气体实验定律 知识点题库

【选修3-3】

如图所示，弹簧一端固定于水平台面上，另一端与质量为 活塞栓接在一起，开口向下。质量为M的气缸与活塞一起封闭了一定质量的气体，气缸和活塞均可与外界进行热交换。由于外界环境的温度缓慢降低，被封闭气体向外界释放热量Q，同时其内能减少 ，已知大气压强为 ，气缸的横截面积为S，气缸壁厚忽略不计，重力加速度为 ，则：

①被封气体的体积V。（填“增大”、“减小”、“不变”）

②活塞移动距离 为；气缸移动距离 为。

如图所示，绝热气缸A与导热气缸B、C均固定于地面，由刚性杆连接的绝热活塞与AB两气缸间均无摩擦，真空气缸C与气缸B通过阀门相连，气缸C的体积为2V₀ ， 气缸A、B内装有处于平衡状态的理想气体，气体体积均为V₀ ， 温度均为T₀ ， 现打开阀门，等达到稳定后，A中气体压强为原来的0.4倍，设环境温度始终保持不变．求：

一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C，其状态变化过程的p﹣V图像如图所示．已知该气体在状态A时的温度为27℃．则：

①该气体在状态B、C时的温度分别为多少？

②试说明气体从状态B到状态C的过程中内能如何变化？吸热还是放热？（不需说明理由）

如图，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管，下部有长l₁=66cm的水银柱，中间封有长l₂=6.6cm的空气柱，上部有长l₃=44cm的水银柱，此时水银面恰好与管口平齐．已知大气压强为P₀=76cmHg．如果使玻璃管绕底端在竖直平面内缓慢地转动一周，求在开口向下和转回到原来位置时管中空气柱的长度．封入的气体可视为理想气体，在转动过程中没有发生漏气．

一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C，其状态变化过程的p﹣V图像如图所示．已知该气体在状态A时的温度为27℃．则：

①该气体在状态B．C时的温度分别为多少℃？

②该气体从状态A到状态C的过程中是吸热，还是放热？传递的热量是多少？

如图，一底面积为S、内壁光滑的圆柱形容器竖直放置在水平地面上，开口向上，内有两个质量均为m的相同活塞A和B；在A与B之间、B与容器底面之间分别封有一定量的同样的理想气体，平衡时体积均为V．已知容器内气体温度始终不变，重力加速度大小为g，外界大气压强为P₀ ， 现假设活塞B发生缓慢漏气，致使B最终与容器底面接触．求活塞A移动的距离．

为了测试某种安全阀在外界环境为一个大气压时，所能承受的最大内部压强，某同学自行设计制作了一个简易的测试装置．该装置是一个装有电加热器和温度传感器的可密闭容器．测试过程可分为如下操作步骤：

a．记录密闭容器内空气的初始温度t₁；

b．当安全阀开始漏气时，记录容器内空气的温度t₂；

c．用电加热器加热容器内的空气；

d．将待测安全阀安装在容器盖上；

e．盖紧装有安全阀的容器盖，将一定量空气密闭在容器内．

如图所示的实验装置，研究体积不变时的气体压强与温度的关系，当时大气压为H（cm）汞柱．封有一定质量气体的烧瓶，浸在冰水混合物中，U形压强计可动管A和固定管B中的水银面刚好相平．将烧瓶浸入温度为t℃的热水中时B管的水银面将，这时应将A管，（以上两空填“上升”或“下降”）使B管中水银面．记下此时A、B两管中水银面的高度差为h（cm），此状态下瓶中气体的压强为 cmHg．

 

如图为“用DIS研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”实验装置图。

气缸长为 m（气缸厚度可忽略不计），固定在水平面上，气缸中有横截面积为 的光滑活塞封闭了一定质量的理想气体。已知当温度 ，大气压强 Pa时，气柱长度 m，现用水平拉力向右缓慢拉动活塞，求：

如图所示，一两端封闭的U形玻璃管竖直放置，玻璃管内由一段水银封闭着A、B两个空气柱，空气柱A的压强为 ， 空气柱的长度 ， 图中 ， 初始时环境温度 ． 现在只对左侧A空气柱加热，当左右两侧液面相平时停止加热，此过程中右侧空气柱B温度保持不变．求：

如图所示，一端封闭的粗细均匀的细玻璃管，开口向上竖直放置。用一段长为15cm的水银柱在管中封有15cm长的空气柱，大气压强是75cmHg，此时气体的压强为 cmHg。在距管底20cm处的A点，玻璃管出现了一个小孔，则稳定时空气柱的长度是 cm（温度保持不变，第二空答案保留3个有效数字）。

一个气泡从恒温水槽的底部缓慢向上浮起，若气泡内气体可以看作理想气体，则在气泡缓慢上升的过程中，气泡内气体的体积（选填“变大”或“变小”），同时要（选填“对外放热”或“从外吸热”）。

负压病房是指病房内的气体压强略低于病房外的标准大气压的一种病房，即新鲜空气可以流进病房，而被污染的空气不会自行向外排出，必须由抽气系统抽出进行消毒处理，是WHO规定抢救新冠肺炎病人时的一个重要设施。现简化某负压病房为一个可封闭的绝热空间，室内空气所占空间的体积为V₀ ， 室内外气温均为-3℃，疫情期间，为了收治新冠肺炎病人，首先将室内空气封闭并加热至27℃。（加热前室内空气的压强为标准大气压为p₀ ， 空气视为理想气体）

近年来智能冰箱悄然兴起，其优点是能够自动识别并检测食材的保鲜状况，精准调控冰箱内温度。若冰箱智能系统根据储存的食物情况自动降低冰箱储存室温度，对于储存室内的气体降温后与降温前相比：气体的压强变（选填“大”或“小”）；气体分子对内壁单位时间、单位面积撞击次数（选填“增多”或“减少”）。已知降温前后，冰箱储存室内气体体积不变。

如图，开口朝下的圆筒形汽缸竖直悬挂，处于静止状态，汽缸内用横截面积为的薄活塞封闭着温度为的某种理想气体，活塞可在汽缸内上下无摩擦滑动。通过电热丝可以对气体缓慢加热，使活塞缓慢向下移动。当气体温度升高至时，活塞刚好移到汽缸口。已知大气压强为 ， 汽缸容积为 ， 重力加速度为。

在“用DIS研究温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”的实验中，某同学在环境温度保持不变的情况下，按实验步骤，规范操作。他缓慢压缩注射器内气体的体积，采集数据并绘p-V图线，如图所示（其中实线是实验所得图线，虚线为一条双曲线）。

①同学根据实验所采集数据，描点绘制p-图像，得到的图像可能是.

A． B． C． D．

②实验图线所反映的p-V关系与玻意耳定律并不相符，出现这一现象的可能原因是。

如图所示，阀门K₁关闭，K₂打开时，气缸A中封闭有一定量的气体，气缸B与大气连通，气缸A、B内气体的温度均为 ， 连接A、B气缸的细导管中左管水银面比右管水银面高H₁=25cm；再关闭阀门K₂ ， 使气缸A、B内气体的温度缓慢降低至。已知外界大气压p₀=75cmHg，气缸A、B的体积分别为3V和2V，忽略导管中气体的体积。

如图，两个导热良好的汽缸Ⅰ、Ⅱ的高度均为、底面积相同，其顶部分别有阀门、 ， 下端用有阀门的细管（容积可忽略）连通，Ⅱ中有密封良好且可自由滑动的活塞（质量、体积均可忽略），初始时，三个阀门均打开，活塞在Ⅱ的底部。现关闭、 ， 通过给汽缸充气，使Ⅰ中气体的压强达到大气压的1.5倍时关闭。已知环境温度为。