暑假作業(yè)11 氣體實驗定律和理想氣體狀態(tài)方程（原卷版）-2025版高二物理暑假作業(yè)

限時練習：90min完成時間：月日天氣：作業(yè)11氣體實驗定律和理想氣體狀態(tài)方程一、玻意耳定律1．內(nèi)容：一定質量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強p與體積V成反比。2．公式：pV＝C(式中C是常量)或p1V1＝p2V2。3．條件：氣體的質量一定，溫度不變。二、理想氣體1．理想氣體：在任何溫度、任何壓強下都遵從氣體實驗定律的氣體。2．理想氣體與實際氣體實際氣體在溫度不低于零下幾十攝氏度、壓強不超過大氣壓的幾倍時，可以當成理想氣體來處理。3．從微觀的角度看，理想氣體的特點(1)氣體分子本身的大小與分子間距離相比忽略不計。(2)氣體分子間的相互作用力忽略不計。(3)氣體分子與器壁碰撞的動能損失忽略不計。4．理想氣體是對實際氣體的一種科學抽象，是一種理想化模型，實際并不存在。三、蓋—呂薩克定律(1)內(nèi)容：一定質量的某種氣體，在壓強不變的情況下，其體積V與熱力學溫度T成正比。(2)表達式：V＝CT或eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)或eq\f(V,T)＝eq\f(ΔV,ΔT)。(3)適用條件：氣體的質量和壓強不變。(4)圖像：如圖所示。V－T圖像中的等壓線是一條過原點的直線。四、查理定律(1)內(nèi)容：一定質量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強p與熱力學溫度T成正比。(2)表達式：p＝CT或eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)或eq\f(p,T)＝eq\f(Δp,ΔT)。(3)適用條件：氣體的質量和體積不變。(4)p－T和p－t圖像如圖。3．氣體實驗定律適用于壓強不太大、溫度不太低的情況。相當于大氣壓幾倍的壓強，零下幾十攝氏度的溫度，氣體實驗定律都適用。五、理想氣體的狀態(tài)方程1．內(nèi)容：一定質量的某種理想氣體，在從一個狀態(tài)(p1、V1、T1)變化到另一個狀態(tài)(p2、V2、T2)時，壓強p跟體積V的乘積與熱力學溫度T的比值保持不變。2．表達式：eq\f(pV,T)＝C或eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)。公式中常量C僅由氣體的種類和質量決定，與狀態(tài)參量(p、V、T)無關。3．成立條件：一定質量的理想氣體。4．理想氣體狀態(tài)方程與氣體實驗定律的關系eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)?eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(T1＝T2時，p1V1＝p2V2玻意耳定律,V1＝V2時，\f(p1,T1)＝\f(p2,T2)查理定律,p1＝p2時，\f(V1,T1)＝\f(V2,T2)蓋—呂薩克定律))一、單選題1．圖為某興趣小組發(fā)射的自制水火箭。發(fā)射前瓶內(nèi)空氣的體積為1.2L，水的體積為0.8L，瓶內(nèi)空氣壓強為3atm。打開噴嘴后水火箭發(fā)射升空，忽略瓶內(nèi)空氣溫度的空氣變化，外界大氣壓強為1atm。在瓶內(nèi)的水剛噴完瞬間，瓶內(nèi)空氣的壓強為（）A．1.8atm B．2.1atm C．2.5atm D．2.8atm2．將水杯開口向下倒置在水盆中，可在杯中封閉一段氣體?，F(xiàn)將水杯緩慢向上提起一段高度（杯口始終未露出水面，杯內(nèi)氣體未漏出），設環(huán)境溫度保持不變，此過程中杯中封閉氣體（）A．體積變小，壓強變小 B．體積變大，壓強變大C．體積變小，壓強變大 D．體積變大，壓強變小3．活塞式真空泵的工作原理如圖所示，抽氣筒與被抽密閉容器通過自動閥門相連，當活塞從抽氣筒的左端向右移動到右端的過程中，閥門自動開啟，密閉容器內(nèi)的氣體流人抽氣筒，活塞從右端向左移動到左端的過程中，閥門自動關閉，抽氣筒內(nèi)活塞左側的氣體被排出，即完成一次抽氣過程，如此往復，密閉容器內(nèi)的氣體壓強越來越小。若密閉容器的容積為V，抽氣筒的容積為V，抽氣過程中氣體的溫度不變，若第1次抽氣過程中被抽出的氣體質量為m1；第3次抽氣過程中被抽出的氣體質量為m2，則（）A．m2:m1=1:1.022 B．m2:m1=1:1.023C．m2:m1=51:50 D．m2:m1=54:514．如圖是“探究等溫情況下一定質量氣體壓強與體積的關系”的實驗裝置，關于該分組實驗，下列說法正確的是A．玻璃管與活塞之間可用石蠟密封B．各實驗小組所封閉的氣體質量都相等C．各實驗小組計算的氣體壓強與體積的乘積值都相等D．密閉氣體的體積可直接從注射器上讀出5．如圖所示，一水槽內(nèi)盛有某種液體，一粗細均勻的導熱良好的玻璃瓶底朝上漂浮在液體中，玻璃瓶內(nèi)外液面高度差為h，若環(huán)境溫度緩慢升高，大氣壓強始終不變，下列說法正確的是（）A．玻璃瓶內(nèi)外液面高度差h變大 B．玻璃瓶內(nèi)氣體壓強變大C．玻璃瓶逐漸上浮 D．玻璃瓶受到的浮力變大6．如圖所示，左端封閉、右側開口的U形管內(nèi)分別用水銀封有兩部分氣體，右側部分封閉氣體的壓強為，水銀面高度差為。當左側部分氣體溫度升高較小的，重新達到平衡后，和的變化是（）A．變小 B．不變 C．變小 D．變大7．一定質量的理想氣體從狀態(tài)開始，經(jīng)歷過程回到原狀態(tài)，其圖像如圖所示，其中、與軸平行，的延長線過原點。下列判斷正確的是（）A．在、兩狀態(tài)，氣體的體積相等B．在、兩狀態(tài)，氣體的體積相等C．由狀態(tài)到狀態(tài)，氣體內(nèi)能增大D．由狀態(tài)到狀態(tài)，氣體對外做功8．某研究性學習小組在做“研究等容情況下氣體壓強隨溫度的變化關系”實驗的過程中，先后用了大、小不同的兩個試管甲、乙，封閉了質量不同但溫度和壓強都相同的同種氣體，將測得的實驗數(shù)據(jù)在同一坐標系中作圖，得到的圖像是（）A． B．C． D．二、多選題9．如圖所示的家庭小型噴壺總容積為1.4L，打氣筒每次可將壓強為、體積為0.02L的空氣充入壺內(nèi)，從而增加壺內(nèi)氣體的壓強。為了保證噴壺的安全，壺內(nèi)空氣壓強不能超過；為了保證噴水效果，壺內(nèi)氣體壓強至少為，當壺內(nèi)空氣壓強降至時便不能向外噴水?，F(xiàn)在噴壺中裝入1.2L的水并用蓋子密封，壺內(nèi)被封閉空氣的初始壓強為。壺中噴管內(nèi)水柱產(chǎn)生的壓強忽略不計，壺內(nèi)空氣可視為理想氣體且溫度始終不變，則下列說法正確的是（）A．為了保證噴水效果，打氣筒最少打氣25次B．為了保證噴壺安全，打氣筒最多打氣40次C．若充氣到噴壺安全上限，然后打開噴嘴向外噴水，可向外噴出水的體積為1LD．若充氣到噴壺安全上限，然后打開噴嘴向外噴水，可向外噴出水的體積為0.8L10．如圖所示，利用注射器上刻度可測封閉氣體的體積，利用壓強傳感器可測封閉氣體的壓強，通過作壓強與體積的關系圖可探究封閉氣體等溫變化的規(guī)律。如果在不同環(huán)境溫度、（且）下，實驗操作和數(shù)據(jù)處理均正確，則下面四幅圖中，可能正確反映相關物理量之間關系的是（

）A． B．C． D．11．圖示描述了一定質量的理想氣體狀態(tài)變化過程中的四個狀態(tài)，圖中ab的延長線過原點，則下列說法正確的是（）A．的過程，氣體分子在單位時間內(nèi)撞擊容器壁上單位面積的平均次數(shù)不變B．的過程，氣體分子在單位時間內(nèi)撞擊容器壁上單位面積的平均次數(shù)減小C．的過程，氣體分子的數(shù)密度增大D．的過程，氣體分子數(shù)密度增大，分子的平均速率減少12．如圖所示，粗細均勻的內(nèi)壁光滑細長直玻璃管一端開口，另一端連接球形玻璃容器、一段長為的水銀柱將容器中的理想氣體封閉．裝置被固定，細長直玻璃管豎直開口向上，被封閉的理想氣體的溫度為，體積為?，F(xiàn)緩慢向玻璃管中加入水銀，水銀柱長度變?yōu)樵瓉淼?倍（水銀未進入球形容器），已知大氣壓強為，重力加速度為g，下列說法正確的是（

）A．水銀柱長度變?yōu)樵瓉淼?倍，理想氣體的壓強也變?yōu)樵瓉淼?倍B．將封閉的理想氣體的溫度增加，其體積才能保持不變C．加入水銀后，讓容器豎直向下做勻加速直線運動（細長直玻璃管豎直開口向上），并保持氣體的體積，溫度不變，則氣體的壓強為D．加入水銀后，讓容器豎直向下做勻加速直線運動（細長直玻璃管豎直開口向上），并保持氣體的體積、溫度不變，則容器的加速度大小為一、單選題1．桶裝純凈水及壓水裝置原理如圖所示。柱形水桶直徑為24cm，高為35cm；柱壓水蒸氣囊直徑為6cm，高為8cm，水桶頸部的長度為10cm。當人用力向下壓氣囊時，氣囊中的空氣被壓入桶內(nèi)，桶內(nèi)氣體的壓強增大，水通過細出水管流出。已知水桶所在處大氣壓強相當于9m水壓產(chǎn)生的壓強，當桶內(nèi)的水還剩5cm高時，桶內(nèi)氣體的壓強等于大氣壓強，忽略水桶頸部的體積。至少需要把氣囊完全壓下幾次，才能有水從出水管流出？（不考慮溫度的變化）（

）A．1次 B．2次 C．3次 D．4次2．如圖所示，一端封閉粗細均勻的玻璃管開口向下豎直插入水銀槽中，一小段水銀柱將管內(nèi)封閉氣體分割成兩部分，上端氣柱長為，下端氣柱長為，且。管內(nèi)水銀柱與水銀槽面的高度差為，管內(nèi)氣體溫度保持不變，開口端始終在水銀面下方，則下列說法正確的是（）A．若將玻璃管豎直向上緩慢提起，則變小B．若將玻璃管豎直向上緩慢提起，則的增長量等于的增長量C．若將玻璃管豎直向上緩慢提起，則的增長量小于的增長量D．若輕敲管壁使下端氣體透過中間水銀柱與上端氣體混合，再次穩(wěn)定后氣柱總長度大于3．小明同學設計了一種測溫裝置，用于測量室內(nèi)的氣溫（室內(nèi)的氣壓為一個標準大氣壓氣壓，相當于76cm汞柱產(chǎn)生的壓強），結構如圖所示，大玻璃泡A內(nèi)有一定量的氣體，與A相連的B管插在水銀槽中，管內(nèi)水銀面的高度x可反映泡內(nèi)氣體的溫度，即環(huán)境溫度，當室內(nèi)溫度為27℃時，B管內(nèi)水銀面的高度為16cm，B管的體積與大玻璃泡A的體積相比可忽略不計，則以下說法正確的是（）A．該測溫裝置利用了氣體的等壓變化的規(guī)律B．B管上所刻的溫度數(shù)值上高下低C．B管內(nèi)水銀面的高度為22cm時，室內(nèi)的溫度為-3℃D．若把這個已經(jīng)刻好溫度值的裝置移到高山上，測出的溫度比實際偏低4．泉城某實驗小組的同學用如圖所示的裝置測量紙張燃燒過程中的最高溫度。在環(huán)境溫度為7℃時將一左端開口、右端封閉的U形管穩(wěn)定豎直放置，U形管右側用水銀封閉了一段長為14cm的空氣柱，左端有一管道與容器相連，初始狀態(tài)下U形管左側液面與右側頂端平齊，且左側水銀恰好不溢出。將燃燒源靠近空氣柱，燃燒結束后當溫度再次恢復到7℃時左側水銀面下降了7cm。已知大氣壓強為76cmHg，紙張燃燒過程中的最高溫度約為（）

A．500℃ B．400℃ C．300℃ D．200℃二、解答題5．實驗室里有一種用于幫助學生學習氣體相關規(guī)律的儀器，如圖所示，氣缸靜止平放在實驗臺上，用橫截面積為S的活塞封住一部分空氣，高度為h，活塞連同上面的置物平臺總質量是M，（以下簡稱“活塞系統(tǒng)”）。開始時，活塞系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)，氣缸內(nèi)溫度為環(huán)境溫度，現(xiàn)在把質量為m的小物塊放在置物平臺上，為了使活塞保持原位置不變，需要用控溫裝置改變封閉氣體的溫度，已知理想狀態(tài)下大氣壓強，環(huán)境溫度為，求：（1）氣體的溫度的變化量?（2）如果保持溫度不變，還可以往原有封閉空間充入理想狀態(tài)下的空氣，以保證放置小物塊后，活塞的位置不變，則需要充入空氣的體積是多少?6．青藏高原上海拔4000m時，大氣壓強為。某游客在此出現(xiàn)了高原反應，隨即取出一種便攜式加壓艙使用。如圖所示，該加壓艙主要由艙體、氣源箱組成。已知加壓艙剛取出時是折疊狀態(tài)，只打開進氣口，氣源箱將周圍環(huán)境中體積為15m3的大氣輸入到艙體中，穩(wěn)定后，艙內(nèi)空氣新鮮，且氣壓不變，溫度維持在27°C，病人在艙內(nèi)的高壓環(huán)境中吸氧。充氣后的加壓艙艙體可視為長2.1m、底面積1m2的圓柱體，艙內(nèi)外氣體均可視為理想氣體，艙外環(huán)境溫度保持3°C不變。（1）求穩(wěn)定后艙內(nèi)氣體的壓強；（2）該游客在艙內(nèi)治療一段時間后情況好轉，他改設、27°C的新模式，加壓艙會自動充氣、放氣，當將周圍環(huán)境中1m3的氣體充入加壓艙后達到了新模式，求這個過程中放出氣體質量與進入氣體質量之比。1.（2023湖南高考）汽車剎車助力裝置能有效為駕駛員踩剎車省力．如圖，剎車助力裝置可簡化為助力氣室和抽氣氣室等部分構成，連桿與助力活塞固定為一體，駕駛員踩剎車時，在連桿上施加水平力推動液壓泵實現(xiàn)剎車．助力氣室與抽氣氣室用細管連接，