09气体的性质.docx

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09气体的性质

九、气体的性质

水平预测

双基型

★1.下列说法中正确的是（）.

（A）一定质量的气体的体积是不会改变的

（B）气体的体积等于所有分子的体积之和

（C）所有气体的压强都是由气体受重力引起的

（D）密闭容器内气体对各个方向上器壁的压强大小相同

答案:

D

★2.一定质量的理想气体发生状态变化时,其状态参量p、V、T、的变化情况可能是（）.（1995年上海高考试题）

（A）p、V、T都增大（B）p减小,V和T增大

（C）p和V减小,T增大（D）p和T增大,V减小

答案:

ABD

★★3.如图所示各图中,p表示气体的压强,V表示体积,T表示热力学温度,t表示摄氏温度,则正确描述一定质量理想气体等压变化规律的是图（）.（2002年上海高考试题）

答案:

AC

纵向型

★★4.如图所示,竖直插入水银槽的细长玻璃管内外两个水银面高度差为70cm,当时大气压为标准大气压.现保持温度不变,将玻璃管向上提起一些,管内水银面将（）.

（A）向上移动（B）向下移动

（C）不移动（D）先向下移动,然后再向上移动

答案:

A

★★5.一定质量的理想气体可经不同的过程从一种状态（p1、V1、T1）变到另一种状态（p2、V2、T2）,已知T2＞T1,则在这些过程中（）.（1990年全国高考试题）

（A）气体一定从外界吸收热量（B）气体和外界交换的热量都是相等的

（C）外界对气体所做的功都是相等的（D）气体内能的变化都是相等的

答案:

D

★★6.某同用同一个注射器做了两次验证玻意耳定律的实验,操作完全正确.根据实验数据却在如图所示的p-V图上画出了两条不同的双曲线,造成这种情况的可能原因是（）.（2001年上海高考试题）

（A）两次实验中空气质量小同

（B）两次实验中温度不同

（C）两次实验中保持空气质量、温度相同,但所取的气体压强的数据不同

（D）两次实验中保持空气质量、温度相同,但所取的气体体积的数据不同

答案:

AB

★★★7.一绝热隔板将一绝热长方形容器隔成两部分,两边分别充满气体,隔板可无摩擦移动.开始时,左边的气体的温度为0℃,右边的气体的温度为20℃,隔板处于静止状态,当左边的气体加热到20℃,右边的气体加热到40℃时,则达到平衡状态时隔板的最终位置（）.（2000年全国高考理科综合试题）

（A）保持不动（B）在初始位置右侧（C）在初始位置左侧（D）决定于加热过程

答案:

B

★★★8.如图所示,一端封闭的U形玻璃管竖直放置,左管中封闭有20cm长的空气柱,两管水银面相平,水银柱足够长.现将阀门S打开,流出部分水银,使封闭端水银面下降18cm,则开口端水银面将下降___cm（设此过程中气体温度保持不变,大气压强为76cmHg）.

答案:

54

★★★9.已知高山上某处的气压为0.40atm,气温为-30℃,则该处1cm3大气中的分子数约为____________个.（在标准状态下1mol气体的体积为22.4L）.（1991年全国高考试题）

答案:

1.2×1019

横向型

★★★10.A、B为两个相同的固定在地面上的气缸,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mC＞mD,按如图所示方式连接并保持平衡.现使它们的温度都升高10℃,不计活塞质量及滑轮系统的摩擦,则系统重新平衡后（）.

（A）C下降的高度比D下降的多

（B）C下降的高度比D下降的少

（C）C、D下降的高度一样多

（D）A、B气缸内气体的最终压强与初始压强不相同

答案:

A

★★★★11.如图所示,竖直放置的气缸内盛有气体,上面被一活塞盖住,活塞通过劲度系数k=600N/m的弹簧与气缸相连接,系统处于平衡状态.已知此时外界大气压强p0=1.00×105N/m?

活塞到缸底的距离t=0.500m,缸内横截面积S=1.00×10-2m2.今在等温条件下将活塞缓慢上提到距缸底为2l处,此时提力为F=500N.弹簧的原长l0应为多少?

若提力为F=700N,弹簧的原长l0又应为多少（不计摩擦及活塞和弹簧的质量,并假定在整个过程中,气缸不漏气,弹簧都遵从胡克定律）?

（2002年北京春季高考试题）

答案:

1.5m,0.833m

★★★★★12.一球形热气球,其隔热很好的球皮连同吊篮等装载物的总质量为300㎏.经加热后,气球膨胀到最大体积,此时它的直径为18m,球内外气体成分相同,而球内气体压强则稍稍高过大气压,试求出刚好能使热气球上升时球内空气的温度.已知此时大气温度为27℃,压强为1atm,在标准状况下空气的密度为1.3㎏/m3.（第九届全国中学生物理竞赛决赛试题）

答案:

54℃

阶梯训练

气体的状态和状态参量

双基训练

★1.关于气体的体积,下列说法中正确的是（）.【1】

（A）气体的体积与气体的质量成正比

（B）气体的体积与气体的密度成反比

（C）气体的体积就是所有气体分子体积的总和

（D）气体的体积是指气体分子所能达到的空间

答案:

D

★2.对于一定量的气体,下列说法中正确的是（）.（2000年全国高考试题）【1】

（A）当分子热运动变剧烈时,压强必变大

（B）当分子热运动变剧烈时,压强可以不变

（C）当分子间的平均距离变大时,压强必变小

（D）当分子间的平均距离变大时,压强必变大

答案:

B

★3.在研究气体的热学性质时,描述气体的热力学状态的参量有_________.对于一定质量的气体,若这三个参量都不变,则气体状态________（选填”变化”或”不变”）.若该气体状态发生改变,则至少有______个参量发生广变化.【1】

答案:

气体的温度、体积和压强,不变,两

★4.据报道,美国的一个研究小组利用激光制冷技术,将铯原子冷却到了290nK的极低温度,这一温度是______K.某人体温是36.5℃,也可以说体温为__________K.某人体温升高1.5℃,也可以说体温升高了_________K.【1.5】

答案:

2.9×10-7,309.5,1.5

★★5.有一房间,上午10时温度为15℃,下午2时的温度为25℃,假定大气压强无变化,则下午2时与上午10时相比较,房间内的（）.【1.5】

（A）空气密度增大（B）空气分子的平均动能增大

（C）空气分子的速率增大（D）空气质量增大

答案:

B

纵向应用

★★6.如图所示,粗细均匀的U形管竖直放置,管内由水银柱封住一段空气柱.如果沿虚线所示的位置把开口一侧的部分截掉,保持弯曲部分管子位置不动,则封闭在管内的空气柱将（）.【2】

（A）体积变小（B）体积变大

（C）压强变小（D）压强不变

答案:

A

★★7.对于一定质量的气体,下列说法中上正确的是（）.【2】

（A）如果体积V减小,气体分子在单位时间内作用于器壁单位面

积的总冲量一定增大

（B）如果压强p增大,气体分子在单位时间内作用于器壁单位面积的总冲量一定增大

（C）如果温度T不变,气体分子在单位时间内作用于器壁单位面积的总冲量一定不变

（D）如果密度ρ不变,气体分子在单位时间内作用于器壁单位面积的总冲量一定不变

答案:

B

★★8.如图所示,水平放置的一根玻璃管和几个竖直放置的U形管内都有一段水银柱,封闭端里有一定质量的气体,图（a）中的水银柱长度和图（b）、（c）、（d）中U形管两臂内水银柱高度差均为h=10cm,外界大气压强p0=76cmHg,则四部分气体的压强分别为pa=________cmHg,pb=__________cmHg,pc=_______cmHg,pd=_________cmHg.【3】

答案:

76,86,66,86

★★★9.如图所示,一个横截面积为S的圆筒形容器竖直放置.金属圆板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,圆板的质量为M.不计圆板与容器内壁之间的摩擦.若大气压强为p0,则被圆板封闭在容器中的气体的压强p等于（）.（1994年全国高考试题）＞＞p.147【3】

（A）

（B）

（C）

（D）

答案:

D

★★★10.如图所示,一气竖直倒放,气缸内有一质量不可忽略的活塞,将一定量的理想气体封在气缸内,活塞与气缸擘无摩擦,气体处于平衡状态.现保持温度不变把气缸稍微倾斜一点.在气缸达到平衡后,与原来相比,则（）.（2000年广东高考试题）【3】

（A）气体的压强变大（B）气体的压强变小

（C）气体的体积变大（D）气体的体积变小

答案:

AD

★★★11.关于大气压的存在,有个科学史上传为美谈的”马德堡半球”实验:

1645年,德国的马德堡有个叫格里克的人做了两个中空的金属半球,直径均为1.2英尺（约0.37m）,如图所示.把它们扣在一起,然后抽去其中的空气,这两个半球靠大气的压力紧密地连在一起,用16匹马方才拉开.试估算要把此马德堡半球分开,这16匹马对每个半球作用的拉力约为_________N.【4】

答案:

1.1×104

横向拓展

★★★12.如图所示,用弹簧秤拉着一支薄壁平底玻璃试管,将它的开口向下插在水银槽中,由于管内有一部分空气,此时试管内水银面比管外水银面高h.若试管本身的重力与管壁的厚度均不计,此时弹簧秤的示数等于（）.【3】

（A）进入试管内的H高水银柱的重力

（B）外部大气与内部空气对试管平底部分的压力之差

（C）试管内高出管外水银面的h高水银柱的重力

（D）上面（A）（C）所述的两个数值之差

答案:

BC

★★★13.如图所示,一圆柱形容器上部圆筒较细,下部的圆筒较粗且足够长,容器的底是一个可以沿下部圆筒无摩擦移动的活塞S,用细绳通过测力计F将活塞提着,容器中盛水.开始时,水面与上圆筒的开口处在同一水平面上,在提着活塞的同时使活塞缓慢地下移,在这个过程中,测力计的示数是（）.【4】

（A）先变小,然后保持不变

（B）一直保持不变

（C）先变大,然后变小

（D）先变小,然后变大

答案:

A

★★★★14.如图所示是医院给病人输液的部分装置示意图.在输液过程中（）.【5】

（A）A瓶中的药液先用完

（B）B瓶中的药液先用完

（C）随着液面下降,A瓶内C处气体压强逐渐增大

（D）随着液面下降,A瓶内C处气体压强保持不变

答案:

AC

★★★★15.如图所示.粗细均匀的U形细管水平部分长为L,管中盛有一定质量的液体,当U形管以加速度a向右运动时,两管中液面的高度差Δh=_______.【5】

答案:

★★★★16.如图所示,粗细均匀的试管,横截面积为S,质量为m的活塞可在其内部无摩擦地滑动,它封闭了一段气柱.现使试管在水平面内以角速度ω绕轴OO′匀速转动,此时活塞和转轴的距离为L.活塞不漏气,运动中封闭气体的温度不变,大气压强为p0,.则此时封闭气体的压强为多少?

＞＞p.148【6】

答案:

★★★★★17.如图所示,芹边容器里液体的密度为ρ1,右边容器里液体的密度为ρ2,a、b两管液柱的高度差为h,容器A中气体的压强为_______（已知大气压强为p0）.（第四届全国力学竞赛试题）【l0】

答案:

气体实验定律

双基训练

★1.关于温度,下列说法中正确的是（）.【1】

（A）气体的温度升高1℃,也可以说温度升高1K;温度下降5K,也就是温度下降5℃

（B）温度由摄氏温度t升至2t,对应的热力学温度由T升至2T

（C）绝对零度就是当一定质量的气体体积为零时,用实验方法测出的温度

（D）随着人类制冷技术的不断提高,总有一天绝对零度会达到

答案:

A

★2.一定质量的气体在等温变化过程中,下列物理量中将发生变化的是（）.【1】

（A）分子的平均动能（B）单位体积内的分子数

（C）气体的压强（D）分子总数

答案:

BC

★★3.一定质者的气体在等容变化过程中.温度每升高1℃,压强的增加等于它在300K时压强的（）.【2】

（A）1/27（B）1/273（C）1/300（D）1/573

答案:

C

★★4.下列关于盖·吕萨克定律的说法中正确的是（）.【2】

（A）对于一定质量的理想气体,在保持压强不变的情况下,温度每升高1℃时,其体积的增量是温度升高前体积的1/273

（B）对于一定质量的理想气体.在保持压强不变的情况下,温度每升高1℃时,其体积的增量是它在0℃时体积的1/273

（C）对于一定质量的气体,在保持压强不变的情况下,其体积与温度成止比

（D）对于一定质量的气体,在保持压强不变的情况下,其体积与热力学温度成正比

答案:

BD

★★5.如图所示,将一只倒置的试管竖直地插入容器内,试管内原有的空气被压缩,此时,试管内外水面的高度差为h,若使试管插入水中的深度增大一些,则试管内外水面的高度差将（）.（1990年上海高考试题）【2.5】

（A）增大（B）减少（C）保持不变（D）无法确定

答案:

A

★★6.如图所示,密封的U形管中装有水银,左、右两端都封有空气,两水银面的高度差为h.把U形管竖直浸没在热水中,高度差将（）.【3】

（A）增大（B）减小

（C）不变（D）两侧空气柱的长度未知,不能确定

答案:

A

纵向应用

★★7.在冬季,剩有半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚,第二天拔瓶口的软木塞时觉得很紧,不易拔出来,主要原因是（）.（2001年上海理科综合试题）【2】

（A）软木塞受潮膨胀（B）瓶口因温度降低而收缩变小

（C）白天气温升高,大气压强变大（D）瓶内气体因温度降低而压强减小

答案:

D

★★8.人们常常用充气泵为金鱼缸内的水补充氧气,右图所示为充气泵气室的工作原理图.没大气压强为p0,气室中的气体压强为p,气通过阀门S1、S2与空气导管相连接,下列选项中正确的是（）.（2002年上海春季高考理科综合试题）【2.5】

（A）当橡皮碗被拉伸时,p＞p0,S1关闭S2开通

（B）当橡皮碗被拉伸时,p＜p0,S1关闭,S2开通

（C）当橡皮碗被压缩时,p＞p0,S1关闭,S2开通

（D）当橡皮碗被压缩时,p＜p0,S1关闭,S2开通

答案:

C

★★9.我国民间常用”拔火罐”来治疗某些疾病,即用一个小罐将纸燃烧后放入罐内,然后迅速将火罐开口端紧压在人体的皮肤上,待火罐冷却后,火罐就紧紧地被”吸”在皮肤上,试用气体的有关性质解释这个现象.【4】

答案:

火罐内的气体体积一定,冷却后气体的温度降低,压强减小,故在大气压力作用下被”吸’’在皮肤上.

★★★10.如图所示,轻弹a管（上端封闭,下端开口）.使两段水银柱及被两段水银柱封闭的空气柱合在一起.若此过程中温度不变,水银柱与管壁密封很好,则b管水银柱的下端而A′与原来a管水银柱的下端面A相比,将（）.【4】

（A）在同一高度（B）稍高

（C）稍低（D）条件不足,无法判断

答案:

C

★★★11.气压式保温瓶内密封空气体积为V,瓶内水面与出水口的高度差为h,如图所示.设水的密度为ρ,大气压强为p0,欲使水从出水口流出,瓶内空气压缩量ΔV至少为__________.【4】

答案:

★★★12.房间里气温升高3℃时,房间内的空气将有1％逸出到房间外,由此可计算出房间内原来的温度是________℃.【4.5】

答案:

24

★★★13.活塞式气泵是利用气体体积膨胀来降低气体压强的.已知某贮气筒的容积为V,气泵每抽一次,抽出的气体体积为V′=V/2.设抽气过程中温度不变,贮气筒内原来气体的压强为p0,则对它抽气三次后,贮气筒内气体压强变为多少?

【5】

答案:

★★★14.氧气瓶在车间里充气时,压强达1.5×107Pa,运输到工地上发现压强降为1.35×107Pa,已知车间里的温度为27℃,工地上的温度为-3℃,试判断氧气瓶在运输途中是否漏气（氧气瓶本身的热膨胀忽略不计）.【5】

答案:

不漏气

★★★15.一个容积为5L的没有气的篮球,用横截面积为5cm2、冲程为25cm的打气筒打气,在打第81次时,打气筒中活塞至少下压多少才能使空气进入篮球（设打气过程中气体的温度保持不变,p0=76cmHg）?

【6】

答案:

12.5cm

★★★16.如图所示,圆柱形气缸倒置在水平粗糙的地面上,气缸内部封有一定质量的空气,气缸质量为10㎏,缸壁厚度可不计,活塞质量为5㎏,其横截面积为50cm2,活塞与缸壁间的摩擦不计.当缸内气体温度为27℃时,活塞刚好与地面相接触,但对地面无压力.现对气缸传热,使缸内气体温度升高.问:

当气缸对地面无压力时,缸内气体温度是多少℃（已知大气压强p0=1.0×105Pa）?

【6】

答案:

127℃

★★★17.如图所示,上端开口的圆柱形气缸竖直放置,横截面积为0.2m2的活塞将一定质量的气体和一形状不规则的固体A封闭在气缸内.温度为300K时,活塞离气缸底部的高度为0.6m.将气体加热到330K时,活塞上升了0.05m,不计摩擦力及固体体积的变化.求物体A的体积.（2002年上海高考试题）【7】

答案:

0.02m3

★★★18.验证查理定律的实验装置如图所示,在这个实验中测得压强和温度的数据中,必须测出的一组数据是_________和______.首先要在环境温度条件下调节A、B管中水银面_______________,此时烧瓶中空气压强为____________.再把烧瓶放进盛着冰水混合物的容器里,瓶中空气温度下降至冰水混合物的温度一样,此时烧瓶中空气温度为_________K,B中水银面将_____________________,再将A管_________,使B管中水银___________面____________,这时瓶内空气压强等于__________.【10】

答案:

当时的大气压,温度,等高,大气压,273,上移,下降,回复到原来的位置,大气压强减去A、B管中水银面高度差

★★★19.有一组同学对温度计进行了专题研究.他们通过查阅资料得知17世纪时伽利略曾设计过一个温度计,其结构为:

一麦秆粗细的玻璃管,一端与一鸡蛋大小的玻璃泡相连,另一端竖直插在水槽中,并使玻璃管内吸入一段水柱.根据管中水柱高度的变化可测出相应的温度.为了研究”伽利略温度计”,同学们按照资料中的描述自制了如图所示的测温装置,图中A为一小塑料瓶,B为一吸管,通过软木塞与A连通,管的下端竖直插在大水槽中,使管内外水面有一高度差h,然后进行实验研究:

（1）在不同温度下分别测出对应的水柱高度h,记录的实验数据

如下表所示.

温度（0℃）

17

19

21

23

25

27

h（cm）

30.0

24.9

19.7

14.6

9.4

4.2

Δh=hn-1-hn

5.1

根据表中数据计算相邻两次测量水柱的高度差,并填入表内的空格.由此可得结论:

①当温度升高时,管内水柱高度h将_______（选填”变大”、”变小”或”不变”）.②水柱高度h随温度的变化而______（选填”均匀”或”小均匀”）变化.试从理论上分析并证明结沧②的正确性（提示:

管内水柱产生的压强远远小于一个大气压）.__________________________________________________________________________.

（2）通过实验,同学们发现用”伽利略温度计”来测温度,还存在一些不足之处,其中主要的不足之处有:

①_________________________________________________.

②_________________________________________________.（2002年上海高考试题）【12】

答案:

（1）5.2,5.1,5.2,5.2①变小②均匀,封闭气体近似作等压变化

（k为常数）,ΔV=kΔT=kΔt,

即h随温度的变化而均匀变化（S为管的截面积）

（2）①测量温度范围小②温度读数受大气压影响

★★★20.大气压强对许多物理实验和化学实验有着重要的影响.现用”验证玻意耳定律”的仪器来测量大气压强p0.注射器针筒已被固定在竖直方向上,针筒上所标刻度是注射器的容积,最大刻度Vmax=10ml.注射器活塞已装上钩码框架,如图所示.此外,还有一架托盘天平、若干钩码、一把米尺、一个针孔橡皮帽和少许润滑油.下面是实验步骤,试填写所缺的③和⑤.

①用米尺测出注射器针筒上全部刻度的长度L.

②_____________________________________.

③把适量的润滑油抹在注射器的活塞上,将活塞插入针筒中,上下拉动活塞,使活塞与针筒的间隙内均匀地涂上润滑油.

④将活塞插到适当的位置.

⑤__________________________________________.

⑥在钩码框架两侧挂上钩码,记下挂上的钩码质量m1.在达到平衡后,记下注射器中空气柱的体积V1.在这个过程中,不要用手接触注射器以保证空气柱温度不变.

⑦增加钩码的个数,使钩码的质量增大为m2,达到平衡后,记下空气柱的体积V2.

（2）求出计算大气压强p0的公式（用已给的和测得的物理量表示）.（2002年全国高考理科综合试题）【12】

答案:

（1）②称出活塞和钩码框架的总质量M⑤将注射器针筒上的小孔用橡皮帽堵住

（2）

横向拓展

★★★★21.宇宙飞船密封舱内有一水银气压计,起飞时舱内温度为0℃,气压计示数相当于76cmHg所产生的压强,在飞船以a=9.8m/s2匀加速上升过程中（飞船离地面尚不太高）,舱内温度为27.3℃,压强计示数相当于________cm高水银柱所产生的压强.【7】

答案:

41.8

★★★★22.如图所示,一个粗细均匀的圆筒.B端用塞子塞住,A端可用一无摩擦滑动的活塞封闭,筒壁C处有一小孔,小孔距B端25cm.现向B端缓慢移动活塞,若大气压强为1.0×105Pa,筒内壁的横截面积为1.2cm2,塞子与筒壁间的最大静摩擦力为18N,温度保持不变.要使塞子不会被顶出,活塞推到离B端的距离不得小于多少?

【6】

答案:

10cm

★★★★23.如图所示为测定肺活量的装置示意图,图中A为倒扣在水中的开口圆筒,测量前尽量排尽其中的卒气.测量时被测者尽力吸足空气,再通过B将空气呼出,呼出的空气通过气管进入A内,使A浮起.已知圆筒A的质量为,m、横截面积为S、大气压强为p0,水的密度为ρ,圆筒浮出水面的高度为h,则被测者的肺活量有多大?

【8】

答案:

★★★★24.如图所示,截面均匀的U形玻璃细管两端都开口,玻璃管足够长,管内有两段水银柱封闭着一段空气柱.若气体温度是27℃时,空气柱在U形管的左侧.A、B两点之间封闭着的空气柱长为15cm,U形管底长CD=10cm,AC高为5cm.已知此时的大气压强为75cmHg.

（1）若保持气体的温度不变,从U形管左侧管口处缓慢地再注入25cm长的水银柱,则管内空气柱长度为多少?

（2）为了使这段空气柱长度恢复到15cm,且回到A、B两点之间.可以向U形管再注入一些水银,且可改变气体的温度,应从哪一侧管口注人多长水银柱?

气体的温度变为多少?

【10】

答案:

（1）12cm

（2）右侧,25cm,375K

★★★★25.图中的竖直圆筒是固定不动的,粗筒横截面积是细筒的4倍,细筒足够长.粗筒中A、B两轻质活塞间封有空气,气柱长l=20cm.活塞A上方的水银深H=10cm,两活塞与筒壁间的摩擦不计.用外力向上托住活塞B,使之处于平衡状态.水银面与粗筒上端相平.现使活塞B缓慢上移,直至水银的一半被推入细筒中,求活塞B上移的距离.设在整个过程中气柱的温度不变,大气压强p0=75cmHg.（1997年全国高考试题）【12】