2019鲁科版高中物理选修3-3第四章《气体》章末测试题.docx

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2019鲁科版高中物理选修3-3第四章《气体》章末测试题
本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间150分钟。

第Ⅰ卷
一、单选题(共20小题，每小题3.0分,共60分)


1.如图，竖直放置、开口向下的试管内用水银封闭一段气体，若试管自由下落．管内气体(　　)

A． 压强增大，体积增大
B． 压强增大，体积减小
C． 压强减小，体积增大
D． 压强减小，体积减小
【答案】B
【解析】初始状态p0＝px＋ph，若试管自由下落，则ph＝0，px＝p0，所以压强增大，由玻意耳定律知，pV＝C，故V减小．
2.如图所示，玻璃管内封闭了一段气体，气柱长度为l，管内外水银面高度差为h，若温度保持不变，把玻璃管稍向上提起一段距离，则(　　)

A．h、l均变大
B．h、l均变小
C．h变大，l变小
D．h变小，l变大
【答案】A
【解析】根据pV＝C，l变大，p变小，根据p＝p0－ρgh，h变大，A选项正确．
3.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
【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．
4.对一定质量的理想气体，下列说法正确的是(　　)
A． 体积不变，压强增大时，气体分子的平均动能一定增加
B． 温度不变，压强减小时，气体单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增多
C． 压强不变，温度降低时，气体单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少
D． 温度升高，压强和体积都可能不变
【答案】A
【解析】理想气体的质量一定，分子的总数是一定的，体积不变，分子的密集程度不变，故要使压强增大，分子的平均动能一定增加，A正确；当温度不变时，分子的平均动能不变，要使压强减小，分子的密集程度一定减小，即单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少，B错误；温度降低时，分子的平均动能减少，要保证压强不变，则分子的密集程度一定增大，即气体单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增多，C错误；根据理想气体状态方程，温度升高，压强和体积不可能都不变，至少有一个要发生变化，D错误．
5.如图所示，一定质量的理想气体由状态A沿平行纵轴的直线变化到状态B，则它的状态变化过程是(　　)

A． 气体的温度不变
B． 气体的内能增加
C． 气体的分子平均速率减少
D． 气体分子在单位时间内与器壁单位面积上碰撞的次数不变
【答案】B
【解析】从p－V图象中的AB图线看，气体状态由A变到B为等容升压，根据查理定律，一定质量的气体，当体积不变时，压强跟热力学温度成正比，所以压强增大温度升高，故答案A错误．一定质量的理想气体的内能仅由温度决定，所以气体的温度升高，内能增加，故答案B对．气体的温度升高，分子平均速率增大，故答案C错．气体压强增大，则气体分子在单位时间内与器壁单位面积上碰撞的次数增加，故答案D错误．
6.在一定温度下，当一定量气体的体积增大时，气体的压强减小，这是由于(　　)
A． 单位体积内的分子数变少，单位时间内对单位面积器壁碰撞的次数减少
B． 气体分子的密集程度变小，分子对器壁的吸引力变小
C． 每个分子对器壁的平均撞击力都变小
D． 气体分子的密集程度变小，单位体积内分子的重量变小
【答案】A
【解析】温度不变，一定量气体分子的平均动能、平均速率不变，每次碰撞分子对器壁的平均作用力不变，但体积增大后，单位体积内的分子数减少，因此单位时间内碰撞次数减少，气体的压强减小，A正确，B、C、D错误．
7.如图所示，在同一实验室中，甲温度计插入酒精中，乙温度计在空气中，则关于甲、乙两温度计示数的说法正确的是(　　)

A．t甲＝t乙
B．t甲>t乙
C．t甲D． 不能判断
【答案】C
【解析】对甲温度计的示数t甲，由于甲温度计的温度与酒精的温度相同，而酒精由于蒸发，使酒精的分子的平均动能变小，温度降低而低于空气温度.而乙温度计的温度与空气的温度相同，故t甲8.如图为一注水的玻璃装置，玻璃管D、E上端与大气相通，利用玻璃管C使A、B两球上部相通，D、C、E三管与两球接口处紧密封接．当A、B、D的水面高度差如图所示时，E管内水相对B中水面的高度差h应等于(　　)

A． 0 m
B． 0．5 m
C． 1 m
D． 1．5 m
【答案】D
【解析】表面看，1区、2区液面不在同一水平面，但1、2区以管C相通，p1＝p2＝pC．
即p1＝p0＋ρgh1，h1＝1．5 m
p2＝p1＝p0＋ρgh，则h＝1．5 m，D正确
注意：若液柱倾斜，仍有p＝p0＋ρgh，而h为液柱竖直高度．
9.教室内的气温会受到室外气温的影响，如果教室内上午10时的温度为15 ℃，下午2时的温度为25 ℃，假设大气压强无变化，则下午2时与上午10时相比较，房间内的(　　)
A． 空气分子密集程度增大
B． 空气分子的平均动能增大
C． 空气分子的速率都增大
D． 空气质量增大
【答案】B
【解析】温度升高，气体分子的平均动能增大，平均每个分子对器壁的冲力将变大，但气压并未改变 ，可见单位体积内的分子数一定减小，故A、D项错误，B项正确；温度升高，并不是所有空气分子的速率都增大，C项错误．
10.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，压力等于该气柱的重力．”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
【答案】D
【解析】甲是从宏观上阐述了大气压强产生的原因，而乙和丙是从微观上阐述了压强的产生原因和决定因素，故答案选D．
11.一端封闭的圆筒内用活塞封闭着一定质量的理想气体，它分别处在如图所示的三种状态时的温度关系是(　　)

A．TA>TB>TC
B．TAC．TA＝TB>TC
D．TB>TA>TC
【答案】D
【解析】由题图可知VA＝VB>VC，pA＝pCTA>TC.
12.如图所示，两个完全相同的圆柱形密闭容器，甲中恰好装满水，乙中充满空气，则下列说法中正确的是(容器容积恒定) (　　)

A． 两容器中器壁的压强都是由于分子撞击器壁而产生的
B． 两容器中器壁的压强都是由所装物质的重力而产生的
C． 甲容器中pA>pB，乙容器中pC＝pD
D． 当温度升高时，pA、pB变大，pC、pD也要变大
【答案】C
【解析】甲容器压强产生的原因是液体受到重力的作用，而乙容器压强产生的原因是分子撞击器壁，A、B错；液体的压强p＝ρgh，hA>hB，可知pA>pB，而密闭容器中气体压强各处均相等，与位置无关，故pC＝pD，C对；当温度升高时，pA、pB不变，而pC、pD增大，D错．
13.如图，质量为M、导热性能良好的汽缸由一根平行于斜面的细线系在光滑斜面上，汽缸内质量为m的活塞密封了一定质量的理想气体．若气体温度缓慢降低，大气压强不变，不计一切摩擦，则(　　)

A． 气体的压强缓慢减小
B． 细线的张力缓慢变小



C． 气体的体积缓慢减小
D． 斜面对汽缸的支持力缓慢变小
【答案】C
【解析】设大气压强为p0，封闭气体压强为p，活塞面积为S，斜面倾角为θ，对活塞，列出受力平衡方程得：pS＝p0S－mgsinθ，故当p0不变时，p不变，故A错误．对封闭气体和汽缸及活塞整体受力平衡得细线拉力等于整体的重力沿斜面向下的分力，保持不变，故B错误．由以上分析知气体发生等压变化，根据＝C，可知温度降低，气体的体积减小，故C正确．对封闭气体和汽缸及活塞整体受力平衡得斜面对汽缸的支持力的大小等于整体的重力沿垂直斜面方向的分力，保持不变，故D错误．
14.对一定量的理想气体，下列说法正确的是(　　)
A． 气体体积是指所有气体分子的体积之和
B． 气体分子的热运动越剧烈，气体的温度就越高
C． 当气体膨胀时，气体的分子势能减小，因而气体的内能一定减少
D． 气体的压强是由气体分子的重力产生的，在失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁没有压强
【答案】B
【解析】由于气体分子间的距离较大，分子间距离不能忽略，所以气体体积要比所有气体分子的体积之和要大，A错误；气体分子的热运动越剧烈，分子的平均速率就越大，平均动能越大，温度就越高，B正确；理想气体的内能只与气体的温度有关，只要气体的温度不变，则内能不变，C错误；气体压强是由气体分子对容器壁频繁地撞击而产生的，与气体的重力没有关系，所以在失重的情况下，气体对器壁仍然有压强，D错误．
15.对于一定质量气体的体积、温度、压强的说法中不正确的是(　　)
A． 保持温度不变，气体体积增大，分子密度减小，使气体分子在单位时间内对容器单位面积上的碰撞次数减少，导致压强减小
B． 保持压强不变，气体的体积增大，气体的密度减小，对器壁碰撞的次数有减小的趋势，但温度的升高，使每个分子对器壁的平均冲力增大而导致压强有增大的趋势，两种趋势的作用可相抵消，所以，压强不变时，温度升高，体积必增大
C． 保持体积不变，气体的分子密度不变，当温度升高时，平均每个气体分子对器壁的冲力增大，单位时间内对单位面积碰撞次数增多，致使气体压强增大
D． 气体温度、体积不变，气体压强可以改变
【答案】D
【解析】根据理想气体状态方程＝恒量，如果温度和体积不变，那么压强一定不变．
16.一定质量的某种理想气体的压强为p，热力学温度为T，单位体积内的气体分子数为n，则(　　)
A．p增大，n一定增大
B．T增大，n一定增大
C．增大时，n一定增大
D．增大时，n一定减小
【答案】C
【解析】利用理想气体状态方程＝C，n是单位体积内的分子数，n增大，即体积减小，n减小，即体积增大．对于A、B选项，一个参量变化时，无法确定另外两个参量的变化情况．而当值增大，V只能减小，所以n一定增大．
17.如图所示，由导热材料制成的汽缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，活塞与汽缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体．将一细管插入液体，由于虹吸现象，活塞上方液体缓慢流出，在此过程中，大气压强与外界的温度保持不变．下图描述的理想气体状态变化的图象中与上述过程相符合的是(　　)




A．B．



C．D．
【答案】D
【解析】由于密闭气体与外界温度相同保持不变，是等温变化，题图A表示等容过程，A错误；题图B表示等压变化，B错误；题图C表示温度发生变化，C错误；题图D表示等温变化，故选D.
18.如图所示，A、B两点代表一定质量理想气体的两个不同的状态，状态A的温度为TA，状态B的温度为TB．由图可知(　　)

A．TA＝2TB
B．TB＝4TA
C．TB＝6TA
D．TB＝8TA
【答案】C
【解析】从p－V图上可知TB>TA．为确定它们之间的定量关系，可以从p－V图上的标度值代替压强和体积的大小，代入理想气体状态方程＝，即＝，故TB＝6TA．
19.一定质量的气体，在压强不变时，温度每升高1 ℃，它的体积的增加量(　　)
A． 相同
B． 逐渐增大
C． 逐渐减小
D． 成正比例地增大
【答案】A
【解析】气体等压变化，根据盖—吕萨克定律＝C，有：＝，故ΔV＝V，故温度每升高1 ℃，它的体积的增加量相同，故选A．
20.一定质量的理想气体的V－t图象如图所示，在气体由状态A变化到状态B的过程中，气体的压强 (　　)

A． 一定不变
B． 一定减小
C． 一定增加
D． 不能判定怎样变化
【答案】D
【解析】若BA的延长线交于t轴上－273．15 ℃，则是等压变化，气体压强一定不变．若与t轴交点位于－273．15 ℃的右方，则气体的压强一定减小，若与t轴的交点位于－273．15 ℃的左方，则气体的压强一定增大，故选D．


第II卷
二、实验题(共1小题，每小题10.0分,共10分)


21.如图为“研究一定质量气体在压强不变的条件下，体积变化与温度变化关系”的实验装置示意图．粗细均匀的弯曲玻璃管A臂插入烧瓶，B臂与玻璃管C下部用橡胶管连接，C管开口向上，一定质量的气体被封闭于烧瓶内．开始时，B、C内的水银面等高．

(1)若气体温度升高，为使瓶内气体的压强不变，应将C管________(填“向上”或“向下”)移动，直至________．
(2)实验中多次改变气体温度，用Δt表示气体升高的温度，用Δh表示B管内水银面高度的改变量．根据测量数据作出的图线是________．
A．B．
C．D．
【答案】(1)向下，B、C两管内水银面等高　(2)A
三、计算题(共NaN小题,每小题10.0分,共30分)


22.如图甲是一定质量的气体由状态A经过状态B变为状态C的V－T图象，已知气体在状态A时的压强是1．5×105Pa．

(1)根据图象提供的信息，计算图中TA的值．
(2)请在图乙坐标系中，作出由状态A经过状态B变为状态C的p－T图象，并在图线相应位置上标出字母A、B、C，如果需要计算才能确定有关坐标值，请写出计算过程．
【答案】(1)200 K　(2)如图所示

【解析】(1)根据盖—吕萨克定律可得＝，
所以TA＝TB＝×300 K＝200 K．
(2)根据查理定律得＝，
pC＝pB＝pB＝pB＝×1．5×105Pa＝2．0×105Pa
则可画出由状态A→B→C的p－T图象如图所示．

23.上端开口、竖直放置的玻璃管，内横截面积为0．10 cm2，管中有一段15 cm长的水银柱将一些空气封闭在管中，如图所示，此时气体的温度为27 ℃．当温度升高到30 ℃时，求为了使气体体积不变，需要再注入多长的水银柱？(设大气压强为p0＝75 cmHg且不变)

【答案】0．9 cm
【解析】设再注入水银柱长为x，以封闭在管中的气体为研究对象，气体做等容变化．
初态：p1＝p0＋hcmHg＝90 cmHg，T1＝300 K．
末态：p2＝(90＋x) cmHg，T2＝303 K．
由查理定律＝得：＝
所以x＝0．9 cm．
24.如图所示，钢筒质量为40 kg，活塞质量为20 kg，横截面积为100 cm2，钢筒放在水平地面上时，气体长度为10 cm，大气压强为1×105Pa，温度为7 ℃，活塞与钢筒间的摩擦不计．则：

(1)当竖直向上提活塞杆，将钢筒缓慢提起来时，气柱多长？
(2)当对杆施加竖直向上750 N的拉力时气柱多长？(g取10 m/s2)
【答案】(1)20 cm　(2)24 cm
【解析】钢筒放在地面上和钢筒缓慢提起来时，系统处于平衡状态，由力的平衡条件，可以求出气体初、末状态的压强．当对杆施加竖直向上750 N的拉力时，F＝750 N>(M＋m)g＝600 N，则钢筒竖直向上做加速运动，由牛顿第二定律可求出气体末状态的压强．
(1)设刚提起钢筒时气柱长为l1，压强为p1，钢筒放在地面上时气体压强为p，长度为l．
选活塞为研究对象，钢筒放在地面上尚未提活塞时，根据平衡条件有pS＝p0S＋mg，
所以p＝p0＋＝1×105Pa＋＝1．2×105Pa．
提起后对钢筒受力分析得p0S＝p1S＋Mg，
p1＝p0－＝1×105Pa－＝6×104Pa．
选钢筒内封闭气体为研究对象，根据玻意耳定律，有
plS＝p1l1S，
l1＝＝cm＝20 cm．
(2)由于拉力F>(M＋m)g，钢筒将竖直向上做加速运动，根据牛顿第二定律，有
F－(M＋m)g＝(M＋m)a，
a＝＝m/s2＝2．5 m/s2．
设这时筒内气体压强为p2，气柱长为l2，选钢筒为研究对象，根据牛顿第二定律，有
p0S－p2S－Mg＝Ma，
则p2＝＝Pa＝5×104Pa．
再选钢筒内封闭气体为研究对象，根据玻意耳定律，有：
plS＝p2l2S，
l2＝＝cm＝24 cm．