2020-2021学年高二物理人教版选修3-3单元测试AB卷
第八章
气体（A）卷
1.下列说法正确的是（
）
A.玻意耳定律对任何压强都适用
B.盖一吕萨克定律对任意温度都适用
C.常温、常压下的各种气体，可以当成理想气体
D.—定质量的气体，在压强不变的情况下，它的体积跟温度成正比
2.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
3.在标准大气压(相当于76cm
Hg产生的压强)下做托里拆利实验时，由于管中混有少量空气，水银柱上方有一段空气柱，如图所示，则管中稀薄气体的压强相当于下列哪个高度的水银柱产生的压强（
）
A.
0cm
B.
60cm
C.30cm
D.16cm
4.—定质量的气体，压强为3atm，保持温度不变，当压强减小2atm时，体积变化4L，则该气体原来的体积为（
）
A.
B.2L
C.
D.8L
5.一定质量的气体，体积保持不变，当其热力学温度由T变成了时，其压强由p变成(
)
A.
B.
C.
D.
6.对于一定质量的气体，以下说法正确的是(
)
A.气体做等容变化时，气体的压强和温度成正比
B.气体做等容变化时，温度升高1°C，增加的压强是原来压强的
C.气体做等容变化时，气体压强的变化量与温度的变化量成正比
D.由查理定律可知，等容变化中，气体温度从升高到时，气体压强由增加到，且
7.一圆筒形真空容器，在筒顶系着的轻弹簧下挂一质量不计的活塞，弹簧处于自然长度时，活塞正好触及筒底，如图所示。在活塞下方注入一定质量的理想气体，当温度为T时，气柱高为h，则当温度为时，气柱高为(
)
A.
B.
C.
D.
8.一定质量的气体，在等温状态变化过程中，发生变化的是(
)
A.分子的平均速率
B.单位体积内的分子数
C.气体的压强
D.分子总数
9.下列关于温度的叙述中正确的是(
)
A.温度是表示物体冷热程度的物理量
B.两个系统处于平衡态时，它们具有一个共同的性质一温度相同
C.温度是分子热运动平均动能的标志
D.温度的高低决定了分子热运动的剧烈程度
10.一个开口玻璃瓶内有空气，现将瓶口向下按入水中，在水面下5m深处恰能保持静止不动，下列说法中正确的是（
）
A.将瓶稍向下按，放手后又回到原来位置
B.将瓶稍向下按，放手后加速下沉
C.将瓶稍向上提，放手后又回到原处
D.将瓶稍向上提，放手后加速上升
11.装有两种不同气体的容积相同的的两个容器A、B，用均匀的长直玻璃管水平连接，管内有一段水银柱，将两部分气体隔开，当A的温度低于B的温度17℃时，水银恰好平衡，位于管中央，如图所示。为使水银柱保持在中央，则两容器的温度变化是（
）
A.升高相同温度
B.使A、B升高到相同温度
C.使两容器升温后的热力学温度之比等于它们的初状态的热力学温度之比
D.使两容器温度变化量之比等于它们的初状态的热力学温度之比
12.如图所示，把玻璃管口向下插入水银槽中，管内水银面低于管外水银槽中的水银面。将玻璃管稍向上提起一些时，玻璃管中的气体压强将减小，则（
）
A.玻璃管内气体的长度增加
B.玻璃管内气体的长度减小
C.玻璃管内外水银面高度差减小
D.玻璃管内外水银面高度差增大
13.下列图中描述一定质量的气体做等容变化的过程的图线是(
)
A.
B.
C.
D.
14.如图所示，表示一定质量的某种气体状态变化的一个过程，下列说法正确的是(
)
A.是一个等温过程
B.是一个等温过程
C.
D.过程中，气体体积增大、压强减小、温度不变
15.一圆柱形气缸静置于地面上，如图所示，气缸筒的质量为M，活塞的质量为m，活塞的面积为S，大气压强为p0.现将活塞缓慢向上提，求气缸刚离开地面时气缸内气体的压强.(忽略气缸壁与活塞间的摩擦)
答案以及解析
1.答案：C
解析：三个气体实验定律都是在压强不太大（相对大气压强）、
温度不太低（相对室温）的条件下总结出来的。常温、常压下的各种气体，可以当做理想气体来处理。故C正确。
2.答案：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。
3.答案：D
解析：设管内气体压强为p，则有：(p+60)cm
Hg=76cm
Hg，可
得管中稀薄气体的压强相当于16cm
Hg，选项D是正确的。
4.答案：B
解析：由题意知，，当温度不变时，一定质量气体的压强减小则体积变大，所以，根据玻
意耳定律得，解得，故B正确。
5.答案：A
解析：气体发生等容变化，由得。
6.答案：C
解析：一定质量的气体做等容变化，气体的压强是跟热力学温度成正比，跟摄氏温度不是正比关系，A错误；根据公式知，B错误；气体压强的变化量总是跟温度的变化量成正比，无论是摄氏温度，还是热力学温度，C正确；，解得，故D错误。
7.答案：C
解析：设弹簧的劲度系数为为容器的横截面积；当气柱高为h时，弹簧弹力，由此产生的压强为，此时封闭气体的压强为；取封闭的气体为研究对象，初状态为；末状态为；由理想气体的状态方程有，解得，故C正确。
8.答案：BC
解析：气体分子的平均动能不变，故分子的平均速率不变，质量不变，分子总数不变。
9.答案：ACD
解析：温度是表示物体冷热程度的物理量，是分子热运动平均动能的标志；温度的高低决定了分子热运动的剧烈程度，两个系统处于热平衡的标志是温度相同。
10.答案：BD
解析：瓶保持静止不动，受力平衡，mg=ρgV，由玻意耳定律，将瓶按下后，p增大而V减小，mg>ρgV，故放手后会加速下沉，同样道理，D也正确。
11.答案：CD
解析：假设水银柱不动，对，；同理对B得：，初始时，，，整理得或，由此判断C、D正确。
12.答案：AC
解析：由于管中气体压强减小，外界大气压不变，故玻璃管内外水银面高度差减小；整个过程温度不变，由玻意耳定律可知管内气体体积增大，即气体长度增加，故A、C均正确。
13.答案：CD
解析：根据查理定律，图线应是延长线过原点的倾斜直线，故A、B错误，C正确；，得，由数学知识可知图线应是延长线过的倾斜直线，故D正确.
14.答案：AD
解析：若图像是过原点的一条直线，则说明气体发生等温变化，故是一个等温过程，A正确；A到B过程温度升高，B、C错误；是一个等温过程，V增大，p减小，D正确.
15.答案：
解析：题目中的活塞和气缸均处于平衡状态，以活塞为研究对象，受力分析如下图甲所示，由平衡条件，得.以活塞和气缸整体为研究对象，受力分析如下图乙所示，有，由以上两个方程式，得，解得2020-2021学年高二物理人教版选修3-3单元测试AB卷
第八章
气体（B）卷
1.下列说法正确的是(
)
A.只有吸热才能增加物体的内能
B.一定质量理想气体的温度和体积都增加时，压强可能减少
C.100
℃氧气中的分子速率一定都比20
℃氧气中的分子速率大
D.新冠病毒在56
℃环境下超过30分钟可有效灭活，56
℃等于310
K
2.—定质量的理想气体做等压变化时，其图像如图所示，若保持气体质量不变，使气体的压强增大后，再让气体做等压变化，则其等压线与原来相比，下列可能正确的是(
)
A.等压线与t轴之间夹角变大
B.等压线与t轴之间夹角不变
C.等压线与t轴交点的位置不变
D.等压线与t轴交点的位置一定改变
3.如图所示为用导热性良好的注射器和压强传感器探究气体等温变化的规律，分别记录均匀注射器内空气柱的压强p和空气柱的体积V，实验数据如表所示.数据中p和V的乘积越来越小，造成这一现象的原因可能是(
)
序号
1
20.0
1.001
20.020
2
18.0
1.095
19.710
3
16.0
1.231
19.696
4
14.0
1.403
19.642
5
12.0
1.635
19.620
A.实验环境温度升高
B.外界大气压强变小
C.注射器内的气体向外发生了泄漏
D.注射器活塞与筒壁间的摩擦力变大
4.如图所示，一定质量的理想气体用质量为M的活塞封闭在容器中，活塞与容器间光滑接触，在图中三种稳定状态下的温度分别为，体积分别为且，则的大小关系为(
)
A.
B.
C.
D.
5.为两个相同的固定在地面上的汽缸，内部有质量相等的同种气体，且温度相同，为两重物，质量，按如图所示方式连接并保持平衡。现使汽缸内气体的温度都升高10
℃，不计活塞及滑轮系统的质量和摩擦，则系统重新平衡后(
)
A.C下降的高度比D下降的高度大
B.C下降的高度比D下降的高度小
C.下降的高度一样大
D.汽缸内气体的最终压强与初始压强不相同
6.如图所示，两根粗细相同、两端开口的直玻璃管A和B，竖直插入同一水银槽中，各用一段水银柱封闭着一定质量同温度的空气，空气柱长度，水银柱长度，今使封闭气柱降低相同的温度(大气压保持不变)，则两管中气柱上方水银柱的移动情况是(
)
A.均向下移动，A管移动较多
B.均向上移动，A管移动较多
C.A管向上移动，B管向下移动
D.无法判断
7.如图是氧气分子在不同温度(0
℃和100
℃)下的速率分布图像，由图可知(
)
A.同一温度下，氧气分子的速率呈现出“中间多，两头少”的分布规律
B.随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增大
C.随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例变高
D.随着温度的升高，氧气分子的平均速率变小
8.关于一定质量的理想气体的状态变化，下列说法中正确的是(
)
A.当气体压强不变而温度由100
℃上升到200
℃时，其体积增大为原来的2倍
B.气体由状态1变到状态2时，一定满足方程
C.气体体积增大到原来的4倍，可能是压强减半，热力学温度加倍
D.气体压强增大到原来的4倍，可能是体积加倍，热力学温度减半
9.如图所示，内径均匀、两端开口的V形管，B支管竖直插入水银槽中，A支管与B支管之间的夹角为支管中有一段长为h的水银柱保持静止，下列说法中正确的是(
)
A.B管内水银面比槽内水银面高h
B.B管内水银面比槽内水银面高
C.B管内水银面比槽内水银面低
D.管内封闭气体的压强比大气压强小高水银柱产生的压强
10.如图所示，竖直放置的导热汽缸内用活塞封闭着一定质量的理想气体，活塞的质量为m，横截面积为S，缸内气体高度为。现在活塞上缓慢添加砂粒，直至缸内气体的高度变为h。然后再对汽缸缓慢加热，以使缸内气体温度逐渐升高，让活塞恰好回到原来位置。已知大气压强为，大气温度恒为，重力加速度为g，不计活塞与汽缸间摩擦。下列说法正确的是(
)
A.所添加砂粒的总质量为
B.所添加砂粒的总质量为
C.活塞返回至原来位置时缸内气体的温度为
D.活塞返回至原来位置时缸内气体的温度为
11.用如图所示的实验装置来研究气体等体积变化的规律。管下端由软管相连，注入一定量的水银，烧瓶中封有一定量的理想气体，开始时两管中水银面一样高，那么为了保持瓶中气体体积不变(
)
A.将烧瓶浸入热水中时，应将A管向上移动
B.将烧瓶浸入热水中时，应将A管向下移动
C.将烧瓶浸入冰水中时，应将A管向上移动
D.将烧瓶浸入冰水中时，应将A管向下移动
12.如图所示为一定质量的理想气体两次不同体积下的等容变化图线，下列说法中正确的是(
)
A.a点对应的气体状态其体积大于b点对应的气体体积
B.a点对应的气体状态其体积小于b点对应的气体体积
C.a点对应的气体分子密集程度大于b点对应的分子密集程度
D.a点气体分子的平均动能等于b点气体分子的平均动能
13.一定质量的理想气体的状态发生变化，经历了图示的循环过程，则(
)
A.气体在A状态时的温度等于气体在B状态时的温度
B.从状态B变化到状态C的过程中，气体经历的是等压变化
C.从状态B变化到状态C的过程中，气体分子平均动能增大
D.从状态C变化到状态A的过程中，气体的温度逐渐降低
14.下图
为某同学设计的喷水装置，内部装有水，上部密封
的空气
，保持阀门关闭，再充入
的空气，设在所有过程中空气可看作理想气体，且温度不变，下列说法正确的有(
)
A.充气后，密封气体压强增加
B.充气后，密封气体的分子平均动能增加
C.打开阀门后，密封气体对外界做正功
D.打开阀门后，不再充气也能把水喷光
15.扣在水平桌面上的热杯盖有时会发生被顶起的现象。如图，截面积为S的热杯盖扣在水平桌面上，开始时内部封闭气体的温度为300K，压强为大气压强。当封闭气体温度上升至303K时，杯盖恰好被整体顶起，放出少许气体后又落回桌面，其内部气体压强立刻减为，温度仍为303K。再经过一段时间，内部气体温度恢复到300K。整个过程中封闭气体均可视为理想气体。求:
(1)当温度上升到303K且尚未放气时，封闭气体的压强；
(2)当温度恢复到300K时，竖直向上提起杯盖所需的最小力。
答案以及解析
1.答案：B
解析：吸热和对物体做功都可以增加物体的内能，选项A错误；由可知，一定质量理想气体的温度和体积都增加时，压强可能减少，选项B正确；100
℃氧气中的分子平均动能一定比20
℃氧气中的分子平均动能大，但是100
℃氧气中的某些分子速率不一定比20
℃氧气中的分子速率大，选项C错误；新冠病毒在56
℃环境下超过30分钟可有效灭活，56
℃等于329
K，选项D错误.
2.答案：C
解析：对于一定质量的理想气体的等压线，其图线的延长线一定过(-273.15°C，0)的点，故C项正确。D项错误；气体压强增大后，温度还是0°C时，由理想气体状态方程可知，减小，等压线与t轴之间夹角变小，A、B项错误。
3.答案：C
解析：实验时环境温度升高，则根据理想气体状态方程乘积应变大，故A错误；根据实验操作图可知，外力作用在活塞上，使得该封闭气体压强与体积发生变化，封闭气体的压强和体积之积与外界大气压强无关，故B错误；实验时注射器的空气向外发生了泄漏，根据理想气体状态方程可知，常数C与质量有关，质量变小，则常数C减小，乘积减小，故C正确；根据实验操作图可知，外力作用使得气体体积和压强发生变化，采集器记录下压强值，通过注射器上刻度得到空气柱体积，实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力不断增大，不会影响气压与体积的乘积，故D错误.
4.答案：B
解析：设三种稳定状态下气体的压强分别为，以活塞为研究对象，三种稳定状态下分别有，，可以得出；根据理想气体的状态方程，由得；由得，即，故选项B正确。
5.答案：A
解析：以活塞为研究对象，在气体温度变化前后，活塞受外界大气压力和绳子拉力是不变的，所以在温度升高前后气体的压强不变，所以选项D错误。封闭气体的压强，由于，则，所以；根据可得，由于，所以，即C下降的高度比D下降的高度大，所以选项A正确，B、C错误。
6.答案：A
解析：因为在温度降低过程中，被封闭气柱的压强恒等于大气压强与水银柱因自重而产生的压强之和，故封闭气柱均做等压变化。并由此推知，封闭气柱下端的水银面高度不变。根据盖一吕萨克定律的分比形式，因管中的封闭气柱，初温T相同，温度降低量也相同，且，所以，即管中气柱的体积都减小；又因为，A管中气柱的体积较大，，A管中气柱减小得较多，故两管气柱上方的水银柱均向下移动，且A管中的水银柱下移得较多。本题的答案是选项A。
7.答案：A
解析：由图可知，同一温度下，氧气分子的速率呈现“中间多，两头少”的分布特点，故A正确。温度是分子热运动剧烈程度的标志，是大量分子运动的统计规律，对单个分子没有意义，温度越高，平均速率越大，但不是所有分子运动的速率都变大，故B错误；由图可知，随着温度升高，速率较大的分子数增多，分子的平均速率变大，速率小的分子所占比例变低，故C、D错误。
8.答案：BC
解析：一定质量的理想气体，压强不变时，体积与热力学温度成正比，温度由100
K上升到200
K时，体积增大为原来的2倍，而题中温度单位为摄氏度，故A错误；一定质量的理想气体，由状态1到状态2，一定满足方程，故B正确；根据理想气体状态方程，一定质量的理想气体体积增大到原来的4倍，可能是压强减半，热力学温度加倍，故C正确；根据理想气体状态方程，一定质量的理想气体压强增大到原来的4倍，若是体积加倍，则热力学温度变为原来的8倍，故D错误.
9.答案：BD
解析：以A管中的水银柱为研究对象有，则管内封闭气体的压强，显然，且B管内水银面要比槽内水银面高出，B、D正确.
10.答案：AD
解析：设添加砂粒的总质量为。初态气体压强，添加砂粒后气体压强，由玻意耳定律得，解得，故A正确，B错误；设活塞回到原来位置时气体温度为，该过程为等压变化，有，解得，故C错误，D正确。
11.答案：AD
解析：将烧瓶浸入热水中时，气体的温度升高，由于气体的体积不变，所以气体的压强要变大，应将A管向上移动，所以A正确，B错误；将烧瓶浸入冰水中时，气体的温度降低，由于气体的体积不变，所以气体的压强要减小，应将A管向下移动，所以C错误，D正确。
12.答案：BCD
解析：如题图所示，取横坐标相同的点(温度相同)，所以，则a点对应分子密集程度大于b点对应分子密集程度，温度相等，a点气体分子的平均动能等于b点气体分子的平均动能。
13.答案：AB
解析：气体在A状态和B状态满足玻意耳定律，所以两状态温度相等，故选项A正确；根据图像可知，气体从状态B变化到状态C的过程中，压强恒定，所以气体经历的是等压变化，故选项B正确；根据图像可知，根据盖–吕萨克定律可知，温度是分子平均动能的标志，所以从状态B变化到状态C的过程中，气体分子平均动能减小，故选项C错误；根据图像可知，根据查理定律可知，从状态C变化到状态A的过程中，气体的温度逐渐升高，故选项D错误。
14.答案：AC
解析：A.
封闭气体中再充入的空气后，由于体积不变，所以气体物质的量变大，由理想气体状态方程：可知，当变大，则压强变大，故A正确；
B.
温度是平均动能的标志，温度不变，所以分子的平均动能不变，故B错误；
C.
由公式可知封闭气体压强变为，大于大气压强，所以打开阀门后，气体膨胀，对外界做功，故C正确；
D.
膨胀过程温度不变属于等温变化，若都喷完容器中的水，由得喷完容器中的水后，容器的气体压强小于外界气体压强，所以水不能喷完，故D错误。
15.答案：(1)
(2)
解析：(1)以开始封闭的气体为研究对象，由题意可知，初状态温度，压强为，末状态温度，压强设为，由查理定律得①
代入数据得。②
(2)设杯盖的质量为m，刚好被顶起时，由平衡条件得
放出少许气体后，以杯盖内的剩余气体为研究对象，由题意可知，初状态温度，压强，末状态温度，压强设为，由查理定律得④
设提起杯盖所需的最小力为F，由平衡条件得
联立②③④⑤式，代入数据得。
