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3（解析版）

气体
单元检测试题（解析版)
1．一定质量的理想气体，由状态a经b变化到c，如图所示，则下图中能正确反映出这一变化过程的是（　　）
A．
B．
C．
D．
2．5月11日复学日，由于疫情防控需要，志愿者老师用额温枪给小明测量了额温，液晶屏显示有36.8C，如果该温度用热力学温标来表示为（
）
A．309.8K
B．36.8K
C．336.8K
D．236.2K
3．2019年12月1日，粤东农批·2019球王故里五华马拉松赛在五华粤东农批广场激情开跑。此次活动能圆满举行离不开一群可爱的志愿者，他们到了午餐时间也只是吃点自热米饭，对于自热米饭很多人还不是很了解，自热米饭盒内有一个发热包，遇水发生化学反应而产生大量热能，不需要明火，温度可超过100℃，盖上盒盖便能在10～15分钟内迅速加热食品。自内热米饭的盖子上有一个透气孔，如果透气孔堵塞，容易造成小型爆炸。有关自热米饭盒爆炸的说法，正确的是（
）
A．自热米饭盒爆炸，是盒内气体温度升高，气体分子间斥力急剧增大的结果
B．在自热米饭盒爆炸的瞬间，盒内气体内能增加
C．在自热米饭盒爆炸的瞬间，盒内气体温度降低
D．自热米饭盒爆炸前，盒内气体温度升高，标志着每一个气体分子速率都增大了
4．气体对器壁有压强的原因是（　　）
A．单个分子对器壁碰撞产生压力
B．几个分子对器壁碰撞产生压力
C．大量分子对器壁碰撞产生压力
D．以上说法都不对
5．一定质量的0℃的冰熔解成0℃的水时，其分子的动能之和Ek和分子的势能之和Ep的变化情况为（
）
A．Ek变大，Ep变大
B．Ek变小，Ep变小
C．Ek不变，Ep变大
D．Ek变大，Ep变小
6．各种卡通形状的氦气球，受到孩子们的喜欢，小孩一不小心松手，氦气球就会飞向天空，上升到一定高度会胀破，这是因为（　　）
A．球内氦气温度升高
B．球内氦气压强增大
C．球外空气压强减小
D．以上说法均不正确
7．关于分子势能，下列说法正确的是(设两分子相距无穷远时势能为零)(　　)
A．体积增大，分子势能增大；体积减小，分子势能减小
B．当分子间距离r＝r0时，分子间合力为零，所以分子势能为零
C．当分子间作用力为引力时，体积越大，分子势能越大
D．当分子间作用力为斥力时，体积越大，分子势能越大
8．如图所示为充气泵气室的工作原理图。设大气压强为p0，气室中的气体压强为p，气室通过阀门S1、S2与空气导管相连接。以下选项中正确的是（　　）
A．当橡皮碗被拉伸时，p>p0，S1关闭，S2开通
B．当橡皮碗被拉伸时，pC．当橡皮碗被压缩时，p>p0，S1关闭，S2开通
D．当橡皮碗被压缩时，p9．某同学用带有刻度的注射器做验证玻意耳定律的实验，温度计表明在图中的图线可以得出（　　）
A．如果实验是从E状态→F状态，则表示外界有空气进入注射器内
B．如果实验是从E状态→F状态，则表示注射器内有部分空气漏了出来
C．如果实验是从F状态→E状态，则表示注射器内有部分空气漏了出来
D．如果实验是从F状态→E状态，则表示外界有空气进入注射器内
10．如图所示，质量为M的绝热活塞把一定质量的理想气体密封在竖直放置的绝热汽缸内，活塞可在汽缸内无摩擦滑动．现通过电热丝对理想气体十分缓慢地加热，设汽缸处在大气中，大气压强恒定。经过一段较长时间后，下列说法正确的是(　　)
A．汽缸中气体的压强比加热前要大
B．汽缸中气体的压强保持不变
C．汽缸中气体的体积比加热前要大
D．活塞在单位时间内受汽缸中分子撞击的次数比加热前要少
11．如图，注射器内封闭有一定质量的气体，已知活塞的横截面积为20cm2，大气压强为1.0×105Pa，不计活塞与器壁间的摩擦．初始时气体体积为5cm3，压强为1.0×105Pa，现用水平向右的力F缓慢拉动活塞直至气体体积变为10cm3，此时封闭气体压强为________Pa，F大小为________N．
12．当大气压强为76cmHg时，如图中四种情况下(图3中h=10
cm)被水银封闭气体的压强分别为：
（1）________cmHg；（2）________cmHg；（3）________cmHg；
（4）________cmHg
13．如图，一带有活塞的气缸通过底部的水平细管与一个上端封闭的竖直管相连，气缸和竖直管均导热，气缸与竖直管的横截面积之比为3：1，初始时，该装置底部盛有水银；左右两边均封闭有一定质量的理想气体，左边气柱高24cm，右边气柱高22cm；两边液面的高度差为4cm．竖直管内气体压强为76cmHg，现使活塞缓慢向下移动，使气缸和竖直管内的水银面高度相差8cm，活塞与气缸间摩擦不计．求
①此时竖直管内气体的压强；
②活塞向下移动的距离．
14．如图所示，一导热性能良好、内壁光滑的汽缸竖直放置，在距汽缸底部l=36cm处有一与汽缸固定连接的卡环，活塞与汽缸底部之间封闭了一定质量的气体当气体的温度T0=300K、大气压强p0=1.0×105Pa时，活塞与汽缸底部之间的距离l0=30cm，不计活塞的质量和厚度现对汽缸加热，使活塞缓慢上升，求：
（1）活塞刚到卡环处时封闭气体的温度T1；
（2）封闭气体温度升高到T2=540K时的压强p2．
15．一活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，初始时气体体积为3.0×10-3m3。用DIS实验系统测得此时气体的温度和压强分别为300K和1.0×105Pa。推动活塞压缩气体，测得气体的温度和压强分别为320K和1.6×105Pa。
(1)求此时气体的体积；
(2)保持温度不变，缓慢改变作用在活塞上的力，使气体压强变为8.0×104Pa，求此时气体的体积。
16．如图所示，长31cm内径均匀的细玻璃管，开口向上竖直放置，齐口水银柱封住10cm长的空气柱，此时气温为27℃。若把玻璃管在竖直平面内顺时针缓慢转动半周，发现水银柱长度变为15cm，继续转动半周，然后对封闭空气柱加热使水银柱刚好与管口相平。求：
（1）大气压强的值；
（2）回到原处加热到水银柱刚好与管口相平时气体的温度。
参考答案
1．C
【解析】
由题图知a→b过程为气体等容升温，压强增大；b→c过程为气体等温降压，体积增大，故C正确，ABD错误。
故选C。
2．A
【解析】
热力学温度T与摄氏温度t的关系是，所以该温度用热力学温标来表示为：，BCD选项错误，A正确；
故选：A。
3．C
【解析】
A.
自热米饭盒爆炸前，盒内气体温度升高，由分子动理论知，体积不变，气体分子间分子力(引力)可忽略不计，分子间相互作用力不变，选项A错误；
BC.
根据热力学第一定律，爆裂前气体温度升高，内能应增大，突然爆裂的瞬间气体对外界做功，其内能应减少，温度也会有所下降，选项B错误，C正确；
D.
自热米饭盒爆炸前，盒内气体温度升高，分子平均动能增加，但并不是每一个气体分子速率都增大，故D选项错误；
故选：C。
4．C
【解析】
由于大量的气体分子对容器器壁频繁的碰撞作用，从而产生了对器壁的压力，从而产生了气体的压强。
故选C。
5．C
【解析】
由于温度不变，分子平均动能相同；由于冰熔化成水从外界吸收了热量，使得分子势能不同．0℃的冰熔化成0℃的水需要吸收热量，所以质量相同的0℃的水比0℃冰的内能大，即E变大；因为内能包括分子动能和分子势能，由于温度不变，分子平均动能相同，因此水的分子势能应该大于冰的分子势能；即：Ek不变，Ep变大．
A．Ek变大，Ep变大，与结论不相符，选项A错误；
B．Ek变小，Ep变小，与结论不相符，选项B错误；
C．Ek不变，Ep变大，与结论相符，选项C正确；
D．Ek变大，Ep变小，与结论不相符，选项D错误；
故选C．
点睛：解决此类问题要结合物态变化过程中的吸热和放热现象及内能进行分析解答，知道温度是分子平均动能的标志．
6．C
【解析】
气球上升，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
故选C。
7．C
【解析】
结合分子力与分子之间距离的关系可知：r0为分子间的平衡距离，分子间距大于平衡距离时分子间为引力，小于平衡距离时，分子间为斥力；
AD．当r＜r0时，分子间的作用力表现为斥力，体积增大时，分子距离变大，分子力做正功，则分子势能减小；体积减小时，分子距离减小，分子力做负功，则分子势能增大，选项AD错误；
B．在r=r0时，斥力和引力大小相等，方向相反，分子力合力为零，分子势能最小，但分子势能不一定为0，与0势能点的选择有关，故B错误；
C．当r>r0时，分子间作用力为引力时，体积越大，分子间距越大，分子力做负功，则分子势能越大，选项C正确。
故选C。
8．BC
【解析】
气室内的气体做等温变化，由玻意耳定律得
PV=C
故当橡皮碗被拉伸时封闭气体体积增大，压强减小，被压缩时体积减小，压强增大。
AB．当橡皮碗被拉伸时，pCD．当橡皮碗被压缩时，p>p0，S1关闭，S2开通，故D错误，C正确。
故选BC。
9．AC
【解析】
连接OE、OF，因为OF的斜率大于OE的斜率，表示
说明如果实验是从E状态→F状态，则表示外界有空气进入注射器内；如果实验是从F状态→E状态，则表示注射器内有部分空气漏了出来，故AC正确，BD错误。
故选AC。
10．BCD
【解析】
AB．气缸内封闭气体的压强，则知加热时封闭气体的压强保持不变，故A错误，B正确；
C．封闭气体发生等压变化，根据盖?吕萨克定律知，温度上升时，气体的体积增大，故C正确；
D．温度升高，分子的平均动能增大，体积增大，单位时间气体分子数减少，由于气体的压强不变，根据压强的微观意义知活塞在单位时间内受气缸中分子撞击的次数比加热前减少，故D正确。
故选BCD。
11．0.5×105Pa
100N
【解析】
初态：P1=1.0×105Pa，V1=5cm3；末态：V2=10cm3；根据P1V1=P2V2可得：
对活塞：
解得F=100N
12．76
70.8
66
56
【解析】
（1）[1]水银柱受两侧气体的压力而平衡，故：
p1=p0=76cmHg
（2）[2]气体压强为：
（3）[3]气体压强为：
p3
=76cmHg-10cmHg=66cmHg
（4）[4]根据等压面原理可知，气体压强为：
p4=
76cmHg-20cmHg=56cmHg
13．①
②
【解析】试题分析：①先以右侧气体为研究对象，找出初末状态的参量，根据根据玻意尔定律求压强；②再以左侧气体为研究对象，找出初末状态的参量，根据根据玻意尔定律求气柱的长度，然后根据几何关系求解活塞向下移动的距离。
①若右侧竖直管的横截面积为,左侧气缸的横截面积则为
以右侧气体为研究对象：
若左侧液面下降，右侧液面升高
，
根据玻意尔定律得：
解得：
②以左边气体为研究对象：
根据玻意尔定律得：
解得：
活塞下降的高度
【点睛】本题考查了求压强、水银面的高度变化情况、活塞升高的高度，分析清楚图示情景，知道气体发生等温变化，求出气体的状态参量，应用玻意耳定律即可解题。
14．①；②
【解析】
试题分析：①设气缸的横截面积为S，由盖-吕萨克定律有
代入数据得
②由查理定律有
代入数据得
考点：气体的等容变化和等压变化
【名师点睛】本题关键找出气体的已知参量后根据气体实验定律的方程列式求解，基础题．
15．(1)；(2)
【解析】
(1)由气体状态方程知：，将，，，，代入上式解得
(2)气体发生等温变化有
将代入可得
16．（1）；（2）
【解析】
（1）在玻璃管开口向上转到开口竖直向下的过程中，由等温变化可得
①
由压强关系可得
，②
由①②式解得
③
（2）加热至水银与管口相平时
④
⑤
由气体状态方程得
⑥
解得
⑦