2019-2020学年高中物理第八章气体测试卷含解析新人教版选修3-3

2019-2020学年高中物理第八章气体测试卷含解析新人教版选修3-3

气体 时间：90分钟　分数：100分 一、选择题(本题有13小题，每小题3分，共39分．其中1～9题为单选题，10～13题为多选题)‎ ‎1．一定质量的气体，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 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 ‎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 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 ‎3．下图描绘的是一定质量的氧气分子分别在‎0 ℃‎和‎100 ℃‎两种情况下速率分布的情况，其中符合统计规律的是(　　)‎ 解析：气体温度越高，分子热运动越剧烈，分子热运动的平均速率越大，且大量气体分子的速率分布呈现“中间多、两头少”的特点，温度高时速率大的分子所占据的比例大，所以A项正确．‎ 答案：A ‎4．如图甲所示，一定质量的理想气体的状态沿1→2→3→1的顺序循环变化，若用p－V或V－T图象表示这一循环，在图乙中表示正确的是(　　)‎ - 8 -‎ 解析：在题图甲p－T图象中，气体在1→2过程发生的是等容变化，且压强、温度均增大，2→3过程发生的是等温变化，且压强减小、体积增大，3→1过程发生的是等压变化，且温度减小、体积减小，结合各过程状态参量变化特点，可知B项正确．‎ 答案：B ‎5.‎ 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 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 ‎6.‎ ‎[2019·榆林高二检测]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．TATB，BC为等温线，从B到C为等温变化，即TB＝TC，所以A项正确，B、C、D三项错误．‎ 答案：A ‎7.‎ 如图所示，一圆筒形汽缸静置于水平地面上，汽缸缸套的质量为M，活塞(连同手柄)的质量为m，汽缸内部的横截面积为S，大气压强为p0.现用手握住活塞手柄缓慢向上提，不计汽缸内气体的质量及活塞与汽缸壁间的摩擦，若汽缸刚提离地面时汽缸内气体的压强为p，则(　　)‎ A．p＝p0＋ B．p＝p0－ C．p＝p0＋ D．p＝p0－ 解析：对汽缸缸套受力分析有，Mg＋pS＝p0S，则p＝p0－，故D项正确，A、B、C - 8 -‎ 三项错误．‎ 答案：D ‎8．用一导热、可自由滑动的轻隔板把一圆柱形容器分隔成A、B两部分，如图所示，A、B中分别封闭有质量相等的氮气和氧气，且均可看成理想气体，则当两气体处于平衡状态时(　　)‎ A．内能相等 B．分子热运动的平均动能相等 C．分子热运动的平均速率相等 D．分子数相等 解析：两种理想气体的温度相等时，分子热运动的平均动能相等，由于气体种类不同，分子质量不相等，故分子的平均速率不相等，B项正确，C项错误；气体质量相等，但摩尔质量不相等，所以两种气体的分子数不相等，其分子热运动的平均动能的总和不相等，因而内能也就不相等，A、D两项错误．‎ 答案：B ‎9.‎ 如图所示，绝热隔板K把绝热汽缸分隔成两部分，K与汽缸的接触是光滑的，隔板K用销钉固定，两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种理想气体a、b，a的体积大于b的体积．现拔去销钉(不漏气)，当a、b各自达到新的平衡时(　　)‎ A．a的体积小于b的体积 B．a的体积等于b的体积 C．在相同时间内两边与隔板碰撞的分子数相同 D．a的温度比b的温度高 解析：由于两部分气体是相同质量、相同温度的同种气体，所以两部分气体的值是相等的，由于a的体积大一些，压强就小一些，拔去销钉后，a的体积会减小，温度升高，压强增大，再次平衡后压强相等，但由于a的温度高一些，a的体积还是大一些，A、B项错，D项正确；由于压强相等，a的温度高，分子平均动能大，相同时间内两边碰撞的次数不同，C项错．‎ 答案：D ‎10．一定质量的理想气体发生状态变化时，其状态参量p、V、T的变化情况可能是(　　)‎ A．p、V、T都增大 ‎ B．p减小，V和T都增大 C．p和V减小，T增大 ‎ D．p和T增大，V减小 解析：由理想气体状态方程＝C可知A、B、D正确，C项错误．‎ 答案：ABD ‎11．对一定质量的理想气体，下列说法正确的是(　　)‎ A．体积不变，压强增大时，气体分子的平均动能一定增大 B．温度不变，压强减小时，气体的密度一定减小 C．压强不变，温度降低时，气体的密度一定减小 - 8 -‎ D．温度升高，压强和体积可能都不变 解析：根据气体压强、体积、温度的关系可知，体积不变，压强增大时，气体的温度增大，气体分子的平均动能增大，A正确；温度不变，压强减小时，根据理想气体状态方程＝C可知，体积变大，所以气体的密集程度一定减小，故B正确；压强不变，温度降低时，根据理想气体状态方程＝C可知，体积减小，所以气体的密集程度一定增大，故C错误；温度升高，根据理想气体状态方程＝C可知，pV的乘积变大，压强和体积不可能都不变，故D错误．‎ 答案：AB ‎12．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，速率大的分子数比例较大 解析：由图象的意义及特点可知C、D两项正确，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两项错．‎ 答案：CD ‎13.‎ 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 解析：汽缸内封闭气体的压强p＝p0＋，其中S为活塞的底面积，则加热时封闭气体的压强保持不变，故A项错误，B项正确；封闭气体发生等压变化，根据盖一吕萨克定律知，温度上升时，气体的体积增大，故C项正确；温度升高，分子的平均动能增加，同时体积增大，单位体积内气体分子数减少，但气体的压强不变，则加热后活塞在单位时间内受汽缸中分子撞击的次数减少，故D项正确．‎ 答案：BCD 二、填空题(本题共2小题，共20分)‎ - 8 -‎ ‎14.‎ ‎(8分)如图所示是医院用于静脉滴注的装置示意图，倒置的输液瓶上方有一气室A，密封的瓶口处的软木塞上插有两根细管，其中a管与大气相通，b管为输液软管，中间又有一气室B，其c端则通过针头接人体静脉．‎ ‎(1)若气室A、B中的压强分别为pA、pB，则它们与外界大气压强p0间的大小关系应为________；‎ ‎(2)当输液瓶悬挂高度与输液软管内径确定的情况下，药液滴注的速度是________(选填“越滴越快”“越滴越慢”或“恒定”)的．‎ 解析：(1)因a管与大气相通，故可以认为a管上端处压强即大气压强，这样易得pA p0，即有pB>p0>pA.(2)当输液瓶悬挂高度与输液软管内径确定时，由于a管上端处的压强与人体血管中的压强都保持不变，故B中气体的压强不变，所以药液滴注的速度是恒定的．‎ 答案：(1)pB>p0>pA　(2)恒定 ‎15.‎ ‎(12分)在发现查理定律时，尚未建立热力学温标，因此在查理定律的原始表述中采用的是摄氏温标．如图所示为两同学研究相同质量的同种气体做等容变化的规律时得到的pt图像．‎ ‎(1)图线与横轴交点的横坐标表示________________________________________________________________________；‎ ‎(2)图中1、2两图线斜率不同的原因是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________；‎ ‎(3)气体做等容变化过程中，压强变化量为Δp，温度变化量为Δt，则下列ΔpΔt图像正确的是________．‎ 解析：(1)根据理想气体状态方程＝C得p＝(t＋273)，可知当p＝0时，t＝－‎273 ℃‎，即绝对零度．‎ ‎(2)根据理想气体状态方程＝C得p＝(t＋273)，可知斜率越大，体积越小，所以斜率不同表示气体体积不同．‎ ‎(3)根据查理定律得＝＝C，又ΔT＝Δt，得Δp＝Δt＝CΔt，即Δp与Δt成正比，故A、B、D三项错误，C项正确．‎ 答案：(1)绝对零度　(2)气体体积不同　(3)C 三、计算题(本题共4小题，共41分)‎ - 8 -‎ ‎16．(8分)一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C，其体积V与热力学温度T的关系图象如图所示，已知气体在状态A时的压强pA＝p0，线段AB与V轴平行，BC的延长线过原点．求：‎ ‎(1)气体在状态B时的压强pB；‎ ‎(2)气体在状态C时的压强pC和温度TC；‎ ‎(3)画出全过程的pV图象．‎ 解析：(1)A→B为等温变化，由玻意耳定律得，p0V0＝pB·2V0解得pB＝p0‎ ‎(2)B→C为等压变化，则pC＝pB＝p0‎ 由＝得TC＝T0‎ ‎(3)如图所示 答案：(1)p0　(2)p0　T0　(3)见解析 ‎17.‎ ‎[2019·郑州市调研](10分)竖直平面内有一直角形内径处处相同的细玻璃管，A端封闭，C端开口，最初AB段处于水平状态，中间有一段水银将气体封闭在A端，各部分尺寸如图所示，外界大气压强p0＝75 cmHg.若从C端缓慢注入水银，使水银与端管口平齐，需要注入水银的长度为多少？‎ 解析：设玻璃管的横截面积为S，‎ 根据题意可得p1＝(75＋5)cmHg＝80 cmHg，V1＝20S p2＝(75＋25)cmHg＝100 cmHg，V2＝L·S 此过程为等温变化，故p1V1＝p2V2，解得L＝‎‎16 cm 注入水银长x＝(25－5)＋(20－16)＝‎‎24 cm 答案：‎‎24 cm ‎18.‎ ‎[2019·唐山市调研](10分)绝热性能良好的气缸固定放置，其内壁光滑，开口向右，气缸中封闭一定质量的理想气体，活塞通过水平轻绳跨过滑轮与重物相连，已知活塞的面积为S＝‎10 cm2，重物的质量m＝‎2 kg，重力加速度g＝‎10 m/s2，大气压强P0＝1.0×105 Pa，滑轮摩擦不计．稳定时，活塞与气缸底部间的距离为L1＝‎12 cm，气缸内温度T1＝300 K.‎ - 8 -‎ ‎(1)通过电热丝对气缸内气体加热，气体温度缓慢上升到T2＝400 K时停止加热，求加热过程中活塞移动的距离d；‎ ‎(2)停止加热后，在重物的下方加挂一个‎2 kg的重物，活塞又向右移动‎4 cm后重新达到平衡，求此时气缸内气体的温度T3.‎ 解析：(1)加热前　p1S＋mg＝p0S 加热过程为等压变化 ＝ 可得d＝‎‎4 cm ‎(2)加挂重物后 p3S＋T′＝p0S T′＝(m＋m′)g 由理想气体状态方程 ＝ 可得T3＝375 K 答案：(1)‎4 cm　(2)375 K ‎19.‎ ‎[2019·全国卷Ⅱ](13分)如图，一容器由横截面积分别为2S和S的两个汽缸连通而成，容器平放在水平地面上，汽缸内壁光滑．整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分，分别充有氢气、空气和氮气．平衡时，氮气的压强和体积分别为p0和V0，氢气的体积为2V0，空气的压强为p.现缓慢地将中部的空气全部抽出，抽气过程中氢气和氮气的温度保持不变，活塞没有到达两汽缸的连接处，求 ‎(1)抽气前氢气的压强；‎ ‎(2)抽气后氢气的压强和体积．‎ 解析：(1)设抽气前氢气的压强为p10，根据力的平衡条件得 ‎(p10－p)·2S＝(p0－p)·S①‎ 得p10＝(p0＋p)②‎ ‎(2)设抽气后氢气的压强和体积分别为p1和V1，氮气的压强和体积分别为p2和V2.根据力的平衡条件有 p2·S＝p1·2S③‎ 由玻意耳定律得 p1V1＝p10·2V0④‎ p2V2＝p0V0⑤‎ 由于两活塞用刚性杆连接，故V1－2V0＝2(V0－V2)⑥‎ 联立②③④⑤⑥式解得 p1＝p0＋p⑦‎ V1＝⑧‎ 答案：(1)(p0＋p)　(2)p0＋p　 - 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