高中物理 第8章 气体限时检测 新人教版选修3-3

【成才之路】2016高中物理 第8章 气体限时检测 新人教版选修3-3本卷分第卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分。满分100分，时间90分钟。第卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，第16小题只有一个选项符合题目要求，第710小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1(三亚市20142015学年高二检测)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答案：B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。2.(湛江市20132014学年高二下学期期中)一定质量的理想气体经过一系列变化过程，如图所示，下列说法中正确的是()Aab过程中，气体体积增大，压强减小Bbc过程中，气体压强不变，体积增大Cca过程中，气体压强增大，体积变小Dca过程中，气体内能增大，体积变小答案：A解析：由图知ab为等温膨胀过程，bc为等压收缩过程，ca为等容升压过程，所以A选项正确。3(吉林一中20132014学年高二下学期期末)如图所示为充气泵气室的工作原理图。设大气压强为p0，气室中的气体压强为p，气室通过阀门S1、S2与空气导管相连接。以下选项中正确的是()A当橡皮碗被拉伸时，pp0，S1关闭，S2开通B当橡皮碗被拉伸时，pp0，S1关闭，S2开通D当橡皮碗被压缩时，pp0，S1关闭，S2开通答案：C解析：当橡皮碗被拉伸时，气室内空气体积增大，气室内气体压强减小，pp0，S1关闭，S2打开，C选项正确。4下图是氧气分子在不同温度(0和100)下的速率分布，由图可得信息()A同一温度下，氧气分子呈现出“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高D随着温度的升高，氧气分子的平均速率变小答案：A解析：温度升高，分子的平均动能增大，质量不变，分子的平均速率增大，每个分子的速率不一定增大，A正确，B、C、D错误。5.温度计是生活、生产中常用的测温装置。图为一个简易温度计，一根装有一小段有色水柱的细玻璃管穿过橡皮塞插入烧瓶内，封闭一定质量的气体。当外界温度发生变化时，水柱位置将上下变化。已知A、D间的测量范围为2080，A、D间刻度均匀分布。由图可知，A、D及有色水柱下端所示温度分别为()A20、80、64B20、80、68C80、20、32D80、20、34答案：C解析：由热胀冷缩原理可知A点为80，D点为20，由题意可知，每格表示4，则有色水柱下端表示32，选C。6(青岛市20142015学年高二下学期检测)2011年9月29日中国发射的第一个目标飞行器“天宫一号”在11月顺利实现与“神舟八号”飞船的对接任务。假设高空实验火箭起飞前，仪器舱内气体的压强p01atm，温度t027，在火箭加速竖直向上飞行的过程中，加速度的大小等于重力加速度g，仪器舱内水银气压计的示数为p0.6p0，已知仪器舱是密封的，那么，这段过程中舱内的温度是()A16.2B32.4C360KD180K答案：C解析：加速前后，仪器舱内气体做的是等容变化，可以用查理定律求加速时舱内的温度。取舱内气体为研究对象，由查理定律得取气压计内水银面差为研究对象，由牛顿第二定律得p2Sm水银gm水银a，其中ag，则p22gh，又pgh0.6p0，解得p21.2p0，T2360K，故C正确。7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，A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()AB管内水银面比管外水银面高ABB管内水银面比管外水银面高hcosCB管内水银面比管外水银面低hcosD管内封闭气体的压强比大气压强小hcos高水银柱答案：BD解析：以A管中的水银柱为研究对象，则有pShcosSp0S，B管内压强pp0hcos，显然pKOE，表示(pV)F(pV)E，知EF，m增大，FE，m减小，所以B、D错。9.如图所示，在柱形容器中装有部分水，容器上方有一可自由移动的活塞。容器水面浮有一个木块和一个一端封闭、开口向下的玻璃管，玻璃管中有部分空气，系统稳定时，玻璃管内空气柱在管外水面上方的长度为a，空气柱在管外水面下方的长度为b，水面上方木块的高度为c，水面下方木块的高度为d。现在活塞上方施加竖直向下且缓缓增大的力F，使活塞下降一小段距离(未碰及玻璃管和木块)，下列说法中正确的是()Ad和b都不变B只有b减小C只有a减小Da和c都减小答案：AC解析：活塞下降一小段距离，则容器中的气体体积减小，压强增大，对于木块露出的部分决定于上、下压强差，故c、d不变；对于玻璃管，浮力等于重力，排开水的体积不变，b不变，玻璃管内气体压强增大，又b不变，故a减小，A、C正确。10在室内，将装有5atm的6L气体的容器的阀门打开后，从容器中逸出的气体相当于(设室内大气压强p01atm)()A5atm,3LB1atm,24LC5atm,4.8LD1atm,30L答案：BC解析：当气体从阀门跑出时，温度不变，所以p1V1p2V2，当p21atm时，得V230L，逸出气体30L6L24L，B正确。据p2(V2V1)p1V1得V14.8L，所以逸出的气体相当于5atm下的4.8L气体。C正确，故应选B、C。第卷(非选择题共60分)二、填空题(共3小题，共18分。把答案直接填在横线上)11(5分)(上海市松江二中20142015学年高二检测)如图1所示为验证查理定律的DIS实验装置，其基本原理是，对一定质量的气体，当体积不变时，压强与_成正比。所用到的传感器有_传感器和_传感器。若在实验操作使水温升高的过程中没有密封的措施，则可能出现图2图象的第_种情况。答案：热力学温度压强温度3解析：(1)研究一定质量的气体在体积不变时，其压强与温度的关系，应测出气体的压强与温度，因此需要压强传感器与温度传感器，当体积不变时，压强与热力学温度成正比。(2)由理想气体状态方程可知，在体积一定时，理想气体的压强与热力学温度成正比，若在实验操作使水温升高的过程中没有做好密封的措施，则压强会增加的比较慢，则可能出现图2图象的第3种情况。12(6分)如图所示为一种测定“肺活量”(标准大气压下人一次呼出气体的体积)的装置，A为开口薄壁圆筒，排尽其中的空气，倒扣在水中。测量时，被测者尽力吸尽空气，再通过B管用力将气体吹入A中，使A浮起。设整个过程中呼出气体的温度保持不变。(1)呼出气体的分子热运动的平均动能_(填“增大”“减小”或“不变”)。(2)设圆筒A的横截面积为S，大气压强为p0，水的密度为，桶底浮出水面的高度为h，桶内外水面的高度差为h，被测者的“肺活量”，即V0_。答案：(1)不变(2)解析：(1)由于温度是分子平均动能大小的标志，因为气体温度不变，所以分子平均动能不变。(2)设A中气体压强为p，该部分气体在标准大气压下的体积为V0，由于整个过程中温度不变，由玻意耳定律可得：p0V0pV，即p0V0(p0gh)(hh)S被测者的肺活量V013(7分)(临朐一中20132014学年高二下学期期末)用DIS研究一定质量气体在温度不变时，压强与体积关系的实验装置如图1所示，实验步骤如下：把注射器活塞移至注射器中间位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接；移动活塞，记录注射器的刻度值V，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p；用V1/p图象处理实验数据，得出如图2所示图线。(1)为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是_；(2)为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是_和_；(3)如果实验操作规范正确，但如图所示的V1/p图线不过原点，则V0代表_。答案：(1)用润滑油涂活塞(2)缓慢抽动活塞不能用手握住注射器封闭气体部分(3)注射器与压强传感器连接部位的气体体积 解析：(1)为了保证气体的质量不变，要用润滑油涂活塞达到封闭效果。(2)要让气体与外界进行足够的热交换，一要时间长，也就是动作缓慢，二要活塞导热性能好，再者，不能用手握住封闭气体部分的注射器。(3)根据p(VV0)C，C为定值，则VV0，体积读数值比实际值大V0。三、论述计算题(共4小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)14(9分)(辽宁师大附中20142015学年高二下学期期中)如图所示，一定质量的理想气体，处在A状态时，温度为tA27，气体从状态A等容变化到状态M，再等压变化到状态B，A、M、B的状态参量如图所示，求：(1)状态B的温度；(2)从A到B气体对外所做的功。(取1atm1.0105Pa)答案：(1)33(2)3.0105J解析：(1)设A状态和状态B的温度、体积、压强分别为：T1、V1、p1、T2、V2、p2，由已知可得T1300K，V13m3，p12.5atm，V26m3，p21atm，从A到B由理想气体状态方程，有：，解得：T2240K故t2T227333(2)从A到M是等容变化，不做功；从M到B是等压变化，做的功为：Wpv1.01053J3.0105J所以从A到B气体对外做的功为：WABW3.0105J15(10分)如图所示，一开口气缸内盛有密度为的某种液体；一长为l的粗细均匀的小瓶底朝上漂浮在液体中，平衡时小瓶露出液面的部分和进入小瓶中液柱的长度均为l/4。现用活塞将气缸封闭(图中未画出)，使活塞缓慢向下运动，各部分气体的温度均保持不变。当小瓶的底部恰好与液面相平时，进入小瓶中的液柱长度为l/2，求此时气缸内气体的压强。大气压强为p0，重力加速度为g。答案：p0解析：设当小瓶内气体的长度为l时，压强为p1；当小瓶的底部恰好与液面相平时，瓶内气体的压强为p2，气缸内气体的压强为p3。依题意p1p0gl由玻意耳定律p1Sp2(l)S式中S为小瓶的横截面积，联立得：p2(p0gl)又有p2p3gl联立式，得p3p016(11分)春节期间，哈尔滨海洋极地馆向游客献上了一次精彩大戏双人双鲸“海洋之心”表演(如图)。据了解，这种表演在世界上尚属首次。在表演“海洋之心”之余，可爱的极地白鲸近日还学会了一项新本领向观众吐泡泡，据工作人员介绍，每次驯养师背着氧气瓶训练白鲸时，白鲸总是对驯养师身上的氧气瓶格外好奇，于是驯养师就把呼吸嘴放入白鲸口中，白鲸吸几口后，就顽皮地吐起了泡泡。假设驯养师携带的氧气瓶的容积是12L，其中氧气的压强是1.5107Pa。规定瓶内氧气压强降到1.0106Pa时就要重新充氧。如果驯养师每次表演时需要用1105Pa的氧气400L，那么一瓶氧气驯养师可以用几次？假定在使用过程中温度不变。答案：4次解析：取原来氧气瓶中的氧气为研究对象，因为温度不变，故p1V1p2V2。V2L180L。这些氧气一部分留在氧气瓶中，压强为1.0106Pa，另一部分被使用，选取被使用的那部分氧气为研究对象。p2(V2V1)p3V3V3L1680L驯养师使用的次数n4.2次。17(12分)如图，两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同气缸直立放置，气缸底部和顶部均有细管连通，顶部的细管带有阀门K。两气缸的容积均为V0，气缸中各有一个绝热活塞(质量不同，厚度可忽略)。开始时K关闭，两活塞下方和右活塞上方充有气体(可视为理想气体)，压强分别为p0和p0/3；左活塞在气缸正中间，其上方为真空，右活塞上方气体体积为V0/4。现使气缸底与一恒温热源接触，平衡后左活塞升至气缸顶部。且与顶部刚好没有接触；然后打开K，经过一段时间，重新达到平衡。已知外界温度为T0，不计活塞与气缸壁间的摩擦，求：(1)恒温热源的温度T；(2)重新达到平衡后左气缸中活塞上方