第八章《气体》单元测试(含解析)

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名称 第八章《气体》单元测试(含解析)
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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 2020-03-23 16:50:28

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文档简介

第八章《气体》
一、选择题
1.两端封闭、内径均匀的直玻璃管水平放置,如图所示.V左
A. 不动 B. 向左移动 C. 向右移动 D. 无法确定是否移动
2.如图所示,在p-T坐标系中的a、b两点,表示一定质量的理想气体的两个状态,设气体在状态a时的体积为Va、密度为ρa,在状态b时的体积为Vb、密度为ρb,则(  )

A.Va>Vb,ρa>ρb B.VaVb,ρa<ρb D.Vaρb
3.下列各组物理量中能决定气体的压强的是(  )
A. 分子的平均动能和分子种类 B. 分子密集程度和分子的平均动能
C. 分子总数和分子的平均动能 D. 分子密集程度和分子种类
4.伽耳顿板可以演示统计规律.如图,让大量小球从上方漏斗形入口落下,则下图中能正确反映最终落在槽内小球的分布情况的是(  )


A. B. C. D.
5.一个封闭的钢管内装有一定质量的空气,当温度为200 K时压强为0.8 atm.如压强增加到2 atm,那么这时的温度为(  )
A. 273 K B. 300 K C. 400 K D. 500 K
6.如图所示,两端开口的玻璃管中有两段水银,封闭有一段气体LB,左边的活塞也封闭了一段气体LA,现将活塞缓慢地向下移动,两气柱长度变化是(  )

A.LA不变,LB减小 B.LA增大,LB减小
C.LA减小,LB增大 D.LA减小,LB不变
7.如图所示,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.汽缸内有一个质量为m的活塞,活塞与汽缸壁之间无摩擦且不漏气.汽缸内密封有一定质量的理想气体.如果大气压强增大(温度不变),则(  )

A. 气体的体积增大 B. 细线的张力增大
C. 气体的压强增大 D. 斜面对汽缸的支持力增大
8.关于气体分子的速率,下列说法正确的是 (  )
A. 气体温度升高时,每个气体分子的运动速率一定都增大
B. 气体温度降低时,每个气体分子的运动速率一定都减小
C. 气体温度升高时,气体分子运动的平均速率必定增大
D. 气体温度降低时,气体分子运动的平均速率可能增大
9.如图为一定质量的理想气体两次不同体积下的等容变化图线,有关说法正确的是(  )

A.a点对应的气体分子密集程度大于b点对应的气体分子密集程度
B.a点对应的气体状态其体积等于b点对应的气体体积
C. 由状态a沿直线ab到状态b,气体经历的是等容过程
D. 气体在状态a时的值大于气体在状态b时的值
10.如图所示,活塞的质量为m,汽缸缸套的质量为M.通过弹簧吊在天花板上,汽缸内封有一定质量的气体.缸套和活塞间无摩擦,活塞面积为S,大气压强为p0.则封闭气体的压强为(  )


A.p=p0+ B.p=p0+ C.p=p0- D.p=
11.各种卡通形状的氢气球,受到孩子们的喜欢,特别是年幼的小孩,小孩一不小心松手,氢气球会飞向天空,上升到一定高度会胀破,是因为(  )

A. 球内氢气温度升高 B. 球内氢气压强增大
C. 球外空气压强减小 D. 以上说法均不正确
12.下列关于气体分子运动的特点,正确的说法是(  )
A. 气体分子运动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得
D. 气体分子的平均速度随温度升高而增大
13.某自行车轮胎的容积为V,里面已有压强为p0的空气,现在要使轮胎内的气压增大到p,设充气过程为等温过程,空气可看作理想气体,轮胎容积保持不变,则还要向轮胎充入温度相同、压力也是p0、体积为________的空气.(  )

A.V B.V C. (-1)V D. (+1)V
14.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
二、实验题
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-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-图线不过原点,则V0代表___________.
16.(1)在做“探究气体等温变化的规律”的实验时,下列各项要求中,属于实验必须要做到的是(  )
A.弄清所封闭气体的质量
B.注射器的密封性良好
C.在等温条件下操作
D.气体的压强和体积必须用国际单位
(2)实验中发现各组同学的气体压强p与体积V的乘积值不完全相等,其主要原因是由于封闭气体的________不同.
17.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.
三、计算题
18.如图所示,A、B均为长度为L和截面积为S的汽缸,体积不计的活塞C可在B汽缸内无摩擦地滑动,D为阀门.整个装置均由导热性能较好的材料制成.起初阀门关闭,A内有压强为p1的理想气体,B内有压强为的理想气体,活塞在B汽缸内最左边,空气温度为T0.打开阀门,活塞C向右移动,最后达到平衡.不计两汽缸连接管的容积.求:

(1)活塞C移动的距离及平衡后B中气体的压强;
(2)若平衡后空气温度降为0.95T0,则汽缸中活塞怎么移动?两汽缸中的气体压强分别变为多少?







19.如图所示,内径均匀的直角细玻璃管ABC两端开口,AB段竖直,BC段水平,AB=100 cm,BC=40 cm,在水平段BC内有一长10 cm的水银柱,其左端距B点10 cm,环境温度为330 K时,保持BC段水平,将玻璃管A端缓慢竖直向下插入水银槽中,使A端在水银面下10 cm.已知大气压为75 cmHg且保持不变,若环境温度缓慢升高,求温度升高到多少K时,水银柱刚好全部溢出.



答案解析
1.【答案】C
【解析】设降温后水银柱不动,则两段空气柱均为等容变化,初始状态左右压强相等,即p左=p右=p
对左端空气柱=,
则Δp左=p左=p,
同理右端空气柱Δp右=p,所以Δp右>Δp左,
即右侧压强降低得比左侧多,故水银柱向右移动,选项C正确.
2.【答案】D
【解析】过a、b两点分别作它们的等容线,由于斜率ka>kb,所以Vaρb,故D正确.
3.【答案】B
【解析】气体的压强是由大量分子碰撞器壁而产起的,气体分子的密集程度越大(即单位体积内分子数越多),在单位时间内撞击器壁单位面积的分子数就越多,则气体的压强越大.另外气体分子的平均动能越大,分子撞击器壁对器壁产生的作用力越大,气体的压强就越大.故决定气体压强的因素是分子密集程度和分子的平均动能,故B项正确.
4.【答案】C
【解析】根据统计规律,能正确反映最终落在槽内小球的分布情况的是图C.
5.【答案】D
【解析】初状态:p=0.8 atm,T=200 K,
末状态:p′=2 atm,
根据查理定律:=
得:T′=500 K.
6.【答案】D
【解析】活塞缓慢向下移动,说明温度不变,也就是等温变化,考查玻意耳定律的应用.对于LB来讲,由于它上方的水银柱不变,所以它的压强不变,因而体积也不可能发生变化,所以LB长度不会发生变化.而对于LA来讲,活塞向下移动,它的压强已经开始变大,因而体积会减小,所以气柱长度会变小,但LB会向上移动,两段气柱的水银高度差会增加,所以选项D正确.
7.【答案】C
【解析】对活塞受力分析,沿斜面方向可得:pS+mgsinα=p0S,所以p=p0-,若p0增大,则p增大,根据pV=常量,可知V减小;对汽缸和活塞的整体而言,细线的张力FT=(M+m)gsinα,;斜面对汽缸的支持力F=(M+m)gcosα,与大气压强无关,选项C正确.
8.【答案】C
【解析】温度是所有分子热运动的平均动能的标志.温度升高,分子的平均动能增大.由k=m2可知,分子的平均速率增大,同时由麦克斯韦气体分子速率分布规律可知,温度升高时,气体分子速率大的分子所占的比率增大,速率小的分子所占的比率减小,故气体分子的平均速率一定增大,故选项C正确.而温度降低时则正好相反,故选项D错.每一个分子的运动速率在温度升高时不一定增大,在温度降低时也不一定减小,故选项A、B都错.
9.【答案】A
【解析】由=C,a点对应的气体状态其体积小于b点对应的气体体积,故a点对应的气体分子密集程度大于b点对应的气体分子密集程度,故A正确,B错误;由状态a沿直线ab到状态b,气体经历的是等温过程,故C错误;气体在状态a时的值等于气体在状态b时的值,故D错误.
10.【答案】C
【解析】对汽缸缸套进行受力分析,如图所示.

由平衡条件可得:p0S=Mg+pS
所以p=p0-,故C项正确.
11.【答案】C
【解析】气球上升时,由于高空处空气稀薄,球外气体的压强减小,球内气体要膨胀,到一定程度时,气球就会胀破.
12.【答案】A
【解析】气体分子的运动与温度有关,温度升高时,平均速率变大,但仍遵循“中间多,两头少”的统计规律,A对,B错.分子运动无规则,而且牛顿定律是宏观定律,不能用它来求微观分子的运动速率,C错.大量分子向各个方向运动的概率相等,所以稳定时,平均速度几乎为零,与温度无关,D错.
13.【答案】C
【解析】设要向轮胎充入体积为V′的空气,由玻意耳定律,p0V+p0V′=pV,解得:V′=(-1)V,选项C正确.
14.【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.
15.【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.
16.【答案】(1)BC (3)质量
【解析】
17.【答案】(1)向下,B、C两管内水银面等高 (2)A
【解析】
18.【答案】(1) p1 (2)不移动 p1 p1
【解析】(1)打开阀门后,两部分气体可以认为发生的是等温变化.
设平衡后,A、B内理想气体的压强均为p2,活塞向右移动x,由玻意耳定律得
A中气体p1LS=p2(L+x)S
B中气体p1LS=p2(L-x)S
解得x=,p2=p1
(2)设降温后汽缸内活塞向右移动x0,两部分气体压强为p3,由理想气体状态方程得
A中气体=
B中气体=
解得x0=0,即活塞并不发生移动,
因此降温过程两部分气体发生的是等容变化.
对A中气体,由查理定律得=,
解得p3=0.95p2=p1,
根据气体状态平衡知,B中气体的压强也为p1.
19.【答案】390 K
【解析】A端插入水银槽后,液柱向右移动10 cm
初状态:T1=330 K,V1=110S
末状态:V2=130S
等压变化:由=得:
T2=T1=×330 K=390 K.
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