2.3查理定律和盖-吕萨克定律 自主提升过关练（word含解析）

2.3查理定律和盖-吕萨克定律 自主提升过关练（含解析）
一、选择题
1．氧气分子在0℃和100℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示，下列说法正确的是（　　）
A．图中虚线对应于氧气分子平均速率较大的情形
B．图中实线对应于氧气分子在100℃时的情形
C．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目
D．与0℃时相比，100℃时氧气分子速率出现在0～400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大
2．图示为一定质量的某种气体的等容或等压变化图象，下列关于这两个图象的说法正确是（　　）
A．甲是等容线，乙是等压线
B．乙图中线与t轴交点对应的温度是273.15℃，而甲图中线与t轴的交点不一定是273.15℃
C．由乙图可知，一定质量的气体，在任何情况下都是P与t成直线关系
D．乙图表明温度每升高1℃，压强增加相同，但甲图表明随温度的升高压强不变
3．如图甲所示，一定质量的气体的状态沿1→2→3→1的顺序循环变化，若用或图像表示这一循环，在下图中表示正确的是（　　）
A． B． C．D．
4．如图所示，U形气缸固定在水平地面上，用重力不计的活塞封闭着一定质量的气体，已知气缸不漏气，活塞移动过程中与气缸内壁无摩擦。初始时，外界大气压强为p0，活塞紧压小挡板。现缓慢升高气缸内气体的温度，则选项图中能反映气缸内气体的压强p随热力学温度T变化的图像是（　　）
A．B．C．D．
5．关于气体的压强，下列说法正确的是（　　）
A．气体的压强是由气体分子间的吸引和排斥产生的
B．气体分子的平均速率增大，气体的压强一定增大
C．气体的压强等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力
D．当某一容器自由下落时，容器中气体的压强将变为零
6．如图，一玻璃管上端开口下端封闭，上管内径小于下管内径，管内用水银封住一定质量的气体，在大气压强不变的情况下，气体温度缓慢升高，水银全部进入上管且未溢出，此过程中气体压强p随体积V的变化关系可能是（　　）
A．B． C．D．
7．如图所示为一导热汽缸，内封有一定质量理想气体，活塞与汽缸壁的接触面光滑，活塞上方用弹簧悬挂。活塞质量与汽缸质量，大气压，活塞横截面积均为已知，则缸内压强为多少；另当周围环境温度不变，大气压缓慢增大后，下列说法正确的是（　　）
A．，弹簧长度不变
B．，气体内能将增加
C．，气体向外放出热量
D．，单位时间碰撞汽缸壁单位面积的分子数不变
8．一定质量的理想气体由状态经过如图所示的过程变到状态，在此过程中气体的温度（　　）
A．一直变大 B．一直变小
C．先变小后变大 D．先变大后变小
9．关于地面附近的大气压强，甲说：“这个压强就是地面每平方米面积的上方整个大气柱的压力，它等于该气柱的重力。“乙说：“这个压强是由地面附近那些做无规则运动的空气分子对每平方米地面的碰撞造成的。”丙说：“这个压强既与地面上方单位体积内气体分子数有关，又与地面附近的温度有关。”你认为（　　）
A．只有甲的说法正确 B．只有乙的说法正确
C．只有丙的说法正确 D．三种说法都有道理
10．某同学家一台新电冰箱能显示冷藏室内的温度，存放食物之前该同学进行试通电，该同学将打开的冰箱密封门关闭并给冰箱通电。若大气压为1.0×105Pa，刚通电时显示温度为27℃，通电一段时间后显示温度为7℃，则此时密封的冷藏室中气体的压强是（　　）
A．0.26×105Pa B．0.93×105Pa C．1.07×105Pa D．3.86×105Pa
11．一定质量的气体，保持体积不变，温度从1℃升高到5℃，压强的增量为2.0×103Pa，则（　　）
A．它从5℃升高到10℃，压强增量为2.0×103Pa
B．它从15℃升高到20℃，压强增量为2.0×103Pa
C．它在0℃时，压强为1.365×105Pa
D．每升高1℃，压强增量为Pa
12．一定质量的理想气体的压强与热力学温度的关系图像如图所示，其中图线的段平行于纵轴，段平行于横轴。设状态、、对应的体积分别为、、，下列关系式中正确的是（　　）
A． B．
C． D．
13．相同容积的两个容器装着质量相等、温度不同的氢气，下列说法中正确的是（　　）
A．温度高的容器中氢分子的平均动能更大
B．两个容器中氢分子的速率都呈“中间多，两头少”的分布规律
C．温度高的容器中任一分子的速率一定大于温度低的容器中任一分子的速率
D．单位时间内，温度高的氢气对器壁单位面积上的平均作用力更大
14．关于分子动理论，下列说法中正确的是（　　）
A．图甲“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，测得油酸分子大小的数量级为10-10m
B．图乙为布朗运动实验的观测记录，图中记录的是某个微粒做布朗运动的速度—时间图线
C．图丙为分子力F与分子间距r的关系图，分子间距从r0开始增大时，分子势能变小
D．图丁为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线②对应的分子平均动能较大
E.图丁为大量气体分子热运动的速率分布图，其中曲线②对应状态下的每一个分子的动能都比曲线①对应状态下每一个分子的动能大
15．关于气体压强的产生，下列说法正确的是（　　）
A．气体的压强是大量气体分子对器壁频繁、持续地碰撞产生的
B．气体对器壁产生的压强等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力
C．气体对器壁的压强是由于气体的重力产生的
D．气体压强的大小跟气体分子的平均速率和分子数密度有关
二、解答题
16．2020年冬季，新冠肺炎在全球肆虐，医院氧气用量激增。一个钢瓶容积，在室外测得氧气压强为，环境温度为，医院病房内温度（钢瓶的热胀冷缩可以忽略）。则：
（1）移入室内达热平衡后钢瓶内氧气的压强为多少？
（2）现在室内对容积内部真空的小钢瓶分装，分装后每个小钢瓶压强为，在分装过程中大小钢瓶温度均保持不变。最多可分装多少瓶小钢瓶供病人使用。
17．疫情期间，疫苗研发工作人员在做完实验后，所有的实验仪器和用具均需要先进行杀菌消毒处理，再进行储存。某实验员将使用过的烧瓶洗净，室温下晾干后，敞开瓶口放入127℃的恒温消毒柜（未密封）进行杀菌消毒，放置足够长时间后，从恒温消毒柜取出，并立即塞上轻质塞子，放置于指定位置，冷却到室温。已知该烧瓶的体积为500mL，瓶口的横截面积为S＝3cm2，实验室的室温恒为27℃，大气压强Pa，假设塞子不漏气，内部气体可视为理想气体，塞子与瓶口之间的摩擦力不计，忽略塞子在瓶内体积，求：
（1）冷却到室温时，瓶内气体的压强大小；
（2）至少需要多大的力才能拔开塞子？
参考答案
1．B
【详解】
AB．由题图可以知道，具有最大比例的速率区间，100℃时对应的速率大，说明实线为氧气分子在100℃的分布图像，对应的平均速率较大，故A错误，B正确；
C．题图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子占据的比例，但无法确定分子具体数目，故C错误；
D．与0℃时相比，100℃时氧气分子速率出现在0～400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较小，故D错误。
故选B。
2．D
【详解】
A．由查理定律
p=CT=C(t＋273.15)
及盖—吕萨克定律
V=CT=C(t＋273.15)
可知，甲图是等压线，乙图是等容线，故A错误；
B．由“外推法”可知两种图线的反向延长线与t轴的交点温度为-273.15℃，即热力学温度的0K，故B错误；
C．查理定律及盖—吕萨克定律是气体的实验定律，都是在温度不太低、压强不太大的条件下得出的，当压强很大，温度很低时，这些定律就不成立了，即一定质量的气体，不是在任何情况下都是P与t成直线关系，故C错误；
D．由于图线是直线，乙图表明温度每升高1℃，压强增加相同，但甲图表明随温度的升高压强不变，故D正确。
故选D。
3．B
【详解】
AB．在图线中，1→2过程中，体积不变，压强增大，图线是竖直直线；在2→3过程中，温度保持不变，体积增大，压强减小，图线是双曲线；在3→1过程中，压强不变，体积减小，图线是水平直线。A错误，B正确；
CD．在图线中，1→2过程中，体积不变，温度升高，是水平直线，CD错误。
故选B。
4．B
【详解】
当缓慢升高缸内气体温度时，气体先发生等容变化，根据查理定律，缸内气体的压强p与热力学温度T成正比，在p-T图像中，图线是过原点的倾斜的直线；当活塞开始离开小挡板（小挡板的重力不计），缸内气体的压强等于外界的大气压，气体发生等压膨胀，在p-T中，图线是平行于T轴的直线，选项ACD错误，B正确；
故选B。
5．C
【详解】
AC．气体的压强是由于大量气体分子频繁撞击器壁产生的，等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力，选项A错误，C正确；
B．气体分子的平均速率增大，若气体体积增大，气体的压强不一定增大，选项B错误；
D．当某一容器自由下落时，容器中气体分子的运动不受影响，气体的压强不为零，选项D错误。
故选C。
6．A
【详解】
设玻璃上部的横截面积为S1，下部的横截面积S2，当水银还未全部进入上管时，上管水银柱增加，下管水银柱就减少，气体体积增加
气体压强的变化量为
可知，p-V是一条斜率不变的倾斜直线，当水银全部进入上管后，气体温度再升高，气体体积膨胀，但压强p保持不变，气体发生等压变化，故A正确， BCD错误。
故选A。
7．A
【详解】
对汽缸受力分析有
得
对活塞及汽缸整体受力分析，内部气体对活塞向上的压力和对汽缸向下的压力为内力，可以不予考虑，活塞上表面和汽缸下表面外部大气压力相等，相当于整体只受竖直向下的重力与向上的弹簧弹力，二力平衡，弹簧长度不变， BCD错误，A正确。
故选A。
8．D
【详解】
由理想气体态方程可知
将图中压强及体积数据代入可知AB两点的温度相同，故AB应在同一条等温线上，而等温线为双曲线的一支，如图所示
则由图可知，从A到B温度应先变大后变小，故D正确，ABC错误。
故选D。
9．D
【详解】
容器内气体压强，是器壁单位面积上受到大量气体分子的频繁碰撞而产生的持续、均匀的压力引起的，它既与单位体积内气体分子数有关，又与环境温度有关；从宏观效果上看，地面附近的大气压强是地面每平方米面积的上方整个大气柱的重力引起的。故D正确，ABC错误。
故选D。
10．B
【详解】
冷藏室气体的初状态
T1=（273＋27）K=300K
p1=1.0×105Pa
末状态
T2=（273＋7）K=280K
设此时冷藏室内气体的压强为p2，此过程气体体积不变，根据查理定律
代入数据得
p2≈0.93×105Pa
故选B。
11．C
【详解】
ABD．根据查理定律可知压强的变化Δp与摄氏温度的变化Δt成正比。根据题意可知，每升高1℃，压强的增量为500Pa，故A、B、D错误；
C．由查理定律可得
代入数据解得
p1=1.37×105Pa
则它在0℃时，压强为
p0=p1-500Pa=1.365×105Pa
故C正确。
故选C。
12．B
【详解】
AB．由图像可知气体在、两状态时的温度相同，故，又因为可得，选项A错误、B正确；
CD．气体在、两状态时的压强相同，故，又因为可得，故CD错误；
故选B。
13．ABD
【详解】
A．温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大，A正确；
B．由不同温度下的分子速率分布曲线可知，分子数百分率呈现“中间多，两头少”统计规律，B正确；
C．温度是分子平均动能的标志，与分子平均速率无关，C错误；
D．温度升高则分子运动的激烈程度增大，则单位时间内撞击容器壁的分子数增加，故对容器壁单位面积的平均作用力更大，D正确。
故选ABD。
14．AD
【详解】
A．图甲“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，测得油酸分子大小的数量级为10-10m，A正确；
B．图乙为布朗运动实验的观测记录，图中记录的是某个微粒做布朗运动每隔一定时间所到的位置，然后连起来，可发现该微粒做的是无规则的运动，B错误；
C．图丙为分子力F与分子间距r的关系图，分子间距从r0开始增大时，分子力做负功，分子势能变大，C错误；
DE．图丁为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线②中分子速率较大的占比较大，故对应的分子平均动能较大，但并不是每个分子的动能都较大，D正确，E错误。
故选AD。
15．ABD
【详解】
AC．气体对容器的压强是大量气体分子对器壁频繁、持续地碰撞产生的，与气体的重力无关，故A正确，C错误；
BD．气体对器壁的压强等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力，其大小跟气体分子的平均速率、分子的数密度有关，故B、D正确。
故选ABD。
16．（1）；（2）（瓶）
【详解】
（1）气体等容变化，由查理定律可得
代入数据解得
（2）气体温度保持不变，由玻意耳定律得
代入数据解得
（瓶）
17．（1）；（2）7.5N
【详解】
（1）塞上活塞放置到室温，气体体积不变，由查理定律得
解得放置到室温后压强为
（2）拔开塞子至少需要的拉力大小为