气体实验定律知识点题库

假如全世界60亿人同时数1g水的分子个数，每人每小时可以数5000个，不间断地数，则完成任务所需时间最接近(阿伏加德罗常数N_A取6×10²³mol^－¹)（）

A . 10年 B . 1千年 C . 10万年 D . 1千万年

A.[选修3-3]

（1）在高原地区烧水需要使用高压锅，水烧开后，锅内水面上方充满饱和汽，停止加热，高压锅在密封状态下缓慢冷却，在冷却过程中，锅内水蒸汽的变化情况为 .

A . 压强变小 B . 压强不变 C . 一直是饱和汽 D . 变为未饱和汽
（2）
如题12A−1图所示，在斯特林循环的p−V图象中，一定质量理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，整个过程由两个等温和两个等容过程组成B→C的过程中，单位体积中的气体分子数目（选填“增大”、“减小”或“不变”），状态A和状态D的气体分子热运动速率的统计分布图象如题12A−2图所示，则状态A对应的是（选填“①”或“②”）.
（3）如题12A-1图所示，在A→B和D→A的过程中，气体放出的热量分别为4J和30J.在B→C和C→D的过程中，气体吸收的热量分别为20J和12J.求气体完成一次循环对外界所做的功.

对一定质量的理想气体，从状态A开始按下列顺序变化，先等压降温，再等温膨胀，最后等容升温回到状态A，图D中曲线为双曲线，如图所示曲线，能正确表示这一过程的是（）

A .

B .

C .

D .

如图，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置．玻璃管的下部封有长l₁=25.0cm的空气柱，中间有一段长l₂=25.0cm的水银柱，上部空气柱的长度l₃=40.0cm．已知大气压强为p₀=75.0cmHg．现将一活塞（图中未画出）从玻璃管开口处缓慢往下推，使管下部空气柱长度变为l₁′=20.0cm．假设活塞下推过程中没有漏气，求活塞下推的距离．

如图所示为“研究一定质量的气体在温度不变的情况下，压强与体积的关系”实验装置，实验步骤如下：

①把注射器活塞移至注射器满刻度处，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接；

②移动活塞，记录注射器的刻度值V，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p；

③用V﹣ $\text{[math]}$ 图像处理实验数据，得出如图2所示图线．

（1）为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是和．
（2）如果实验操作规范正确，但如图2所示的V﹣ $\text{[math]}$ 图线不过原点，则V₀代表．
（3）小明同学实验时缓慢推动活塞，并记录下每次测量的压强p与注射器刻度值V．在实验中出现压强传感器软管脱落，他重新接上后继续实验，其余操作无误．V﹣ $\text{[math]}$ 关系图像应是

如图所示，一定质量的理想气体从状态C沿右图所示实线变化到状态A再到状态B．在0℃时气体压强为p₀=3atm，体积为V₀=100ml，那么气体在状态A的压强为 atm，在状态B的体积为 mL．

如图，将导热性良好的薄壁圆筒开口向下竖直缓慢地放入水中，筒内封闭了一定质量的气体（可视为理想气体）．当筒底与水面相平时，圆筒恰好静止在水中．此时水的温度t₁=7.0℃，筒内气柱的长度h₁=14cm．已知大气压强p₀=1.0×10⁵Pa，水的密度ρ=1.0×10³kg/m³ ，重力加速度大小g取10m/s² ．

（i）若将水温缓慢升高至27℃，此时筒底露出水面的高度△h为多少？

（ii）若水温升至27℃后保持不变，用力将圆筒缓慢下移至某一位置，撤去该力后圆筒恰能静止，求此时筒底到水面的距离H（结果保留两位有效数字）．

如图所示，在绝热圆柱形汽缸中用光滑绝热活塞密闭有一定质量的理想气体，在汽缸底部开有一小孔，与U形水银管相连，外界大气压为P₀=75cmHg，缸内气体温度t₀=27℃，稳定后两边水银面的高度差为△h=1.5cm，此时活塞离容器底部的高度为L=50cm（U形管内气体的体积忽略不计）．已知柱形容器横截面S=0.01m² ，取75cmHg压强为1.0×10⁵Pa，重力加速度g=10m/s² ．

（i）求活塞的质量；

（ii）若容器内气体温度缓慢降至﹣3℃，求此时U形管两侧水银面的高度差△h′和活塞离容器底部的高度L′．

图中A、B气缸的长度和截面积分别为30cm和20cm² ， C是可在气缸内无摩擦滑动的、体积不计的活塞，D为阀门．整个装置均由导热材料制成．起初阀门关闭，A内有压强p_A=2.0×10⁵帕的氮气．B内有压强p_B=1.0×10⁵帕的氧气．阀门打开后，活塞C向右移动，最后达到平衡．假定氧气和氮气均为理想气体，连接气缸的管道体积可忽略．求：

①活塞C移动的距离及平衡后B中气体的压强；

②活塞C移动过程中A中气体是吸热还是放热（简要说明理由）．

一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C，其中A→B过程为等压变化，B→C过程为等容变化．已知V_A=0.3m³ ， T_A=T_C=300K、T_B=400K．

（1）求气体在状态B时的体积．
（2）说明B→C过程压强变化的微观原因
（3）设A→B过程气体吸收热量为Q，B→C过程气体放出热量为Q₂ ，比较Q₁、Q₂的大小说明原因．

如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A。其中，A→B和C→D为等温过程，B→C为等压过程，D→A为等容过程，则在该循环过程中，下列说法正确的是（）

A . A→B过程中，气体放出热量 B . B→C过程中，气体分子的平均动能增大 C . C→D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多 D . D→A过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化

如图所示，两个完全相同的绝热活塞A、B把竖直放置的绝热气缸分成体积相等的三部分，在气缸顶部和 $\text{[math]}$ 处有固定卡环，分别限制活塞A向上、B向下运动。初始状态下，甲，乙两部分气体的压强均为大气压强p₀的1.2倍，温度均为27℃，活塞与气缸壁间的摩擦不计，现用电热丝对甲部分气体缓慢加热，升高一定的温度，下列说法正确的是（　　）

A . 乙气体的温度有可能不变 B . 甲气体的温度为75℃时，活塞A已经上升 C . 当甲气体的温度达到75℃时，电热丝产生的热量仅等于甲气体增加的内能 D . 甲气体的温度为425℃时，乙气体的内能大于初始状态的内能

如图所示，小明同学设计了一个用电子天平测量环境温度的实验装置。导热汽缸开口向上并固定在桌面上，用质量 $\text{[math]}$ 、截面积 $\text{[math]}$ 的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。一轻质直杆中心置于固定支点A上，左端用不可伸长的细绳竖直悬挂活塞，右端用相同细绳竖直悬挂一个质量 $\text{[math]}$ 的铁块，并将铁块放置到电子天平上。当电子天平示数为0.5kg时，测得环境温度 $\text{[math]}$ 。设外界大气压强 $\text{[math]}$ ，重力加速度 $\text{[math]}$ 。

（1）当电子天平示数为0.7kg时，环境温度 $\text{[math]}$ 为多少？
（2）该装置可测量的最低环境温度 $\text{[math]}$ 为多少？

导热良好、粗细均匀的U形玻璃管竖直放置，左端封闭，右端开口。初始时，管内水银柱及空气柱长度如图所示，下方水银柱足够长且左、右两侧水银面等高。已知大气压强p₀＝75cmHg保持不变，环境初始温度为T₁＝300K。现缓慢将玻璃管处环境温度提升至T₂＝350K，此过程中水银无溢出。求：

（1）右侧空气柱长度（保留两位小数）；
（2）左侧管内水银面下降的高度。

利用如图所示装置可以测量矿物小颗粒的体积。容积为3L的容器A通过体积不计的细玻璃管与容器B相连，B下端经橡皮软管与装有水银的容器C连通，C上方与外界大气相通。开始测量时，打开阀门K，上下移动C，使水银面到达容器B的下边沿a；然后关闭阀门K，向上移动C，使水银面到达容器B的上边沿b，此时B、C内的水银高度差为h₁=10.0cm。现将待测矿物小颗粒放入容器A中，再重复上述操作，B、C内的水银高度差为h₂=15.0cm。已知大气压强p₀=75.0cmHg，求：

（1）容器B的容积；
（2） A中待测矿物小颗粒的体积。

新冠肺炎疫情期间，某班级用于消毒的喷壶示意图如图所示。闭合阀门K，向下摁压杆A可向瓶内储气室充气，多次充气后按下按柄B打开阀门K，消毒液会自动经导管从喷嘴处喷出。在室温下，储气室内气体视为理想气体，喷壶由绝热材料制造，下列说法正确的是（）

A . 充气过程中，储气室内气体每个分子的动能都增大 B . 充气过程中，储气室内气体分子热运动的平均动能不变 C . 喷液过程中，储气室内气体的压强增加 D . 喷液过程中，储气室内气体分子热运动的剧烈程度降低

如图所示，长为1m，开口竖直向上的玻璃管内，封闭着长为15cm的水银柱，封闭气体的长度为20cm，已知大气压强为75cmHg．现缓慢旋转玻璃管，求：

（1）当玻璃管水平放置时，封闭气体的长度为多少？
（2）当玻璃管开口竖直向下时，封闭气体的长度为多少？

图为两位同学参加“充气碰碰球”游戏的场景，“充气碰碰球”用 $\text{[math]}$ 薄膜充气膨胀成型，充气之后单个碰碰球内气体的体积 $\text{[math]}$ ，压强 $\text{[math]}$ 。为保障游戏安全，球内气体的最大压强 $\text{[math]}$ 。

（1）不考虑球内气体的温度变化，求游戏中单个球体积压缩量的最大值 $\text{[math]}$ ；
（2）假设球内气体温度始终与外界环境温度相等，若充气工作在早晨 $\text{[math]}$ 环境下完成，当环境温度上升到 $\text{[math]}$ 时，求此时游戏中单个球体积压缩量的最大值 $\text{[math]}$ （结果保留一位有效数字）

小明是一位汽车爱好者，他通过学习得知汽车正常行驶的胎压要求是230kpa~260kpa、在某次调研活动中小明发现汽车在地下车库中胎压为150kpa，轮胎体积为20L，地下车库的温度为27℃，大气压为100kpa、司机将汽车开出车库静置于露天停车场足够长时间后，小明发现胎压变为155kpa，轮胎体积几乎没有变化，求：

（1）露天停车场的温度是多少摄氏度？
（2）若在地下车库对轮胎充气，使得胎压变为250kpa，需要充入压强100kpa、温度27℃的气体多少升？假定充气过程轮胎内外温度始终是27℃。

“拔火罐”是我国传统医学的一种治疗手段。操作时，医生用点燃的酒精棉球加热小罐内的空气，随后迅速把小罐倒扣在需要治疗的部位，冷却后小罐便紧贴在皮肤上。如今火罐医疗已风靡全球，也成为国际著名运动员最为青睐的疗伤手段之一，在2022年北京冬季奥运会期间，某次给运动员拔罐时，罐的容积为60cm³ ，室温为27℃，大气压p₀=1.0×10⁵Pa，罐导热性能良好。罐内封闭气体可视为理想气体。求：

（1）拔罐过程中，罐内空气被加热到57℃，求此时罐内空气质量与室温下罐内空气质量的比；
（2）罐倒扣到治疗部位后，罐内空气从57℃降温到室温，罐的容积由于皮肤变形减少3cm³ ，求降温之后罐内气体的压强（结果保留两位有效数字）。

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