1、第二章气体、固体和液体专题强化练4气体实验定律的理解与应用一、选择题1.(2020黑龙江大庆实验中学高二下月考,)A、B为两个相同的固定在地面上的汽缸,内部有质量相等的同种气体,且温度相同,C、D为两重物,质量mCmD,按如图所示方式连接并保持平衡。现使A、B汽缸内气体的温度都升高10 ,不计活塞及滑轮系统的质量和摩擦,则系统重新平衡后()A.C下降的高度比D下降的高度大B.C下降的高度比D下降的高度小C.C、D下降的高度一样大D.A、B汽缸内气体的最终压强与初始压强不相同2.(2020黑龙江哈尔滨三中高二下月考,)(多选)如图所示,足够长的U形管内分别由水银封有L1、L2两部分气体,则下列陈
2、述中正确的是()A.只对L1加热,则h减小,气柱L2长度不变B.只对L2加热,则h不变,气柱L2长度增大C.若在右管中注入一些水银,L1将增大D.使L1、L2同时升高相同的温度,则L1增大、h减小3.(2019安徽滁州明光中学高二下期中,)如图所示,A、B两容器容积相等,用粗细均匀的细玻璃管相连,两容器内装有不同气体,细管中央有一段水银柱,在两边气体作用下保持平衡时,A中气体的温度为0 ,B中气体的温度为20 ,如果将它们的温度都降低10 ,那么水银柱()A.向A移动B.向B移动C.不动D.不能确定二、非选择题4.(2020湖北武汉高二下联考,)如图所示,一导热性能良好的汽缸放置在水平面上,其
3、横截面积S=20 cm2,内壁光滑,固定的卡口A、B与缸底的距离L=1.5 m,厚度不计、质量为m=10 kg的活塞在汽缸内封闭了一段长为2L、温度为T0=320 K的理想气体。现缓慢调整汽缸开口至竖直向上,取重力加速度g=10 m/s2,大气压强为p0=1.0105 Pa。求:(1)汽缸被竖起来时,缸内气体的压强。(2)稳定时缸内气体高度。(3)当缸内温度逐渐降到240 K时,活塞所处的位置。5.(2020山东莱州一中高二上月考,)如图所示,一根粗细均匀、内壁光滑的玻璃管竖直放置,玻璃管上端有一抽气孔,管内下部被活塞封住一定质量的理想气体,气体温度为T1。现将活塞上方的气体缓慢抽出,当活塞上
4、方的压强达到p0时,活塞下方气体的体积为V1,此时活塞上方玻璃管的容积为2.6V1,活塞因重力而产生的压强为0.5p0。继续将活塞上方抽成真空后密封,整个抽气过程中管内气体温度始终保持不变,然后将密封的气体缓慢加热。活塞厚度可忽略。求:(1)活塞刚碰到玻璃管顶部时气体的温度T2;(2)当气体温度达到1.8T1时的压强p。答案全解全析1.A以活塞为研究对象,在气体温度变化前后,活塞受外界大气压力和绳子拉力是不变的,所以在温度升高前后气体的压强不变,所以选项D错误。封闭气体的压强p=p0-mgS,由于mCmD,则pAVB;根据VT=VT可得V=VTT,由于TA=TB、TA=TB、VAVB,所以VA
5、VB,即C下降的高度比D下降的高度大,所以选项A正确,B、C错误。2.ABD只对L1加热,对右侧气体,气体的压强不变,气体的温度不变,所以气柱L2长度不变;对于左侧气体,假设体积不变,根据查理定律可知气体的压强增大,所以L1增大,h减小,故A正确。只对L2加热,对右侧气体,气体的压强不变,根据盖-吕萨克定律可知气柱L2长度增大;对于左侧气体,气体温度不变,体积不变,所以气体的压强不变,h不变,故B正确。若在右管中注入一些水银,对右侧气体,气体的压强增大;对于左侧气体,假设体积不变,气体的压强与h长度的水银柱产生的压强之和增大,所以左侧气体的压强增大,根据玻意耳定律得L1将减小,故C错误。使L1
6、、L2同时升高相同的温度,右侧气体压强不变,假设左侧气体体积不变,根据查理定律可知气体的压强增大,则L1增大,h减小,故D正确。3.A假定两个容器中气体的体积不变,即V1、V2不变,所装气体温度分别为273 K和293 K,当温度降低T时,左边的压强由p1降至p1,p1=p1-p1,右边的压强由p2降至p2,p2=p2-p2。由查理定律推论得p1=p1273T,p2=p2293T,因为p2=p1,所以p1p2,即水银柱应向A移动,故选项A正确。4.答案(1)1.5105 Pa(2)2 m(3)距离汽缸底部1.5 m解析(1)汽缸被竖起来时缸内气体的压强p2=p0+mgS=1.5105 Pa。(
7、2)气体初状态:p1=p0=1.0105 Pa,V1=2LS设稳定时缸内气体高度为h1,则气体末状态:V2=h1S,p2=1.5105 Pa由玻意耳定律有p1V1=p2V2解得h1=2 m。(3)当温度降到240 K时,理想气体发生等压变化,稳定时,假设活塞落在卡口A、B上方,设缸内气体高度为H,则V3=HS由盖-吕萨克定律有V2T0=V3T1,解得H=1.5 m所以活塞恰好落在卡口A、B上,活塞距离汽缸底部1.5 m。5.答案(1)1.2T1(2)0.75p0解析(1)活塞因重力产生的压强为0.5p0当活塞上方的压强达到p0时,活塞下方气体的压强p1=p0+0.5p0=1.5p0,此时活塞下方气体的体积为V1当活塞上方抽成真空后,活塞下方气体的压强p2=0.5p0,设此时活塞下方气体的体积为V2抽气过程中管内气体温度始终保持不变,据玻意耳定律有p1V1=p2V2,解得V2=3V1V1+2.6V1活塞上方抽成真空后密封,将密封的气体缓慢加热,气体发生的是等压变化,由盖-吕萨克定律有3V1T1=3.6V1T2解得T2=1.2T1(2)活塞下方的气体从1.2T1加热到1.8T1过程为等容变化,根据查理定律有0.5p01.2T1=p1.8T1解得p=0.75p0。
