选修3-3 第八章 气体 章末小结 同步练习(word含答案)
文档属性
| 名称 | 选修3-3 第八章 气体 章末小结 同步练习(word含答案) |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 256.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-23 07:13:25 | ||
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文档简介
选修3-3 第八章 气体 章末小结 同步练习
一、单项选择题（共10小题；共40分）
1. 如图为一定质量理想气体的体积 与温度 的关系图象，气体由状态 经等温变化到状态 ，再经等容变化到状态 ，设 、 、 状态对应的压强分别为 、 、 ，则
A. ， B. ， C. ， D. ，
2. 如图所示为定质量的某种气体在 图中的等温线， 、 是等温线上的两点， 和 的面积分别为 和 ，则
A. B. C. D. 无法比较
3. 如图所示是一定质量的气体从状态 经状态 到状态 的 图象，由图象可知
A. B. C. D.
4. 如图所示，竖直放置的弯曲管 端开口， 端封闭，密度为 的液体将两段空气封闭在管内，管内液面高度差分别为 、 和 ，则 端气体的压强为（已知大气压强为 ）
A. B.
C. D.
5. 某压缩式喷雾器储液桶的容量是 。往桶内倒入 的药液后开始打气，打气过程中药液不会向外喷出。如果每次能打进 的空气，要使喷雾器内药液能全部喷完，且整个过程中温度不变，大气压强为 ，则至少需要打气的次数是
A. 次 B. 次 C. 次 D. 次
6. 如图所示，一根竖直的弹簧支持着一倒立汽缸中的活塞，使汽缸悬空而静止设活塞与缸壁间无摩擦且可以在缸内自由移动，缸壁导热性能良好，则下列说法中正确的是
A. 若外界大气压增大，则弹簧将压缩一些
B. 若外界大气压增大，则汽缸上底面距地面的高度将不变
C. 若气温升高，则活塞距地面的高度将减小
D. 若气温升高，则汽缸上底面距地面的高度将增大
7. 汽缸中一定质量的理想气体，开始处于 状态，在体积不变时变到 状态，再在温度不变时变到 状态，最后在压强不变时回到 状态，则下列各图中不能反映上述过程的是
A. B.
C. D.
8. 如图甲所示，玻璃管上端封闭下端开口，管中通过两段水银柱封闭两段空气柱。轻弹玻璃管，使两段水银柱及被两段水银柱封闭的空气柱合在一起（如图乙所示）。若此过程中温度不变，水银柱与管壁密封很好，则乙图中水银柱的下端面 与甲图中水银柱的下端面 相比
A. 在同一高度 B. 比 稍高
C. 比 稍低 D. 条件不足，无法判断
9. 已知湖水深度为 ，湖底水温为 ，水面温度为 ，大气压强为 。当一气泡从湖底缓慢升到水面时，其体积约为原来的（取 ，）
A. 倍 B. 倍 C. 倍 D. 倍
10. 一定质量的理想气体经历一系列状态变化，其 图象如图所示，变化顺序为 ，图中 的延长线过坐标原点， 线段与 轴垂直， 线段与 轴垂直。气体在变化过程中
A. ，压强减小、温度不变、体积增大
B. ，压强增大、温度降低、体积减小
C. ，压强不变、温度升高、体积减小
D. ，压强减小、温度升高、体积不变
二、填空题（共4小题；共20分）
11. 如图所示，水平放置的一根玻璃管和几个竖直放置的 形管内都有一段水银柱，封闭端里有一定质量的气体，图（）中的水银柱长度和图（）（）（）中 形管两臂内水银柱高度差均为 ，外界大气压强 ，则四部分气体的压强分别为 ， ， ， 。
12. 如图所示，下端用橡皮管连接的两根粗细相同的玻璃管竖直放置，右管开口，左管内被封闭气柱长 ，水银面比右管低 ，大气压强为 。现保持左管不动，竖直方向移动右管使两管内水银面一样高，当两边液面相平时，气柱长度为 ，右管管口移动的距离是 。
13. 如图，一粗细均匀、底部装有阀门的 型管竖直放置，其左端开口、右端封闭、截面积为 现关闭阀门将一定量的水银注入管中，使左管液面比右管液面高 ，右端封闭了长为 的空气柱。已知大气压强为 ，右管封闭气体的压强为 ；若打开阀门使一部分水银流出，再关闭阀门，重新平衡时左管的水银面不低于右管，那么流出的水银最多为 。
14. 如图所示，两端封闭的均匀半圆（圆心为 ）管道内封闭一定质量理想气体，管内有不计质量、可自由移动的、绝热活塞 ，将管内气体分成两部分。开始时 与管道的水平直径的夹角为 ，此时两部分气体压强均为 ，温度相同。
（）若缓慢升高左侧气体的温度，而保持右侧气体温度不变，当活塞缓慢移动到管道最低点（不计摩擦）时，右侧气体的压强为 。（）若缓慢升高左侧气体的温度时，为保持活塞位置不变，则右侧气体的温度同时缓慢升高，应为左侧气体温度 倍。
三、解答题（共3小题；共39分）
15. 如图所示，内径均匀的玻璃管长 ，其中有一段长 的水银柱把一部分空气封闭在管中，当管开口向上竖直放置时，封闭气柱 的长度 ，现将玻璃管在竖直平面内缓慢转过 至开口向下，之后保持竖直，把开口端向下缓慢插入水银槽中，直至 端气柱长 时为止，已知大气压强 ，整个过程中温度保持不变，求：
（1）玻璃管旋转后插入水银槽前，管内气柱 的长度；
（2）玻璃管插入水银槽稳定后，管内气柱 的长度。
16. 如图所示为高楼供水系统示意图，压力罐甲、乙与水泵连接，两罐为容积相同的圆柱体，底面积为 、高为 ，开始两罐内只有压强为 的气体，阀门 、 关闭，现启动水泵向甲罐内注水，再当甲罐内气压达到 时水泵停止工作，当甲罐内气压低于 时水泵启动，设整个过程气体温度不变，求：
（1）甲罐内气压达到 时注入水的体积；
（2）打开阀门 ，水流入乙罐，达到平衡前水泵是否启动。
17. 如图，两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为 的 形管，左管上端封闭，右管上端开口。右管中有高 的水银柱，水银柱上表面离管口的距离 。管底水平段的体积可忽略。环境温度为 ，大气压强 。
（1）现从右侧端口缓慢注入水银（与原水银柱之间无气隙），恰好使水银柱下端到达右管底部。此时水银柱的高度为多少
（2）再将左管中密封气体缓慢加热，使水银柱上表面恰与右管口平齐，此时密封气体的温度为多少
答案
第一部分
1. A
【解析】气体从状态 变化到状态 ，发生等温变化， 与 成反比，，所以 ；从状态 到状态 ，气体发生等容变化，压强 与热力学温度成正比，，所以 ，故选项A正确。
2. B
【解析】 的面积 ，同理， 的面积 ，根据玻意耳定律得 ，可知两个三角形面积相等。
3. D
【解析】由体积不变，温度越高，压强越大可知，在 图象中，各点与坐标原点连线的斜率越大，压强越小，所以 ，故A、B错误；由图象可知，气体从状态 到状态 体积不变，则温度升高，故C错误，D正确。
4. B
【解析】需要从管口依次向左分析，中间气室压强比管口低 ， 端气体压强比中间气室低 ，所以 端气体压强为 ，选B项.
5. B
【解析】由题设可知，要使喷雾器内药液能全部喷完，即桶内全部充满压强为 的气体，由玻意耳定律得 ，其中 ，，，解得 （次），故B正确，A、C、D错误。
6. D
【解析】选择汽缸和活塞为整体，则弹簧弹力始终等于整体重力，弹簧长度不发生变化，则活塞距地面的高度不变，故A、C错误。选汽缸为研究对象，竖直向下受重力和大气压力 ，向上受到缸内气体的压力 ，由平衡条件得 若外界大气压 增大，则 一定增大，根据玻意耳定律得， （常数），当压强增大时，气体体积一定减小，所以汽缸的上底面距地面的高度将减小，故B错误。若气温升高缸内气体做等压变化，根据 可知，当温度升高时，气体体积增大，汽缸上升，则汽缸的上底面距地面的高度将增大，故D正确。
7. A
【解析】由题意可知，理想气体从 到 体积不变，从 到 温度不变，从 到 压强不变，则B、C、D图都能反映这种变化过程；而A图中理想气体从 到 体积不变，从 到 压强不变，从 到 温度不变，故选项A不能反映这一变化过程，A项错误。
8. C
【解析】两段水银柱合在一起前后的总压强差是相等的，所以最上面的那部分气体的压强始终没变，那么它的体积也保持不变；夹在中间的这部分气体向上移动后，它的压强减小，根据玻意耳定律可知它的体积将增大，所以水银柱的下表面将下降，即 比 稍低，故A、B、D错，C正确。
9. C
【解析】将气泡内气体视为理想气体。气泡在湖底时为初状态，压强 ，温度 ；气泡到水面时为末状态，压强 ，温度 ；根据理想气体的状态方程有 ，解得 。
10. A
【解析】由图象可知， 过程，气体发生等温变化，气体压强减小而体积增大，故A正确；由理想气体的状态方程 可知 ，由题图可知，连接 、 ，斜率 ，所以温度 ， 过程温度升高，又由图可知， 过程压强增大，体积增大，故B错误；由图象可知， 过程，气体压强不变而体积变小，由理想气体的状态方程 可知气体温度降低，故C错误；由图象可知， 过程，气体体积不变，压强变小，由理想气体的状态方程 可知，气体温度降低，故D错误。
第二部分
11. ；；；
【解析】由平衡条件可知：
如图（）所示，玻璃管水平，水银柱平衡，其两侧压强相等，则 ；
如图（）所示，水银柱自由端比封闭端高，封闭气体的压强比大气压大，则 ；
如图（）所示：水银柱自由端比封闭端低，封闭气体的压强比大气压小，则 ；
如图（）所示：水银柱自由端比封闭端高，封闭气体的压强比大气压大，则 。
12. ；
13. ；
【解析】[ ]右管封闭气体的压强为
[ ]重新平衡时左管的水银面不低于右管，左右液面相平时流出的水银最多，设此时右侧液面下降高度为 ，则
代入数据得
右侧下降 左右液面相平则左侧要下降 ，故 。
14. ；
第三部分
15. （1）
【解析】玻璃管旋转前后，对气柱 有 ，解得 ，
此时气柱 的长度为 。
（2）
【解析】玻璃管插入水银槽后，气柱 做等温变化，则有
，
代入数据解得 。
设此时气柱 的长度为 ，则有 ，
代入数据解得 。
16. （1）
【解析】取甲罐内气体为研究对象，由玻意耳定律有 ，
注入水的体积为 ，解得 。
（2） 未启动
【解析】打开阀门 后两罐液面相平，罐内气体高度为 ，
对甲罐由玻意耳定律有 ，
解得 ，水泵未启动。
17. （1）
【解析】设密封气体初始体积为 ，压强为 ，左、右管的横截面积均为 ，密封气体先经等温压缩过程体积变为 ，压强变为 。
由玻意耳定律有
设注入水银后水银柱高度为 ，水银的密度为 ，按题设条件有
，
联立①②③④式并代入题给数据得
。
（2）
【解析】密封气体再经等压膨胀过程体积变为 ，温度变为 ，由盖 吕萨克定律有
按题设条件有
联立④⑤⑥⑦式并代入题给数据得
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一、单项选择题（共10小题；共40分）
1. 如图为一定质量理想气体的体积 与温度 的关系图象，气体由状态 经等温变化到状态 ，再经等容变化到状态 ，设 、 、 状态对应的压强分别为 、 、 ，则
A. ， B. ， C. ， D. ，
2. 如图所示为定质量的某种气体在 图中的等温线， 、 是等温线上的两点， 和 的面积分别为 和 ，则
A. B. C. D. 无法比较
3. 如图所示是一定质量的气体从状态 经状态 到状态 的 图象，由图象可知
A. B. C. D.
4. 如图所示，竖直放置的弯曲管 端开口， 端封闭，密度为 的液体将两段空气封闭在管内，管内液面高度差分别为 、 和 ，则 端气体的压强为（已知大气压强为 ）
A. B.
C. D.
5. 某压缩式喷雾器储液桶的容量是 。往桶内倒入 的药液后开始打气，打气过程中药液不会向外喷出。如果每次能打进 的空气，要使喷雾器内药液能全部喷完，且整个过程中温度不变，大气压强为 ，则至少需要打气的次数是
A. 次 B. 次 C. 次 D. 次
6. 如图所示，一根竖直的弹簧支持着一倒立汽缸中的活塞，使汽缸悬空而静止设活塞与缸壁间无摩擦且可以在缸内自由移动，缸壁导热性能良好，则下列说法中正确的是
A. 若外界大气压增大，则弹簧将压缩一些
B. 若外界大气压增大，则汽缸上底面距地面的高度将不变
C. 若气温升高，则活塞距地面的高度将减小
D. 若气温升高，则汽缸上底面距地面的高度将增大
7. 汽缸中一定质量的理想气体，开始处于 状态，在体积不变时变到 状态，再在温度不变时变到 状态，最后在压强不变时回到 状态，则下列各图中不能反映上述过程的是
A. B.
C. D.
8. 如图甲所示，玻璃管上端封闭下端开口，管中通过两段水银柱封闭两段空气柱。轻弹玻璃管，使两段水银柱及被两段水银柱封闭的空气柱合在一起（如图乙所示）。若此过程中温度不变，水银柱与管壁密封很好，则乙图中水银柱的下端面 与甲图中水银柱的下端面 相比
A. 在同一高度 B. 比 稍高
C. 比 稍低 D. 条件不足，无法判断
9. 已知湖水深度为 ，湖底水温为 ，水面温度为 ，大气压强为 。当一气泡从湖底缓慢升到水面时，其体积约为原来的（取 ，）
A. 倍 B. 倍 C. 倍 D. 倍
10. 一定质量的理想气体经历一系列状态变化，其 图象如图所示，变化顺序为 ，图中 的延长线过坐标原点， 线段与 轴垂直， 线段与 轴垂直。气体在变化过程中
A. ，压强减小、温度不变、体积增大
B. ，压强增大、温度降低、体积减小
C. ，压强不变、温度升高、体积减小
D. ，压强减小、温度升高、体积不变
二、填空题（共4小题；共20分）
11. 如图所示，水平放置的一根玻璃管和几个竖直放置的 形管内都有一段水银柱，封闭端里有一定质量的气体，图（）中的水银柱长度和图（）（）（）中 形管两臂内水银柱高度差均为 ，外界大气压强 ，则四部分气体的压强分别为 ， ， ， 。
12. 如图所示，下端用橡皮管连接的两根粗细相同的玻璃管竖直放置，右管开口，左管内被封闭气柱长 ，水银面比右管低 ，大气压强为 。现保持左管不动，竖直方向移动右管使两管内水银面一样高，当两边液面相平时，气柱长度为 ，右管管口移动的距离是 。
13. 如图，一粗细均匀、底部装有阀门的 型管竖直放置，其左端开口、右端封闭、截面积为 现关闭阀门将一定量的水银注入管中，使左管液面比右管液面高 ，右端封闭了长为 的空气柱。已知大气压强为 ，右管封闭气体的压强为 ；若打开阀门使一部分水银流出，再关闭阀门，重新平衡时左管的水银面不低于右管，那么流出的水银最多为 。
14. 如图所示，两端封闭的均匀半圆（圆心为 ）管道内封闭一定质量理想气体，管内有不计质量、可自由移动的、绝热活塞 ，将管内气体分成两部分。开始时 与管道的水平直径的夹角为 ，此时两部分气体压强均为 ，温度相同。
（）若缓慢升高左侧气体的温度，而保持右侧气体温度不变，当活塞缓慢移动到管道最低点（不计摩擦）时，右侧气体的压强为 。（）若缓慢升高左侧气体的温度时，为保持活塞位置不变，则右侧气体的温度同时缓慢升高，应为左侧气体温度 倍。
三、解答题（共3小题；共39分）
15. 如图所示，内径均匀的玻璃管长 ，其中有一段长 的水银柱把一部分空气封闭在管中，当管开口向上竖直放置时，封闭气柱 的长度 ，现将玻璃管在竖直平面内缓慢转过 至开口向下，之后保持竖直，把开口端向下缓慢插入水银槽中，直至 端气柱长 时为止，已知大气压强 ，整个过程中温度保持不变，求：
（1）玻璃管旋转后插入水银槽前，管内气柱 的长度；
（2）玻璃管插入水银槽稳定后，管内气柱 的长度。
16. 如图所示为高楼供水系统示意图，压力罐甲、乙与水泵连接，两罐为容积相同的圆柱体，底面积为 、高为 ，开始两罐内只有压强为 的气体，阀门 、 关闭，现启动水泵向甲罐内注水，再当甲罐内气压达到 时水泵停止工作，当甲罐内气压低于 时水泵启动，设整个过程气体温度不变，求：
（1）甲罐内气压达到 时注入水的体积；
（2）打开阀门 ，水流入乙罐，达到平衡前水泵是否启动。
17. 如图，两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为 的 形管，左管上端封闭，右管上端开口。右管中有高 的水银柱，水银柱上表面离管口的距离 。管底水平段的体积可忽略。环境温度为 ，大气压强 。
（1）现从右侧端口缓慢注入水银（与原水银柱之间无气隙），恰好使水银柱下端到达右管底部。此时水银柱的高度为多少
（2）再将左管中密封气体缓慢加热，使水银柱上表面恰与右管口平齐，此时密封气体的温度为多少
答案
第一部分
1. A
【解析】气体从状态 变化到状态 ，发生等温变化， 与 成反比，，所以 ；从状态 到状态 ，气体发生等容变化，压强 与热力学温度成正比，，所以 ，故选项A正确。
2. B
【解析】 的面积 ，同理， 的面积 ，根据玻意耳定律得 ，可知两个三角形面积相等。
3. D
【解析】由体积不变，温度越高，压强越大可知，在 图象中，各点与坐标原点连线的斜率越大，压强越小，所以 ，故A、B错误；由图象可知，气体从状态 到状态 体积不变，则温度升高，故C错误，D正确。
4. B
【解析】需要从管口依次向左分析，中间气室压强比管口低 ， 端气体压强比中间气室低 ，所以 端气体压强为 ，选B项.
5. B
【解析】由题设可知，要使喷雾器内药液能全部喷完，即桶内全部充满压强为 的气体，由玻意耳定律得 ，其中 ，，，解得 （次），故B正确，A、C、D错误。
6. D
【解析】选择汽缸和活塞为整体，则弹簧弹力始终等于整体重力，弹簧长度不发生变化，则活塞距地面的高度不变，故A、C错误。选汽缸为研究对象，竖直向下受重力和大气压力 ，向上受到缸内气体的压力 ，由平衡条件得 若外界大气压 增大，则 一定增大，根据玻意耳定律得， （常数），当压强增大时，气体体积一定减小，所以汽缸的上底面距地面的高度将减小，故B错误。若气温升高缸内气体做等压变化，根据 可知，当温度升高时，气体体积增大，汽缸上升，则汽缸的上底面距地面的高度将增大，故D正确。
7. A
【解析】由题意可知，理想气体从 到 体积不变，从 到 温度不变，从 到 压强不变，则B、C、D图都能反映这种变化过程；而A图中理想气体从 到 体积不变，从 到 压强不变，从 到 温度不变，故选项A不能反映这一变化过程，A项错误。
8. C
【解析】两段水银柱合在一起前后的总压强差是相等的，所以最上面的那部分气体的压强始终没变，那么它的体积也保持不变；夹在中间的这部分气体向上移动后，它的压强减小，根据玻意耳定律可知它的体积将增大，所以水银柱的下表面将下降，即 比 稍低，故A、B、D错，C正确。
9. C
【解析】将气泡内气体视为理想气体。气泡在湖底时为初状态，压强 ，温度 ；气泡到水面时为末状态，压强 ，温度 ；根据理想气体的状态方程有 ，解得 。
10. A
【解析】由图象可知， 过程，气体发生等温变化，气体压强减小而体积增大，故A正确；由理想气体的状态方程 可知 ，由题图可知，连接 、 ，斜率 ，所以温度 ， 过程温度升高，又由图可知， 过程压强增大，体积增大，故B错误；由图象可知， 过程，气体压强不变而体积变小，由理想气体的状态方程 可知气体温度降低，故C错误；由图象可知， 过程，气体体积不变，压强变小，由理想气体的状态方程 可知，气体温度降低，故D错误。
第二部分
11. ；；；
【解析】由平衡条件可知：
如图（）所示，玻璃管水平，水银柱平衡，其两侧压强相等，则 ；
如图（）所示，水银柱自由端比封闭端高，封闭气体的压强比大气压大，则 ；
如图（）所示：水银柱自由端比封闭端低，封闭气体的压强比大气压小，则 ；
如图（）所示：水银柱自由端比封闭端高，封闭气体的压强比大气压大，则 。
12. ；
13. ；
【解析】[ ]右管封闭气体的压强为
[ ]重新平衡时左管的水银面不低于右管，左右液面相平时流出的水银最多，设此时右侧液面下降高度为 ，则
代入数据得
右侧下降 左右液面相平则左侧要下降 ，故 。
14. ；
第三部分
15. （1）
【解析】玻璃管旋转前后，对气柱 有 ，解得 ，
此时气柱 的长度为 。
（2）
【解析】玻璃管插入水银槽后，气柱 做等温变化，则有
，
代入数据解得 。
设此时气柱 的长度为 ，则有 ，
代入数据解得 。
16. （1）
【解析】取甲罐内气体为研究对象，由玻意耳定律有 ，
注入水的体积为 ，解得 。
（2） 未启动
【解析】打开阀门 后两罐液面相平，罐内气体高度为 ，
对甲罐由玻意耳定律有 ，
解得 ，水泵未启动。
17. （1）
【解析】设密封气体初始体积为 ，压强为 ，左、右管的横截面积均为 ，密封气体先经等温压缩过程体积变为 ，压强变为 。
由玻意耳定律有
设注入水银后水银柱高度为 ，水银的密度为 ，按题设条件有
，
联立①②③④式并代入题给数据得
。
（2）
【解析】密封气体再经等压膨胀过程体积变为 ，温度变为 ，由盖 吕萨克定律有
按题设条件有
联立④⑤⑥⑦式并代入题给数据得
第1页（共1 页）