格物学 热学气体、固体和液体

气体的等温变化——玻意耳定律-气体、固体和液体知识点考前进阶选择题自测题答案-湖南省等高中物理,平均正确率48.0%

2025-06-25
气体的等温变化——玻意耳定律-气体、固体和液体知识点考前进阶选择题自测题答案-湖南省等高中物理,平均正确率48.0%
1、['气体的等温变化——玻意耳定律', '动力学中的整体法与隔离法']

正确率40.0%如图所示,$${{a}}$$,$${{b}}$$,$${{c}}$$三根完全相同的玻璃管,一端封闭,管内各用相同长度的一段水银柱封闭了质量相等的空气,$${{a}}$$管竖直向下做自由落体运动,$${{b}}$$管竖直向上做加速度为$${{g}}$$的匀加速运动,$${{c}}$$管沿倾角为$${{4}{5}{°}}$$的光滑斜面下滑,若空气温度始终不变,当水银柱相对管壁静止时,$${{a}}$$,$${{b}}$$,$${{c}}$$三管内的空气柱长度$${{L}}$$ $${{a}}$$、$${{L}}$$ $${{b}}$$、$${{L}}$$ $${{c}}$$间的关系为(
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C

A.$${{L}}$$ $${{b}}$$=$${{L}}$$ $${{c}}$$=$${{L}}$$ $${{a}}$$

B.$${{L}}$$ $${{b}}$$$${{<}{L}}$$ $${{c}}$$$${{<}{L}}$$ $${{a}}$$

C.$${{L}}$$ $${{b}}$$$${{<}{L}}$$ $${{c}}$$=$${{L}}$$ $${{a}}$$

D.$${{L}}$$ $${{b}}$$$${{>}{L}}$$ $${{c}}$$$${{>}{L}}$$ $${{a}}$$

2、['气体的等温变化——玻意耳定律', '气体实验定律的微观解释']

正确率60.0%一定质量的理想气体状态发生变化,满足玻意耳定律,若气体压强增大,下列说法正确的是(

C

A.分子的平均动能增大

B.分子的平均动能减小

C.分子的密集程度增大

D.分子之间的平均距离增大

3、['气体的等温变化——玻意耳定律', '热力学第一定律的应用']

正确率60.0%$${{A}}$$、$${{B}}$$汽缸的水平长度均为$${{2}{0}{{c}{m}}{,}}$$截面积均为$$1 0 \mathrm{c m}^{2} \,, \ C$$是可在汽缸内无摩擦滑动、体积不计的活塞$${,{K}}$$为阀门,整个装置均由导热材料制成且环境温度恒定,开始阀门关闭$${,{A}}$$内有压强$$p_{A}=4. 0 \times1 0^{5} \mathrm{P a}$$的氮气$${,{B}}$$内有压强$$p_{B}=2. 0 \times1 0^{5} \mathrm{P a}$$的氧气,阀门打开后,活塞$${{C}}$$向右移动,最后达到平衡,连通$${{A}}$$、$${{B}}$$的导管体积不计.下列说法正确的有(

A

A.平衡后$${{A}}$$汽缸内气体的压强为$$3. 0 \times1 0^{5} \, \mathrm{P a}$$

B.活塞$${{C}}$$向右移动了$${{1}{0}{{c}{m}}}$$

C.$${{A}}$$汽缸内气体要对外做功,同时放出热量

D.若$${{B}}$$汽缸抽成真空,打开阀门$${{K}{,}{A}}$$汽缸中气体要对外做功,要从外界吸热

4、['气体的等温变化——玻意耳定律', '理想气体的状态方程的求解']

正确率40.0%左端封闭、右端开口的粗细均匀的倒置$${{U}}$$形管中用水银封住两部分气体,静止时如图所示.若让管保持竖直状态做自由落体运动,则(

C

A.左管中水银柱$${{A}}$$将上移

B.右管中水银面将下降

C.气柱Ⅰ长度将减小

D.气柱Ⅱ长度将减小

5、['气体的等温变化——玻意耳定律', '理想气体的状态方程的求解', '理想气体模型']

正确率40.0%横截面积处处相同的$${{U}}$$形玻璃管竖直放置,左端封闭,右端开口,初始时,右端管内用$$h_{1}=4 c m$$的水银柱封闭一段长为$$L_{1}=9 c m$$的空气柱$${{A}}$$,左端管内用水银封闭一段长为$$L_{2}=1 4 c m$$的空气柱$${{B}}$$,这段水银柱左右两液面高度差为$$h_{2}=8 c m$$。如图甲所示,已知大气压强$$p_{0}=7 6. 0 c m H g$$,环境温度不变。若将玻璃管缓慢旋转$${{1}{8}{0}{°}}$$,使$${{U}}$$形管竖直倒置$${{(}}$$水银未混合未溢出$${{)}}$$,如图乙所示。当管中水银静止时,左右两水银柱液面高度差$${{h}_{3}}$$为$${{(}{)}}$$

A.$${{1}{0}{c}{m}}$$

B.$${{1}{2}{c}{m}}$$

C.$${{8}{c}{m}}$$

D.$${{1}{4}{c}{m}}$$

6、['气体的等温变化——玻意耳定律']

正确率40.0%活塞式抽气机气缸容积为$${{V}}$$,用它给容积为$${{2}{V}}$$的容器抽气,抽气机抽动两次(抽气过程可视为等温变化$${{)}}$$,容器内剩余气体压强是原来的(

C

A.$$\frac{1} {4}$$

B.$$\frac{1} {2}$$

C.$$\begin{array} {l l} {\frac{4} {9}} \\ \end{array}$$

D.$$\begin{array} {l l} {5} \\ {\frac{5} {9}} \\ \end{array}$$

7、['气体的等温变化——玻意耳定律']

正确率60.0%水银气压计中混入了一个气泡,上升到水银柱的上方,使水银柱上方不再是真空.当实际大气压相当于$${{7}{6}{8}{{m}{m}}}$$高的水银柱产生的压强时,这个水银气压计的度数只有$${{7}{5}{0}{{m}{m}}}$$,此时管中的水银面到管顶的距离为$${{8}{0}{{m}{m}}}$$.当这个气压计的读数为$${{7}{4}{0}{{m}{m}}}$$水银柱时,实际的大气压强为(

B

A.$${{7}{3}{9}}$$$${{m}{m}{H}{g}}$$

B.$${{7}{5}{6}{{m}{m}{H}{g}}}$$

C.$${{7}{4}{0}}$$$${{m}{m}{H}{g}}$$

D.$${{7}{5}{8}}$$$${{m}{m}{H}{g}}$$

8、['气体的等温变化——玻意耳定律']

正确率40.0%钢瓶中装有一定质量的气体(可视为理想气体),现在用两种方法抽钢瓶中的气体:第一种方法是用小抽气机,每次抽出$${{1}{L}}$$气体,共抽取三次;第二种方法是用大抽气机,一次抽取$${{3}{L}}$$气体.这两种抽法中,抽取气体质量较大的是(

A

A.第一种抽法

B.第二种抽法

C.两种抽法抽出的气体质量一样大

D.无法判断

9、['气体的等温变化——玻意耳定律']

正确率60.0%一个气泡由湖面下$${{2}{0}{m}}$$深处上升到湖面下$${{1}{0}{m}}$$深处,它的体积约变为原来的体积的(温度不变,水的密度为$$1. 0 \times1 0^{3} \, k g / m^{3}, \, \, g$$取$$1 0 m / s^{2} ) \quad($$

C

A.$${{3}}$$倍

B.$${{2}}$$倍

C.$${{1}{.}{5}}$$倍

D.$${{0}{.}{7}}$$倍

10、['气体的等温变化——玻意耳定律', '理想气体的状态方程的求解']

正确率40.0%如图所示,圆柱形气缸水平放置,活塞将气缸分为左右两个气室,两侧气室内密封等质量的氮气。现通过接口$${{K}}$$向左侧气室内再充入一定质量的氮气,活塞再次静止时左右两侧气室体积之比为$${{3}}$$:$${{1}}$$。气缸导热良好,外界温度不变,活塞与气缸间无摩擦,则从接口充入的氮气与左侧气室内原有氮气的质量之比为$${{(}{)}}$$

A.$${{2}}$$:$${{1}}$$

B.$${{1}}$$:$${{1}}$$

C.$${{1}}$$:$${{2}}$$

D.$${{3}}$$:$${{1}}$$

1. 解析:

对于三根玻璃管中的气体,初始状态相同,温度不变,根据玻意耳定律 $$PV = \text{常数}$$。分析各管中气体的压强变化:
  • $$a$$ 管自由落体时,水银柱完全失重,封闭气体压强 $$P_a = P_0$$(大气压),气体体积增大,$$L_a$$ 最大。
  • $$b$$ 管向上加速时,水银柱超重,等效重力为 $$2mg$$,封闭气体压强 $$P_b = P_0 + 2\rho g h$$,气体被压缩,$$L_b$$ 最小。
  • $$c$$ 管沿斜面下滑时,水银柱的重力分量为 $$mg \sin 45° = \frac{mg}{\sqrt{2}}$$,封闭气体压强 $$P_c = P_0 + \frac{\rho g h}{\sqrt{2}}$$,介于 $$P_a$$ 和 $$P_b$$ 之间,故 $$L_b < L_c < L_a$$。
正确答案为 B

2. 解析:

根据玻意耳定律 $$PV = \text{常数}$$,压强 $$P$$ 增大时,体积 $$V$$ 减小。温度不变说明分子平均动能不变,体积减小说明分子密集程度增大,分子间平均距离减小。因此,C 正确。

3. 解析:

初始状态:$$A$$ 中氮气压强 $$4.0 \times 10^5 \, \text{Pa}$$,$$B$$ 中氧气压强 $$2.0 \times 10^5 \, \text{Pa}$$。阀门打开后,活塞平衡时两侧压强相等,设为 $$P$$。
  • 由玻意耳定律,对 $$A$$:$$4.0 \times 10^5 \times 20 \times 10 = P \times (20 + x) \times 10$$
  • 对 $$B$$:$$2.0 \times 10^5 \times 20 \times 10 = P \times (20 - x) \times 10$$
  • 联立解得 $$P = 3.0 \times 10^5 \, \text{Pa}$$,$$x = 10 \, \text{cm}$$
$$A$$ 中气体膨胀对外做功,但温度不变(内能不变),由热力学第一定律需吸热。若 $$B$$ 为真空,$$A$$ 自由膨胀不对外做功,也不吸热。因此 A、B 正确。

4. 解析:

自由落体时,水银柱失重,对封闭气体的压强贡献为零。左管气体压强减小,体积膨胀,水银柱 $$A$$ 下移;右管气体压强增大,水银面上升,气柱 $$II$$ 长度减小。故 D 正确。

5. 解析:

初始状态:
  • $$B$$ 气体压强:$$P_B = P_0 + h_2 = 76 + 8 = 84 \, \text{cmHg}$$
  • $$A$$ 气体压强:$$P_A = P_B - h_1 = 84 - 4 = 80 \, \text{cmHg}$$
倒置后:
  • 设高度差为 $$h_3$$,$$B$$ 气体压强:$$P_B' = P_0 - h_3$$
  • $$A$$ 气体压强:$$P_A' = P_B' + h_3 - h_1$$
  • 由玻意耳定律列方程解得 $$h_3 = 12 \, \text{cm}$$
正确答案为 B

6. 解析:

每次抽气后容器内压强变为原来的 $$\frac{2V}{2V + V} = \frac{2}{3}$$,两次抽气后压强为 $$P_0 \times \left(\frac{2}{3}\right)^2 = \frac{4}{9} P_0$$。故 C 正确。

7. 解析:

设气压计横截面积为 $$S$$,气泡初始状态:
  • 压强:$$P_1 = 768 - 750 = 18 \, \text{mmHg}$$
  • 体积:$$V_1 = 80S$$
当读数为 $$740 \, \text{mmHg}$$ 时:
  • 气泡压强:$$P_2 = P - 740$$
  • 体积:$$V_2 = (80 + 10)S = 90S$$
  • 由玻意耳定律 $$P_1 V_1 = P_2 V_2$$ 得 $$P = 756 \, \text{mmHg}$$
正确答案为 B

8. 解析:

设钢瓶体积为 $$V$$,初始压强为 $$P_0$$。
  • 第一种方法:每次抽气后压强变为 $$\frac{V}{V + 1} P_0$$,三次后剩余气体质量为原质量的 $$\left(\frac{V}{V + 1}\right)^3$$。
  • 第二种方法:一次抽气后剩余气体质量为原质量的 $$\frac{V}{V + 3}$$。
  • 比较可知 $$\left(\frac{V}{V + 1}\right)^3 > \frac{V}{V + 3}$$,故第一种方法抽出气体质量较小。
正确答案为 B

9. 解析:

气泡上升过程温度不变,由玻意耳定律:
  • 初始压强:$$P_1 = P_0 + \rho g h_1 = P_0 + 2 \times 10^5 \, \text{Pa}$$
  • 上升后压强:$$P_2 = P_0 + \rho g h_2 = P_0 + 1 \times 10^5 \, \text{Pa}$$
  • 体积比:$$\frac{V_2}{V_1} = \frac{P_1}{P_2} \approx 2$$(忽略 $$P_0$$ 变化)
正确答案为 B

10. 解析:

初始状态两侧体积相等,充气后左侧体积为 $$3V$$,右侧为 $$V$$。由玻意耳定律:
  • 初始:$$P \times V = P \times V$$
  • 充气后:$$P' \times 3V = P' \times V$$,故 $$P' = P$$
  • 左侧气体质量增加为原来的 3 倍,即充入质量与原质量之比为 $$2:1$$
正确答案为 A
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