高三物理气体性质单元测试题
组题：于忠慈（2008）
一、不定项选择题(每题5分，共50分)
1、将如图所示的玻璃管从图示位置开始在竖直面内绕其封闭端旋转一周，则管内封闭的气体压强变化情况为 【 】
Ａ、先变大后变小 Ｂ、变大
Ｃ、变小 D、先变小后变大。
2、如图所示，开口向下的玻璃管竖直插入水银槽，管内封闭着长为H的空气柱，管内外水银面高度差为h，若保持温度不变，缓慢地向上提起玻璃管（管口未离开水银面），则H与h的变化情况是 【
】
A、H增大，h增大； B、H减小，h增大。
C、H增大，h减小； D、H减小，h减小。
3、如图所示，粗细均匀U形管中装有水银，左端封闭有一段空气柱，原来两管水银面相平，将开关K打开后，放掉些水银，再关闭K，重新平衡后若右端水银下降h，则左管水银面
【
】
A、不下降； B、下降h；
C、下降高度小于h； D、下降高度大于h。
4、图所示B端封闭的U形玻璃管内有A、B两段被汞柱封闭的空气柱.若大气压强为p0，空气柱A、B的压强为pA、pB，则下列关系式中正确的是
【
】
A、pA＝p0+pgh1. B、pB+pgh3＝pA+pgh2.
C、pB+pgh3＝p0+pgh1+pA+pgh2. D、pB+pgh3＝p0+pgh1+pgh2.
5、如图所示，两端开口的均匀细玻璃管插在汞槽中，管内有一段被汞柱封闭的空气柱，管内下部汞面低于管外汞面h2，则下列判断正确的是
【
】
A、若将管稍向下插，管内空气柱长度减小.
B、若将管稍向下插，管内外汞面高度差h2增大.
C、若从管口再加入少量汞，管内空气柱长度减小.
D、若从管口再加入少量汞，管内外汞面高度差h2增大.
6、直立的圆柱形汽缸内有两个质量忽略不计的活塞a和b，把汽缸内理想气体隔为A、B两部分，A气柱长20cm，B气柱长40
cm，如图所示。现在a活塞上放上重物使a活塞向下移动15 cm后重新达到平衡，则b活塞新的平衡位置与原来相比下降了 【
】
A、5 cm。 B、10 cm。
C、15 cm。 D、20 cm。
7、两端开口的U形管内径均匀，现在向两侧注入水银，将一定质量的理想气体封闭在管中的水平部分，气体及水银柱长度如图所示（单位均为cm），大气压强为76 cmHg，此时气柱温度为15℃。当气柱温度缓慢地升至327℃时，左、右两管水银上端面高度差为（设左、右两管足够长，水银不会溢出） 【 】
A、零。 B、2cm。 C、6cm
。 D、10cm。
8、如图所示，活塞与汽缸壁间无摩擦，汽缸被不导热且能自由移动的活塞隔成两部分，这两部分充有同温度的理想气体，平衡时VA:VB=2:1,现将A气体加热到127℃，B气体降温到-73℃,则此时A、B两部分气体体积之比等于【 】
A、 4：1； B、2：1；
C、1：1； D、1：2。
9、如图所示，封闭着理想气体的气缸挂在弹簧下，弹簧秤的示数为F。已知气缸的质量为M，活塞质量为m，横截面积为S，活塞与缸体间摩擦不计，外界大气压强为P0，则缸内的压强为 【
】
A、P0-mg/s； B、P0－Mg/S；
C、
； D、
10、由两个相同的空心半球对接成一个半径为R的球形容器，将容器中的空气全部抽出．设当时大气压为p0．现在在两个半球的顶端分别加大小相同的拉力F，为了将这个球形容器分开成两个半球，拉力F的大小至少应是
【
】
A、 0.5πR2p0 B、πR2p0
C、2πR2p0 D、4πR2p0
二、填空题（每空2分,共20分）
11、直径为d的气泡从湖底升起，到达水面时直径扩大为2d。设湖水处处温度相同，大气压强为1.0×105帕，则湖水深度为__________m。
12、容积为20L的贮气筒，内贮有压强为5atm的氢气。在温度不变的条件下，用它给容积为1L的瘪气球充气，要使每个气球内氢气的压强都达到1atm，则最多可充起__________个气球。
13、小车静止在水平直轨道上，车内固定着一玻璃管，管内水银柱长ｈ＝10cm，当小车静止时， 封闭的气体柱长Ｌ＝28cm，如图所示，当小车启动后，空气柱长Ｌ'＝30cm，水银柱长度不变，此时小车向_________ 移动，小车的加速度是__________米/秒2。（大气压强75cmHg，ｇ取10m/s2）
14、如图所示，上端封闭的均匀细玻璃管开口向下竖直放置，管长80 cm，离管口35 cm处有一开口通过开关K与外界相通。当K关闭时，管内有齐管口长60cm的水银柱，大气压强保持75cmHg不变。现打开K使之与外界相连通，待稳定后，管内残留的水银柱长度为__________ cm，管内气柱长度为__________ cm。
15、如图所示，圆筒形气缸中，有ａ、ｂ、ｃ三个可无摩擦滑动的活塞，在相邻两个活塞之间分别封闭着空气A和B。当三个活塞静止时，空气A、B的体积之比为3:1。现对活塞a、b、c分别施方向相反的力F，使活塞a向右移动3cm，活塞c向左移动3cm。若温度不变，待三个活塞再度静止时，活塞ｂ向__________移动了____________cm。
16、某登山爱好者在登山的过程中，发现他携带的手表表面玻璃发生了爆裂。这种手表是密封的，出厂时给出的参数为：27℃时表内气体压强为1×105Pa；在内外压强差超过6×104Pa时，手表表面玻璃可能爆裂。若当时手表处的气温为－3℃，则手表表面玻璃爆裂时表内气体压强的大小为__________Pa；已知外界大气压强随高度变化而变化，高度每上升12m，大气压强降低133Pa。设海平面大气压为1×105Pa，则登山运动员此时的海拔高度约为_________m。
三、实验题（共27分）
17、（4分）在“探究玻意耳定律”实验中，用橡皮帽封住注射器小孔，这是为了______________________________，实验和读数过程中，不能用手握住注射器，这是为了______________________________。
18、（5分）在用注射器做“探究温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”实验中，获得了多组（PV）值，然后以P为纵坐标，1/V为横坐标，画出了P－1/V图线是近似一条直线，将之延长，其延长线不通过坐标原点，而交于横轴上，如图所示，则不可能的原因是【
】
A． 各组（P，1/V）取值范围太小
B． 封堵注射器的橡皮帽漏气
C． 在实验时用手握住注射器而未能保持温度不变
D． 计算大气压强时未计算活塞和框架对气体产生的压强
19、（6分）家用24cm(内径)的高压锅(图a)，锅盖上排气孔的直径为0.3cm，限压阀的质量为0.08kg(图b).如果上海地区用它煮水消毒，根据表中水的沸点与压强的关系的表格可知，这个高压锅内最高水温大约为 ℃.若在锅盖上再安装一套相同的排气孔和限压阀，则锅内最高水温将 (填“升高”、“降低”或“不变”).(上海地区的大气压强约为1.0×105Pa)
表：
20、(12分)某校物理兴趣小组设计了一个玻璃管测力计：横截面积为S=1cm2的一端封闭、一端开口的玻璃管内，一个很薄的轻质活塞封闭了一定量的空气，活塞连接一个轻质秤钩。将测力计开口向下竖直悬挂，下端秤钩挂上砝码，现将不同质量的砝码m挂在秤钩上，稳定后用刻度尺测量活塞与管顶之间的距离，在实验过程中，气体的温度保持不变，四次实验的部分数据记录在下面的表格上：
| 次数 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| m/kg | 0.000 | 0.100 | 0.250 | |
| L/cm | 2.00 | 2.22 | 3.36 |
（1）实验时的大气压强P0=_____________Pa
（2）在玻璃管测力计上L=3.36cm处应标上所测作用力大小F=__________N，
当挂钩上悬挂0.25Kg的物体，此时的空气柱长度为L4=______________cm。
（3）如果相邻的两刻度值的差值保持恒定，则该测力的刻度____________。(填均匀、上疏下密或上密下疏)
（4）通过实验，同学们发现用玻璃管测力计来测力，还存在一些不足之处，其主要的不足之处a_______________________________________________________；
b______________________________________________________。
四、计算题（共53分）
21、（12分）一只热水瓶原来盛满了沸水。现将热水全部倒出，盖紧瓶塞（不漏气），这时瓶内空气温度为90℃。过了一段时间，温度降低为50℃（不考虑瓶内残留水份及水蒸气的影响）。设大气压强为P0=1.0×105Pa，问：
（1）此时瓶内压强多大？
（2）设热水瓶口的横截面积为10cm2，瓶塞与热水瓶间的最大静摩擦力大小为f =7N。至少要用多大的力才能将瓶塞拔出？
22、（12分）一圆柱形气缸，质量为M，总长度为L，内有一厚度不计的活塞，质量为m、截面积为S，活塞与气缸壁间摩擦不计，但不漏气，温度为t0时，如果用绳子系住活塞将气缸悬挂起来，如图甲所示，气缸内气体柱的高为L1，如果用绳子系住气缸底，将气缸倒过来悬挂起来，如图乙所示，气缸内气体柱的高为L2，设两种情况下气缸都处于竖直状态，求：
（1）图乙状态时温度升高到多少时，活塞将从气缸中落出。
（2）当时的大气压强。
23、（14分）U形均匀玻璃管，左端开口处有一重力可不计的活塞，右端封闭，在大气压强p0＝75cmHg、气温t0＝87℃时，管内汞柱及空气柱长度(单位cm)如图所示，活塞的截面积为5.0×10-5m2，lcmHg＝1.33×103Pa.试求:
(1)若使气体温度下降到t1＝－3℃，活塞将移动的距离.
(2)保持气体温度t1＝－3℃不变，用细杆向下推活塞，至管内两边汞柱高度相等，此时细杆对活塞的推力大小.
24、（15分） 如图所示是一个油气田构造示意图。A处有一个废井管，横截面积为S，高为h，下端有一段质量为m的岩芯封住井管，设原来井中B处油气压强为p0(与外界相同)，温度为27℃，在地热作用下，B处温度突然升高到127℃，岩芯在高压作用下向上喷射，试估算岩芯能射出的高度?(忽略一切阻力)
参考答案
一、 填空题
1、 A
2、 A
3、 C
4、 ABD
5、 CD
6、 B
7、 B
8、 A
9、 AC
10、B
二、填空题
11、70
12、80
13、左，5
14、25，6
15、左，1.5
16、9×104 ，6316
三、实验题
17、保持气体质量一定；保持气体温度不变。
18、ABC
19、122；不变。
20、1.01×105；4.09；上密下疏；
测量力的大小随环境温度的变化而变化，
测量力的大小随大气压的变化而变化。
四、计算题
21、解：（1）依题意，有
，T0=273+90=363K，T1=273+50=323K；
根据查理定律，有
代入数据，解得
（2）瓶塞内外压强差为
△P=1.1×104Pa。
△F=△P·S=11N
设至少用力F才能将瓶塞拔出，则根据力的平衡：
F=△F+f
解得 F=18N
22、解：（1）＝ ，
得 t ＝ - 273
（2）p1 ＝ p0 - ，
p2＝p0 - ，
p1L1S ＝ p2L2S
所以（p0 - ）L1S ＝（p0 - ）L2S，
可解得p 0＝
23、答案：
(1)左端气柱p1＝75cmHg，T1＝360K，V1＝4S，
p1'＝75cmHg，T1'＝270K.
V1/T1＝v1'/T1'，
代人数据4/360＝V1'/270，得V'1＝35，气柱长3cm.
设右端汞柱上升xcm，右端气柱p2＝100cmHg，T2＝360K，V2＝30S，
T2'＝270K，V2'＝(30－x)s，p2'＝(100－2x)cmHg.
p2V2/T2＝p2'V2'/T2'，
代人数据100×30/360＝(100－2x)(30－x)/270，x2－80x－375＝0，
得x1＝5,x2＝75(不合题意舍去).
活塞下降距离s＝6cm.
(2) 当两边汞柱高度相等时，右端气柱v2"＝17.5s，p2'V2'＝p2"v2"，
代人数据得p2"＝900/7cmHg；
左端气柱p1"＝p2"＝900/7cmHg，
活塞受力F+p0S＝p1"S得
F＝(p1"－p0)S＝3.6N
24、解: 可将B处的气体看成理想气体，当温度升高时可把气体状态变化简化为等容过程；岩芯喷射过程中忽略气体体积的变化，因而认为气体的压力不变，从而将岩芯的上升运动看作匀加速运动；一旦岩芯离开井口，将岩芯的上升处理成竖直上抛。
（1）等容升温 
，
1
（2）岩芯沿井管匀加速上升 pS-p0S-mg=ma 2
3
由运动学可知
4
（3）岩芯竖直上抛的高度 
5
将3、4代入5式，可得 
=
－h