人教版高中物理選修33第八章《氣體》單元檢測題（解析版）

/?氣體?單元檢測題一、單項選擇題1.如下圖,活塞質(zhì)量為M,橫截面積為S,上外表水平,下外表與水平面成α角,摩擦不計,外界大氣壓為p0,被封閉氣體的壓強為()A．B．C．p0－D．2.在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(相當(dāng)于76cmHg產(chǎn)生的壓強)下做托里拆利實驗時,由于管中混有少量空氣,水銀柱上方有一段空氣柱,如下圖,那么管中稀薄氣體的壓強相當(dāng)于以下哪個高度的水銀柱產(chǎn)生的壓強()A．0cmB．60cmC．30cmD．16cm3.一定質(zhì)量的氣體,從初態(tài)(p0、V0、T0)先經(jīng)等壓變化使溫度上升到T0,再經(jīng)等容變化使壓強減小到p0,那么氣體最后狀態(tài)為()A．p0、V0、T0B．p0、V0、T0C．p0、V0、T0D．p0、V0、T04.一端封閉的圓筒內(nèi)用活塞封閉著一定質(zhì)量的理想氣體,它分別處在如下圖的三種狀態(tài)時的溫度關(guān)系是()A．TA>TB>TCB．TA<TB<TCC．TA＝TB>TCD．TB>TA>TC5.從氣體分子熱運動的觀點分析判斷,以下現(xiàn)象中不可能發(fā)生的是()A．一定質(zhì)量的理想氣體,保持氣體的溫度不變,體積越大,壓強越小B．一定質(zhì)量的理想氣體,保持氣體的體積不變,溫度越高,壓強越大C．一定質(zhì)量的理想氣體,保持氣體的壓強不變,溫度越高,體積越大D．一定質(zhì)量的理想氣體,氣體的溫度升高,體積減小,壓強減小6.如下圖,一向右開口的汽缸放置在水平地面上,活塞可無摩擦移動且不漏氣,汽缸中間位置有小擋板．初始時,外界大氣壓為p0,活塞緊壓小擋板處,現(xiàn)緩慢升高缸內(nèi)氣體溫度,那么如下圖的p－T圖象能正確反映缸內(nèi)氣體壓強變化情況的是()A．B．C．D．7.理想氣體的內(nèi)能與溫度成正比．如下圖的實線為汽缸內(nèi)一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)1到狀態(tài)2的變化曲線,那么在整個過程中汽缸內(nèi)氣體的內(nèi)能()A．先增大后減小B．先減小后增大C．單調(diào)變化D．保持不變8.如下圖,兩端開口的彎折的玻璃管豎直放置,三段豎直管內(nèi)各有一段水銀柱,兩段空氣封閉在三段水銀柱之間,假設(shè)左、右兩管內(nèi)水銀柱長度分別為h1、h2,且水銀柱均靜止,那么中間管內(nèi)水銀柱的長度為()A．h1－h(huán)2B．C．D．h1＋h29.一定質(zhì)量的理想氣體的p－t圖象如下圖,氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程中,體積將()A．一定不變B．一定減小C．一定增大D．不能判定怎樣變化10.一根豎直靜止放置的兩端封閉的細(xì)玻璃管,管內(nèi)封閉著的空氣被一段水銀柱分為上下兩局部,如下圖,當(dāng)它在豎直方向運動時,發(fā)現(xiàn)水銀柱相對玻璃管向上移動(溫度不變),以下說法正確的選項是()A．玻璃管做勻速運動B．玻璃管向下加速運動C．玻璃管向下減速運動D．玻璃管向上加速運動11.如圖,是一定質(zhì)量的理想氣體,在狀態(tài)變化過程中的p－V圖線,氣體沿直線A→B→C→D→E變化,那么氣體在此變化過程中5個狀態(tài)對應(yīng)的最高與最低的熱力學(xué)溫度之比為()A．3∶1B．4∶1C．5∶4D．12∶512.一定質(zhì)量的理想氣體,在某一平衡狀態(tài)下的壓強、體積和溫度分別為p1、V1、T1,在另一平衡狀態(tài)下的壓強、體積和溫度分別為p2、V2、T2,以下關(guān)系正確的選項是()A．p1＝p2,V1＝2V2,T1＝T2B．p1＝p2,V1＝V2,T1＝2T2C．p1＝2p2,V1＝2V2,T1＝2T2D．p1＝2p2,V1＝V2,T1＝2T2二、多項選擇題13.分子動能隨分子速率的增大而增大,早在1859年麥克斯韋就從理論上推導(dǎo)出了氣體分子速率的分布規(guī)律,后來有許多實驗驗證了這一規(guī)律．以下描述分子動能與溫度關(guān)系正確的選項是()A．氣體內(nèi)部所有分子的動能都隨溫度的升高而增大B．氣體溫度升高,其內(nèi)部少數(shù)分子的動能可能減少C．不同氣體相同溫度下,分子的平均動能相同,平均速率也相同D．當(dāng)氣體溫度一定時,其內(nèi)部絕大多數(shù)分子動能相近,動能很小或很大的很少14.如下圖,圖線1和2分別表示一定質(zhì)量的氣體在不同溫度下的等溫線,下述說法正確的有()A．圖線1對應(yīng)的溫度高于圖線2B．圖線1對應(yīng)的溫度低于圖線2C．氣體由狀態(tài)A沿圖線1變化到狀態(tài)B的過程中,分子間平均距離增大D．氣體由狀態(tài)A沿圖線1變化到狀態(tài)B的過程中,分子間平均距離減小15.一定質(zhì)量的氣體,在溫度不變的情況下,體積增大、壓強減小,體積減小、壓強增大的原因是()A．體積增大后,氣體分子的速率變小了B．體積減小后,氣體分子的速率變大了C．體積增大后,單位體積的分子數(shù)變少了D．體積減小后,在相等的時間內(nèi),撞擊到單位面積上的分子數(shù)變多了16.一定質(zhì)量的理想氣體,處于某一狀態(tài),經(jīng)過以下哪個過程后可能會回到原來的溫度()A．先保持壓強不變而使它的體積膨脹,接著保持體積不變而減小壓強B．先保持壓強不變而使它的體積減小,接著保持體積不變而減小壓強C．先保持體積不變而增大壓強,接著保持壓強不變而使它的體積膨脹D．先保持體積不變而減小壓強,接著保持壓強不變而使它的體積膨脹17.如下圖,內(nèi)徑均勻、兩端開口的V形管,B支管豎直插入水銀槽中,A支管與B支管之間的夾角為θ,A支管中有一段長為h的水銀柱保持靜止,以下說法中正確的選項是()A．B管內(nèi)水銀面比管外水銀面高h(yuǎn)B．B管內(nèi)水銀面比管外水銀面高h(yuǎn)cosθC．B管內(nèi)水銀面比管外水銀面低hcosθD．管內(nèi)封閉氣體的壓強比大氣壓強小hcosθ高的水銀柱三、實驗題18.有同學(xué)在做“用DIS研究溫度不變時氣體的壓強跟體積的關(guān)系〞實驗時,緩慢推動活塞,在使注射器內(nèi)空氣體積逐漸減小的過程中,屢次從注射器的刻度上讀出體積值并輸入計算機,同時由壓強傳感器將對應(yīng)體積的壓強值通過數(shù)據(jù)采集器傳送給計算機．實驗完成后,計算機屏幕上顯示出如右圖所示的p－V圖線(其中實線是實驗所得圖線,虛線為一根參考雙曲線)．(1)仔細(xì)觀察不難發(fā)現(xiàn),該圖線與玻意耳定律不夠吻合,造成這一現(xiàn)象的可能原因是：________________________________________________________________________；(2)由于此圖無法說明p與V確實切關(guān)系,所以改畫p－圖象．畫出的p－圖象應(yīng)當(dāng)是()A．B．C．D．(3)假設(shè)另一組同學(xué)操作時用手握住了注射器,作出的p－V圖象________(選填“可能〞“不可能〞)與題干的圖象相同．19.采用驗證玻馬定律實驗的主要器材針管及其附件,來測定大氣壓強的值,實驗步驟如下：(1)將針管水平固定,拔下橡皮帽,向右將活塞從針管中抽出；(2)用天平稱出活塞與固定在其上的支架的總質(zhì)量為M；(3)用卡尺測出活塞直徑d；(4)再將活塞插入針管中,保持針管中有一定質(zhì)量的氣體,并蓋上橡皮帽,此時,從針管上可讀出氣柱體積為V1,如下圖；(5)將彈簧秤掛鉤鉤在活塞支架上,向右水平緩慢拉動活塞到一定位置,此時,彈簧稱讀數(shù)為F,氣柱體積為V2．試用以上的直接測量數(shù)據(jù),寫出大氣壓強的最終表達式p0＝________,本實驗中第________實驗步驟是多余的．20.如下圖,有同學(xué)在做“研究溫度不變時氣體的壓強跟體積的關(guān)系〞實驗時,用連接計算機的壓強傳感器直接測得注射器內(nèi)氣體的壓強值．緩慢推動活塞,使注射器內(nèi)空氣柱從初始體積20．0mL變?yōu)?2．0mL．實驗共測了5次,每次體積值直接從注射器的刻度上讀出并輸入計算機,同時由壓強傳感器測得對應(yīng)體積的壓強值．實驗完成后,計算機屏幕上立刻顯示出如下表中所示的實驗結(jié)果．(1)仔細(xì)觀察不難發(fā)現(xiàn),pV(×105Pa·mL)一欄中的數(shù)值越來越小,造成這一現(xiàn)象的可能原因是()A．實驗時注射器活塞與筒壁間的摩擦力不斷增大B．實驗時環(huán)境溫度增大了C．實驗時外界大氣壓強發(fā)生了變化D．實驗時注射器內(nèi)的空氣向外發(fā)生了泄漏(2)根據(jù)你在(1)中的選擇,說明為了減小誤差,應(yīng)采取的措施是：___________________．四、計算題21.如圖,一粗細(xì)均勻的U形管豎直放置,A側(cè)上端封閉,B側(cè)上端與大氣相通,下端開口處開關(guān)K關(guān)閉；A側(cè)空氣柱的長度為l＝10．0cm,B側(cè)水銀面比A側(cè)的高h(yuǎn)＝3．0cm．現(xiàn)將開關(guān)K翻開,從U形管中放出局部水銀,當(dāng)兩側(cè)水銀面的高度差為h1＝10．0cm時將開關(guān)K關(guān)閉．大氣壓強p0＝75．0cmHg．(1)求放出局部水銀后A側(cè)空氣柱的長度；(2)此后再向B側(cè)注入水銀,使A、B兩側(cè)的水銀面到達同一高度,求注入的水銀在管內(nèi)的長度．22.如下圖,兩段水銀柱將U形管內(nèi)的空氣分成A、B兩局部,假設(shè)B氣柱長L＝19cm,封閉A氣體的水銀柱上端面跟右管水銀柱液面相平,外界大氣壓p0＝76cmHg＝1．0×105Pa,那么A局部氣體的壓強pA＝________Pa．23.如下圖,圓柱形汽缸內(nèi)的活塞把汽缸分隔成A、B兩局部,A內(nèi)為真空,用細(xì)管將B與U形管相連,細(xì)管與U形管內(nèi)氣體體積可忽略不計．大氣壓強p0為76cmHg．開始時,U形管中左邊水銀面比右邊高6cm,汽缸中氣體溫度為27℃．(1)將活塞移到汽缸左端,保持氣體溫度不變,穩(wěn)定后U形管中左邊水銀面比右邊高62cm．求開始時汽缸中A、B兩局部體積之比．(2)再將活塞從左端緩緩向右推動,并在推動過程中隨時調(diào)節(jié)汽缸B內(nèi)氣體的溫度,使氣體壓強隨活塞移動的距離均勻增大,且最后當(dāng)活塞回到原處時氣體的壓強和溫度都恢復(fù)到最初的狀態(tài),求此過程中氣體的最高溫度．答案解析1.【答案】C【解析】以活塞為研究對象,活塞靜止,處于平衡狀態(tài),由平衡條件得pS＋Mg＝p0cosα解得p＝p0－,C正確．2.【答案】D【解析】設(shè)管內(nèi)氣體壓強為p,那么有：(p＋60)cmHg＝76cmHg,可得管中稀薄氣體的壓強相當(dāng)于16cmHg,選項D是正確的．3.【答案】B【解析】在等壓過程中,V∝T,有＝,V3＝V0,再經(jīng)過一個等容過程,有＝,T3＝T0,所以B正確．4.【答案】D【解析】由題圖可知VA＝VB>VC,pA＝pC<pB,由理想氣體狀態(tài)方程,可判斷TB>TA>TC.5.【答案】D【解析】一定質(zhì)量的理想氣體,溫度不變,體積與壓強成反比；保持體積不變,熱力學(xué)溫度與壓強成正比；保持壓強不變,熱力學(xué)溫度與體積成正比；由于＝常數(shù)．當(dāng)溫度升高時,體積或壓強至少要有一個增大,否那么不能滿足條件,所以選項D是不可能發(fā)生的．6.【答案】B【解析】初始時刻,活塞緊壓小擋板,說明汽缸中的氣體壓強小于外界大氣壓強；在緩慢升高汽缸內(nèi)氣體溫度時,氣體先做等容變化,溫度升高,壓強增大,當(dāng)壓強等于大氣壓時活塞離開小擋板,氣體做等壓變化,溫度升高,體積增大,A、D錯誤；在p－T圖象中,等容線為過原點的直線,所以C錯誤,B正確．7.【答案】B【解析】由圖知汽缸內(nèi)理想氣體狀態(tài)的pV變化特點是先減小后增大,又因為＝C(常量)可知溫度T先減小后增大,故氣體內(nèi)能先減小后增大,B正確．8.【答案】D【解析】設(shè)大氣壓強為p0,左邊空氣的壓強p左＝p0－h(huán)1,右邊空氣的壓強p右＝p0＋h2＝p左＋h,那么h＝h1＋h2,故D正確．9.【答案】D【解析】題目中給出的圖線是p－t(攝氏溫度)圖,而不是p－T圖,在圖甲中,p－t圖中的等容線的反向延長線通過(－273℃,0),而沒有通過原點,只有在p－T圖中的等容線才能通過原點,如圖乙所示．因該題中的AB反向延長線是否通過－273℃,題設(shè)條件中無法找到,所以就不能判斷A到B變化過程中體積如何變化,故D正確．10.【答案】B【解析】水銀柱相對玻璃管向上運動,由pV＝C知,p1變大,p2變小,F合向下,那么a向下．11.【答案】A【解析】據(jù)圖象可知：氣體沿直線A→B→C→D→E變化過程中,C點pV最大,最大值為15個單位；E點pV值最小,最小值為5個單位,根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程＝C得：T與pV成正比,那么最高與最低的熱力學(xué)溫度之比為Tmax∶Tmin＝15∶5＝3∶1.12.【答案】D【解析】由理想氣體狀態(tài)方程＝,當(dāng)p1＝p2時,如果V1＝2V2,那么T1＝2T2,如果V1＝V2,那么T1＝T2,A、B均錯誤；當(dāng)p1＝2p2時,如果V1＝2V1,那么T1＝4T2,如果V1＝V2,那么T1＝2T2,C錯誤,D正確．13.【答案】BD【解析】氣體內(nèi)部絕大多數(shù)分子的動能隨溫度的升高而增大,但少數(shù)分子動能不是,選項A錯誤,B正確；溫度相同,分子平均動能相同,但不同氣體分子質(zhì)量不一定相同,故平均速率不一定相同,選項C錯誤；溫度一定時,分子的速率分布遵循統(tǒng)計規(guī)律,選項D正確．14.【答案】AC【解析】p－V圖中,圖線1在圖線2外側(cè),其對應(yīng)溫度較高．圖線1中,氣體由狀態(tài)A變?yōu)锽為等溫膨脹過程,體積增大,氣體分子間的平均距離將增大,應(yīng)選A、C．15.【答案】CD【解析】氣體分子的速率跟溫度有關(guān),溫度一定時,分子的平均速率一定,A、B錯誤；體積增大,分子密度減小,C正確；體積減小后,分子密度增加,在相等的時間內(nèi)撞擊到單位面積上的分子數(shù)變多．16.【答案】AD【解析】此題應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程＝C即可以判斷,也可以利用圖象法解答．方法一：定性分析法．選項A,先p不變V增大,那么T升高；再V不變p減小,那么T降低,可能實現(xiàn)回到初始溫度．選項B,先p不變V減小,那么T降低；再V不變p減小,那么T又降低,不可能實現(xiàn)回到初始溫度．選項C,先V不變p增大,那么T升高；再p不變V增大,那么T又升高,不可能實現(xiàn)回到初始溫度．選項D,先V不變p減小,那么T降低；再p不變V增大,那么T升高,可能實現(xiàn)回到初始溫度．綜上所述,正確選項為A、D．方法二：圖象法．由于此題要求經(jīng)過一系列狀態(tài)變化后回到初始溫度,所以先在p－V坐標(biāo)系中畫出等溫變化圖線,然后在圖線上任選中間一點代表初始狀態(tài),根據(jù)各個選項中的過程畫出圖線,如下圖．從圖線的變化趨勢來看,有可能與原來的等溫線相交說明經(jīng)過變化后可能回到原來的溫度,選項A、D正確．17.【答案】BD【解析】以A管中的水銀柱為研究對象,那么有pS＋hcosθS＝p0S,B管內(nèi)壓強p＝p0－h(huán)cosθ,顯然p<p0,且B管內(nèi)水銀面要比槽內(nèi)水銀面高出hcosθ,B、D正確．18.【答案】(1)實驗時注射器內(nèi)的空氣向外泄漏或?qū)嶒灂r環(huán)境溫度降低了(2)A(3)不可能【解析】(1)圖線與玻意耳定律不夠吻合,pV乘積減小,說明實驗時注射器內(nèi)的空氣向外泄漏,或“實驗時環(huán)境溫度降低了〞．(2)由pV＝C可得p＝,實驗時注射器內(nèi)的空氣向外泄漏,C減小,所以畫出的p－圖象應(yīng)當(dāng)是A．(3)假設(shè)另一組同學(xué)操作時用手握住了注射器,氣體溫度升高,C增大,作出的p－V圖象不可能與題干的圖象相同19.【答案】(2)【解析】開始時氣體的壓強為p0,向右水平緩慢拉動活塞到一定位置,彈簧秤讀數(shù)為F時氣體的壓強p1：p1＝p0－＝p0－＝p0－該過程中溫度不變,那么：p0V1＝p1V2整理得：p0＝由上面的式子可知,在表達式中,與活塞及固定在其上的支架的總質(zhì)量無關(guān),所以步驟(2)是多余的．20.【答案】(1)D(2)在注射器活塞上涂上潤滑油增加密封性【解析】21.【答案】(1)12．0cm(2)13．2cm【解析】(1)以cmHg為壓強單位．設(shè)A側(cè)空氣柱長度l