人教版高中物理选修33第八章 气体测试含答案及详细解析.docx

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人教版高中物理选修33第八章气体测试含答案及详细解析

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2020年秋人教版高中物理选修3-3第八章气体测试

本试卷共100分，考试时间120分钟。

一、单选题（共10小题,每小题4.0分,共40分）

1.在一定温度下，某种理想气体的分子速率分布应该是（　　）

A．每个气体分子速率都相等

B．每个气体分子速率一般都不相等，速率很大和速率很小的分子数目很少

C．每个气体分子速率一般都不相等，但在不同速率范围内，分子数目的分布是均匀的

D．每个气体分子速率一般都不相等，速率很大和速率很小的分子数目很多

2.一定质量的气体，保持体积不变，当它的温度从100℃升高到200℃时，它的压强（　　）

A．变为原来的

B．变为原来的2倍

C．变为原来的

D．变为原来的

倍

3.如图所示，A、B两容器容积相等，用粗细均匀的细玻璃管连接，两容器内装有不同气体，细管中央有一段水银柱，在两边气体作用下保持平衡时，A中气体的温度为0℃，B中气体温度为20℃，如果将它们的温度都降低10℃，则水银柱将（　　）

A．向A移动

B．向B移动

C．不动

D．不能确定

4.如图所示，一端封闭、一端开口的U形管竖直放置，管中有两段水银柱封闭着a、b两部分气体，若保持a部分气体温度不变，使b部分气体温度升高，则（　　）

A．a的体积和压强不变；b的体积变大，压强不变

B．a的体积变小，压强变大；b的体积变大，压强变小

C．a的体积变小，压强变大；b的体积变大，压强不变

D．a和b的体积都变大，压强都变小

5.关于密闭容器中气体的压强，下列说法正确的是（　　）

A．是由于气体分子相互作用产生的

B．是由于气体分子碰撞容器壁产生的

C．是由于气体的重力产生的

D．气体温度越高，压强就一定越大

6.如图所示，A、B两个大容器装有同种气体，容器间用一根细玻璃管连接，管中有一水银滴D作活塞，当左边容器的温度为－10℃，右边容器的温度为10℃时，水银滴刚好在玻璃管的中央保持平衡．当两个容器的温度都下降10℃时，下列判断正确的是（　　）

A．水银滴将不移动

B．水银滴将向右移动

C．水银滴将向左移动

D．水银滴将向哪个方向移动无法判断

7.如图所示，两端开口的U形玻璃管中，右侧直管内有一部分空气被一段高为H的水银柱与外界隔开．若再向左边的玻璃管中注入一些水银，平衡后，则（　　）

A．U形玻璃管下部两边水银面的高度差减小

B．U形玻璃管下部两边水银面的高度差增大

C．U形玻璃管下部两边水银面的高度差不变

D．U形玻璃管右边玻璃管内的气体体积减小

8.密封在压强不变的容器中的气体，当温度升高时（　　）

A．体积变大

B．体积变小

C．体积不变

D．都有可能

9.为了控制温室效应，各国科学家提出了不少方法和设想．有人根据液态CO2密度大于海水密度的事实，设想将CO2液化后，送入深海海底，以减小大气中的CO2的浓度．为使CO2液化，最有效的措施是（　　）

A．减压、升温

B．增压、升温

C．减压、降温

D．增压、降温

10.（多选）对于一定质量的理想气体，下列说法中正确的是（　　）

A．温度不变时，压强增大n倍，单位体积内的分子数一定也增大n倍

B．体积不变时，压强增大，气体分子热运动的平均速率也一定增大

C．压强不变时，若单位体积内的分子数增大，则气体分子热运动的平均速率一定减小

D．气体体积增大时，气体分子的内能一定减小

二、多选题（共4小题,每小题5.0分,共20分）

11.（多选）如图为某实验器材的结构示意图，金属内筒和隔热外筒间封闭了一定体积的空气，内筒中有水，在水加热升温的过程中，被封闭的空气（　　）

A．内能增大

B．压强增大

C．分子间引力和斥力都减小

D．所有分子运动速率都增大

12.（多选）如图所示，用活塞把一定质量的理想气体封闭在汽缸中，用水平外力F作用于活塞杆，使活塞缓慢向右移动，由状态①变化到状态②．如果环境保持恒温，分别用p、V、T表示该理想气体的压强、体积、温度．气体从状态①变化到状态②，此过程可用下图中哪几个图象表示（　　）

A．

B．

C．

D．

13.（多选）x、y两容器中装有相同质量的氦气，已知x容器中氦气的温度高于y容器中氦气的温度，但压强却低于y容器中氦气的压强．由此可知（　　）

A．x中氦气分子的平均动能一定大于y中氦气分子的平均动能

B．x中每个氦气分子的动能一定都大于y中每个氦气分子的动能

C．x中动能大的氦气分子数一定多于y中动能大的氦气分子数

D．x中氦气分子的热运动一定比y中氦气分子的热运动剧烈

14.（多选）如图所示，一根一端封闭的玻璃管开口向下插入水银槽中，内封有一定质量的气体，管内水银面低于管外．在温度不变时，将玻璃管稍向下插入一些，下列说法正确的是（　　）

A．玻璃管内气体体积减小

B．玻璃管内气体体积增大

C．管内外水银面高度差减小

D．管内外水银面高度差增大

三、实验题（共1小题,每小题10.0分,共10分）

15.如图所示，“探究气体压强与体积的关系”实验中，研究对象是___________，实验中应保持不变的参量是____________________，它的体积由______________直接读出，它的压强由__________________传感器等计算机辅助系统得到．

四、计算题（共3小题,每小题10.0分,共30分）

16.粗细均匀的玻璃管，一端封闭，长为12cm。

一个人手持玻璃管开口竖直向下潜入池水中，当潜到水下某深度时看到水进入玻璃管口2cm，求管口距水面的深度。

（取水面上大气压强为p0＝1.0×105Pa，g取10m/s2，池水中温度恒定）

17.一个质量可不计的活塞将一定量的理想气体封闭在上端开口的直立筒形汽缸内，活塞上堆放着铁砂，如图所示．最初活塞搁置在汽缸内壁的卡环上，气体柱的高度为H0，压强等于大气压强p0，现对气体缓慢加热，当气体温度升高了ΔT＝60K时，活塞（及铁砂）开始离开卡环而上升．继续加热直到气柱高度为H1＝1.5H0.此后在维持温度不变的条件下逐渐取走铁砂直到铁砂全部取走时，气柱高度变为H2＝1.8H0，求此时气体的温度．（不计活塞与气体之间的摩擦）

18.如图所示，透热的汽缸内封有一定质量的理想气体，缸体质量M＝200kg，活塞质量m＝10kg，活塞面积S＝100cm2．活塞与汽缸壁无摩擦且不漏气．此时，缸内气体的温度为27℃，活塞位于汽缸正中，整个装置都静止．已知大气压恒为p0＝1．0×105Pa，重力加速度为g＝10m/s2．求：

（1）缸内气体的压强p1；

（2）缸内气体的温度升高到多少℃时，活塞恰好会静止在汽缸缸口AB处？

答案

1.【答案】B

【解析】气体分子做无规则运动，速率大小各不相同，但分子的速率遵循一定的分布规律．气体的大多数分子速率在某个数值附近，离这个数值越近，分子数目越多，离这个数值越远，分子数目越少，总体表现出“中间多、两头少”的分布规律．

2.【答案】D

【解析】　根据查理定律得

＝

，初状态T1＝（273＋100）K＝373K，末状态T2＝（273＋200）K＝473K；所以

＝

＝

，即温度从100℃升高到200℃时，它的压强变为原来的

倍，故D正确．

3.【答案】A

【解析】假设水银柱不动，由查理定律

＝

，得p′－p＝

p，即Δp＝

p，可知Δp∝

，而TA＝273．15K，TB＝293．15K，所以A部分气体压强减少的较多，故水银柱左移．

4.【答案】A

【解析】由于b部分气体压强pb＝p0＋ph1保持不变，温度升高，体积增大，而a部分气体的压强pa＝pb－ph2＝p0＋ph1－ph2也保持不变，温度不变，由玻意耳定律知体积不变，故只有A项正确．

5.【答案】B

【解析】气体的压强是由容器内的大量分子撞击器壁产生的，A、C错，B对；气体的压强与温度和体积两个因素有关，温度升高压强不一定增大，故D错．

6.【答案】C

【解析】开始时两边压强相等，假定水银滴不移动，即两边体积不变，由查理定律的分比形式Δp＝

p可得ΔpA＝

p＝－

p，ΔpB＝

p＝－

p.|ΔpA|>|ΔpB|，所以水银滴将向左移动．

7.【答案】C

【解析】由右管内封闭气体的水银柱压强平衡条件知，气体压强等于外界大气压p0与高H的水银柱产生的压强之和，即p＝p0＋pH．根据连通器原理，左管内水银面与右管密闭气体下方水银面高度差也应为H．当左管内再注入一些水银后，由于右管上方水银柱高度是H，密闭气体的压强不变，所以左、右两管下部水银面高度差不变，故选项C对，A、B错，由于密闭气体的温度不变、压强不变，所以体积不变，选项D错．

8.【答案】A

【解析】本题考查的知识点是气体的等压变化．压强不变时，体积V与温度T成正比，因此温度升高时，气体的体积应变大，故正确答案为A．

9.【答案】D

【解析】要将CO2液化需减小体积，根据

＝C，知D选项正确．

10.【答案】ABC

【解析】对于一定质量的理想气体，其压强与单位体积内的分子数（n＝

）有关，与气体分子热运动的平均速率（

由温度决定）有关．因此，根据实验定律pV＝常量、

＝常量和

＝常量，可知A、B、C正确；另外，一定质量的理想气体的内能由温度决定，气体的体积增大时，温度可能会出现三种情况，比如若压强不变由

＝常量可知温度升高，故内能就会增大，D错误．

11.【答案】AB

【解析】隔热外筒使封闭气体与外界无热量交换，因金属内筒导热，所以水温升高时，气体吸热，温度升高，分子平均动能增大，但不是每个分子运动速率都增大，D项错误；气体体积不变，分子间距离不变，分子势能不变，分子间引力和斥力均不变，C项错误；分子平均动能增大，分子势能不变，所以封闭气体的内能增大，A正确；根据查理定律

＝C得p增大，B正确．

12.【答案】AD

【解析】由题意知，由状态①到状态②过程中，温度不变，体积增大，根据理想气体状态方程

＝C可知压强将减小．对A图象进行分析，p－V图象是双曲线即等温线，且由状态①到②体积增大，压强减小，故A正确；对B图象进行分析，p－V图象是直线，温度会发生变化，故B错误；对C图象进行分析，可知温度不变，体积却减小，故C错误；对D图象进行分析，可知温度不变，压强是减小的，故体积增大，D正确．

13.【答案】ACD

【解析】分子的平均动能取决于温度，温度越高，分子的平均动能越大，但对于任一个氦气分子来说并不一定成立，故A项正确，B项错误；分子的动能也应遵从统计规律，即“中间多、两头少”，温度较高时，动能大的分子数一定多于温度较低时动能大的分子数，C项正确；温度越高，分子的无规则热运动越剧烈，D项正确．

14.【答案】AD

【解析】假设水银柱相对试管不动，即管内水银面随着试管下降，则管内外水银面高度差增加，内外压强平衡破坏，管内水银面上升，气体体积等温压缩，由玻意耳定律可知，压强增大，故A、D正确．

15.【答案】封闭在注射器内的气体　温度和质量　注射器　压强　

【解析】如图所示，“探究气体压强与体积的关系”实验中，研究对象是封闭在注射器内的气体，实验中应保持不变的参量是温度和质量，它的体积由注射器直接读出，它的压强由压强传感器等计算机辅助系统得到．

16.【答案】　2.02m

【解析】　确定研究对象为被封闭的空气，玻璃管下潜的过程中空气的状态变化可视为等温过程。

设潜入水下的深度为h，玻璃管的横截面积为S。

空气的初、末状态参量分别为：

初状态：

p1＝p0，V1＝12S

末状态：

p2＝p0＋ρg（h－0.02），V2＝10S

由玻意耳定律p1V1＝p2V2得

p0·12S＝[p0＋ρg（h－0.02）]·10S

解得h＝2.02m。

17.【答案】540K

【解析】以汽缸内的气体为研究对象，气体先等容升温升压，离开卡环后等压升温膨胀至H1，再等温膨胀到H2.根据各个阶段的状态变化特点分别运用气体实验定律即可建立方程求解．

设气体初态温度为T0，气柱高度为H1时的温度为T1，活塞刚离开卡环时气体压强为p1.

气体等容升温过程，由查理定律有

＝

①

气体等压膨胀过程，由盖—吕萨克定律有

＝

②

气体等温膨胀过程，由玻意耳定律有

p1H1＝p0H2③

联立①②③式解得：

T1＝

ΔT＝

×60K＝540K.

18.【答案】

（1）3×105Pa　

（2）327℃

【解析】

（1）以汽缸为研究对象（不包括活塞）列汽缸受力平衡方程：

p1S＝Mg＋p0S

解之得：

p1＝3×105Pa

（2）当活塞恰好静止在汽缸缸口AB处时，设缸内气体温度为T2，压强为p2，

此时仍有p2S＝Mg＋p0S，即缸内气体为等压变化．

对这一过程研究缸内气体，由盖—吕萨克定律得：

＝

所以T2＝2T1＝600K

故t2＝（600－273）℃＝327℃．