ．大气压强恒为1.0×105 Pa ，环境温度不变．则该装置中弹簧的劲度系数为( )A ．2×104 N /mB ．4×104 N /mC ．6×104 N /mD ．8×104 N /m 答案：A解析：设大气压为p 0，活塞柱横截面积为S ；设装置未安装在汽车上之前，汽缸内气体压强为p 1，气体长度为l ，汽缸内气体体积为V 1；装置竖直安装在汽车上后，平衡时弹簧压缩量为x ，汽缸内气体压强为p 2，汽缸内气体体积为V 2，则依题意有p 1＝p 0，V 1＝lS ，V 2＝(l －x)S ，对封闭气体，安装前、后等温变化，有p 1V 1＝p 2V 2，设弹簧劲度系数为k ，对上支座进行受力分析，设汽车对汽缸上支座的压力为F ，由平衡条件p 2S ＋kx ＝p 0S ＋F ，联立并代入相应的数据，解得k ＝2.0×104 N /m ，A 正确，B 、C 、D 错误．5．如图所示为一定质量的理想气体等温变化p V 图线，A 、C 是双曲线上的两点，E 1和E 2则分别为A 、C 两点对应的气体内能，△OAB 和△OCD 的面积分别为S 1和S 2，则( )A ．S 1<S 2B ．S 1＝S 2C ．E 1>E 2D ．E 1<E 2 答案：B解析：由于图为理想气体等温变化曲线，由玻意耳定律可得p A V A ＝p C V C ，而S 1＝12p A V A ，S 2＝12 p C V C ，S 1＝S 2，A 项错误，B 项正确；由于图为理想气体等温变化曲线，T A ＝T C ，则气体内能E 1＝E 2，C 、D 两项错误．6．[2024·云南大理期中考试]如图所示，在温度为17 ℃的环境下，一根竖直的轻质弹簧支撑着一倒立汽缸的活塞，使汽缸悬空且静止，此时倒立汽缸的顶部离地面的高度为h ＝49 cm ，已知弹簧原长l ＝50 cm ，劲度系数k ＝100 N/m ，汽缸的质量M ＝2 kg ，活塞的质量m ＝1 kg ，活塞的横截面积S ＝20 cm 2，若大气压强p 0＝1×105 Pa ，且不随温度变化．设活塞与缸壁间无摩擦，可以在缸内自由移动，缸壁导热性良好，使缸内气体的温度保持与外界大气温度相同．(弹簧始终在弹性限度内，且不计汽缸壁及活塞的厚度)(1)求弹簧的压缩量；(2)若环境温度缓慢上升到37 ℃，求此时倒立汽缸的顶部离地面的高度． 答案：(1)0.3 m (2)51 cm解析：(1)对汽缸和活塞整体受力分析有 (M ＋m )g ＝k Δx解得Δx ＝（M ＋m ）gk＝0.3 m(2)由于气缸与活塞整体受力平衡，则根据上述可知，活塞离地面的高度不发生变化，升温前汽缸顶部离地面为h ＝49 cm活塞离地面50 cm －30 cm ＝20 cm故初始时，内部气体的高度为l ＝49 cm －20 cm ＝29 cm 升温过程为等压变化V 1＝lS ，T 1＝290 K ，V 2＝l ′S ，T 2＝310 K 根据V 1T 1 ＝V 2T 2解得l ′＝31 cm故此时倒立汽缸的顶部离地面的高度h ′＝h ＋l ′－l ＝51 cm7．[2024·河北省邢台市期末考试]如图所示，上端开口的内壁光滑圆柱形汽缸固定在倾角为30°的斜面上，一上端固定的轻弹簧与横截面积为40 cm 2的活塞相连接，汽缸内封闭有一定质量的理想气体．在汽缸内距缸底70 cm 处有卡环，活塞只能向上滑动．开始时活塞搁在卡环上，且弹簧处于原长，缸内气体的压强等于大气压强p 0＝1.0×105 Pa ，温度为300 K ．现对汽缸内的气体缓慢加热，当温度增加60 K 时，活塞恰好离开卡环，当温度增加到480 K 时，活塞移动了10 cm.重力加速度取g ＝10 m/s 2，求：(1)活塞的质量； (2)弹簧的劲度系数k .答案：(1)16 kg (2)800 N/m解析：(1)根据题意可知，气体温度从300 K 增加到360 K 的过程中，经历等容变化，由查理定律得p 0T 0 ＝p 1T 1解得p 1＝1.2×105 Pa此时，活塞恰好离开卡环，可得p 1＝p 0＋mg sin θS解得m ＝16 kg(2)气体温度从360 K 增加到480 K 的过程中，由理想气体状态方程有 p 1V 1T 1 ＝p 2V 2T 2解得p 2＝1.4×105 Pa对活塞进行受力分析可得p 0S ＋mg sin θ＋k Δx ＝p 2S 解得k ＝800 N/m8．[2024·湖南省湘东九校联考]如图所示，活塞将左侧导热汽缸分成容积均为V 的A 、B 两部分，汽缸A 部分通过带有阀门的细管与容积为V4 、导热性良好的汽缸C 相连．开始时阀门关闭，A 、B 两部分气体的压强分别为p 0和1.5p 0.现将阀门打开，当活塞稳定时，B 的体积变为V2 ，然后再将阀门关闭．已知A 、B 、C 内为同种理想气体，细管及活塞的体积均可忽略，外界温度保持不变，活塞与汽缸之间的摩擦力不计．求：(1)阀门打开后活塞稳定时，A部分气体的压强p A；(2)活塞稳定后，C中剩余气体的质量M2与最初C中气体质量M0之比．答案：(1)2.5p0(2)527解析：(1)初始时对活塞有p0S＋mg＝1.5p0S得到mg＝0.5p0S打开阀门后，活塞稳定时，对B气体有1.5p0·V＝p B·V2对活塞有p A S＋mg＝p B S所以得到p A＝2.5p0(2)设未打开阀门前，C气体的压强为pC0，对A、C两气体整体有p0·V＋pC0·V4＝p A·(3V2＋V4)得到pC0＝272p0所以，C中剩余气体的质量M2与最初C中气体质量M0之比M2M0＝p ApC0＝5 27。
高考物理专题84气体实验定律的应用练习(含解析)
专题84 气体实验定律的应用1．注意确定初、末状态的三个状态参量(温度、体积、压强).2.对变质量问题要注意研究对象的选取．(部分气体或全部气体)1.(2020·河南郑州一中模拟)如图1所示，一质量为2m 的汽缸，用质量为m 的活塞封有一定质量的理想气体，当汽缸开口向上且通过活塞悬挂静止时，空气柱长度为L 1(如图甲所示)．现将汽缸旋转180°悬挂缸底静止(如图乙所示)，已知大气压强为p 0，活塞的横截面积为S ，汽缸与活塞之间不漏气且无摩擦，整个过程封闭气体温度不变，重力加速度为g .求：图1(1)图乙中空气柱的长度；(2)从图甲到图乙，气体吸热还是放热，并说明理由．答案 (1) p 0S －2mg p 0S －mgL 1 (2)放热，理由见解析 解析 (1)对汽缸内气体，处于甲状态时，压强p 1＝p 0－2mg S. 处于乙状态时，气体的压强为p 2＝p 0－mg S .根据玻意耳定律可得p 1L 1S ＝p 2L 2S解得L 2＝p 0S －2mg p 0S －mgL 1 (2)气体从状态甲变化到状态乙，气体温度相同，内能相同，由于体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q 可知，气体要放出热量．2.(2020·辽宁丹东市检测)一容积为V 0的容器通过细管与一个装有水银的粗细均匀的U 形管相连(U 形管和细管中的气体体积远小于容器的容积V 0)，U 形管的右管与大气相通，大气压为750 mmHg.关闭阀门，U 形管的左、右管中水银面高度相同，此时气体温度为300 K ．现仅对容器内气体进行加热．图2(1)如图2所示，当U 形管右侧管中的水银面比左侧管中的水银面高H ＝50 mm 时，求封闭容器内气体的温度；(2)保持(1)问中的温度不变，打开阀门缓慢抽出部分气体，当U 形管左侧管中的水银面比右侧管中的水银面高50 mm 时(水银始终在U 形管内)，求封闭容器内剩余气体的质量与原来总质量的比值；(3)判断在抽气的过程中剩余气体是吸热还是放热，并阐述原因．答案 (1)320 K (2)78(3)见解析 解析 (1)由题意可知p 0＝750 mmHg ，T 0＝300 K ，升温后气体的压强为p 1＝800 mmHg ，设升温后气体的温度为T 1，由查理定律得p 0T 0＝p 1T 1，解得T 1＝320 K(2)当U 形管左侧管中的水银面比右侧管中的水银面高50 mm 时，气体压强p ＝700 mmHg.抽气过程可等效为等温膨胀过程，设膨胀后气体的总体积为V ，由玻意耳定律得p 1V 0＝pV 设剩余气体的质量与原来总质量的比值为k ， 由题意得k ＝V 0V ＝78(3)吸热．因为抽气过程中剩余气体温度不变，故内能不变，而剩余气体膨胀对外做功，所以根据热力学第一定律可知剩余气体要吸热．3．(2020·江西重点中学联盟联考)如图3甲所示为“⊥”形上端开口的玻璃管，管内有一部分水银封住密闭气体，上管足够长，图中粗细部分面积分别为S 1＝4 cm 2、S 2＝1 cm 2.密闭气体初始温度为253 K ，气体长度为L ＝11 cm ，图乙为对封闭气体缓慢加热过程中气体压强随体积变化的图线，大气压强p 0＝76 cmHg(约为1.0×105 Pa)(S 1可认为是一超薄轻质的网状活塞)．求；图3(1)h 1和h 2的值；(2)若缓慢升高气体温度，升高到多少开尔文可将所有水银全部压入细管内；(3)在(2)的前提下所有水银刚好全部压入细管内，在这个过程中气体对外做的功．(计算结果保留2位有效数字)答案 (1)1 cm 15 cm (2)285 K (3)－0.49 J解析 (1)由图乙可知，初状态p 1＝p 0＋h 1＋h 2＝92 cmHg体积由44 cm 3到48 cm 3，可知h 1＝1 cm ，p 0＝76 cmHg ，联立得h 2＝15 cm(2)以封闭气体为研究对象，末状态，由S 1h 1＝S 2h 3，解得h 3＝4 cm又p 2＝p 0＋h 2＋h 3＝95 cmHg 由理想气体状态方程得p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2其中p 1＝92 cmHg ，V 1＝S 1L ，T 1＝253 K ，p 2＝95 cmHg ，V 2＝S 1(L ＋h 1)代入数据解得T 2＝285 K(3)由图乙可知W ＝p 1＋p 22(V 2－V 1)代入数据解得W ＝－0.49 J.4.(2020·湖北武汉市五月质检)如图4为打气筒给足球充气的示意图．先上提活塞，阀门B 关闭，阀门A 打开，外界大气进入气筒内；再下压活塞，阀门A 关闭，阀门B 打开，气筒内气体全部进入足球，完成一次打气．如此重复多次，即可给足球充足气．外界大气压强p 0＝1.0×105 Pa ，环境温度t 0＝17 ℃，气筒的体积V 0＝1.0×10－4 m 3.初始时，足球内气体压强p ＝0.60×105 Pa ，足球的体积V ＝5.0×10－3 m 3(始终保持不变)，忽略连接部件的体积，气体可视为理想气体．图4(1)不考虑气筒和足球内气体温度的变化，打气一次后，足球内气体的压强为多大？(2)打气过程中，气筒内气体温度与环境温度保持一致，球内气体温度最终升高至t ＝27 ℃.为使足球内气体的压强不低于p n ＝1.1×105 Pa ，求打气的次数n 至少为多少？答案 (1)0.62×105 Pa (2)24次解析 (1)打气前后气体温度不变，对气筒内的气体，设压缩后在球内占据的体积为V ′. 由玻意耳定律得p 0V 0＝p 1V ′.对足球内的气体，压缩后在球内占据的体积为V －V ′.由玻意耳定律得pV ＝p 1(V －V ′)，解得p 1＝0.62×105 Pa.(2)设打气次数为n 次，相当于一次将压强为p 0、体积为nV 0、温度为T 0＝290 K 的气体与足球内原有气体一起压缩成体积为V 、温度为T ＝300 K 的气体． 由理想气体状态方程得p 0·nV 0＋p ·V T 0＝p n V T， 解得n ＝23.2次．所以，打气次数至少为24次．5.(2020·三湘名校联盟第二次大联考)如图5所示，粗细均匀的U 形玻璃管开口向上竖直放置，管中有A 、B 两段水银柱，A 段水银柱上方和下方分别有气柱Ⅰ、Ⅱ，两气柱的长L 1＝L 3＝4 cm ，水银柱A 的长度为L 2＝4 cm ，水银柱B 在左侧管中长度L 4＝2 cm ，大气压强为p 0＝76 cmHg ，环境温度为T ＝300 K ．现在左侧管中缓慢倒入水银，使B 水银柱在左侧管中水银液面下降2 cm.求：图5(1)A 水银柱上表面与右管中B 水银柱上表面高度差；(2)若不在左管中倒入水银，而是在左侧管口缓慢推入一个活塞，使B段水银在左管中水银面也下降2 cm，则活塞需推入管中多长距离？答案(1)3.8 cm (2)2.4 cm解析(1)根据力的平衡条件可知，右管中水银柱的长L＝L2＋L4＝6 cm.当B水银柱在左管中水银液面下降2 cm，则右管中水银柱长变为8 cm根据力的平衡可知，左侧管中需加入的水银柱长h＝8 cm－L2＝4 cm对气柱Ⅱ研究，开始时压强p1＝76 cmHg＋4 cmHg＝80 cmHg加水银后，气体的压强p2＝76 cmHg＋8 cmHg＝84 cmHg.设加水银后气体Ⅱ的长为L3′，气体发生等温变化，则有p1L3S＝p2L3′S解得L3′＝3.8 cm这时，A水银柱上表面与右管中B水银柱上表面高度差Δh＝L3′＝3.8 cm(2)若不在左管中倒入水银，而是在左侧管口缓慢推入一个活塞，使B段水银在左管中水银面也下降2 cm，此时气柱Ⅰ中气体的压强为p3＝p2－4 cmHg＝80 cmHg设此时气柱Ⅰ的长度为L1′，气体发生等温变化，则有p0L1S＝p3L1′S求得L1′＝3.8 cm则活塞在管中移动的距离x＝L4＋(L1－L1′)＋(L3－L3′)＝2.4 cm.。
2025年高中物理复习配套课件含答案解析 专题二十四 气体实验定律的综合应用
热点题型探究
（1）在该市检测时大钢瓶所处环境温度为多少摄氏度?
[答案] 21 ℃
[解析] 大钢瓶的容积一定，从北方到该市对大钢瓶内气体，
1
有
1
=
2
2
解得2 = 294 K，故2 = 21 ℃
热点题型探究
（2）一个大钢瓶可分装多少小钢瓶供病人使用?
[答案] 124
热点题型探究
[解析] 设大钢瓶内氧气由状态2 、2 等温变化为停止分装时
质量为0 的理想气体，活塞可沿汽缸
滑动且与汽缸壁保持良好的气密性.连
接、的细管上有两个阀门K1 、K 2 ，当向右拉活塞时，保持K1 打开，K 2 闭合；
向左推活塞时，保持K1 闭合，K 2 打开.活塞开始时位于汽缸的最左端，若环境温
度始终保持不变，外界大气压为0 ，不计细管体积的影响.
1
由盖-吕萨克定律有
0
解得2 =
4
0
3
=
2
2
热点题型探究
例6
导热良好、粗细均匀的U形玻璃管竖直放置，左端
封闭，右端开口.初始时，管内水银柱及空气柱长度如图
所示，下方水银柱足够长且左、右两侧水银面等高.已知
大气压强0 = 75 cmHg保持不变，环境初始温度为
1 = 300 K.现缓慢将玻璃管处环境温度提升至2 = 350 K，
解得1 = 0 +
3
对活塞Ⅰ，由平衡条件有2 + 0 ⋅ 2 + ⋅ 0.1 = 1 ⋅ 2
解得弹簧的劲度系数为 =
40
热点题型探究
（2）缓慢加热两活塞间的气体，求当活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时，活塞间气
体的压强和温度.
专题3.2 气体实验定律实验(解析版)
2021年高考物理100考点最新模拟题千题精练（物理实验）第三部分热学，机械振动和光学实验专题3.2 气体实验定律实验1.（2020年4月北京西城模拟）某同学用如图所示装置探究气体做等温变化的规律。
（1）在实验中，下列哪些操作不是必需的。
A．用橡胶塞密封注射器的下端B．用游标卡尺测量柱塞的直径C．读取压力表上显示的气压值D．读取刻度尺上显示的空气柱长度（2）实验装置用铁架台固定，而不是用手握住玻璃管（或注射器），并且在实验中要缓慢推动活塞，这些要求的目的是。
（3）下列图像中，最能反映气体做等温变化的规律的是。
【参考答案】（1）B （2）防止玻璃管内的空气温度升高（或保持玻璃管内的空气温度不变）（3）C 【名师解析】（1）由于玻璃管粗细均匀，因此用游标卡尺测量柱塞的直径的操作不需要，选择B。
（2）不是 用手握住玻璃管（或注射器），并且在实验中要缓慢推动活塞，这些要求的目的是防止玻璃管内的空气温度升高（或保持玻璃管内的空气温度不变）。
（3）根据气体等温变化，压强与体积成反比可知最能反映气体做等温变化的规律的是图像C 。
2. （2020年6月北京海淀二模）（6分）如图12所示，用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，操作步骤如下：① 在注射器内用活塞封闭一定质量的气体，将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐一连接起来；② 移动活塞至某一位置，记录此时注射器内封闭气体的体积V 1和由计算机显示的气体压强值p 1； ③ 重复上述步骤②，多次测量并记录；④ 根据记录的数据，作出相应图象，分析得出结论。
（1）关于本实验的基本要求，下列说法中正确的是 （选填选项前的字母）。
A ．移动活塞时应缓慢一些 B ．封闭气体的注射器应密封良好 C ．必须测出注射器内封闭气体的质量 D ．气体的压强和体积必须用国际单位（2）为了能最直观地判断气体压强p 与气体体积V 的函数关系，应作出 （选填“p - V ”或“1p V-”）图象。
化学气体的理想气体定律练习题及
化学气体的理想气体定律练习题及解答化学气体的理想气体定律练习题及解答1. 问题一：理想气体定律的表达式是什么？请简要说明每个符号的含义。
理想气体定律的表达式为PV = nRT，其中：- P代表气体的压强（单位为帕斯卡）- V代表气体的体积（单位为立方米）- n代表气体的物质的量（单位为摩尔）- R代表气体常数（单位为焦耳·摩尔^-1·开尔文^-1）- T代表气体的温度（单位为开尔文）2. 问题二：根据理想气体定律回答以下问题：a) 一个由1摩尔氧气组成的气体在温度为300K下，占据1升的体积，求气体的压强。
根据理想气体定律，我们有PV = nRT。
将已知值代入计算得到：P = (1 mol)(8.314 J·mol^-1·K^-1)(300 K)/(1 L) = 24.942 J·L^-1·mol^-1因此，气体的压强为24.942 J·L^-1·mol^-1。
b) 一气缸中装有4摩尔氢气，并且体积为5升。
如果气缸的温度是350K，求气体的压强。
同样地，根据理想气体定律，我们有PV = nRT。
将已知值代入计算得到：P = (4 mol)(8.314 J·mol^-1·K^-1)(350 K)/(5 L) = 233.392 J·L^-1·mol^-1因此，气体的压强为233.392 J·L^-1·mol^-1。
c) 一气缸中装有2摩尔二氧化碳气体，并且温度为400K。
如果气体的压强为80 J·L^-1·mol^-1，求气体的体积。
根据理想气体定律，我们有PV = nRT。
将已知值代入计算得到：V = (2 mol)(8.314 J·mol^-1·K^-1)(400 K)/(80 J·L^-1·mol^-1) = 41.57 L 因此，气体的体积为41.57升。
气体定律的练习题
气体定律的练习题一、理想气体状态方程理想气体状态方程可表示为PV = nRT，其中P为气体的压力，V为气体的体积，n为气体的物质的量，R为气体常数，T为气体的绝对温度。
1. 一个容器中有2mol的氧气，该容器的体积为10L，温度为20°C。
计算氧气的压力。
解析：首先将温度转换为绝对温度，即20°C + 273.15 = 293.15 K。
代入理想气体状态方程中，得到P * 10 = 2 * 8.314 * 293.15，解得P ≈ 38.85 Pa。
2. 一瓶氮气的体积为5L，温度为25°C，物质的量为0.5mol。
求氮气的压力。
解析：将温度转换为绝对温度，即25°C + 273.15 = 298.15 K。
代入理想气体状态方程中，得到P * 5 = 0.5 * 8.314 * 298.15，解得P ≈ 81.86 Pa。
二、玻意耳-马略特定律根据玻意耳-马略特定律，当气体的物质的量和温度不变时，气体的压力与体积成反比。
3. 一气缸中的气体初始压力为2 atmos，体积为10L。
如果将气体的体积减小为5L，求气体的最终压力。
解析：根据玻意耳-马略特定律，初始压力P1 * 初始体积V1 = 终端压力P2 * 终端体积V2，代入已知条件，得到2 * 10 = P2 * 5，解得P2 = 4 atmos。
4. 一容器中的氧气体积为10L，压力为2 atm。
如果将氧气体积增大到20L，求氧气的最终压力。
解析：根据玻意耳-马略特定律，初始压力P1 * 初始体积V1 = 终端压力P2 * 终端体积V2，代入已知条件，得到2 * 10 = P2 * 20，解得P2 = 1 atm。
三、查理定律根据查理定律，当气体的压力和温度不变时，气体的体积与物质的量成正比。
5. 一个容器中含有3mol的气体，体积为12L。
如果将气体的物质的量增加到6mol，求气体的最终体积。
解析：根据查理定律，初始物质的量n1 / 初始体积V1 = 终端物质的量n2 / 终端体积V2，代入已知条件，得到3 / 12 = 6 / V2，解得V2 = 24L。
21气体实验定律(Ⅰ)同步练习(Word版含解析)2
粤教版（2019）选择性必修三 2.1 气体实验定律（Ⅰ）一、单选题1．下列不．是描述气体状态参量的物理量是（）A．压强B．体积C．质量D．温度2．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3．如图所示，一端封闭，一端开口截面积相同的U形管AB，管内灌有水银，两管内水银面高度相等，管A内封有一定质量的理想气体，气体压强为72 cmHg。
今将开口端B接到抽气机上，抽尽B管上面的空气，结果两水银柱产生18 cm的高度差，则A 管内原来空气柱长度为（）A．18 cm B．12 cm C．6 cm D．3 cm4．容积V=10L的钢瓶充满氧后，压强p=20atm，打开钢瓶盖阀门，让氧气分别装到容积为V0=5L的小瓶子中去，若小瓶子已抽成真空，分装到小瓶子中的氧气压强均为p0=2atm。
在分装过程中无漏气现象，且温度保持不变，那么最多可装的瓶数是（）A．2瓶B．18瓶C．0.10瓶D．20瓶5．竖直倒立的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，假设在玻璃管的D处钻一小孔，则（）A．封闭气体的压强增大B．封闭气体的体积增大C．封闭气体的压强减小D．封闭气体的体积不变6．如图所示，一定质量的理想气体被质量为m的活塞封闭在竖直放置的导热气缸内（活塞与气缸间的摩擦不计），下列操作可使理想气体压强变大的是（）A．缓慢升高环境温度B．将整体倒置，气缸开口向下C．用力推气缸，让整体向上加速运动D．气缸自由下落7．如图所示蹦蹦球是一种儿童健身玩具，某同学在27℃的室内对蹦蹦球充气，已知充气前两球的总体积为2L，压强为1atm，充气筒每次充入0.2L的气体，忽略蹦蹦球体积变化及充气过程中气体温度的变化，问，用这个充气筒要充气多少次才能让气体压强增大到3atm（）A．15次B．18次C．20次D．22次8．一定质量的气体，压强为5atm，保持温度不变，当压强减小为3atm时，体积变为4L，则该气体原来的体积为（）A．83L B．125L C．6 L D．8 L9．如图所示，一试管开口朝下插入盛水的广口瓶中，在某一深度静止时，管内有一定的空气。
专题43 气体实验定律
专题43 气体实验定律一、单项选择题1．【2011·上海卷】如图，一定量的理想气体从状态a 沿直线变化到状态b ，在此过程中，其压强A ．逐渐增大B ．逐渐减小C ．始终不变D ．先增大后减小【答案】A 【解析】因为a abb a b PV PV T T =，从图像上看，a b a bV V T T >，所以a b P P <，A 正确 2．【2012·福建卷】空气压缩机的储气罐中储有1.0atm 的空气6.0L ，现再充入1.0 atm 的空气9.0L 。
设充气过程为等温过程，空气可看作理想气体，则充气后储气罐中气体压强为_____。
（填选项前的字母）A ．2.5 atmB ．2.0 atmC ．1.5 atmD ．1.0 atm 【答案】A3．【2012·重庆卷】题图为伽利略设计的一种测温装置示意图，玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，下端插入水中，玻璃泡中封闭有一定量的空气。
若玻璃管内水柱上升，则外界大气的变化可能是A ．温度降低，压强增大B ．温度升高，压强不变C ．温度升高，压强减小D ．温度不变，压强减小 【答案】A4．【2013·重庆卷】某未密闭房间的空气温度与室外的相同，现对该室内空气缓慢加热，当室内空气温度高于室外空气温度时，A．室内空气的压强比室外的小B．室内空气分子的平均动能比室外的大C．室内空气的密度比室外大D．室内空气对室外空气做了负功【答案】B【解析】未密闭房间说明是等压变化，压强不变，故A错误；温度是分子平均动能的标志；温度升高分子平均动能增加，故B正确；等压升温度，体积增大，密度变小，故C错误；体积增大，对外做正功，故D错误。
5．【2013·福建卷】某自行车轮胎的容积为V，里面已有压强为p0的空气，现在要使轮胎内的气压增大到p，设充气过程为等温过程，空气可看作理想气体，轮胎容积保持不变，则还要向轮胎充入温度相同，压强也是p0，体积为的空气（填选项前的字母）A．Vpp0B．VppC．Vpp⎪⎪⎭⎫⎝⎛-1D．Vpp⎪⎪⎭⎫⎝⎛+1【答案】C【解析】设需充入的气体体积为V0，由于整个过程中气体的温度保持不变，根据玻意耳定律有：p0（V+V0）=pV，解得：VppV⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=1，故选项C正确。
高中物理【气体实验定律的应用】典型题(带解析)
高中物理【气体实验定律的应用】典型题1．一定质量的理想气体，从图中A 状态开始，经历了B 、C ，最后到D 状态，下列说法中正确的是( )A ．A →B 温度升高，体积不变 B ．B →C 压强不变，体积变大 C ．C →D 压强变小，体积变小D ．B 状态的温度最高，C 状态的体积最大解析：选A ．在p -T 图象中斜率的倒数反映气体的体积，所以V A ＝V B ＞V D ＞V C ，故选项B 、C 、D 均错．2．如图所示为一定质量理想气体的体积V 与温度T 的关系图象，它由状态A 经等温过程到状态B ，再经等容过程到状态C ．设A 、B 、C 状态对应的压强分别为p A 、p B 、p C ，则下列关系式中正确的是( )A ．p A ＜pB ，p B ＜pC B ．p A ＞p B ，p B ＝p C C ．p A ＞p B ，p B ＜p CD ．p A ＝p B ，p B ＞p C解析：选A ．由pVT ＝常量得：A 到B 过程，T 不变，体积减小，则压强增大，所以p A＜p B ；B 经等容过程到C ，V 不变，温度升高，则压强增大，即p B ＜p C ，所以A 正确．3．如图所示，水平放置的封闭绝热汽缸，被一锁定的绝热活塞分为体积相等的a 、b 两部分．已知a 部分气体为1 mol 氧气，b 部分气体为2 mol 氧气，两部分气体温度相等，均可视为理想气体．解除锁定，活塞滑动一段距离后，两部分气体各自再次达到平衡态时，它们的体积分别为V a 、V b ，温度分别为T a 、T b .下列说法正确的是( )A ．V a >V b ，T a >T bB ．V a >V b ，T a <T bC ．V a <V b ，T a <T bD ．V a <V b ，T a >T b解析：选D ．解除锁定前，两部分气体温度相同，体积相同，由pV ＝nRT 可知b 部分压强大，故活塞左移，平衡时V a <V b ，p a ＝p b .活塞左移过程中，a 气体被压缩内能增大，温度增大，b 气体向外做功，内能减小，温度减小，平衡时T a >T b ，故选D ．4．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T 1、T 2、T 3，用N 1、N 2、N 3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平均次数，则N 1________N 2，T 1________T 3，N 2________N 3.(填“大于”“小于”或“等于”)解析：根据理想气体状态方程p 1′V 1′T 1＝p 2′V 2′T 2＝p 3′V 3′T 3，可知T 1＞T 2，T 2<T 3，T 1＝T 3；由于T 1>T 2，状态1时气体分子热运动的平均动能大，热运动的平均速率大，分子密度相等，故单位面积的平均碰撞次数多，即N 1>N 2；对于状态2、3，由于V 3′>V 2′，故分子密度n 3<n 2，T 3>T 2，故状态3分子热运动的平均动能大，热运动的平均速率大，而且p 2′＝p 3′，因此状态2单位面积的平均碰撞次数多，即N 2>N 3.答案：大于 等于 大于5．容器内装有1 kg 的氧气，开始时，氧气压强为1.0×106 Pa ，温度为57 ℃，因为漏气，经过一段时间后，容器内氧气压强变为原来的35，温度降为27 ℃，求漏掉多少千克氧气？解析：由题意知，气体质量m ＝1 kg ，压强p 1＝1.0×106 Pa ，温度T 1＝(273＋57)K ＝330 K ，经一段时间后温度降为T 2＝(273＋27)K ＝300 K ， p 2＝35p 1＝35×1.0×106 Pa ＝6.0×105 Pa ，设容器的体积为V ，以全部气体为研究对象， 由理想气体状态方程得：p 1V T 1＝p 2V ′T 2代入数据解得：V ′＝p1VT 2p 2T 1＝1.0×106×300V 6.0×105×330＝5033V ，所以漏掉的氧气质量为：Δm ＝ΔVV ′×m ＝50V 33－V 50V33×1 kg ＝0.34 kg.答案：0.34 kg6．如图，一粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内有一段高度为2.0 cm 的水银柱，水银柱下密封了一定量的理想气体，水银柱上表面到管口的距离为2.0 cm.若将细管倒置，水银柱下表面恰好位于管口处，且无水银滴落，管内气体温度与环境温度相同．已知大气压强为76 cmHg ，环境温度为296 K.(1)求细管的长度；(2)若在倒置前，缓慢加热管内被密封的气体，直到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止，求此时密封气体的温度．解析：(1)设细管的长度为L ，横截面的面积为S ，水银柱高度为h ；初始时，设水银柱上表面到管口的距离为h 1，被密封气体的体积为V ，压强为p ；细管倒置时，气体体积为V 1，压强为p 1.由玻意耳定律有pV ＝p 1V 1① 由力的平衡条件有p ＝p 0＋ρgh ② p 1＝p 0－ρgh ③式中，ρ、g 分别为水银的密度和重力加速度的大小，p 0为大气压强．由题意有V ＝S (L －h 1－h )④V 1＝S (L －h )⑤由①②③④⑤式和题给条件得L ＝41 cm.⑥ (2)设气体被加热前后的温度分别为T 0和T ， 由盖—吕萨克定律有V T 0＝V 1T⑦由④⑤⑥⑦式和题给数据得T ＝312 K ．⑧ 答案：(1)41 cm (2)312 K7．如图所示，按下压水器，能够把一定量的外界空气，经单向进气口压入密闭水桶内．开始时桶内气体的体积V 0＝8.0 L ，出水管竖直部分内外液面相平，出水口与大气相通且与桶内水面的高度差h 1＝0.20 m ．出水管内水的体积忽略不计，水桶的横截面积S ＝0.08 m 2.现压入空气，缓慢流出了V 1＝2.0 L 水．求压入的空气在外界时的体积ΔV 为多少？已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m 3，外界大气压强p 0＝1.0×105 Pa ，取重力加速度大小g ＝10 m/s 2，设整个过程中气体可视为理想气体，温度保持不变．解析：设流出2 L 水后，液面下降Δh ，则Δh ＝V 1S此时，瓶中气体压强p 2＝p 0＋ρg (h 1＋Δh ) 体积V 2＝V 0＋V 1设瓶中气体在外界压强下的体积为V ′ 则p 2V 2＝p 0V ′初始状态瓶中气体压强为p 0，体积为V 0，故ΔV ＝V ′－V 0 解得ΔV ＝2.225 L. 答案：2.225 L8．如图，一容器由横截面积分别为2S 和S 的两个汽缸连通而成，容器平放在水平地面上，汽缸内壁光滑．整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分，分别充有氢气、空气和氮气．平衡时，氮气的压强和体积分别为p 0和V 0，氢气的体积为2V 0，空气的压强为p .现缓慢地将中部的空气全部抽出，抽气过程中氢气和氮气的温度保持不变，活塞没有到达两汽缸的连接处，求：(1)抽气前氢气的压强； (2)抽气后氢气的压强和体积．解析：(1)设抽气前氢气的压强为p 10，根据力的平衡条件得 (p 10－p )·2S ＝(p 0－p )·S ① 得p 10＝12(p 0＋p )．②(2)设抽气后氢气的压强和体积分别为p 1和V 1，氮气的压强和体积分别为p 2和V 2.根据力的平衡条件有p 2·S ＝p 1·2S ③由玻意耳定律得p 1V 1＝p 10·2V 0④ p 2V 2＝p 0V 0⑤由于两活塞用刚性杆连接，故 V 1－2V 0＝2(V 0－V 2)⑥联立②③④⑤⑥式解得p 1＝12p 0＋14p ⑦V 1＝4(p 0＋p )V 02p 0＋p.⑧答案：(1)12(p 0＋p ) (2)12p 0＋14p 4(p 0＋p )V 02p 0＋p9．在两端封闭、粗细均匀的U 形细玻璃管内有一段水银柱，水银柱的两端各封闭有一段空气．当U 形管两端竖直朝上时，左、右两边空气柱的长度分别为l 1＝18.0 cm 和l 2＝12.0 cm.左边气体的压强为12.0 cmHg.现将U 形管缓慢平放在水平桌面上，没有气体从管的一边通过水银逸入另一边．求U 形管平放时两边空气柱的长度．在整个过程中，气体温度不变．解析：设U 形管两端竖直朝上时，左、右两边气体的压强分别为p 1和p 2.U 形管水平放置时，两边气体压强相等，设为p ，此时原左、右两边气柱长度分别变为l 1′和l 2′.由力的平衡条件有p1＝p2＋ρg(l1－l2)①式中ρ为水银密度，g为重力加速度大小．由玻意耳定律有p1l1＝pl1′②p2l2＝pl2′③两边气柱长度的变化量大小相等l1′－l1＝l2－l2′④由①②③④式和题给条件得l1′＝22.5 cm⑤l2′＝7.5 cm⑥答案：22.5 cm7.5 cm10．如图，容积均为V的汽缸A、B下端有细管(容积可忽略)连通，阀门K2位于细管的中部，A、B的顶部各有一阀门K1、K3；B中有一可自由滑动的活塞(质量、体积均可忽略)．初始时，三个阀门均打开，活塞在B的底部；关闭K2、K3，通过K1给汽缸充气，使A中气体的压强达到大气压p0的3倍后关闭K1.已知室温为27 ℃，汽缸导热．(1)打开K2，求稳定时活塞上方气体的体积和压强；(2)接着打开K3，求稳定时活塞的位置；(3)再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20 ℃，求此时活塞下方气体的压强．解析：(1)设打开K2后，稳定时活塞上方气体的压强为p1，体积为V1.依题意，被活塞分开的两部分气体都经历等温过程．由玻意耳定律得p0V＝p1V1①(3p0)V＝p1(2V－V1)②联立①②式得V1＝V 2③p1＝2p0④(2)打开K 3后，由④式知，活塞必定上升．设在活塞下方气体与A 中气体的体积之和为V 2(V 2≤2V )时，活塞下气体压强为p 2.由玻意耳定律得(3p 0)V ＝p 2V 2⑤ 由⑤式得 p 2＝3VV 2p 0>p 0⑥由⑥式知，打开K 3后活塞上升直到B 的顶部为止；此时p 2为p 2′＝32p 0.(3)设加热后活塞下方气体的压强为p 3，气体温度从T 1＝300 K 升高到T 2＝320 K 的等容过程中，由查理定律得p 2′T 1＝p 3T 2⑦ 将有关数据代入⑦式得p 3＝1.6p 0⑧答案：(1)V22p 0 (2)上升直到B 的顶部 (3)1.6p 0。
气体实验定律及应用参考答案
气体实验定律及应用参考答案集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-第2节气体实验定律及应用知识梳理一、气体分子运动速率的统计分布气体实验定律理想气体1．气体分子运动的特点(1)分子很小，间距很大，除碰撞外不受力．(2)气体分子向各个方向运动的气体分子数目都相等．(3)分子做无规则运动，大量分子的速率按“中间多，两头少”的规律分布．(4)温度一定时，某种气体分子的速率分布是确定的，温度升高时，速率小的分子数减少，速率大的分子数增多，分子的平均速率增大，但不是每个分子的速率都增大．2．气体的三个状态参量(1)体积；(2)压强；(3)温度．3．气体的压强(1)产生原因：由于气体分子无规则的热运动，大量的分子频繁地碰撞器壁产生持续而稳定的压力．(2)大小：气体的压强在数值上等于气体作用在单位面积上的压力．公式：p＝.(3)常用单位及换算关系：①国际单位：帕斯卡，符号：Pa,1Pa＝1N/m2.②常用单位：标准大气压(atm)；厘米汞柱(cmHg)．③换算关系：1atm＝76cmHg＝1.013×105Pa≈1.0×105Pa.4．气体实验定律(1)等温变化——玻意耳定律：①内容：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比．②公式：p1V1＝p2V2或pV＝C(常量)．(2)等容变化——查理定律：①内容：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强p与热力学温度T成正比．②公式：＝或＝C(常量)．③推论式：Δp＝·ΔT.(3)等压变化——盖—吕萨克定律：①内容：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积V与热力学温度T成正比．②公式：＝或＝C(常量)．③推论式：ΔV＝·ΔT.5．理想气体状态方程(1)理想气体：在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体．①理想气体是一种经科学的抽象而建立的理想化模型，实际上不存在．②理想气体不考虑分子间相互作用的分子力，不存在分子势能，内能取决于温度，与体积无关．③实际气体特别是那些不易液化的气体在压强不太大，温度不太低时都可看作理想气体．(2)一定质量的理想气体状态方程：＝或＝C(常量)．典例突破考点一气体压强的产生与计算1．产生的原因：由于大量分子无规则地运动而碰撞器壁，形成对器壁各处均匀、持续的压力，作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强．2．决定因素(1)宏观上：决定于气体的温度和体积．(2)微观上：决定于分子的平均动能和分子的密集程度．3．平衡状态下气体压强的求法(1)液片法：选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研究对象，分析液片两侧受力情况，建立平衡方程，消去面积，得到液片两侧压强相等方程．求得气体的压强．(2)力平衡法：选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象进行受力分析，得到液柱(或活塞)的受力平衡方程，求得气体的压强．(3)等压面法：在连通器中，同一种液体(中间不间断)同一深度处压强相等．4．加速运动系统中封闭气体压强的求法选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象，进行受力分析，利用牛顿第二定律列方程求解．例1．如图中两个汽缸质量均为M，内部横截面积均为S，两个活塞的质量均为m，左边的汽缸静止在水平面上，右边的活塞和汽缸竖直悬挂在天花板下．两个汽缸内分别封闭有一定质量的空气A、B，大气压为p0，求封闭气体A、B的压强各多大？解析：题图甲中选m为研究对象．p A S＝p0S＋mg得p A＝p0＋题图乙中选M为研究对象得p B＝p0－.答案：p0＋p0－例2．若已知大气压强为p0，在下图中各装置均处于静止状态，图中液体密度均为ρ，求被封闭气体的压强．解析：在甲图中，以高为h的液柱为研究对象，由二力平衡知p气S＝－ρghS＋p0S所以p气＝p0－ρgh在图乙中，以B液面为研究对象，由平衡方程F上＝F下有：p A S＋p h S＝p0Sp气＝p A＝p0－ρgh在图丙中，仍以B液面为研究对象，有p A＋ρgh sin60°＝p B＝p0所以p气＝p A＝p0－ρgh在图丁中，以液面A为研究对象，由二力平衡得p气S＝(p0＋ρgh1)S，所以p气＝p0＋ρgh1答案：甲：p0－ρgh乙：p0－ρgh丙：p0－ρgh丁：p0＋ρgh1例3．如图所示，光滑水平面上放有一质量为M的汽缸，汽缸内放有一质量为m的可在汽缸内无摩擦滑动的活塞，活塞面积为S.现用水平恒力F向右推汽缸，最后汽缸和活塞达到相对静止状态，求此时缸内封闭气体的压强p.(已知外界大气压为p0)解析：选取汽缸和活塞整体为研究对象，相对静止时有：F＝(M＋m)a 再选活塞为研究对象，根据牛顿第二定律有：pS－p0S＝ma解得：p＝p0＋.答案：p0＋考点二气体实验定律及理想气体状态方程1．理想气体状态方程与气体实验定律的关系＝2．几个重要的推论(1)查理定律的推论：Δp＝ΔT(2)盖—吕萨克定律的推论：ΔV＝ΔT(3)理想气体状态方程的推论：＝＋＋……例4．如图，一固定的竖直汽缸由一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞．已知大活塞的质量为m1＝2.50 kg，横截面积为S1＝80.0 cm2；小活塞的质量为m2＝1.50 kg，横截面积为S2＝40.0 cm2；两活塞用刚性轻杆连接，间距保持为l＝40.0 cm；汽缸外大气的压强为p＝1.00×105Pa，温度为T＝303K．初始时大活塞与大圆筒底部相距，两活塞间封闭气体的温度为T1＝495K．现汽缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下移，忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦，重力加速度大小g取10 m/s2.求：(1)在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，汽缸内封闭气体的温度；(2)缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强．解析(1)设初始时气体体积为V1，在大活塞与大圆筒底部刚接触时，缸内封闭气体的体积为V2，温度为T2.由题给条件得V1＝S1＋S2①V2＝S2l②在活塞缓慢下移的过程中，用p1表示缸内气体的压强，由力的平衡条件得S1(p1－p)＝m1g＋m2g＋S2(p1－p)③故缸内气体的压强不变．由盖-吕萨克定律有＝④联立①②④式并代入题给数据得T2＝330K⑤(2)在大活塞与大圆筒底部刚接触时，被封闭气体的压强为p1.在此后与汽缸外大气达到热平衡的过程中，被封闭气体的体积不变．设达到热平衡时被封闭气体的压强为p′，由查理定律，有＝⑥联立③⑤⑥式并代入题给数据得p′＝1.01×105Pa⑦答案(1)330K (2)1.01×105Pa例5．一氧气瓶的容积为0.08 m3，开始时瓶中氧气的压强为20个大气压．某实验室每天消耗1个大气压的氧气0.36 m3.当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时，需重新充气．若氧气的温度保持不变，求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天．解析：设氧气开始时的压强为p1，体积为V1，压强变为p2(2个大气压)时，体积为V2.根据玻意耳定律得p1V1＝p2V2①重新充气前，用去的氧气在p2压强下的体积为V3＝V2－V1②设用去的氧气在p0(1个大气压)压强下的体积为V0，则有p2V3＝p0V0③设实验室每天用去的氧气在p0下的体积为ΔV，则氧气可用的天数为N＝V0/ΔV④联立①②③④式，并代入数据得N＝4(天)⑤答案：4天考点三气体状态变化的图象问题一定质量的气体不同图象的比较例6．为了将空气装入气瓶内，现将一定质量的空气等温压缩，空气可视为理想气体．下列图象能正确表示该过程中空气的压强p和体积V关系的是( )解析：选B.等温变化时，根据pV＝C，p与成正比，所以p－图象是一条通过原点的直线，故正确选项为B.当堂达标1．如图所示，一个横截面积为S的圆筒形容器竖直放置，金属圆块A的上表面是水平的，下表面是倾斜的，下表面与水平面的夹角为θ，圆块的质量为M，不计圆块与容器内壁之间的摩擦，若大气压强为p0，则被圆块封闭在容器中的气体的压强p 为________．解析：对圆块进行受力分析：重力Mg，大气压的作用力p0S，封闭气体对它的作用力，容器侧壁的作用力F1和F2，如图所示．由于不需要求出侧壁的作用力，所以只考虑竖直方向合力为零，就可以求被封闭的气体压强．圆块在竖直方向上受力平衡，故p0S＋Mg＝·cosθ，即p＝p0＋.答案：p0＋2．某压缩式喷雾器储液桶的容量是5.7×10－3 m3.往桶内倒入 4.2×10－3 m3的药液后开始打气，打气过程中药液不会向外喷出．如果每次能打进 2.5×10－4m3的空气，要使喷雾器内药液能全部喷完，且整个过程中温度不变，则需要打气的次数是( )A．16次B．17次C．20次D．21次解析：选 B.设大气压强为p，由玻意耳定律，npV0＋pΔV＝pV，V0＝2.5×10－4m3，ΔV＝5.7×10－3m3－4.2×10－3m3＝1.5×10－3m3，V＝5.7×10－3m3，解得n＝16.8次≈17次，选项B正确．3．(多选)一定质量理想气体的状态经历了如图所示的ab、bc、cd、da四个过程，其中bc的延长线通过原点，cd垂直于ab且与水平轴平行，da与bc平行，则气体体积在( )A．ab过程中不断增大B．bc过程中保持不变C．cd过程中不断增大D．da过程中保持不变解析：选AB.首先，因为bc的延长线通过原点，所以bc是等容线，即气体体积在bc 过程中保持不变，B正确；ab是等温线，压强减小则体积增大，A正确；cd是等压线，温度降低则体积减小，C错误；连接aO交cd于e，如图所示，则ae是等容线，即V a＝V e，因为V d＜V e，所以V d＜V a，da过程中体积不是保持不变，D错误．4．已知湖水深度为20 m，湖底水温为4 ℃，水面温度为17 ℃，大气压强为1.0×105Pa.当一气泡从湖底缓慢升到水面时，其体积约为原来的(取g＝10 m/s2，ρ＝1.0×103 kg/m3)( )水A．2.8倍B．8.5倍C．3.1倍D．2.1倍解析：选C.一标准大气压约为10m高的水柱产生的压强，所以气泡在湖底的压强p1约为 3.0×105Pa，由理想气体状态方程得，＝，而T1＝(4＋273)K＝277K，T2＝(17＋273)K＝290K，温度基本不变，压强减小为原来的，体积扩大为原来的3倍左右，C 项正确．5．如图所示，上端开口的光滑圆柱形汽缸竖直放置，横截面积为40 cm2的活塞将一定质量的气体和一形状不规则的固体A封闭在汽缸内．在汽缸内距缸底60 cm处设有a、b两限制装置，使活塞只能向上滑动．开始时活塞搁在a、b上，缸内气体的压强为p0(p0＝1.0×105Pa为大气压强)，温度为300K．现缓慢加热汽缸内气体，当温度为330K时，活塞恰好离开a、b；当温度为360K时，活塞上移了4 cm.g取10 m/s2.求活塞的质量和物体A的体积．解析：设物体A的体积为ΔV，T1＝300K，p1＝1.0×105Pa，V1＝60×40cm3－ΔV，T2＝330K，p2＝Pa，V2＝V1，T3＝360K，p3＝p2，V3＝64×40cm3－ΔV.由状态1到状态2为等容过程，则＝，代入数据得m＝4kg.由状态2到状态3为等压过程，则＝，代入数据得ΔV＝640cm3.答案：4kg 640cm3。
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气体性质1 .如图所示，在一个密封的长为120cm 气缸中有一活塞(活塞厚度不计)将气缸分成两部分，左面封闭空气，右边为真空，且以弹簧连接活塞，当左边气柱长30cm时，其温度为27℃，如温度升高到159℃时，空气柱长36cm，弹簧的原长是
cm.
答案、120
2. 如图（甲）所示，一端封闭、一端开口、内径均匀的直玻璃管内，注入一段60毫米的水银柱。
将管水平放置时，封闭端空气柱长140毫米，开口端空气柱长140毫米。
若先将管缓慢倒置、竖直插入水银糟内，如图（乙）。
管中封闭端空气柱长133毫米，设大气压为76毫米高水银柱，空气温度不变，求槽中水银进入管中的长度和管露出槽中水银面的高度。
答案、34mm;206mm
3. 用销钉固定的活塞把水平放置的容
器分隔成A、B两部分，其体积之比V A：
V B=2：1，如图所示，起初A中有温度
为127℃压强为1.8×105Pa的空气，B
中有温度27℃、压强为1.2×105Pa的
空气，拔出销钉，使活塞可以无摩擦地
移动（不漏气），由于容器壁缓慢导热，
最后气体都变到室温27℃，活塞也停
住，求最后A中气体的压强
答案、p A=2.3×105Pa
4.如图，两容器A、B的容积相等，用
带有阀门的细管连接，当容器间的压强
差超过1.2大气压时，阀门自动打开，
否则阀门是关闭的.最初两容器的温度
为27℃，A容器内气体压强为1.0大气
压，B容器为真空.求：
(1)A内气体开始流入B内时的环境温
度.
(2)若B容器温度仍保持为27℃，欲使
A、B内气体质量相等，A容器的温度应
升到多高？
答案、87℃ 747℃
5、如图，在内径均匀、竖直放置的U
形管两侧灌有水银，底部有一空气柱，
尺寸：h＝24cm，l1＝5cm，l2＝10cm，l
＝20cm.此时大气压P0为1.0×105Pa，
当温度由0℃上升到273℃时，空气柱
长度增加多少?(设水银不会从管中溢
出)
答案、18.1cm
6、如图所示, 粗细均匀的U型管倒置
于水银槽中, A端封闭一段长为10cm
的空气柱, B端也有一段长20cm的空
气柱, 其余各段水银柱的长度见图中
标示. A端下段水银柱的下表面与B端
下段水银柱的上表面处于同一水平面
上, 大气压强为75cmHg产生的压强,
初始气温为27℃, 后来仅A端气体加
热, 要使两端上部水银面相平, 求A
端封闭的气体温度应升为多少 ?
答案、470K (197℃).
7、如图所示, 在A、B两个容器之间有
一个内径很细带有阀门K的不导热的
管道相连通. 阀门K原来是关闭的.
容器A置于27℃的恒温装置中, 容器B
置于7℃的恒温装置中. 已知A的容积
为10L, 其中盛有52.03g的氧气. 已
知B的容积为70L, 其中盛有97.56g
的氧气. 当打开阀门K后, 氧气是否
产生质量迁移? 若有迁移, 向何方迁
移? 迁移的质量是多少? (连通管道的
体积不计)
答案316、由A向B有氧气迁移, 迁移
质量为34.43g.
8、如图所示, 一密闭的截面积为S的
圆筒形汽缸, 高为H, 中间有一薄活
塞 , 用一倔强系数为k的轻弹簧吊着,
活塞重为G, 与汽缸紧密接触, 不导热且气体是同种气体, 且质量、温度、压强都相同时, 活塞恰好位于汽缸的正中央, 设活塞与汽缸壁间的摩擦可不计, 汽缸内初始压强为
0p =1.0×105
Pa, 温度为0T , 求：
(1) 弹簧原长.
(2) 如果将汽缸倒置, 保持汽缸Ⅱ部分的温度不变, 使汽缸Ⅰ部分升温, 使得活塞在汽缸内的位置不变, 则汽缸Ⅰ部分气体的温度升高多少? 答案317、(1)
K
G
H 2; (2) 002Sp GT . 1 . 如图所示，在一个密封的长为120cm 气缸中有
一活塞(活塞厚度不计)将气缸分成两部分，左面封闭空气，右边为真空，且以弹簧连接活塞，当左边气柱长30cm 时，其温度为27℃，如温度升高到159℃时，空气柱长36cm ，弹簧的原长
是 cm. 2. 如图（甲）所示，一端封闭、一
端开口、内径均匀的直玻璃管内，注入一段60毫米的水银柱。
将管水平放置时，封闭端空气柱长140毫米，开口端空气柱长140毫米。
若先将管缓慢倒置、竖直插入水银糟内，如图（乙）。
管中封闭端空气柱长133毫米，设大气压为76毫米高水银柱，空气温度不变，求槽中水银进入管中的长度和管露出槽中水银面的高度。
3、用销钉固定的活塞把水平放置的容器分
隔成A 、B 两部分，其体积之比V A ：V B =2：
1，如图所示，起初A 中有温度为127℃压强为1.8×105Pa 的空气，B 中有温度27℃、压强为1.2×105Pa 的空气，拔出销钉，使活塞可以无摩擦地移动（不漏气），由于容器壁缓慢导热，最后气体都变到室温27℃，活塞也停住，求最后A 中气体的压强 4、如图，两容器A 、B 的容积相
等，用带有阀门的细管连接，当容器间的压强差超过1.2大气压时，阀门自动打开，否则阀门是关闭的.最初两容器的温度为27℃，A 容器内气体压强为1.0大气压，B 容器为真空.求： (1)A 内气体开始流入B 内时的环境温度.
(2)若B 容器温度仍保持为27℃，欲使A 、B 内气体质量相等，A 容器的温度应升到多高？
5、如图，在内径均匀、竖直放置的U 形管两侧灌有水银，底部有一空气柱，尺寸：h ＝24cm ，l 1＝5cm ，l 2＝10cm ，l ＝20cm.此时大气压P 0为 1.0×105Pa ，当温度由0℃上升到273℃时，空气柱长度增加多少?(设水银不会从管中溢出)
6、如图所示, 粗细均匀的U 型管倒置于水银槽中, A 端封闭一段长为10cm 的空气柱, B 端也有一段长
20cm 的空气柱, 其余各段水银柱的长度见图中标示. A 端下段水银柱的下表面与B 端下段水银柱的上表面处于同一水平面上, 大气压强为75cmHg 产生的压强, 初始气温为27℃, 后来仅A 端气体加热, 要使两端上部水银面相平, 求A 端封闭的气体温度应升为多少 ?
7、如图所示,
在A、B两个容
器之间有一个
内径很细带有阀门K的不导热的管道相连通. 阀门K原来是关闭的. 容器A 置于27℃的恒温装置中, 容器B置于7℃的恒温装置中. 已知A的容积为10L, 其中盛有52.03g的氧气. 已知B 的容积为70L, 其中盛有97.56g的氧气. 当打开阀门K后, 氧气是否产生质量迁移? 若有迁移, 向何方迁移? 迁移的质量是多少? (连通管道的体积不计)
8、如图所示, 一密闭的截
面积为S的圆筒形汽缸,
高为H, 中间有一薄活塞 ,
用一倔强系数为k的轻弹簧吊着, 活塞重为G, 与汽缸紧密接触, 不导热且气体是同种气体, 且质量、温度、压强都相同时, 活塞恰好位于汽缸的正中央, 设活塞与汽缸壁间的摩擦可不计, 汽缸内初始压强为
p=1.0×105Pa,
温度为
T, 求：
(1) 弹簧原长.
(2) 如果将汽缸倒置, 保持汽缸Ⅱ部分的温度不变, 使汽缸Ⅰ部分升温, 使得活塞在汽缸内的位置不变, 则汽缸Ⅰ部分气体的温度升高多少?。