2019—2020学年高中物理教科版选修3-3：第三章 气体 单元检测试题1（解析版）

气体
单元检测试题（解析版)
1．如图所示，两端开口的弯折玻璃管竖直放置，左管有一段高为h1的水银柱，右管有一段高为h2的水银柱，中间一段水银柱将管内空气分为两段，三段水银柱均静止，则中间管内水银柱的高度h为
A．h1－h2
B．h1＋h2
C．
D．
2．下列有关分子动理论的说法中，正确的是________。
A．足球充足气后很难压缩，是因为足球内气体分子间斥力作用的结果
B．花粉颗粒在液体中的布朗运动，短时间的运动无规则，时间足够长时是有规则的
C．若已知气体在某状态下的摩尔质量、密度及阿伏加德罗常数，可求出每个分子的体积
D．两分子之间的引力和斥力平衡时，它们所具有的分子势能具有最小值
3．很多家庭的玻璃窗都是双层的，两层玻璃间会残留一些密闭的稀薄气体。当阳光照射玻璃窗时，其间的密闭气体（　　）
A．分子平均距离增大
B．每个分子速率均增大
C．密度增大
D．分子平均动能增大
4．下列说法中正确的是
(　　)
A．因为空气分子间存在斥力，所以用气筒给自行车打气时，要用力才能压缩空气
B．用手捏面包，面包体积会缩小，这是分子间有间隙的缘故
C．打开酒瓶后可嗅到酒的气味，说明分子在做无规则的运动
D．热力学温度升高1
K大于摄氏温度升高1
℃
5．根据分子动理论，下列关于分子热运动的说法中正确的是（　　）
A．布朗运动就是液体分子的热运动
B．如图所示，布朗运动图中不规则折线表示的是液体分子的运动轨迹
C．当分子间的距离变小时，分子间作用力可能减小，也可能增大
D．当物体的温度改变时，物体分子的平均动能不一定改变
6．如图，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①、②、③、④到达状态e，对此气体，下列说法不正确的是（　　）
A．过程①中气体的压强逐渐增大
B．过程②中气体对外界做正功
C．过程④中气体从外界吸收了热量
D．状态c、d的内能相等
7．高温物体甲和低温物体乙发生热传递，最后达到热平衡，这个过程的实质是（　　）
A．甲把内能传给乙，最后甲、乙两者温度相等
B．甲把内能传给乙，最后甲、乙两者内能相等
C．甲把温度传给乙，最后甲、乙两者温度相等
D．甲把温度传给乙，最后甲、乙两者内能相等
8．在没有外界影响的情况下，密闭容器内的理想气体静置足够长时间后，该气体（　　）
A．分子的无规则运动停息下来
B．分子的速度保持不变
C．分子的平均动能保持不变
D．每个分子的速度大小均相等
9．如图所示，用容器为的活塞式抽气机对容积为V0的容器中的气体抽气，设容器中原来气体压强为P0，抽气过程中气体温度不变．则（）
A．连续抽3次就可以将容器中气体抽完
B．第一次抽一次后容器内压强为
C．第一次抽一次后容器内压强为
D．连续抽3次后容器内压强为
10．下列关于分子运动和热现象的说法正确的是__________
A．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在势能的缘故
B．一定量100°C的水变成100°C的水蒸汽，其分子之间的势能增加
C．气体温度越高，气体分子的热运动越剧烈
D．如果气体分子总数不变，当气体分子的平均动能增大时，气体压强必然增大
E.
一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子之间势能的总和
11．在烧瓶口插入细玻璃管，管的另一端与汞压强计相连，烧瓶中封闭着一定质量的气体，起初压强计U形管两臂内的汞面一样高。现将烧瓶浸入热水中，为保持气体的体积不变，应向______适当移动A管，为保持气体的压强不变，应向______适当移动A管。（均选填“上”或“下”）
12．在“用DIS研究在温度不变时,一定质量的气体压强与体积的关系”实验中,某同学将注射器活塞置于刻度为10mL处,然后将注射器连接压强传感器并开始实验,气体体积V每增加1mL测一次压强p,最后得到p和V的乘积逐渐增大．
（1）由此可推断,该同学的实验结果可能为图__________．
（2）图线弯曲的可能原因是在实验过程中（
）
A．注射器中有异物
B．连接软管中存在气体
C．注射器内气体温度升高
D．注射器内气体温度降低
13．如图所示，在长为l=57cm的一端封闭、另一端开口向上的竖直细玻璃管内，用5cm高的水银柱封闭着50cm长的理想气体，管内外气体的温度均为33℃。
(ⅰ)现将玻璃管缓慢倾斜至与水平面成53°角，此时管中气体的长度为多少？
(ⅱ)在第一问的基础上，若接着将管内水银柱取走1cm，再缓慢对玻璃管加热升温至多少时，管中水银柱上表面恰好与管口相齐？(大气压强为P0=76cmHg)
14．如图所示，一长方体的封闭绝热气缸固定在水平面上，其中可自由水平移动的绝热活塞将内部封闭理想气体分为完全相同的A、B两部分，并锁定活塞。初始时A、B两部分气体的压强均为p0、热力学温度均为T，体积均为V0.现仅对A缓慢加热到压强为3p0时停止加热。已知A或B气体的内能E与热力学温度T的关系为E=kT（其中k为正的常量），不计一切摩擦
(i)求加热后A的内能E
(ii)若解锁活塞。活塞重新平衡时测得B气体的体积为nV，求此时B气体的温度TB
15．银川一中1992届校友丁欢女士在此次“援鄂抗疫”的工作中使用呼吸机为重症患者进行治疗。简单的讲：呼吸机在吸气相时会产生正压，将气体压入患者的肺内，当压力上升到一定值时，呼吸机会停止供气，呼气阀也会相继打开，患者的胸廓和肺就会产生被动性的收缩，进行呼气。吸气前肺的体积为V0，此时肺内有压强为（大气压强）的一些剩余空气。吸气后肺的体积变为V，请问：再给肺压入压强为的多大体积的空气，才能使肺中的气体压强变为？（空气为理想气体，整个过程温度保持不变）
16．某种深海生物体内长有类似气泡的组织，泡内气体可近似看作理想气体，每个气泡体积一定，该生物处于8000m深处。已知大气压强p0=1.0×105Pa，海水的密度=1.025×103kg/m3，取g=10m/s2，T=t+273K。(计算结果保留3位有效数字)
(1)该生物体气泡组织承受的压强有多大?(不计自身产生的附加压强)
(2)如果让它从水温2℃的深海处上浮到十分接近27℃的水面时，为保证其存活，要求气泡组织的体积不得超过原来的4倍。因此，可将它存放在可以加大压强的密封海水容器中，则该容器中的气压应该为多大？
参考答案
1．B
【解析】
以cmHg为气压单位，设大气压强为P0，左边空气的压强P左=P0-h1，右边空气的压强P右=P0+h2=P左+h，则h=h1+h2，故ACD错误，B正确；故选B．
2．D
【解析】
A．气体压强产生的原因是气体分子频繁碰撞产生，气体分子一般不考虑分子间相互作用力，A项错误；
B．布朗运动的无规则性与时间长短无关，B项错误；
C．已知气体在某状态下的摩尔质量、密度及阿伏加德罗常数，可求出每个气体分子占据的空间，C项错误；
D．两分子间引力和斥力的合力为零时，分子势能为最小值，D项正确。
故选D。
3．D
【解析】
A．因为是密闭气体，则气体的体积不变，分子平均距离不变，选项A错误；
B．当光照使得温度升高时，分子平均动能变大，但并非每个分子速率均增大，选项B错误，D正确；
C．因气体质量和体积都不变，则气体的密度不变，选项C错误。
故选D。
4．C
【解析】
A、空气中分子距离较大，分子为零，用气筒给自行车打气时，要用力才能压缩空气，那是气体压强作用的效果，故A错误；
B、面包之间的空隙，属于物体之间的空隙不是分子间的间隙，故B错误；
C、正是因为分子在做无规则运动，我们才能闻到酒的气味，故C正确；
D、热力学温度和摄氏温度只是零点选取不同，每度的大小是相同的，故D错误；
故选C．
【点睛】正确解答本题需要掌握，应用分子动理论的知识解释生活中有关实例，理解热力学温度和摄氏温度的区别．
5．C
【解析】
A．布朗运动是悬浮在液体中固体微粒的无规则运动，是由大量液体分子撞击形成的，是液体分子无规则运动的反映，A错误；
B．布朗运动图示中不规则折线表示其运动的无规则性（是微粒每隔一段时间位置的连线），并非运动轨迹，B错误；
C．要判断分子力与分子之间距离的变化关系，首先明确分子之间开始距离与的关系，如若分子之间距离由无穷远开始变小，分子力变化可能是先增大后减小再增大，C正确；
D．温度是分子平均动能的标志，物体温度改变，分子平均动能一定改变，故D错误。
故选C。
6．C
【解析】
A．过程①是等容变化，温度升高，由查理定理可知压强增大，A选项不合题意，故A错误；
B．过程②中，体积增大，气体对外做功，B选项不合题意，故B错误；
C．过程④是等容变化，温度降低，放出热量，C选项符合题意，C项正确；
D．过程③是等温变化，温度不变，故状态c、d的内能相等，D选项不合题意，故D错误。
故选C。
7．A
【解析】
宏观上甲的温度降低，乙的温度升高，因而有的同学会错误地认为甲物体向乙物体传递了温度，而实质上是甲将内能传递给了乙；热传递完成后，最后甲、乙两物体达到热平衡，即两者温度相同，并不是内能相等，故A正确，BCD错误。
故选A。
8．C
【解析】
A．由分子动理论可知，分子总是在永不停息的无规则运动，故A错误；
B．因为分子总是在无规则运动，所以分子的速度总是在变化，故B错误；
C．在没有外界影响的情况下，密闭容器内的理想气体静置足够长时间后，理想气体将会达到平衡态，即理想气体的温度、体积和压强等状态参量均不会发生变化，因温度不变，所以分子的平均动能保持不变，故C正确；
D．在相同温度下各个分子的动能并不相同，故速度大小也不相等，故D错误。
故选C。
9．CD
【解析】
B、C、容器内气体压强为p0，则气体初始状态参量为p0和V0，由第一次抽气过程对全部的理想气体由玻意耳定律得：，解得，故C正确、B错误．A、D、同理第二次抽气过程，由玻意耳定律得，第三次抽气过程，解得，可知抽几次气体后容器中还剩的气体体积是V0，故A错误，D正确．故选CD．
【点睛】本题是变质量问题，对于变质量问题，巧妙选择研究对象，把变质量问题转化为质量不变问题，应用玻意耳定律可以解题
10．BCE
【解析】
气体如果失去了容器的约束就会散开，是因为分子间距较大，相互的作用力很微弱，而且分子永不停息地做无规则运动，所以气体分子可以自由扩散。故A错误。一定量100℃的水变成100℃的水蒸气，分子动能之和不变，由于吸热，内能增大，则其分子之间的势能增大。故B正确。气体温度越高，气体分子的热运动越剧烈，选项C正确；如果气体分子总数不变，当气体分子的平均动能增大时，温度升高，若同时体积增大，根据理想状态的状态方程可知，其压强不一定增大。故D错误。一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子之间势能的总和，选项E正确；故选BCE.
11．上
下
【解析】
[1][2]
现将烧瓶浸入热水中，温度升高，为保持气体的体积不变，
，压强变大，则应向上适当移动A管，为保持气体的压强不变，，则体积变大，应向下适当移动A管。
12．（1）甲（2）C
【解析】
（1）[1]由于“最后得到p和V的乘积逐渐增大”，因此在图象中，斜率逐渐增大，斜率变大，故选甲．
（2）[2]
A.注射器有异物不会影响图线的斜率，故A错误；
B.连接软管中存在气体可以视为被封闭的气体总体积较大，不会影响斜率，故B错误；
CD.注射器内气体温度升高，由克拉柏龙方程知，当T增大时，PV会增大，故C正确D错误
13．(1)
50.625cm
(2)
317.152K
【解析】(ⅰ)设玻璃管的横截面积为S，初态时，管内气体的温度为T1=306K，体积为V1=50S，
压强为p1=81cmHg。
当玻璃管倾斜至与水平面成53°角时，管内气体的压强为p2=(76+5sin53°)cmHg，体积为V2=lS
由玻意耳定律得p1V1=p2V2代入数据，解得：l=50.625cm
(ⅱ)设温度升至T3时，水银柱长为4cm，管内气体的体积为V3=53S，压强为p3=(76+4sin53°)cmHg
由理想气体状态方程得
代入数据，解得T3=317.152K
14．(i)3kT(ii)2nT
【解析】
(i)对A，根据查理定律有，可得
对A停止加热后，A的内能
得
E1=3kT
(ii)解锁后，活塞将向右移动。由于气缸与活塞绝热，当活塞重新平衡时，A气体内能的减少量等于B气体内能的增加量，即
对气体A，由理想气体的状态方程有，对气体B，由理想气体的状态方程有，解得
TB=2nT
15．
【解析】
设压入的气体体积为，根据玻意耳定律可得
解得
16．(1)8.21×107Pa；(2)2.24×107Pa
【解析】
(1)根据
p1=p0+ρgh
代入数值得
p1=8.21×107Pa
(2)由题意得T1=(273+2)K=275K，T2=300K当V2=4V1时，由理想气体状态方程，
代入数值得
p2=2.24×107Pa