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2019-2020学年高中物理单元检测AB卷
选修3-3第八章 气体性质-A卷基础篇（解析版）
（时间：90分钟，满分：100分）
第I卷 选择题
一、单项选择题 (每题3分，8小题，共24分)
1.民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，方法是将点燃的纸片放入一个小罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地被“吸”在皮肤上。其原因是，当火罐内的气体( )
A．温度不变时，体积减小，压强增大
B．体积不变时，温度降低，压强减小
C．压强不变时，温度降低，体积减小
D．质量不变时，压强增大，体积减小
2.已知湖水深度为20 m，湖底水温为4 ℃，水面温度为17 ℃，大气压强为1.0×105Pa.当一气泡从湖底缓慢升到水面时，其体积约为原来的(取g＝10 m/s2，ρ水＝1.0×103 kg/m3) ( )
A．12.8倍 B．8.5倍
C．3.1倍 D．2.1倍
3.如图所示，活塞质量为m，缸套质量为M，通过弹簧吊放在地上，汽缸内封住一定质量的空气，缸套与活塞无摩擦，活塞截面积为S，大气压强为p0，则( )
A．汽缸内空气的压强等于p0＋Mg/S
B．汽缸内空气的压强等于p0－mg/S
C．内外空气对缸套的作用力为(M＋m)g
D．内外空气对活塞的作用力为mg
4.一定质量的理想气体经过一系列变化过程，如图所示，下列说法中正确的是( )
A．a→b过程中，气体体积增大，压强减小
B．b→c过程中，气体压强不变，体积增大
C．c→a过程中，气体压强增大，体积变小
D．c→a过程中，气体内能增大，体积变小
5．容积V＝20 L的钢瓶充满氧气后，压强p＝30 atm，打开钢瓶阀门，让氧气分装到容积为V′＝5 L的小瓶中去，小瓶子已抽成真空。分装完成后，每个小钢瓶的压强p′＝2 atm。在分装过程中无漏气现象，且温度保持不变，那么最多可能装的瓶数是( )
A．4 瓶 B．50 瓶
C．56 瓶 D．60 瓶
6.一定质量的气体，在体积不变的条件下，温度由0 ℃升高到10 ℃时，其压强的增量为Δp1，当它由100 ℃升高到110 ℃时，所增压强为Δp2，则Δp1与Δp2之比是（ ）
A．10∶1 B．373∶273
C．1∶1 D．383∶283
7.如图所示，一端封闭的玻璃管，开口向下竖直插在水银槽里，管内封有长度分别为L1和L2的两段气体。当将管慢慢地向上提起时，管内气柱的长度( )
A．L1变小，L2变大
B．L1变大，L2变小
C．L1、L2都变小
D．L1、L2都变大
8．图为伽利略设计的一种测温装置示意图，玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，下端插入水中，玻璃泡中封闭有一定量的空气．若玻璃管内水柱上升，则外界大气的变化可能是 ( )
A．温度降低，压强增大 B．温度升高，压强不变
C．温度升高，压强减小 D．温度不变，压强减小
二、多项选择题（每题5分,共6小题，选不全得3分，有错误选项不得分，共30分）
9. 关于对气体压强的理解，下列说法正确的是（ ）
A. 气体的压强是由于地球对气体分子的吸引而产生的
B. 气体的压强是由于气体分子频繁撞击器壁而产生的
C. 气体压强大小取决于单位体积内的分子数和分子的平均动能
D. 某一密闭容器中各器壁受到的气体压强是相同的
10. 如图封闭在气缸内一定质量的理想气体，如果保持气体体积不变，当温度升高时，以下说法正确的是（ ）
A. 气体的密度增大
B. 所有气体分子的运动速率一定增大
C. 气体的压强增大
D. 每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多
11. 一定质量的理想气体，从图示A状态开始，经历了B、C，最后到D状态，下列判断中正确的是（ ）
A. A→B温度升高，压强不变
B. B→C体积不变，压强变大
C. C→D体积变小，压强变大
D. D点的压强比A点的压强小
12. 如图所示，两端开口的弯管，左管插入水银槽中，右管有一段高为h的水银柱，中间封有一段空气。则( )
A．弯管左管内外水银面的高度差为h
B．若把弯管向上移动少许，则管内气体体积增大
C．若把弯管向下移动少许，右管内的水银柱沿管壁上升
D．若环境温度升高，右管内的水银柱沿管壁上升
13．如图所示，两端封闭的粗细均匀的U形管中，封闭两段气柱，长度分别为l1，l2，现让管在竖直方向上运动，下述判断正确的是 ( )
A．加速上升时，l1变长，l2变短
B．加速上升时，l2变长，l1变短
C．减速下降时，l2变长，l1变短
D．减速上升时，l1变短，l2变长
14.如图所示，用弹簧秤拉着一个薄壁平底玻璃试管，将它的开口端向下插入水银槽中，由于管内有一部分空气，此时试管内水银面比管外水银面高h。若试管本身的重力与管壁的厚度不计，此时弹簧秤的读数( )
A．等于进入试管内的H高水银柱的重力
B．等于外部大气压与内部空气对试管平底部分的压力之差
C．等于试管内高出管外水银面的h高水银柱的重力
D．等于上面A、C所述的两个数值之差
第Ⅱ卷 非选择题
三、实验题（每空4分，共12分）
15.用DIS研究一定质量气体在温度不变时，压强与体积关系的实验装置如图1所示，实验步骤如下：
①把注射器活塞移至注射器中间位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接；
②移动活塞，记录注射器的刻度值V，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p；
③用V－1/p图象处理实验数据，得出如图2所示图线。
(1)为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是________________；
(2)为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是________________和________________；
(3)如果实验操作规范正确，但如图所示的V－1/p图线不过原点，则V0代表________________。
四、计算题（共3个小题，共34分。）
16.(10分)如图所示，长31 cm内径均匀的细玻璃管，开口向上竖直放置，齐口水银柱封住10 cm长的空气柱，若把玻璃管在竖直平面内缓慢转动180°后，发现水银柱长度变为15 cm，继续缓慢转动180°至开口端向上．求：
(1)大气压强的值；
(2)末状态时空气柱的长度．
17. （12分）如图所示，内壁光滑的汽缸深度L为1 m，固定在水平地面上，汽缸内有一厚度可忽略不计的活塞封闭了一定质量的气体.开始时汽缸内气体长L1为0.4 m，压强p1为1×105 Pa，温度T1为
300 K，已知大气压强p0为1×105 Pa.现在活塞上施加一水平外力缓慢拉动活塞.
（1）保持汽缸内气体的温度不变，求活塞被拉至汽缸边缘时封闭气体的压强（没有气体漏出）.
（2）活塞被拉至汽缸边缘后，保持气体的体积不变，逐渐升高温度直至外力恰好减小为零，求此时封闭气体的温度.
18.（12分）如图所示，一个密闭的汽缸被活塞分成体积相等的左、右两室，汽缸壁与活塞是不导热的，它们之间没有摩擦，两室中气体的温度相等.现利用电热丝对右室加热一段时间，达到平衡后，左室气体的体积变为原来的，左室气体的温度为T1=300 K，求右室气体的温度.
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选修3-3第八章 气体性质-A卷基础篇（解析版）
（时间：90分钟，满分：100分）
第I卷 选择题
一、单项选择题 (每题3分，8小题，共24分)
1.民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，方法是将点燃的纸片放入一个小罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地被“吸”在皮肤上。其原因是，当火罐内的气体( )
A．温度不变时，体积减小，压强增大
B．体积不变时，温度降低，压强减小
C．压强不变时，温度降低，体积减小
D．质量不变时，压强增大，体积减小
【答案】B
【解析】纸片燃烧时，罐内气体的温度升高，将罐压在皮肤上后，封闭气体的体积不再改变，温度降低时，由＝C(恒量)知封闭气体压强减小，罐紧紧“吸”在皮肤上，B选项正确。
2.已知湖水深度为20 m，湖底水温为4 ℃，水面温度为17 ℃，大气压强为1.0×105Pa.当一气泡从湖底缓慢升到水面时，其体积约为原来的(取g＝10 m/s2，ρ水＝1.0×103 kg/m3) ( )
A．12.8倍 B．8.5倍
C．3.1倍 D．2.1倍
【答案】 C
【解析】 湖底压强大约为p0＋ρ水gh，即3个大气压，由气体状态方程，＝，当一气泡从湖底缓慢升到水面时，其体积约为原来的3.1倍，选项C正确．
3.如图所示，活塞质量为m，缸套质量为M，通过弹簧吊放在地上，汽缸内封住一定质量的空气，缸套与活塞无摩擦，活塞截面积为S，大气压强为p0，则( )
A．汽缸内空气的压强等于p0＋Mg/S
B．汽缸内空气的压强等于p0－mg/S
C．内外空气对缸套的作用力为(M＋m)g
D．内外空气对活塞的作用力为mg
【答案】A
【解析】选A
对缸套受力分析如图所示
由力的平衡：
pS＝p0S＋Mg
所以p＝p0＋，A对B错；
内外空气对缸套和活塞的作用力为 pS－p0S＝Mg，所以C、D均错。
4.一定质量的理想气体经过一系列变化过程，如图所示，下列说法中正确的是( )
A．a→b过程中，气体体积增大，压强减小
B．b→c过程中，气体压强不变，体积增大
C．c→a过程中，气体压强增大，体积变小
D．c→a过程中，气体内能增大，体积变小
【答案】A
【解析】由图知a→b为等温膨胀过程，b→c为等压收缩过程，c→a为等容升压过程，所以A选项正确。
5．容积V＝20 L的钢瓶充满氧气后，压强p＝30 atm，打开钢瓶阀门，让氧气分装到容积为V′＝5 L的小瓶中去，小瓶子已抽成真空。分装完成后，每个小钢瓶的压强p′＝2 atm。在分装过程中无漏气现象，且温度保持不变，那么最多可能装的瓶数是( )
A．4 瓶 B．50 瓶
C．56 瓶 D．60 瓶
【答案】C
【解析】选C 设最多可装的瓶数为n，由等温分态公式得pV＝p′V＋np′V′，解得n＝＝＝56 瓶。故C正确。
6.一定质量的气体，在体积不变的条件下，温度由0 ℃升高到10 ℃时，其压强的增量为Δp1，当它由100 ℃升高到110 ℃时，所增压强为Δp2，则Δp1与Δp2之比是（ ）
A．10∶1 B．373∶273
C．1∶1 D．383∶283
【答案】C
【解析】选C.由等容变化规律可知因为ΔT相等，所以Δp相等，即Δp1∶Δp2＝1∶1，故C对．
7.如图所示，一端封闭的玻璃管，开口向下竖直插在水银槽里，管内封有长度分别为L1和L2的两段气体。当将管慢慢地向上提起时，管内气柱的长度( )
A．L1变小，L2变大
B．L1变大，L2变小
C．L1、L2都变小
D．L1、L2都变大
【答案】D
【解析】选D 假设上段空气柱长度不变，则下段空气柱长度变大，则下段封闭气体体积变大，其压强减小，导致上段空气柱压强减小，由pV为恒量，得L1也变长。
8．图为伽利略设计的一种测温装置示意图，玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，下端插入水中，玻璃泡中封闭有一定量的空气．若玻璃管内水柱上升，则外界大气的变化可能是 ( )
A．温度降低，压强增大 B．温度升高，压强不变
C．温度升高，压强减小 D．温度不变，压强减小
【答案】 A
【解析】 对于一定质量的理想气体＝C，得出V＝C.当温度降低，压强增大时，体积减小，故A正确；当温度升高，压强不变时，体积增大，故B错；当温度升高，压强减小时，体积增大，故C错；当温度不变，压强减小时，体积增大，故D错．
二、多项选择题（每题5分,共6小题，选不全得3分，有错误选项不得分，共30分）
9. 关于对气体压强的理解，下列说法正确的是（ ）
A. 气体的压强是由于地球对气体分子的吸引而产生的
B. 气体的压强是由于气体分子频繁撞击器壁而产生的
C. 气体压强大小取决于单位体积内的分子数和分子的平均动能
D. 某一密闭容器中各器壁受到的气体压强是相同的
【答案】BCD
【解析】A、B、气体的压强产生的机理是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的，而不是地球引力产生的．故A错误、B正确。
C、从微观看，气体压强大小取决于单位体积内的分子数和分子的平均动能，故C正确。
D、某一密闭容器中各器壁受到的气体压强是相同的；故D正确。
故选BCD。
10. 如图封闭在气缸内一定质量的理想气体，如果保持气体体积不变，当温度升高时，以下说法正确的是（ ）
A. 气体的密度增大
B. 所有气体分子的运动速率一定增大
C. 气体的压强增大
D. 每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多
【答案】CD
【解析】质量一定的气体，体积不变，当温度升高时，是一个等容变化，压强变大。压强变大的原因是：（1）温度升高：气体的平均动能增加；（2）单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增多。质量一定，体积一定，所以气体的密度不变．故A错误．温度升高，气体分子的平均动能增加，但不一定每个分子的运动速率都增大，故B错误。质量一定的气体，体积不变，当温度升高时，是一个等容变化．压强变大．故C正确．变化为等容变化，温度升高，分子密度不变但分子平均动能增大，故每秒撞击单位面积器壁的分子数增多．故D正确。
11. 一定质量的理想气体，从图示A状态开始，经历了B、C，最后到D状态，下列判断中正确的是（ ）
A. A→B温度升高，压强不变
B. B→C体积不变，压强变大
C. C→D体积变小，压强变大
D. D点的压强比A点的压强小
【答案】ACD
【解析】在V-T图象中，A→B为等压过程，A正确；B→C为等容过程，温度降低，压强减小，B错误；C→D为等温过程，体积减小，压强增大，C正确；再根据和图中所示，,则有,D正确；故选ACD。
12. 如图所示，两端开口的弯管，左管插入水银槽中，右管有一段高为h的水银柱，中间封有一段空气。则( )
A．弯管左管内外水银面的高度差为h
B．若把弯管向上移动少许，则管内气体体积增大
C．若把弯管向下移动少许，右管内的水银柱沿管壁上升
D．若环境温度升高，右管内的水银柱沿管壁上升
【答案】 ACD
【解析】由题意知，管内压强p＝p0＋ρgh，保持不变，由理想气体状态方程＝C，得T不变时，V不变，T变大，则V变大。
13．如图所示，两端封闭的粗细均匀的U形管中，封闭两段气柱，长度分别为l1，l2，现让管在竖直方向上运动，下述判断正确的是 ( )
A．加速上升时，l1变长，l2变短
B．加速上升时，l2变长，l1变短
C．减速下降时，l2变长，l1变短
D．减速上升时，l1变短，l2变长
【答案】 BC
【解析】管在竖直方向加速上升和减速下降时，加速度方向向上，水银柱超重，减速上升时失重．现在管静止时，p2＝p1－ph，气柱l2的压强小，气柱l1的压强大，当超重时，l1长度变短，l2变长，B，C两项正确．当失重时，l1变长，l2变短．
14.如图所示，用弹簧秤拉着一个薄壁平底玻璃试管，将它的开口端向下插入水银槽中，由于管内有一部分空气，此时试管内水银面比管外水银面高h。若试管本身的重力与管壁的厚度不计，此时弹簧秤的读数( )
A．等于进入试管内的H高水银柱的重力
B．等于外部大气压与内部空气对试管平底部分的压力之差
C．等于试管内高出管外水银面的h高水银柱的重力
D．等于上面A、C所述的两个数值之差
【答案】 BC
【解析】 取试管平底部分为研究对象，有pS＋F弹＝p0S，弹簧秤对试管的拉力F弹＝p0S－pS，故B正确；而试管内封闭气体的压强p＝p0－ρgh，代入上式得F弹＝p0S－(p0－ρgh)S＝ρghS，故C正确。
第Ⅱ卷 非选择题
三、实验题（每空4分，共12分）
15.用DIS研究一定质量气体在温度不变时，压强与体积关系的实验装置如图1所示，实验步骤如下：
①把注射器活塞移至注射器中间位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接；
②移动活塞，记录注射器的刻度值V，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p；
③用V－1/p图象处理实验数据，得出如图2所示图线。
(1)为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是________________；
(2)为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是________________和________________；
(3)如果实验操作规范正确，但如图所示的V－1/p图线不过原点，则V0代表________________。
【答案】(1)用润滑油涂活塞 (2)缓慢抽动活塞 不能用手握住注射器封闭气体部分 (3)注射器与压强传感器连接部位的气体体积
【解析】(1)为了保证气体的质量不变，要用润滑油涂活塞达到封闭效果。
(2)要让气体与外界进行足够的热交换，一要时间长，也就是动作缓慢，二要活塞导热性能好，再者，不能用手握住封闭气体部分的注射器。
(3)根据p(V＋V0)＝C，C为定值，则V＝－V0，体积读数值比实际值大V0。
四、计算题（共3个小题，共34分。）
16.(10分)如图所示，长31 cm内径均匀的细玻璃管，开口向上竖直放置，齐口水银柱封住10 cm长的空气柱，若把玻璃管在竖直平面内缓慢转动180°后，发现水银柱长度变为15 cm，继续缓慢转动180°至开口端向上．求：
(1)大气压强的值；
(2)末状态时空气柱的长度．
【答案】(1)75 cm Hg (2)10.67 cm
【解析】 (1)等温变化p1V1＝p2V2
p1＝p0＋21 cmHg p2＝p0－15 cmHg
(p0＋21)×10×S＝(p0－15)×16×S
解得：p0＝75 cmHg.
(2)由玻意耳定律得p1V1＝p3V3
p3＝p0＋15 cmHg
l3＝＝＝10.67 cm.
17. （12分）如图所示，内壁光滑的汽缸深度L为1 m，固定在水平地面上，汽缸内有一厚度可忽略不计的活塞封闭了一定质量的气体.开始时汽缸内气体长L1为0.4 m，压强p1为1×105 Pa，温度T1为
300 K，已知大气压强p0为1×105 Pa.现在活塞上施加一水平外力缓慢拉动活塞.
（1）保持汽缸内气体的温度不变，求活塞被拉至汽缸边缘时封闭气体的压强（没有气体漏出）.
（2）活塞被拉至汽缸边缘后，保持气体的体积不变，逐渐升高温度直至外力恰好减小为零，求此时封闭气体的温度.
【解析】（1）以汽缸内封闭气体为研究对象，因为缓慢拉动活塞，所以汽缸内气体的温度保持不变，根据玻意耳定律，有
p1L1S=p2L2S，式中p1=1×105 Pa,
L1=0.4 m,L2=L=1 m
解得p2=4×104 Pa.
（2）因为汽缸内气体的体积不变，根据查理定律，有
式中p2=4×104 Pa,
T2=T1=300 K,p3=1×105 Pa
解得T3=750 K.
【答案】（1）4×104 Pa （2）750 K
18.（12分）如图所示，一个密闭的汽缸被活塞分成体积相等的左、右两室，汽缸壁与活塞是不导热的，它们之间没有摩擦，两室中气体的温度相等.现利用电热丝对右室加热一段时间，达到平衡后，左室气体的体积变为原来的，左室气体的温度为T1=300 K，求右室气体的温度.
【解析】根据题意对汽缸中左、右两室中气体的状态进行分析：
左室的气体：加热前p0、V0、T0，加热后
右室的气体：加热前p0、V0、T0，加热后
根据理想气体状态方程： =恒量得，
左室气体
右室气体
故
解得T2=500 K.
【答案】500 K
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