高中物理人教版选修3-3课后练习题 第八章 气体 综合检测 Word版含解析

章末综合检测(第八章)
时间：60分钟　满分：100分
一、选择题(本题共13小题，1～9题为单项选择题，10～13题为多项选择题，每小题4分，共52分．)
1．对一定量的理想气体，下列说法正确的是(　　)
A．气体体积是指所有气体分子的体积之和
B．气体分子的热运动越剧烈，气体的温度就越高
C．当气体膨胀时，气体的分子势能减小，因而气体的内能一定减少
D．气体的压强是由气体分子的重力产生的，在失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁没有压强
2．把打气筒的出气口堵住，往下压活塞，越往下压越费力，主要原因是因为往下压活塞时(　　)
A．空气分子间的引力变小
B．空气分子间的斥力变大
C．空气与活塞分子间的斥力变大
D．单位时间内空气分子对活塞碰撞次数变多
3．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，氢气球就会飞向天空，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
4．竖直倒立的U形玻璃管一端封闭，另一端开口向下，如图所示，用水银柱封闭一定质量的理想气体，在保持温度不变的情况下，假设在玻璃管的D处钻一小孔，则玻璃管内被封闭的气体压强p和气体体积V变化的情况为(　　)
A．p、V都不变 B．V减小，p增大
C．V增大，p减小 D．无法确定
5．一定质量的气体，在压强不变时，温度每升高1 ℃，它的体积的增加量(　　)
A．相同 B．逐渐增大
C．逐渐减小 D．成正比例地增大
6．喷雾器装了药液后，上方空气的体积是1.5 L，然后用打气筒缓慢地向药液上方打气，如图所示．打气过程中温度保持不变，每次打进1 atm的空气250 cm3，要使喷雾器里的压强达到四个标准大气压，则打气筒应打的次数是(　　)
A．15 B．18
C．20 D．25
7．如图所示为一定质量的理想气体的p ? 图象，图中BC为过原点的直线，A、B、C为气体的三个状态，则下列说法中正确的是(　　)
A．TA＞TB＝TC B．TA＞TB＞TC
C．TA＝TB＞TC D．TA＜TB＜TC
8．如图所示，表示一定质量的气体的状态A→B→C→A的图象，其中AB的延长线通过坐标原点，BC和AC分别与T轴和V轴平行．则下列说法正确的是(　　)
A．A→B过程气体压强增加
B．B→C过程气体压强不变
C．C→A过程气体单位体积内的分子数减小
D．A→B过程气体分子平均动能增加
9．如图所示，一定质量的某种理想气体，由状态A沿直线AB变化到状态B，A、C、B三点所对应的热力学温度分别记为TA、TC、TB，在此过程中，气体的温度之比TA:TB:TC为(　　)
A．1:1:1 B．1:2:3
C．3:3:4 D．4:4:3
10．容积不变的容器内封闭着一定质量的理想气体，当温度升高时(　　)
A．每个气体分子的速率都增大
B．单位时间内气体分子撞击单位面积器壁的次数增多
C．气体分子密度增大
D．气体分子在单位时间内，作用于器壁的作用力增大
11．如图所示，质量为m的活塞将一定质量的气体封闭在汽缸内，活塞与汽缸壁之间无摩擦．a态是汽缸放在冰水混合物中气体达到的平衡状态，b态是汽缸从容器中移出后，在室温(27 ℃)中达到的平衡状态．气体从a态变化到b态的过程中大气压强保持不变．若忽略气体分子之间的势能，下列说法中正确的是(　　)
A．与b态相比，a态的气体分子在单位时间内撞击活塞的个数较多
B．与a态相比，b态的气体对活塞的冲击力较大
C．a、b两态的气体对活塞的冲击力相等
D．从a态到b态，气体的内能增加，气体的密度增加
12．如图所示为一定质量的某种气体等容变化的图线，下列说法中正确的有(　　)
A．不管体积如何，图线只有一条
B．图线1和图线2体积不同，且有V1>V2
C．两条图线气体体积V2>V1
D．两图线必交于t轴上的同一点
13．如图所示，表示一定质量氧气分子在0 ℃和100 ℃两种不同情况下速率分布情况，由图可以判断以下说法正确的是(　　)
A．温度升高，所有分子运动速率变大
B．温度越高，分子平均速率越小
C．0 ℃和100 ℃氧气分子速率都呈现“中间多、两头少”的分布特点
D．100 ℃的氧气与0 ℃氧气相比，速率大的分子数比较多
二、非选择题(本题共6个小题，共48分)
14．(6分)某同学探究气体等温变化规律的实验装置如图所示．
该同学测出了注射器内封闭气体的几组压强p和体积V的值后，用p作纵轴，作横轴，画出p ? 图象如图甲、乙、丙，则甲产生的可能原因是________；乙产生的可能原因是________；丙产生的可能原因是________．
A．各组的p、取值范围太小
B．实验过程中有漏气现象
C．实验过程中气体温度升高
D．在计算压强时，没有计入由于活塞和框架的重力引起的压强
15．(6分)如图甲为“研究一定质量气体在体积不变的条件下，压强变化与温度变化关系”的实验装置示意图．在烧瓶A中封有一定质量的气体，并与气压计相连，初始时气压计两侧液面平齐．
(1)若气体温度升高，为使瓶内气体的体积不变，应将气压计右侧管________(选填“向上”或“向下”)缓慢移动，直至__________________________________________________．
(2)(单选)实验中多次改变气体温度，用Δt表示气体升高的温度，用Δh表示气压计两侧管内液面高度差的变化量．则根据测量数据作出的图线应是图乙中的：________.
16．(8分)如图所示，玻璃管粗细均匀(粗细可忽略不计)，竖直管两封闭端内理想气体长分别为上端30 cm、下端27 cm，中间水银柱长10 cm.在竖直管如图位置接一水平玻璃管，右端开口与大气相通，用光滑活塞封闭5 cm长水银柱．大气压p0＝75 cmHg.
(1)求活塞上不施加外力时两封闭气体的压强各为多少？
(2)现用外力缓慢推活塞恰好将水平管中水银全部推入竖直管中，求这时上下两部分气体的长度各为多少？
17．(8分)图甲为1 mol氢气的状态变化过程的V ? T图象，已知状态A的参量为pA＝1 atm，TA＝273 K，VA＝22.4×10－3 m3，取1 atm＝105 Pa，在图乙中画出与甲图对应的状态变化过程的p ? V图，写出计算过程并标明A、B、C的位置．
18．(10分)如图所示，蹦蹦球是一种儿童健身玩具，某同学在17 ℃的室内对蹦蹦球充气，已知充气前球的总体积为2 L，压强为1 atm，充气筒每次充入0.2 L压强为1 atm的气体，忽略蹦蹦球体积变化及充气过程中气体温度的变化．
(1)充气多少次可以让气体压强增大至3 atm?
(2)将充气后的蹦蹦球拿到温度为－13 ℃的室外后，压强将变为多少？(结果保留2位有效数字)
19．(10分)如图所示，汽缸左右两侧气体由绝热活塞隔开，活塞与汽缸光滑接触．初始时两侧气体均处于平衡态，体积之比V1:V2＝1:2，温度之比T1:T2＝2:5.先保持右侧气体温度不变，升高左侧气体温度，使两侧气体体积相同；然后使活塞导热，两侧气体最后达到平衡．求：
(1)两侧气体体积相同时，左侧气体的温度与初始温度之比；
(2)最后两侧气体的体积之比．
章末综合检测(第八章)
1．解析：由于气体分子间的距离较大，分子间距离不能忽略，所以气体体积要比所有气体分子的体积之和要大，A错误；气体分子的热运动越剧烈，分子的平均速率就越大，平均动能越大，温度就越高，B正确；理想气体的内能只与气体的温度有关，只要气体的温度不变，则内能不变，C错误；气体压强是由气体分子对容器壁频繁地撞击而产生的，与气体的重力没有关系，所以在失重的情况下，气体对器壁仍然有压强，D错误．
答案：B
2．解析：气体分子间距离大于10r0，分子间相互作用力可忽略不计，故A、B、C错；下压活塞费力，是因一定质量的空气，体积减小，分子密度增大，空气分子对活塞在单位时间内的碰撞次数增多，D正确．
答案：D
3．解析：气球上升时，由于高空空气稀薄，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．
答案：C
4．解析：在D处钻一小孔后，D处的压强为大气压强，则封闭气体的压强增大，体积减小，故B正确．
答案：B
5．解析：气体等压变化，根据盖—吕萨克定律＝C，有：＝，则ΔV＝ΔT，故温度每升高1 ℃，它的体积的增加量相同．
答案：A
6．解析：把打进容器内的气体当作整体的一部分，气体质量仍然不变．初始气体压强为p0，末态气体压强为4p0，压强增为4倍，温度不变，体积必然压缩为倍，说明初始体积为6 L，包括补充的气体和容器中本来就有的气体这两部分和为(1.5＋0.25n)L＝6 L，即n＝18，选项B正确．
答案：B
7．解析：从图象可以看出，从A到B为等容变化，压强减小，温度降低，即TA＞TB，BC为等温线，从B到C为等温变化，即TB＝TC，所以A正确，B、C、D错误．
答案：A
8．解析：过各点的等压线如图所示，从状态A到状态B，在同一条过原点的倾斜直线上，所以A→B过程气体压强不变，A错误；从状态B到状态C，斜率变大，则压强变小，B错误；从状态C到状态A，温度不变，体积减小，则单位体积内的分子数增大，C错误；从状态A到状态B，温度升高，则分子平均动能增大，D正确．
答案：D
9．解析：由p ? V图象可知，pA＝3 atm，VA＝1 L，pB＝1 atm，VB＝3 L，pC＝2 atm，VC＝2 L，由理想气体状态方程可得＝＝，代入数据得TA?TB?TC＝3?3?4.
答案：C
10．解析：气体温度升高时，气体分子的热运动加剧，这是大量分子热运动的集中体现，但对单个分子而言，讨论它的温度与速率之间的联系是没有意义的，故选项A错误；理想气体的温度升高，分子的热运动加剧，使分子每秒钟内与单位面积的器壁碰撞的次数增多，因分子平均动能增加，所以分子在单位时间内对器壁的作用力也增大，故选项B、D正确；因气体质量不变，体积不变，所以气体分子的密度不变，故选项C错误．
答案：BD
11．解析：由题知两状态的压强相等，由于Tb>Ta，故a状态分子碰撞的力较小，则单位时间内撞击的个数一定多，A正确；由于压强不变，故气体对活塞的力是相同的，B错、C正确；从a态到b态温度升高，体积增加，内能增加，但气体密度减小，D错．
答案：AC
12．解析：一定质量的气体，在不同体积下进行等容变化，图象不同，图象的斜率越大，体积越小，所以V1答案：CD
13．解析：由图象的意义及特点可知C、D正确，温度升高，平均速度变大，但具体到某个分子速率可能变大、不变或变小，A、B错．
答案：CD
14．解析：甲图：是线性关系，但不过原点，相当于把图线向右平移了一个距离或向下平移了一个距离．分析知，体积计算是不会出错误，应该是少了一部分压强，故选D；乙图：图线向上弯曲，说明pV乘积变大，是温度升高或气体质量增加造成的现象，故选C；丙图：图线向下弯曲，说明pV乘积变小，是温度下降或气体质量减小造成的现象，故选B.
答案：D　C　B
15．解析：(1)气体温度升高，压强变大，气压计左管液面下降，为保证气体体积不变，应适当提高气压计右管，所以应将右管向上移动，直至气压计左管液面回到原来的位置，即保证了瓶内气体体积不变．
(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表示气压计两侧管内液面高度差的变化量；根据查理定律＝C，故＝C，体积不变时压强变化与温度变化的关系是成正比的，所以根据测量数据作出的图线是A.
答案：(1)向上　气压计左管液面回到原来的位置
(2)A
16．解析：(1)上部分气体
p1＝p0－ph＝(75－5) cmHg＝70 cmHg
下端封闭气体的压强
p2＝p0＋ph＝(75＋5) cmHg＝80 cmHg
(2)对上端封闭气体，等温变化(设玻璃管横截面积为S)p1L1S＝p1′L1′S
对下端封闭气体，等温变化p2L2S＝p2′L2′S且p1′＋15 cmHg＝p2′，L1′＋L2′＝52 cm
以上四个方程联立解得：L1′＝28 cm，L2′＝24 cm
答案：(1)70 cmHg　80 cmHg
(2)28 cm　24 cm
17．解析：据题意，从状态A变化到状态C的过程中，由理想气体状态方程可得：＝，pC＝1 atm，从A变化到B的过程中有：＝，pB＝2 atm.
答案：见解析
18．解析：(1)设充气n次可以让气体压强增大至3 atm.充气过程中气体发生等温变化，以蹦蹦球内原来的气体和所充的气体整体为研究对象，由玻意耳定律得
p1(V＋nΔV)＝p2V
代入数据解得n＝20.
(2)当温度变化时气体发生等容变化
由查理定律得＝
解得p3＝p2＝×3 atm≈2.7 atm.
答案：(1)20次　(2)2.7 atm
19．解析：(1)设初始时压强为p
左侧气体满足＝
右侧气体满足pV2＝p′V
解得k＝＝2.
(2)活塞导热达到平衡
左侧气体满足＝
右侧气体满足＝
平衡时T′1＝T′2
解得＝＝.
答案：(1)2　(2)5?4