2019—2020学年高中物理人教版选修3-3：第八章 气体 章末检测精炼2（解析版）

气体
章末检测精炼（解析版)
1．一定质量的理想气体由状态A经过如图所示过程变到状态B此过程中气体的体积（
）
A．一直变小
B．一直变大
C．先变小后变大
D．先变大后变小
2．某同学用打气筒为体积为2.OL的排球充气，充气前排球呈球形，内部气压与外界大气压相等，均为1.0×
105Pa.设充气过程中排球体积和内外气体温度不变，气筒容积为0.05L，要使球内气体压强达到1.5×l05Pa，应至少打气多少次
A．20次
B．30次
C．40次
D．60次
3．关于分子动理论，下列说法正确的是（
）
A．分子的质量，分子的体积
B．物体间的扩散现象主要是分子间斥力作用的结果
C．在任一温度下，气体分子的速率分布均呈现“中间多、两头少”的规律
D．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了炭粒分子运动的无规则性
4．如图所示，D→A→B→C表示一定质量的某种气体状态变化的一个过程，则下列说法正确的是(　　)
A．D→A是一个等温过程
B．A→B是一个等温过程
C．A与B的状态参量相同
D．B→C体积减小，压强减小，温度不变
5．温度为27℃的一定质量的气体保持压强不变，把体积减为原来的一半时，其温度变为(　　)
A．127K
B．150K
C．13.5℃
D．23.5℃
6．一定质量的理想气体，经历一膨胀过程，这个过程可以用图上的直线ABC来表示，在A、B、C三个状态上，气体的温度TA、TB、TC相比较，大小关系为(　
　)
A．TB＝TA＝TC
B．TA>TB>TC
C．TB>TA＝TC
D．TB7．如图所示U型玻璃管静置于竖直平面，右管封闭一定质量的空气，左管上端开口且足够长，左管内水银面比右管内水银面高h，能使h变小的是（　　）
A．使U型管自由下落
B．外界大气压强升高
C．使U型管静置于水平面内
D．沿管壁向左管内加注水银
8．如图，一定质量的气体从状态A沿直线变化到状态B的过程中，其温度（　　）
A．保持不变
B．逐渐升高
C．逐渐降低
D．先升高后降低
9．如图所示为一定质量理想气体的体积V与温度T的关系图象，它由状态A经等温过程到状态B，再经等容过程到状态C，设A、B、C状态对应的压强分别为pA、pB、pC，则下列关系式中正确的是（　　）
A．pA＜pB，pB＜pC
B．pA＞pB，pB＝pC
C．pA＞pB，pB＜pC
D．pA＝pB，pB＞pC
10．将一定质量的氧气从0℃缓慢升高到100℃，下列说法中正确的是
A．氧气分子的平均动能一定变大
B．每个氧气分子的运动速率一定变大
C．氧气分子的密集程度一定变大
D．气体的压强一定变大
11．如图所示，一端开口的薄壁玻璃管水平放置，其长度为，管内长度为的水银柱封闭长度为的一段空气柱。现将玻璃管缓慢地转到开口向下的竖直位置，然后竖直插入足够深的水银槽中（图中未画出），稳定后玻璃管内外液面高度差为。已知大气压强。求：
(1)玻璃管缓慢地转到开口向下的竖直位置时，管内气体压强；
(2)玻璃管竖直插入水银槽后，玻璃管内空气柱的长度；
(3)玻璃管竖直插入水银槽后，玻璃管开口处与槽内水银面之间的高度差。
12．如图所示，一粗细均匀的细玻璃管竖直置于水平地面上，内部灌有水银，左端封闭了一部分气体，右侧与大气相通。玻璃管底部长10
cm。起初两侧液面相差19
cm，气柱长19
cm。外界环境温度恒为27℃，大气压强为76cmHg，重力加速度为g
=
10
m/s2。现通过几种方法，使玻璃管两侧液面相平，则：
(1)若通过继续注入水银的方法使玻璃管两侧液面相平，求注入的水银柱的长度；
(2)若通过加热管内气体的方法使玻璃管两侧液面相平，求需将温度升高到多少；
(3)若玻璃管在纸面内沿水平地面匀加速运动，求使玻璃管两侧液面相平的加速度大小和方向。
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开口的竖直管相连，气缸与竖直管的横截面面积之比为3：1，初始时，该装置的底部盛有水银；活塞与水银面之间有一定量的气体，气柱高度为l（以cm为单位）；竖直管内的水银面比气缸内的水银面高出。现使活塞缓慢向上移动，这时气缸和竖直管内的水银面位于同一水平面上，求初始时气缸内气体的压强（以cmHg为单位）
14．如图，绝热气缸A与导热气缸B均固定于地面，由刚性杆连接的绝热活塞与两气缸间均无摩擦．两气缸内装有处于平衡状态的理想气体，开始时体积均为、温度均为．缓慢加热A中气体，停止加热达到稳定后，A中气体压强为原来的1.2倍．设环境温度始终保持不变，求气缸A中气体的体积和温度．
15．用如图甲所示的实验装置探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系。在注射器活塞上涂润滑油并插入针管，用细软管将针管小孔与压强传感器连接密封一定质量气体，移动活塞改变气体的体积和压强，气体体积由注射器刻度读取，气体压强由压强传感器读取。
(1)下列说法正确的是_________。
A．气体的压强和体积必须用国际单位
B．在活塞上涂润滑油目的只是为减小摩擦力
C．移动活塞应缓慢且不能用手握住注射器
D．若实验中连接传感器和注射器的软管脱落，可以立即接上继续实验
(2)交流实验成果时某同学发现各小组所测的乘积并不相同，最主要的原因是_______。
(3)某小组实验操作无误，但根据测得的数据作出图象不过坐标原点，如图乙所示，图中代表________的体积。
16．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a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；
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-图像处理实验数据，得到如图b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____________________；
(4)实验中活塞与针筒间的摩擦对实验结果PV乘积值的影响是_______（选填：偏大、偏小、无影响）。
参考答案
1．B
【解析】
根据理想气体状态方程，得，从状态A到状态B，压强P减小，温度T增大，体积V增大，故B正确，ACD错误。
故选B。
2．A
【解析】
设至少打气n次，则根据玻意耳定律可知：
即
次
故选A.
3．C
【解析】
A．分子的质量，但是由于分子之间有间隔，尤其是气体分子之间距离更大，则分子的体积，选项A错误；
B．物体间的扩散现象主要是分子不停息的做无规则运动引起的，选项B错误；
C．在任一温度下，气体分子的速率分布均呈现“中间多、两头少”的规律，选项C正确；
D．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了水分子运动的无规则性，选项D错误。
故选C。
4．A
【解析】
A.图线D→A的斜率不变，由数学知识可知图线的斜率等于pV，斜率不变，则pV不变由气态方程
分析可知温度不变，所以D→A是一个等温过程，故选项A正确；
B.由图可知A→B过程中气体的体积不变，是等容过程，故选项B错误；
C.A与B的体积相同，压强不变，则温度也不同，所以状态参量不相同，故选项C错误；
D.同理，B→C过程气体的温度不变，而压强减小，根据玻意耳定律
可知体积增大，故选项D错误。
故选A。
5．B
【解析】
根据盖吕萨克定律可得
解得，故选项B正确。
故选B。
6．C
【解析】
由理想气体状态方程：=C可知：
则TB>TA=TC，故C正确，ABD错误；
故选C.
点睛：由图象求出A、B、C三状态的压强与体积，然后由理想气体的状态方程求出各状态的温度，然后比较温度大小．
7．B
【解析】
A．由图可知被封闭气体的压强为
p=p0+ρgh
当U型玻璃管自由下落时，水银处于完全失重状态，此时被封闭气体压强与大气压相等，故被封闭气体压强减小，体积将增大，此时h将增大，故A不符合题意；
B．若大气压强增大，则被封闭气体压强增大，假设被封闭气体体积不变，根据玻意耳定律
p1V1=p2V2
可知等温变化压强增大，体积变小，所以气体体积减小，则h变小，故B符合题意；
C．使U型管静置于水平面内，则被封闭气体压强减小，假设被封闭气体体积不变，根据
p1V1=p2V2
可知等温变化压强增大，体积变小，故假设错误，气体体积增大，则h变大，故C不符合题意；
D．若向左管内加水银，则被封闭气体压强增大，同理被封闭气体体积减小，压强增大，所以h将增大，故D不符合题意。
故选B。
8．C
【解析】
根据理想气体状态方程
即
其图像上点到原点的连线斜率反映温度的高低，如下图所示
知A点温度大于B点温度，即由A到B温度降低，故ABD错误，C正确。
故选C。
9．A
【解析】
气体从状态A变化到状态B，发生等温变化，p与体积V成反比，由图可知VA>VB，所以
pA从状态B到状态C，气体发生等容变化，压强p与热力学温度T成正比，由图可知TBpBA．
pA＜pB，pB＜pC
与上述分析相符，故A正确；
B．pA＞pB，pB＝pC
与上述分析不符，故B错误；
C．
pA＞pB，pB＜pC
与上述分析不符，故C错误；
D．
pA＝pB，pB＞pC
与上述分析不符，故D错误；
故选A。
10．A
【解析】
AB、温度是分子热运动平均动能的标志，是大量分子运动的统计规律，对单个的分子没有意义，所以温度越高，平均动能越大，故平均速率越大，但不是所有分子运动速率都变大，故A正确，B错误；
CD、气体的压强与分子的密集程度以及分子的平均撞击力有关；一定质量的气体的温度升高，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大；若气体的体积增大，单位体积内的分子数减小（即气体的密集程度减小），气体的压强不一定增大，故CD错误。
11．(1)；(2)；(3)10cm或cm
【解析】
(1)若玻璃管足够长，将玻璃管缓慢地转到开口向下时，设空气柱长为
由玻意耳定律可知
有水银流出；
设流出水银后，水银柱长为h0，由玻意耳定律可知
玻璃管缓慢地转到开口向下的竖直位置时，管内气体压强
(2)玻璃管竖直插入水银槽后，若玻璃管内液面比水银槽液面高Δh=15cm，设玻璃管内空气柱的长度为，由玻意耳定律定律可知
得
若水银槽液面比玻璃管内液面高Δh=15cm，设玻璃管内空气柱的长度为，由玻意耳定律可知
得
(3)若玻璃管内液面比水银槽液面高Δh=15cm，玻璃管开口处与槽内水银面之间的高度差
若水银槽液面比玻璃管内液面高Δh=15cm，玻璃管开口处与槽内水银面之间的高度差
cm
12．(1)28.5cm；(2)600K；(3)38
m/s2，方向水平向左。
【解析】
本题考查理想气体方程的应用及牛顿第二定律。
【详解】
(1)未注入水银前，封闭气体压强
p1
=
p0－ph
=
57
cmHg
注入后
p2
=
p0
该过程T不变
p1l1
=
p2l2
解得
l2
=
14.25cm
由几何关系得需注入的水银柱长度
Δh
=
28.5cm
(2)两侧液面相平时，由几何关系得气柱长度l3
=
28.5cm，T1
=
300K
解得
T2
=
600K
(3)该过程T不变，故
p1l1
=
p3l3
解得
p3
=
=
38cmHg
对玻璃管底部水银柱，
p0S－p3S
=
ma
m
=
ρSl
可得a
=
38
m/s2，方向水平向左
13．
【解析】
设S为气缸的横截面积，p为活塞处于初始位置时气缸内气体的压强，p0为大气压强，有
①
在活塞上移后，气缸内气体的压强变为p0，设气体的体积为，由玻意耳定律得
②
设气缸内水银面上升，有
③
④
联立①②③④式，解得
⑤
14．；
【解析】
设初态压强为p0，膨胀后A，B压强相等pB=1．2p0
B中气体始末状态温度相等p0V0=1．2p0（2V0-VA）
∴，A部分气体满足
∴TA=1．4T0
答：气缸A中气体的体积，温度TA=1．4T0
考点：玻意耳定律
【点睛】
本题考查理想气体状态变化规律和关系，找出A、B部分气体状态的联系（即VB=2V0-VA）是关键．
15．C
密封的气体质量不同
传感器与注射器之间气体
【解析】
(1)[1]A．本实验研究气体的压强和体积的比例关系，单位无需统一为国际单位，故A错误；
B．为了防止漏气，应当在注射器活塞上加润滑油，来增加连接处密封性，故B错误；
C．移动活塞要缓慢；实验时，不要用手握住注射器，都是为了保证实验的恒温条件，故C正确；
D．压强传感器与注射器之间的连接管脱落后，气体质量变化了，应该重新做实验，故D错误。
故选C；
(2)[2]根据理想气体状态方程可知，常数C与质量有关，交流实验成果时某同学发现各小组所测的乘积并不相同，说明密封的气体质量不同
(3)[3]根据理想气体状态方程可知，实验数据画出的图线是过坐标原点的直线，在实际的实验过程中实验操作规范正确，根据实验数据画出如图乙所示的图线不过坐标原点，该图线的方程为
说明试管中的气体的体积小于实际的封闭气体的体积，结合实验的器材可知，图中代表注射器与压强传感器连接部位的气体体积。
16．在注射器内壁上涂一些润滑油
手不能握住注射器的封闭气体部分
缓慢推动活塞
注射器和压强传感器连接处的气体体积
无影响
【解析】
（1）[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在注射器活塞上涂润滑油，这样可以保持气密性；
（2）[2][3]
为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是移动活塞要缓慢；不能用手握住注射器封闭气体部分，这样能保证装置与外界温度一样；
（3）[4]
体积读数值比实际值大，根据
C为定值，则
如果实验操作规范正确，则代表注射器与压强传感器连接部位的气体体积
（4）[5]实验中气体压强由计算机测得，气体体积由注射器刻度测得，均与活塞与针筒间的摩擦无关，实验中活塞与针筒间的摩擦对实验结果PV乘积值无影响。