2019—2020学年高中物理人教版选修3-3:第八章 气体 单元检测试题4(解析版)

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名称 2019—2020学年高中物理人教版选修3-3:第八章 气体 单元检测试题4(解析版)
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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 2020-06-21 17:49:14

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文档简介

气体
单元检测试题(解析版)
1.下列说法正确的是(  )
A.布朗运动不是液体分子的运动,但它是固体分子的运动
B.让两个相距很远的分子在恒定的外力作用下靠到最近时,分子势能先减小后增大。分子力先增大后减小
C.温度升高分子热运动加剧,分子运动的平均动能增大,所以只要空间分子密度相同时温度高的压强大
D.一定量的的水变成的水蒸气,其分子平均动能增加,但内能不变
2.某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示,图中f(v)表示v处单位速率区间内的分子数百分率,所对应的温度分别为,则
A.
B.
C.
D.
3.如图所示是一定质量的气体从状态A经B到状态C的V-T图象,由图象可知(  )
A.pA>pB
B.pC<pB
C.VA<VB
D.TA<TB
4.如图所示,一端封闭的玻璃管开口向下竖直倒插在水银槽中,其位置保持固定.已知封闭端内有少量空气.若大气压强变小一些,则管中在水银槽水银面上方的水银柱高度h和封闭端内空气的压强p将如何变化(
)
A.h变小,p变大
B.h变大,p变大
C.h变大,p变小
D.h变小,p变小
5.粗细均匀,两端封闭的细长玻璃管中,有一段水银柱将管中气体分为A和B两部分,如图所示,已知两部分气体A和B的体积关系是VB=3VA,将玻璃管温度均升高相同温度的过程中,水银将(  )
A.向A端移动
B.向B端移动
C.始终不动
D.以上三种情况都有可能
6.以下几种说法,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.把碳素墨水滴入清水中,观察到的布朗运动,是碳分子无规则运动的反映
7.在验证“玻意耳—马略特定律”的实验中,下列四个因素中对实验的准确性影响最小的是______
A.针筒封口处漏气
B.采用横截面积较大的针筒
C.针筒壁与活塞之间存在摩擦
D.实验过程中用手去握针筒
8.一定质量的理想气体经历等温压缩过程时,气体压强增大,从分子运动理论观点来分析,这是因为( 
)
A.气体分子的平均动能不变
B.气体的分子数密度增大
C.单位时间内,器壁单位面积上分子碰撞的次数增多
D.气体分子数增加
9.一定质量的理想气体经过一系列过程,如图所示.下列说法中正确的是:(
)
A.过程中,气体体积增大,压强减小
B.过程中,气体压强不变,体积增大
C.过程中,气体压强增大,体积变小
D.过程中,气体内能增大,体积不变
10.下列说法正确的是(  )
A.放飞的氢气球上升到一定的高度会胀破,是因为球内的气体压强增大
B.气体的状态不变,说明气体的体积、压强、温度均不发生变化
C.一定质量的气体,压强不变时,体积也不会变化
D.一定质量的气体,温度不变时,p-图象是一条过原点的直线,且直线的斜率越大,说明气体温度越高
11.一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形气缸内,气缸壁导热良好,活塞可沿气缸壁无摩擦地滑动。开始时气体压强为p,活塞下表面相对于气缸底部的高度为h,外界的温度为T0。现取质量为m的沙子缓慢地倒在活塞的上表面,沙子倒完时,活塞下降了。若此后外界温度变为T。已知外界大气的压强始终保持不变,重力加速度大小为g。求
(1)活塞的面积;
(2)重新达到平衡后气体的体积。
12.如图所示,长为L、横截面积为S、质量为m的筒状小瓶,底朝上漂浮在某液体中。平衡时,瓶内空气柱长为0.21L,瓶内、外液面高度差为0.10L;再在瓶底放上一质量为m的物块,平衡时,瓶底恰好和液面相平。已知重力加速度为g,系统温度不变,瓶壁和瓶底厚度可忽略。求:
(i)液体密度ρ;
(ii)大气压强p0。
13.一气缸水平固定在静止的小车上,一质量为m、面积为S的活塞将一定量的气体封闭在气缸内,平衡时活塞与气缸底相距L.现让小车以一较小的水平恒定加速度向右运动,稳定时发现活塞相对于气缸移动了距离d。已知大气压强为P0不计气缸和活塞间的摩擦;且小车运动时,大气对活塞的压强仍可视为,整个过程温度保持不变。求:
(1)小车以一较小的水平恒定加速度向右运动,稳定时的压强;
(2)小车加速度的大小。
14.如图所示,哑铃状玻璃容器由两段完全相同的粗管和一段细管连接而成,容器竖直放置。容器粗管的截面积为S1=2cm2,细管的截面积S2=1cm2,开始时粗细管内水银长度分别为h1=h2=2cm。整个细管长为h=4cm,封闭气体长度为L=6cm,大气压强取p0=76cmHg,气体初始温度为27。求:
(i)若要使水银刚好离开下面的粗管,封闭气体的温度应为多少K?
(ii)若在容器中再倒入同体积的水银,且使容器中封闭气体长度L仍为6cm不变,封闭气体的温度应为多少K?
15.某同学利用图(a)装置验证玻意耳定律:粗细相同的玻璃管A和B下端用橡皮管相连,管内装有水银,A管上端封闭,内有封闭气体,B管上端开口。上、下移动B管时,需保持_______________不变,气体体积V可以根据A管上的刻度读出,利用刻度尺测出B管液面与A管液面的高度差h.测得一系列数据后,以h为纵坐标,得到如图(b)所示的函数图像,则图像的横坐标为_________________;图线与h轴交点的物理含义是__________。
16.在“用DIS研究一定质量的气体在体积不变时,其压强与温度的关系”实验中,实验装置如图a所示:
(1)图甲中传感器A为______传感器,传感器B为______传感器;
(2)某同学测得压强与摄氏温度的数据,并在P-t坐标系中作图,获得如图b的图像。图线延长线与横轴交点的温度被开尔文称为___________,其物理意义是_____;
(3)另一同学先后用大小不同的两个试管甲、乙(V甲>V乙),封闭了质量不同,但初始温度和压强都相同的同种气体做实验。若将测得的压强P与摄氏温度t的数据,在同一P-t坐标系中作图,得到的图像应是丙图中的(_______)
A.
B.
C.
D.
参考答案
1.C
【解析】
A.布朗运动是指悬浮在液体或气体中的固体微粒所做的永不停息的无规则运动,故A错误;
B.两个相距很远的分子不断靠近时,一开始分子间作用力表现为分子间引力,先增大后减小,距离足够近时表现为分子间斥力,不断增大,所以分子势能先减小后增大,故B错误;
C.温度升高,分子热运动加剧,分子运动更加剧烈,分子运动平均动能增大,分子间碰撞频率增大,同时分子碰撞器壁的运动加强,即分子对器壁的平均撞击力增大,由
可知,压强增大,因此分子密度相同时温度越高压强越大,故C正确;
D.一定量的的水变成的水蒸气,温度不变,所以其分子平均动能不变,但内能增加,故D错误。
故选C。
2.B
【解析】
因为对于给定的气体,当温度升高,分子热运动加剧,速率较大的分子所占百分比增高,分布曲线的峰值向速率大的方向移动即向高速区扩展,峰值变低,曲线变宽,变平坦,故B正确.
3.D
【解析】
过A点作出等压变化线,保持体积不变,温度越高,则压强越大可知,在V=T图象中,倾角越大,压强越小,所以,故AB错误;由图象可知,状态A到状态B体积不变,故C错误;由图象可知,状态A到状态B体积不变,温度升高,故D正确,ABC错误。
4.D
【解析】
封闭气体的压强为p=p0-h,当大气压减小时,气体要膨胀,所以气体的体积变大,水银柱高度h减小,根据p1V1=p2V2可知,气体的体积变大,压强减小,故D正确ABC错误。
故选D。
5.C
【解析】
先假设气体体积不变,根据理想气体状态方程列式推导出气压增加量表达式进行讨论即可.
【详解】
开始时水银柱平衡,故两侧气体压强相等,设为P,设温度升高△t时气体体积不变,根据理想气体状态方程,有,故,两侧初状态温度T相同,升高的温度△T相同,初状态两侧P相等,则两边气体△P相等,水银仍静止不动,故C正确,ABD错误.
【点睛】
本题关键根据理想气体状态方程列式推导出气压增加量表达式进行讨论,要采用控制变量法,即先假设体体积不变.
6.C
【解析】
A.用气筒给自行车打气时,要用力才能压缩空气,这是打气筒内气体的压力的作用,不是分子斥力,选项A错误;
B.面包内的间隔比分子间隔大的很多,故用手捏面包,面包体积会缩小,不能说明分子间有间隙,选项B错误;
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,选项C正确;
D.把碳素墨水滴入清水中,观察到的布朗运动,这是水分子无规则运动的反映,选项D错误;
故选C.
7.B
【解析】
AD.“探究气体等温变化的规律”实验前提是气体的质量和温度不变,针筒封口处漏气,则质量变小,用手握针筒,则温度升高,都会对实验的准确性影响较大,故AD错误;
B.针筒的横截面积大,会使封闭的气体的体积大,对实验的准确性影响较小,故B正确;
C.活塞与筒壁的摩擦影响活塞对气体的压强,对实验的准确性影响较大,故C错误。
故选B。
8.ABC
【解析】
A.气体经历等温压缩,温度是分子热运动平均动能的标志,温度不变,分子热运动平均动能不变;故气体分子每次碰撞器壁的冲力不变,故A错误;
BC.由玻意耳定律可知气体的体积减小,分子数密度增加,故单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多,故BC正确;
D.气体的体积减小,分子数密度增加,但分子总数是一定的,故D错误;
故选ABC.
9.AD
【解析】
a→b过程中气体的温度保持不变,即气体发生等温变化;b→c过程中,气体压强不变,温度降低;根据理想气体状态方程=C,可得=,由图知P-T为过原点的直线,则c→a过程中气体的体积保持不变;理想气体的内能与气体的体积无关,仅与气体物质的量和温度有关,并且温度越高气体的内能增大
【详解】
A、由图可知a→b过程中气体的温度保持不变,内能的变化,由图可知Pa>Pb,根据玻意耳定律PaVa=PbVb可得Va<Vb,即气体压强减小,体积增大,气体对外做功W,由热力学第一定律:=W+Q可知,Q,气体要吸收热量,故A正确.
B、由图可知b→c过程中,气体压强不变,温度降低Tb>Tc,内能的变化,根据=,可得Vb>Vc,即气体体积减小,外界对气体功W,气体要吸收热量Q0,故B错误.
C、过程中根据=C,可得=,由图知P-T为过原点的直线,可知c→a过程中气体的体积保持不变,气体发生等容变化W=0,压强增大,温度升高,内能的变化,气体要吸收热量Q,故C正确,D错误.
故选AC
10.BD
【解析】
A.随着气球上升,球外空气压强减小,气球体积增大,最终气球会破裂,故A错误;
B.描述气体的物理量有气体的体积、压强、温度,当这三个物理量不变时,气体的状态不变,故B正确;
C.由理想气体状态方程可知,压强不变时,体积可能发生变化,故C错误;
D.由等温变化可得
则p-图像是一条过原点的直线,直线的斜率越大即越大,由理想气体状态方程可知,温度越高,故D正确。
故选BD。
11.(1);(2)
【解析】
(1)设气缸的横截面积为S,沙子倒在活塞上后,对气体产生的压强为,由玻意耳定律得
解得

解得
(2)外界的温度变为T后,设活塞距底面的高度为,根据盖-吕萨克定律,得
解得
根据题意可得
气体最后的体积为
联立解得
12.(i);(ii)
【解析】
(i)初态,瓶内气体压强为
p1=p0+0.1Lρg
瓶处于平衡状态有
p1S=p0S+mg
联立解得液体密度
ρ=
(ii)初态,瓶内气体压强
p1=p0+
由题意知瓶内气柱长度为
L1=0.21L
末态,设瓶内气柱长度为L2,瓶内气体压强为p2
瓶内气体压强
p2=p0+ρgL2
瓶和物块整体处于平衡状态有
p2S=p0S+2mg
联立解得
L2=0.2L
瓶内气体做等温变化,由玻意耳定律
p1L1S=p2L2S
联立解得
13.(1);(2)
【解析】
(1)小车静止,根据平衡条件可得气体的压强为,体积为
设小车加速稳定时,气体压强为,体积为
由玻意耳定律得
联立可得
(2)活塞受到气缸内外气体的压力分别为
由牛顿第二定律得
联立可得
14.(i)405K;(ii)315K
【解析】
(i)开始时
cmHg

水银全部离开下面的粗管时,设水银进入上面粗管中的高度为,则
解得
m
此时管中气体的压强为
cmHg
管中气体体积为
由理想气体状态方程,得
K
(i)再倒入同体积的水银,气体的长度仍为6cm不变,则此过程为等容变化,管里气体的压强为
cmHg
则由解得
K
15.温度
大气压强p0的相反数
【解析】
[1].由于要验证玻意耳定律,则上、下移动B管时,需保持温度不变;
[2][3].对A中的气体,若满足玻意耳定律,则
解得
则以h为纵坐标,得到如图(b)所示的函数图像,则图像的横坐标为;图线与h轴交点的物理含义是-p0,即大气压强p0的相反数。
16.温度
压强
绝对零度
低温极限
A
【解析】
(1)[1][2].传感器A是与热敏元件连在一起的,所以能够感应到试管中温度的变化,显示出试管中的温度,所以应该是温度传感器;因为气体的体积不变,研究气体的温度和压强的变化关系,则传感器B应该是压强传感器;
(2)[3][4].对一定质量的理想气体来说,在体积不变时,根据气体状态方程,可知其压强与绝对温度的关系为正比例关系,图线应该是一条过绝对零点的倾斜直线,所以若是压强对应摄氏温度的情况,其图线的延长线与横轴的交点坐标应该是开氏温标的0K,其物理意义为宇宙的低温极限;
(3)[5].由理想气体状态方程(常数),可知
在体积一定时,理想气体的压强与热力学温度成正比,得到的等压线是一条过绝对零点的直线,这条直线的斜率和V成反比,因为气体体积V甲>V乙,所以甲乙两条直线的斜率k甲<k乙,故A正确,BCD错误。
故选A。