学年人教版选修33第八章 气体单元测试.docx

学年人教版选修33第八章 气体单元测试.docx

《学年人教版选修33第八章 气体单元测试.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《学年人教版选修33第八章 气体单元测试.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

学年人教版选修33第八章气体单元测试

人教版高中物理选修3-3单元测试题气体

一、单项选择（每题4分，共40分）

1.一定质量的理想气体，保持体积不变。

下列说法正确的是（　　）

A.压强增大时，气体的内能增加

B.压强增大时，单位体积的气体分子数增加

C.温度升高时，每个气体分子的动能都增加

D.温度降低时，每个气体分子的动能都减小

【答案】A

【解析】

A、一定质量的理想气体，其体积不变，则分子的密度不变；当压强增大时，其气体的温度升高，则气体分子的平均动能增大，内能增加，故A正确；B、压强改变，不能改变单位体积内的分子数，单位体积内的分子数与气体体积有关，体积不变，单位体积内的分子数就不变，故B错误。

CD、当温度升高时，气体的平均动能增大，但并不是每个的动能都增大，有的甚至减小，对分子讲个别情况是无意义的，而是看平均效果，同样当温度降低时，分子的平均动能减小，但并不能说明每个分子的动能都减小。

故C错误，D错误。

故选A。

【点睛】由压强的微观解释可以判定A；单位体积内的分子数与气体体积有关，与压强无关；温度是分子平均动能的标志。

2.两个相同的容器中，分别盛有质量相等、温度相同的氧气和氢气，则它们的（　　）

A.压强相等

B.分子运动的平均速率相等

C.分子的平均动能相等，压强不等

D.分子的平均动能相等，压强相等

【答案】C

【解析】

【详解】A、C、D、决定气体压强的因素是由单位体积内的分子数和气体分子的平均动能；因为体积相同，氮气和氧气的质量不同，故单位体积内的分子数不同；温度相同，气体分子的平均动能相等，故压强不相等；故A错误，D错误，C正确。

B、温度是分子平均动能的标志，温度相等，分子平均动能相等，氮气和氧气的分子质量不同分子运动的平均速率不相等；故B错误。

故选C。

【点睛】此题要求明确决定气体压强的因素

；温度是分子平均动能的标志．

3.一定质量的理想气体，在温度保持不变时体积膨胀，必定会发生变化是（　　）

A.气体分子的总数增加B.气体分子的平均动能增大

C.单位体积内的分子数目减小D.分子的速率都不发生变化

【答案】C

【解析】

【详解】A、该气体质量不变，分子的个数当然不会变化，体积增大，会使分子密度减小，气体对器壁的压强减小，故A错误，C正确。

B、对一定质量的理想气体，温度不变则分子的平均动能不变，但这并不意味着每个分子的动能都不变，有少数分子的动能会减小，也有少数分子的动能会增大，动能变化的分子其速率将发生变化，故B、D错误。

故选C。

【点睛】明确温度和体积对压强的影响：

温度是分子平均动能变化的标志．由于大量分子都在不停地做无规则热运动，与器壁频繁碰撞，使器壁受到一个平均持续的冲力，致使气体对器壁产生一定的压强．

4.如图所示，两端开口的均匀玻璃管竖直插入水银槽中，管中有一段水银柱h1封闭着一定质量的气体，这时管下端开口处内、外水银面高度差为h2，若保持环境温度不变，当外界压强增大时，下列分析正确的是（）

学,,...学,,...学,,...学,,...学,,...

A.h2变长B.h2变短

C.h1上升D.h1下降

【答案】D

【解析】

试题分析：

当外界压强变大时，根据理想啊气体状态方程可知：

下部气体的压强会变大，所以体积会变小。

所以h1下降

考点：

力的平衡理想气体状态方程

点评：

难度一般，可以根据经验直接得出答案

5.下列说法中正确的是

A.一定质量的气体被压缩时，气体压强不一定增大

B.一定质量的气体温度不变压强增大时，其体积也增大

C.气体压强是由气体分子间的斥力产生的

D.在失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁没有压强

【答案】A

【解析】

根据理想气体状态方程

压缩后的压强

，知压缩后的压强还与压缩后的温度有关，如果压缩后的温度降低足够大，则气体压强可以减小，故A正确；根据理想气体状态方程

可知温度不变时，压强增大，则体积减小，故B错误；气体压强由于分子热运动时气体分子不断撞击容器壁形成持续压力而形成的，与气体分子间的斥力无关，故C错误；气体压强由于分子热运动时气体分子不断撞击容器壁形成持续压力而形成的，与气体的重力无关，故在失重的情况下，密闭容器中的气体对器壁仍然有压强，故D错误。

故选A。

点睛：

本题主要考查气体压强的形成原因以及理想气体的状态方程，正确掌握规律是解决问题的关键，尤其是气体的压强的产生与大气压强的产生机制不同．

6.用打气筒将压强为1atm的空气打进自行车胎内，如果打气筒容积△V=500cm3，轮胎容积V=3L，原来压强p=1.5atm．现要使轮胎内压强变为p′=4atm，问用这个打气筒要打气几次（设打气过程中空气的温度不变）（　　）

A.5次B.10次C.15次D.20次

【答案】C

【解析】

试题分析：

打气N次后，空气压强达到4标准大气压，打入的气体在标准大气压下的体积为△VN．根据玻意耳定律

pV+p0△VN=4p0V

解得N=15次

故选：

C

7.如图所示，带有活塞的气缸中封闭一定质量的理想气体（不考虑分子势能）．将一个热敏电阻（电阻值随温度升高而减小）置于气缸中，热敏电阻与气缸外的欧姆表连接，气缸和活塞均具有良好的绝热性能，气缸和活塞间摩擦不计．则（　　）

A.若发现欧姆表示数变大，则气缸内气体压强一定减小

B.若发现欧姆表示数变大，则气缸内气体内强一定减小

C.若拉动活塞使气缸内气体体积增大，则欧姆表示数将变小

D.若拉动活塞使气缸内气体体积增大时，则需加一定的力，这说明气体分子间有引力

【答案】B

【解析】

内部气体的压强为

，则气体的压强不变；欧姆表读数变大，说明气体温度降低，根据理想气体状态方程PV/T＝C，体积减小，内能减小，故A错误，B正确；若拉动活塞使气缸内气体体积增大，气体对外界做功，温度降低，故欧姆表读数将变大，故C错误；若拉动活塞使气缸内气体体积增大，则需加一定的力，是克服内外气压差做功，故D错误；故选B。

8.一根粗细均匀长1.0m的直玻璃管，上端封闭，下端开口，将它竖直地缓慢插入深水池中，直到管内水面距管上端0.50m为止．已知水的密度为1.0×103g/m3，重力加速度为10m/s2，大气压强为1.0×105Pa，则这时管内、外水面的高度差为（　　）

A.9mB.9.5mC.10mD.10.5m

【答案】C

【解析】

【详解】设管内外水面的高度差是h，管的横截面积为S，以管内气体为研究对象，p1=p0=1.0×105Pa，V1=L1S=S，p2=p0+ρ水gh，V2=L2S=0.5S，由玻意耳定律得：

p1V1=p2V2，即1.0×105×S=（1.0×105+ρ水gh）×0.5S，解得h=10m；故选C。

9.一汽泡从30m深的海底缓慢升到水面，设水底温度是4℃，水面温度是15℃，那么汽泡在水面的体积约是水底时（　　）

A.3倍B.4倍C.5倍D.12倍

【答案】B

【解析】

【详解】设气泡在30m深时，P1=P0+ρgh=401Pa，V1，T1=277，到达水面时，P2=P0=101Pa，V2，T2=288，有理想气体状态方程

，解得V2≈4V1；故选B。

【点睛】本题注重分清气体变化中的状态参量，利用理想气体状态方程求解．

10.如图所示，两根同样的薄壁玻璃管A、B，管内分别有一段长为h1、h2的水银柱（h1＜h2），悬挂在弹簧秤下，开口向下倒插在水银槽中（管口与水银槽底不接触，且玻璃管中封闭有少量气体），此时两弹簧秤的读数分别为F1和F2，则关于F1、F2的大小情况说法正确的是（　　）

A.F1=F2

B.若温度升高，但两弹簧秤的读数都不变

C.F1＜F2

D.若外界大气压强增大，但两弹簧秤的读数都不变

【答案】C

【解析】

【详解】A、C、玻璃管A、B完全一样，因是薄壁，忽略水银对其的浮力及其重力，分别对两个玻璃管进行受力分析，

对A：

弹簧的弹力F1，内部气体向上的压力PAS，大气压向下的压力P0S，由平衡条件有：

F1+PAS=P0S；

对B：

弹簧的弹力F2，内部气体向上的压力PBS，大气压向下的压力P0S，由平衡条件有：

F2+PBS=P0S，因h1＜h2，所以PA＞PB，可得F1＜F2，所以选项A错误，C正确。

B、D、温度升高，被封闭的气体体积增大，压强减小；若外界大气压强增大，被封闭的气体压强也变大；由以上两个式子可知，示数都会发生变化。

所以B，D错误。

故选C。

【点睛】该题实际上是考查了被封闭气体的压强，通过受力平衡的方式进行考查，方式较为灵活，是一道好题．该题还可理解为，弹簧的示数就等于进入玻璃管的水银的重力，这样解答会更方便．

二、多项选择（每题4分，共20分）

11.一定质量的理想气体,处于某一初态,现要使它经过一些状态变化后回到原来初温,下列哪些过程可能实现（）

A.先等压压缩,再等容减压B.先等容增压,再等压膨胀

C.先等压膨胀,再等容减压D.先等容减压,再等压膨胀

【答案】CD

【解析】

先等压压缩，根据理想气体状态方程公式

可知，温度降低，后等容减压，温度降低，不可能回到初始温度，故A错误；先等容增压，根据理想气体状态方程公式

可知，温度升高，后等压膨胀，温度升高，不可能回到初始温度，故B错误;由理想气体状态方程：

可知，先等压膨胀，温度T升高，接着保持体积不变而减小压强，温度降低，可能回到初始温度，故C正确;先等容减压，根据理想气体状态方程公式

可知，温度升高，后等压膨胀，温度升高，可能回到初始温度，故D正确。

所以CD正确，AB错误。

12.一定质量的气体，如果保持气体的体积不变，温度越高，那么下列说法中正确的是（　　）

A.气体的压强增大

B.每个分子的速率均增大

C.气体分子的密度增大

D.单位时间内气体分子对器壁碰撞的次数增多

【答案】AD

【解析】

【详解】A、D、体积不变，分子的密集程度不变；温度升高，分子的平均动能增加，所以气体的压强增大，单位时间内气体分子对器壁碰撞的次数增多；故A，D正确。

B、温度升高，代表分子的平均动能增大，并不是每个分子的动能都增大；故B错误。

C、体积不变，质量不变，则密度不变；故C错误。

故选AD。

【点睛】气体压强的微观影响因素：

分子的平均动能和分子的密集程度，温度升高分子的平均动能增大，体积不变，分子的密集程度不变，压强增大；温度是分子平均动能的标志，具有统计意义，对单个分子无意义。

13.如图所示，粗细均匀两端开口的U形玻璃管，管内注入一定量的水银。

但在其中封闭了一段空气柱，其长度为l。

在空气柱上面的一段水银柱长为h1，空气柱下面的水银面与左管水银面相差为h2。

若往管内加入适量水银，则：

A.水银加入右管，l变短，h2变大；

B.水银加入左管，l不变，h2变大；

C.水银无论加在左管还是右管，h1始终与h2相等；

D.水银加在右管，l变短，水银加在左管，l变长

【答案】AC

【解析】

【详解】以右侧管中封闭气体做为研究对象，根据同一液面处压强相等知：

封闭气体压强P=P0+ρgh1，左侧水银柱根据连通器的原理可得

，联立可知

。

故无论在左管或右管加入水银，平衡后都有

；加入水银后，封闭气体的压强变大，而温度不变，由

可知体积变小，则l变短，综上选AC。

【点睛】双开口的封闭气体的压强能够用两边的水银柱同时求得；结合连通器的原理分析压强、体积的变化。

14.如图所示，两端封闭粗细均匀的玻璃管水平放置在桌面上，中间有一段水银柱把气体分隔为等体积的两部分．现使玻璃管竖直并作一定的运动，保持温度不变，在运动过程中发现两部分气体的体积仍相等，则该玻璃管可能的运动是（　　）

A.匀速直线运动

B.自由落体运动

C.竖直上抛运动

D.平抛运动

【答案】BCD

【解析】

【详解】玻璃管竖直放置时，气体温度与体积都不变，由理想气体状态方程可知，气体压强不变；

A、当玻璃管在竖直方向上做匀速直线运动时，水银对下面的气体产生压强，下面气体体积减小，上面气体体积变大，不符合题意;故A错误。

B、当玻璃管做自由落体运动时，水银处于完全失重状态，水银对气体不产生压力，气体压强不变，温度与体积不变，符合题意;故B正确。

C、玻璃管做竖直上抛运动时，水银处于完全失重状态，水银对气体不产生压力，气体压强不变，温度与体积不变，符合题意;故C正确。

D、玻璃管做平抛运动时，水银处于完全失重状态，水银对气体不产生压力，气体压强不变，温度与体积不变，符合题意;故D正确。

故选BCD。

【点睛】根据题意、由理想气体状态方程判断出气体压强不变，分析在各种状态下气体压强如何变化，是正确解题的关键．

15.封闭在气缸内一定质量的理想气体由状态A变到状态D，其体积V与热力学温度关T系如图所示，该气体的摩尔质量为M，状态A的体积为V0，温度为T0，O、A、D三点在同一直线上，阿伏伽德罗常数为NA。

由状态A变到状态D过程中（　　）

A.气体从外界吸收热量，内能增加

B.气体体积增大，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数减少

C.气体温度升高，每个气体分子的动能都会增大

D.气体的密度不变

【答案】AB

【解析】

试题分析：

A点和D点在过原点的连线上，说明气体由A到D压强不变，体积增大，密度减小，气体对外做功，温度升高气体的平均动能增加，内能增加，故需要吸热，故AB正确，CD错误．故选AB．

考点：

V-T图线

【名师点睛】此题考查分子动理论和V-T图象的应用，要求学生知道分子动理论的内容，根据图象知道AD两点在同一等压线上，结合分子动理论内容进行分析。

三、计算题（共40分）

16.如图所示，粗细均匀的U形管竖直放置，左端封闭，右端开口，左端用水银封闭着长L＝18cm的理想气体，当温度为27℃时，两管水银面的高度差Δh＝4cm，设外界大气压为75cmHg，为了使左、右两管中的水银面相平，

（1）若对封闭气体缓慢加热，温度需升高到多少℃；

（2）若温度保持27℃不变，向右管缓慢注入水银最后左、右两管的水银面相平且稳定时，气柱的长度是多少.

【答案】

（1）352

（2）17.04cm

【解析】

试题分析：

（1）由题意，p1＝71cmHg，V1＝18cm·S,T1＝300，p2＝75cmHg，V2＝20cm·S；根据理想气体状态方程：

代入数据得：

T2＝352，t2＝79℃

（2）p3＝71cmHg，T3＝T1＝300，

根据玻意耳定律：

p1V1＝p3V3

解得L3＝17.04cm

考点：

本题考查了克拉伯龙方程的理解和应用，通过先判断压强然后结合状态方程计算温度或体积。

点评：

17.如图所示，薄壁光滑导热良好的气缸放在光滑水平面上，当环境温度为10℃时，用横截面积为1.0×10﹣2m2的活塞封闭体积为2.0×l0﹣3m3的理想气体，活塞另一端固定在墙上．外界大气压强为1.0×105Pa．

（1）当环境温度为37℃时，气缸自由移动了多少距离？

（2）如果环境温度保持在37℃，对气缸作用水平力，使缸内气体体积缓慢地恢复到原来数值，这时气缸受到的水平作用力多大？

【答案】

（1）2×10﹣2m

（2）100N

【解析】

试题分析：

（1）气体等压变化有：

解得：

气缸移动的距离为：

（2）从状态1→3气体等容变化：

解得：

根据平衡条件，有：

P3S=P0S+F

故：

F=（P3-P0）S=1×104×10-2N=100N

考点：

气体的状态变化方程

【名师点睛】本题关键找出封闭气体的已知状态参量，然后选择恰当的气体实验定律列式求解。

18.如图所示，容器A和容器B分别盛有氢气和氧气，用一段水平细玻璃管相通，管内有一段水银柱将两种气体隔开，当氢气的温度为0℃,氧气温度是20℃时，水银柱怎样移动？

（1）两气体均升高温度20℃；

（2）两气体均降低温度20℃；

（3）若初状态如图所示且气体的初温相同，则两气体均升高10℃时，水银柱怎样移动？

【答案】

（1）水银柱向B容器一方移动

（2）水银柱向A容器一方移动（3）水银柱不移动.

【解析】

【分析】

这类题目只能按等容过程求解。

因为水银柱的移动是由于受力不平衡而引起的，而它的受力改变又是两段空气柱压强增量的不同造成的，所以必须从压强变化入手.

【详解】

（1）假定两个容器的体积不变，即V1，V2不变，所装气体温度分别为273和293，

两气体均升高温度

时，左边的压强由p1升至p'1，△p1=p1-p'1，右边的压强由p2升至p′2，

由查理定律得：

，

因为p2=p1，所以△p1＞△p2，即水银柱应向B容器一方移动。

（2）两气体均降低温度

时，左边的压强由p1降至p'1，△p1=p1-p'1，右边的压强由p2降至p′2，

由查理定律得：

，

因为p2=p1，所以△p1＞△p2，即左方气体的压强降的多，末态压强小于右方压强，则水银柱应向A容器一方移动。

（3）设两气体初始温度为T0，温度升高相同

，

同理由查理定理：

，

因为p2=p1，所以△p1=△p2，则两边气体压强增大的相同，故水银柱不移动。

【点睛】本题涉及两部分气体状态变化问题，除了隔离研究两部分之外，关键是把握它们之间的联系，比如体积关系、温度关系及压强关系。