高中鲁科版物理新选修33 第四章 气体 章节练习.docx

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高中鲁科版物理新选修33第四章气体章节练习

高中鲁科版物理新选修3-3第四章气体章节练习

一、单选题

1.在温度不变时，增大液面上方饱和汽的体积时，则（ ）

A. 饱和汽的密度增大         B. 饱和气的压强不变         C. 饱和气的质量增大         D. 饱和气的密度减小

2.关于热力学温度和摄氏温度，以下说法不正确的是（  ）

A. 1℃就是1K

B. 温度升高了1℃就是升高了1K

C. 热力学温度的单位“K”是国际单位制中的基本单位

D. 0℃的摄氏温度可用热力学温度粗略地表示为273K

3.对一定质量的气体，若用n表示单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数，则（    ）

A. 当体积减小时，n必定增加　                             

B. 当温度升高时，n必定增加

C. 当压强不变而体积和温度变化时，n可能不变      D. 当压强不变而体积和温度变化时，n必定变化

4.下列说法正确的是（ ）

A. 液晶的光学性质具有各向异性

B. 空气的相对湿度定义为水的饱和蒸汽压与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比

C. 小昆虫能在水面上自由走动与表面张力无关

D. 玻璃、石墨和金刚石都是晶体，木炭是非晶体

5.关于液体蒸发和沸腾的比较，下列哪句话是错误的（ ）

A. 蒸发和沸腾都属汽化现象                            

B. 蒸发能在任何温度下发生，沸腾只在一定温度下发生

C. 蒸发和沸腾在任何温度下都可以发生           D. 蒸发和沸腾都要吸收热量

6.下面对动态平衡的说法不正确的是（ ）

A. 当气态分子数的密度增大到一定程度时就会达到这样的状态

B. 在相同时间内回到液体中的分子数等于从液体表面飞出去的分子数

C. 此时，蒸汽的密度不再增大，液体也不再减少

D. 蒸发的速度不再改变，以恒速蒸发

二、填空题

7.在某温度时，水蒸气的绝对气压为P=200mmHg，此时的相对湿度为50%，饱和汽压为________．

8.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________．

9.能源是人类社会活动的物质基础，其中常规能源有：

________；________；天然气．清洁能源有________；________；风能等．

10.马鞍山是一座钢铁城市，马钢工人时常为高炉进行检修．而这时高炉内干燥空气的温度竟达160℃，工人却安全在炉内工作几个小时，是因为________．

三、综合题

11.如图所示，左右两个容器的侧壁都是绝热的、底部都是导热的、横截面积均为S．左容器足够高，上端敞开，右容器上端由导热材料封闭．两个容器的下端由容积可忽略的细管连通．容器内两个绝热的活塞A、B下方封有氮气，B上方封有氢气．大气的压强为p0，外部气温为T0=273K保持不变，两个活塞因自身重力对下方气体产生的附加压强均为0.1p0．系统平衡时，各气体柱的高度如图所示．现将系统的底部浸入恒温热水槽中，再次平衡时A上升了一定的高度．用外力将A缓慢推回第一次平衡时的位置并固定，第三次达到平衡后，氢气柱高度为0.8h．氮气和氢气均可视为理想气体．求：

（1）第二次平衡时氮气的体积；

（2）水的温度．

12.我国自主研制的第一台深海载人潜水器“蛟龙号”成功突破5000米水深大关，这标志着我国的深海载潜技术已达到世界领先水平．

（1）“蛟龙号”在下潜过程中，所受压强将________（填“增大”、“减小”或“不变”）；

（2）“蛟龙号”潜水器在下潜过程中，排开水的体积约为23m3，则潜水器受到的浮力约为________N（海水的密度取ρ=1.0×103kg/m3）．

四、解答题

13.在干燥的天气中，洗了的衣服往往容易晾干，为什么？

14.如图所示，有一圆筒形导热气缸静置在地面上，气缸的质量为M，活塞及手柄的质量为m，活塞截面积为S．未用手向上提活塞手柄，活塞处于平衡状态时，被封闭气体的体积为V．若将活塞缓慢上提，求当气缸刚离地面时活塞上升的距离．（大气压强为po，重力加速度为g，活塞与缸壁的摩擦不计，活塞未脱离气缸．

五、实验探究题

15.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﹣

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﹣

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﹣

关系图像应是________

答案解析部分

一、单选题

1.【答案】D

【解析】【解答】气体压强由气体分子的数密度和平均动能决定，温度不变时，则气体分子的平均动能不变，增大体积时，则分子数密度减小，故气压减小，然而质量一定，随着体积的增大，则密度减小，故ABC错误，D正确；

故选：

D．

【分析】气体压强的产生：

大量做无规则热运动的分子对器壁频繁、持续地碰撞产生了气体的压强．单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的，但是大量分子频繁地碰撞器壁，就对器壁产生持续、均匀的压力．所以从分子动理论的观点来看，气体的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力．气体压强由气体分子的数密度和平均动能决定．

2.【答案】A

【解析】【解答】解：

A、热力学温度和摄氏温度的关系是T=t+273.15K，可知1℃与1K表示的温度不同，故A错误．

B、由T=t+273.15K，得△T=△t，则知温度升高了1℃就是升高了1K，故B正确．

C、热力学温度的单位“K”是国际单位制中七个基本单位之一，故C正确．

D、根据T=t+273.15K，知，当t=0℃时T≈273K，故D正确．

本题选不正确的，

故选：

A

【分析】热力学温度的单位“K”是国际单位制中的基本单位；识记热力学温标与摄氏温标的概念与区别，两者大小关系为T=t+273.15K，便可解答此题．

3.【答案】D

【解析】【分析】气体的压强从微观上看是由大量气体分子频繁碰撞器壁产生的．单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数越多，碰撞的速度越大，气体压强越大。

A．当体积减小时，分子的密集程度大了，但分子的平均动能不一定大，所以单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数不一定增加．故A错误。

B．当温度升高时，分子的平均动能变大，但分子的密集程度不一定大，所以单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数不一定增加．故B错误。

C．压强取决于单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数及分子的平均动能，压强不变，温度和体积变化，分子平均动能变化，则单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数必定变化．故D正确，C错误。

故选D。

【点评】解决本题的关键是知道单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数取决于单位体积内的分子数与分子的平均动能两因素。

4.【答案】A

【解析】【解答】A、液晶的光学性质具有各向异性，故A正确；

B、相对湿度为某一被测蒸气压与相同温度下的饱和蒸气压的比值的百分数，相对湿度则给出大气的潮湿程度，而不是水的饱和蒸汽压与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比，故B错误；

C、小昆虫能在水面上自由来往而不陷入水中靠的是液体表面张力的作用，故C正确．

D、石墨和金刚石都是晶体，玻璃、木炭是非晶体．故D错误．

故选：

A．

【分析】液晶的光学性质具有各向异性；绝对湿度是指一定空间中水蒸气的绝对含量，可用空气中水的蒸气压来表示；相对湿度为某一被测蒸气压与相同温度下的饱和蒸气压的比值的百分数；在一定气温条件下，大气中相对湿度越大，水气蒸发也就越慢，人就感受到越潮湿；在一定气温条件下，大气中相对湿度越小，水汽蒸发也就越快，人就越感到干燥；石墨和金刚石是晶体，玻璃、木炭是非晶体；单晶体和多晶体都具有固定的熔点，而非晶体没有固定熔点；液体表面张力使液体的表面积收缩，表层的分子的间距比内部大，所以分子间的合力表现为引力．

5.【答案】C

【解析】【解答】A、蒸发和沸腾都是汽化现象，故A正确；

BC、蒸发在任何温度下都可以进行，而沸腾必须在沸点温度下进行，故B正确，C错误；

D、蒸发和沸腾都要吸收热量，故D正确．

本题选错误的，故选：

C．

【分析】汽化的两种方式：

蒸发和沸腾；都需要从外界吸收热量；蒸发是发生在液体表面的、任何温度下都可以进行的缓慢的汽化现象；沸腾时液体表面和内部同时发生的、在一定温度下进行的剧烈的汽化现象．

6.【答案】D

【解析】【分析】水蒸气达到饱和时，蒸发和凝结仍在继续进行，只不过蒸发和凝结的水分子个数相等而已，水蒸气达到饱和时，蒸发和凝结仍在继续进行，只不过蒸发和凝结的水分子数量相等而已，故D选项错误。

【点评】动态平衡的理【解答】①蒸发是真的停止了吗？

并没有，因为飞出的水分子等于撞回的，从外观上看起来好象是停止了。

  ②所学知识和现实生活中的一些现象体现了动态平衡例如：

化学上的可逆反应都是，蓄水坝里的水和世界人口数在一段时间内没有变等都也是。

二、填空题

7.【答案】400mmHg

【解析】【解答】饱和汽压为

=400mmHg；

故答案为：

400mmHg

【分析】相对湿度是指空气中水蒸气压与饱和水汽压的百分比．等于空气的绝对湿度与相同温度下可能达到的最大绝对湿度之比．

8.【答案】下降；上升；回到原来位置；（H+h）cmHg

【解析】【解答】解：

烧瓶由浸在冰水混合物到温度为t℃的热水中，压强将增大，因此B管水银面将下降，A管水银面上升；使B管中水银面回到原处，说明体积不变，为等容变化，用来研究查理定律；

此时A、B两管中水银面的高度差为h，烧瓶中的气体压强为P=（H+h）cmHg；

故答案为：

下降，上升，回到原来位置，（H+h）cmHg．

【分析】烧瓶由浸在冰水混合物到温度为t℃的热水中，压强将增大，因此B管水银面将下降，A管水银面上升；使B管中水银面回到原处，说明体积不变，为等容变化，用来研究查理定律．

9.【答案】煤炭；石油；水力发电；太阳能

【解析】【解答】能源是人类社会活动的物质基础，其中常规能源有：

煤炭、石油、天然气、水力等，是促进社会进步和文明的主要能源；

清洁能源是不排放污染物的能源，有：

水力发电、风力发电、太阳能、生物能（沼气）、海潮能等；

故答案为：

煤炭；石油；水力发电；太阳能．

【分析】常规能源也叫传统能源，是指已经大规模生产和广泛利用的能源．清洁能源是不排放污染物的能源，它包括核能和“可再生能源”．可再生能源是指原材料可以再生的能源，如水力发电、风力发电、太阳能、生物能（沼气）、海潮能这些能源．可再生能源不存在能源耗竭的可能，因此日益受到许多国家的重视，尤其是能源短缺的国家．

10.【答案】在高炉内干燥空气中，工人容易排汗，通过蒸发来维持体温

【解析】【解答】工人能在炉内温度竟达160℃的环境中工作几个小时，是因为在高压炉内干燥空气中，工人容易排汗，通过蒸发来维持体温．

故答案为：

在高炉内干燥空气中，工人容易排汗，通过蒸发来维持体温

【分析】高压炉内空气温度高，工人容易排汗，温度越高汗液蒸发越快，蒸发吸热，人体温度降低．

三、综合题

11.【答案】

（1）解：

考虑氢气的等温过程，该过程的初态压强为P0，体积为hS，末态体积为0.8hS，

设末态的压强为P，由玻意耳定理得：

P=

=1.25P0

活塞A从最高点被第一次推回平衡位置的过程是等温过程，该过程的初态压强为1.1P0，体积为V，末态压强为P′，末态体积V′

则：

P′=P+0.1P0=1.35P0

V′=2.2hS  

由玻意耳定理得：

V=

×2.2hS=2.7hS

（2）解：

活塞A从从最初位置升到最高位置过程为等压过程，该过程的初态体积和温度分别为2hS和T0=273K，末态体积为2.7hS，

设末态温度为T，由该吕萨克定律得：

T=

=368.55K

【解析】【分析】第一个过程是等温过程，应用玻意耳定理可解得，第二步为等压变化，用盖﹣吕萨克定理可以解得．

12.【答案】

（1）增大

（2）2.3×105

【解析】【解答】解

（1）：

液体内部压强特点和计算式p=ρgh，故）“蛟龙号”在下潜过程中，所受压强将增大

（2）浮力计算式F浮=ρ液gV排=1.0×103×10×23N=2.3×105N故答案为：

（1）增大；

（2）2.3×105

【分析】液体内部压强特点和计算式p=ρgh；浮力计算式F浮=ρ液gV排

四、解答题

13.【答案】解答：

湿衣服能晾干是因为干燥的大气中空气的相对湿度小，蒸发得快，衣服容易晾干

故答案为：

干燥的大气中空气的相对湿度小，蒸发得快，衣服容易晾干

【解析】【分析】我们日常生活中说的干燥是指空气相对湿度较小

14.【答案】解：

设开始状态缸内封闭气体的压强为p1，体积为V；气缸刚离地时缸内封闭气体的压强为p2，体积为V2；开始时，活塞受到重力mg、封闭气体竖直向上的压力p1S，大气竖直向下的压力poS．由共点力平衡条件，有：

poS+mg﹣p1S=0   

当气缸刚离开地面时，对气缸由共点力平衡条件有：

由于初、末状态的变化过程中，缸内气体的质量和温度都保持不变，由玻意耳定律有：

解得：

则活塞上升的距离为：

答：

当气缸刚离地面时活塞上升的距离为

【解析】【分析】此题是一道力热综合问题，对气体是等温变化过程，对活塞、气缸是力学平衡问题，并且气缸在提离地面时，地面对其支持力为零．欲求气缸刚离地时缸内封闭气体的压强p封气，把气缸隔离出来研究可求得．

五、实验探究题

15.【答案】

（1）移动活塞要缓慢；不能用手握住注射器的封闭气体部分

（2）注射器与压强传感器连接部分气体的体积

（3）B

【解析】【解答】解：

（1）了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是移动活塞要缓慢；不能用手握住注射器封闭气体部分．这样能保证装置与外界温度一样．

（2）体积读数值比实际值大V0．根据P（V+V0）=C，C为定值，则V=

﹣V0．如果实验操作规范正确，但如图所示的V﹣

图线不过原点，则V0代表注射器与压强传感器连接部位的气体体积．（3）根据PV=C可知

，当质量不变时

成正比，当质量发生改变时，

还是成正比，但此时的斜率发生变化即斜率减小，故B正确

故答案为：

（1）移动活塞要缓慢，不能用手握住注射器的封闭气体部分；

（2）注射器与压强传感器连接部分气体的体积（3）B

【分析】能够运用控制变量法研究两个物理量变化时的关系．

注意实验中的操作步骤和一些注意事项．