2018-2019学年教科版选修3－3 气体 单元测试 word版含答案

第二章 气体 单元测试
(时间 90分钟, 满分 100分)
一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分)
1．下述说法正确的是(　　)
A．气体分子的平均动能越大，每个气体分子的温度就越高
B．气体的压强是由气体的重力引起的
C．封闭容器内气体对各个方向的压强大小相等
D．对一定质量的气体，温度改变，体积、压强均不变是不可能的
答案．CD
2.如图所示，在热气球下方开口处燃烧液化气，使热气球内部气体温度升高，热气球开始离地，徐徐升空．分析这一过程，下列表述正确的是(　　)
①气球内的气体密度变小，所受重力也变小　②气球内的气体密度不变，所受重力也不变
③气球所受浮力变大　④气球所受浮力不变
A．①③B．①④C．②③D．②④
解析：．B　[热气球内部气体温度升高，其内空气密度减小，整体重力减小；又因浮力F＝ρ空气gV，故浮力不变．]
3.关于气体分子运动的特点，正确的是(　　)
A．气体分子的平均速率与温度有关
B．当温度升高时，气体分子的速率分布不再是“中间多、两头少”
C．气体分子的运动速率可由牛顿运动定律求解
D．气体分子的平均速度随温度升高而增大
解析：选A.气体分子的运动与温度有关，当温度升高时，平均速率变大，但仍然遵循“中间多、两头少”的统计规律．由于分子运动的无规则性，对于某个分子的运动，不能由牛顿运动定律求得．至于平均速度，可以认为分子向各个方向的运动相等．稳定时，平均速度几乎等于零．当温度升高时，平均速度不一定增大，故本题的正确选项为A.
4.在冬季，剩有半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚后，第二天拔瓶口的软木塞时觉得很紧，不易拔出，产生这种现象的主要原因是(　　)
A．软木塞受潮膨胀
B．瓶口因温度降低而收缩变小
C．白天气温升高，大气压强变大
D．瓶内气体因温度降低而压强减小
解析：选D.冬季气温较低，瓶中的气体在V不变时，因T减小而使p减小，这样瓶外的大气压力将瓶塞位置下推使瓶塞盖得紧紧的，所以拔起就感到很吃力，故正确答案为D.
5.甲、乙两分子相距较远(此时它们之间的分子力可以忽略)，设甲固定不动，在乙逐渐向甲靠近直到不能再靠近的过程中，关于分子势能的变化情况，下列说法正确的是(　　)
A．分子势能不断增大
B．分子势能不断减小
C．分子势能先增大后减小
D．分子势能先减小后增大
解析：选D.从分子间的作用力与分子间的距离的关系知道：当分子间距离大于r0时，分子间的作用力表现为引力；当分子间距离小于r0时，分子间的作用力表现为斥力；当分子间距离大于10r0时，分子间的作用力十分小，可以忽略．所以，当乙从较远处向甲靠近的过程中，分子力先是对乙做正功，由做功与分子势能变化的关系知道，若分子力做正功，则分子势能减小；后是分子力对乙做负功或者乙克服分子力做功，由做功与分子势能变化的关系知道，若分子力做负功，分子势能增加．因此当乙向甲靠近直到不能靠近的过程中，分子势能是先减小后增大．
6.已知离地面越高时大气压强越小，温度也越低．现在有一气球由地面向上缓慢升起，试问大气压强与温度对此气球体积的影响如何(　　)
A．大气压强减小有助于气球体积增大，温度降低有助于气球体积增大
B．大气压强减小有助于气球体积变小，温度降低有助于气球体积减小
C．大气压强减小有助于气球体积增大，温度降低有助于气球体积减小
D．大气压强减小有助于气球体积变小，温度降低有助于气球体积增大
解析：选C.大气压强减小，则气球内压强大于气球外压强，使气球体积增大．而温度降低，球内一定质量的气体，若体积不变，压强就减小，球外压强大于球内压强，使气球体积减小．
7.如图表示一定质量的理想气体从状态1出发经过状态2和3，最终又回到状态1.那么，在下图的p－T图像中，反映了上述循环过程的是(　　)
解析：选B.从状态1出发经过状态2和3，最终又回到状态1，先后经历了等压膨胀、等容降温、等温压缩三个变化过程，由此判断B项正确．
8.如图所示，质量为m的活塞将一定质量的气体封闭在汽缸内，活塞与汽缸壁之间无摩擦．a态是汽缸放在冰水混合物中气体达到的平衡状态，b态是汽缸从容器中移出后，在室温(27 ℃)中达到的平衡状态．气体从a态变化到b态的过程中大气压强保持不变．若忽略气体分子之间的势能，下列说法中正确的是(　　)
A．与b态相比，a态的气体分子在单位时间内撞击活塞的个数较多
B．与a态相比，b态的气体对活塞的冲击力较大
C．a、b两态的气体对活塞的冲击力相等
D．从a态到b态，气体的内能增加，气体的密度增加
解析：选AC.由题知两状态的压强相等，由于Tb＞Ta，故a态分子碰撞的力较小，则单位时间内撞击的个数一定多，A对；由于压强不变，故气体对活塞的力是相同的，B错C对；从a态到b态温度升高，体积增加，内能增加，故气体密度减小，D错．
9. 如图所示是医院给病人输液的部分装置示意图．在输液过程中(　　)
A．A瓶中的药液先用完
B．B瓶中的药液先用完
C．随着液面下降，A瓶内C处气体压强逐渐增大
D．随着液面下降，A瓶内C处气体压强保持不变
解析：AC　[根据连通器原理，两瓶液面等高处压强相等．随着液体的减少，瓶内上方的气体压强减小，大气将通入瓶内，因大气首先是进入A瓶，所以A瓶液体先输完．A瓶上方C处的压强为p＝p0－ρ液gh，随着h的减小，C处压强增大．]
10. 如图5所示，一定质量的空气被水银封闭在静置于竖直平面的U形玻璃管内，右管上端开口且足够长，右管内水银面比左管内水银面高h，能使h变大的原因是(　　)
A．环境温度升高 B．大气压强升高
C．沿管壁向右管内加水银
D．U形玻璃管自由下落
解析：ACD　[环境温度升高，密封气体要膨胀，体积变大，则h变大；大气压强升高，密封气体体积减小，则h变小；沿管壁向右管内加水银，密封气体体积减小，压强变大，由p＝p0＋ρgh可知，h变大；玻璃管自由下落，水银完全失重，密封气体的压强等于外界大气压，故体积增大，高度差h变大．]
二、填空题(本题共2小题，每小题10分，共20分．把答案填在题中横线上)
11.对一定质量的气体，在等温条件下得出体积V与压强p的数据如下表：
V/m3
1.00
0.50
0.40
0.25
0.20
p/×105 Pa
1.45
3.10
3.95
5.98
7.70
(1)根据所给数据在坐标纸上(如图画出p－图线，由图线可得结论是____________________________________________________________________．
(2)由所作图线，求p＝8.85×105 Pa时该气体体积是______________________．
(3)该图线斜率大小和温度的关系是____________．
解析：(1)先将表格内的体积换算成体积的倒数，分别是：1，2，2.5，4，5.在坐标纸上描点作图．如图所示，图线为一过原点的直线，证明玻意耳定律是正确的．
(2)由作出的图线知，当p＝8.85×105 Pa时体积的倒数为6，所以此时的体积为0.17 m3.
(3)斜率越大，该气体温度越高．
12.一定量的理想气体与两种实际气体Ⅰ、Ⅱ在标准大气压下做等压变化时的V－T关系如图甲所示，图中＝.用三份上述理想气体作为测温物质制成三个相同的温度计，然后将其中两个温度计中的理想气体分别换成上述实际气体Ⅰ、Ⅱ.在标准大气压下，当环境温度为T0时，三个温度计的示数各不相同，如图乙所示，温度计(ⅱ)中的测温物质应为实际气体______(图中活塞质量忽略不计)；若此时温度计(ⅱ)和(ⅲ)的示数分别为21 ℃和24 ℃，则此时温度计(ⅰ)的示数为______ ℃；可见用实际气体作为测温物质时，会产生误差．为减小在T1～T2范围内的测量误差，现针对T0进行修正，制成如图丙所示的复合气体温度计，图中无摩擦导热活塞将容器分成两部分，在温度为T1时分别装入适量气体Ⅰ和Ⅱ，则两种气体体积之比VⅠ∶VⅡ应为________．
解析：从V－T图像可看出，温度为T1时，气体的体积相同；温度为T0时，ⅱ的体积要小，所以温度计ⅱ中的测温物质应为实际气体Ⅱ，在温度为T0时，Tⅱ＝21℃，Tⅲ＝24 ℃，由于＝＝，代入数据可得T0＝23 ℃，对T0校正，在温度T1时装入气体体积比为2∶1.
答案：Ⅱ　23　2∶1
三、计算题(本题共4小题，共40分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
13.(8分)如图所示为一简易火灾报警装置，其原理是：竖直放置的试管中装有水银，当温度升高时，水银柱上升，使电路导通，蜂鸣器发出报警的响声.27 ℃时，被封闭的理想气体气柱长L1为20 cm.水银上表面与导线下端的距离L2为5 cm.(1)当温度达到多少时，报警器会报警？
(2)如果大气压降低，试分析说明该报警器的报警温度会受到怎样的影响？
解析：(1)温度升高时，下端气体做等压变化：＝
解得T2＝375 K，即t2＝102 ℃.
(2)同样温度下，大气压降低则下端气柱变长，即V1变大．而刚好报警时V2不变，由＝可知，T2变小，即报警温度降低．
答案：(1)102 ℃　(2)报警温度降低
14. (10分) 一气象探测气球，在充有压强为1.00atm(即76.0cmHg)、温度为27.0℃的氦气时，体积为3.50m3.在上升至海拔6.50km高空的过程中，气球内的氦气压强逐渐减小到此高度处的大气压36.0cmHg，气球内部因启动一持续加热过程而维持其温度不变．此后停止加热，保持高度不变．已知在这一海拔高度气温为－48.0℃.求：(1)氦气在停止加热前的体积；
(2)氦气在停止加热较长一段时间后的体积．
解析　(1)在气球上升至海拔6.50km高空的过程中，气球内氦气经历一等温过程．根据玻意耳定律有p1V1＝p2V2①
式中，p1＝76.0cmHg，V1＝3.50m3，p2＝36.0cmHg，V2是在此等温过程末氦气的体积．
由①式得V2＝7.39m3②
(2)在停止加热较长一段时间后，氦气的温度逐渐从T1＝300K下降到与外界气体温度相同，即T2＝225K．这是一等压过程，根据盖—吕萨克定律有＝③
式中，V3是在此等压过程末氦气的体积．由③式得V3＝5.54m3
15.(10分) 汽车行驶时轮胎的胎压太高容易造成爆胎事故，太低又会造成耗油量上升．已知某型号轮胎能在－40℃～90℃正常工作，为使轮胎在此温度范围内工作时的最高胎压不超过3.5atm，最低胎压不低于1.6atm，那么，在t＝20℃时给该轮胎充气，充气后的胎压在什么范围内比较合适(设轮胎的体积不变)．
解析　对于胎内气体，体积不变，根据查理定律，知
＝，t1、p1分别为－40℃、1.6atm
20℃时轮胎的压强为
p2＝p1＝×1.6atm≈2.01atm
若t3、p3分别为90℃、3.5atm
根据查理定律得＝
20℃时轮胎的压强为p2′＝p3＝×3.5atm≈2.83atm
故胎压范围为2.01atm16.(12分) 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)说出A→B过程中压强变化的情形，并根据图象提供的信息，计算图中TA的温度值．
(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．
解析　(1)由图甲所示可以看出，A与B的连线的延长线过原点O，所以A→B是一个等压变化过程，即pA＝pB.
根据盖·吕萨克定律可得：＝，
所以TA＝·TB＝×300K＝200K
(2)由图甲可知，由B→C是等容变化，根据查理定律得：＝，
所以pC＝·pB＝pB＝pB＝×1.5×105Pa＝2.0×105Pa
则可画出由状态A→B→C的p—T图象如下图所示．