人教版高中物理选修33第八章《气体》单元检测题（解析版）

气体单元检测题一、单选题 1.如图所示，活塞质量为M，横截面积为S，上表面水平，下表面与水平面成角，摩擦不计，外界大气压为p0，被封闭气体的压强为()A B Cp0 D2.在标准大气压(相当于76 cmHg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 0 cm B 60 cm C 30 cm D 16 cm3.一定质量的气体，从初态(p0、V0、T0)先经等压变化使温度上升到T0，再经等容变化使压强减小到p0，则气体最后状态为()Ap0、V0、T0 Bp0、V0、T0 Cp0、V0、T0 Dp0、V0、T04.一端封闭的圆筒内用活塞封闭着一定质量的理想气体，它分别处在如图所示的三种状态时的温度关系是()ATATBTC BTATBTC DTBTATC5.从气体分子热运动的观点分析判断，下列现象中不可能发生的是()A 一定质量的理想气体，保持气体的温度不变，体积越大，压强越小B 一定质量的理想气体，保持气体的体积不变，温度越高，压强越大C 一定质量的理想气体，保持气体的压强不变，温度越高，体积越大D 一定质量的理想气体，气体的温度升高，体积减小，压强减小6.如图所示，一向右开口的汽缸放置在水平地面上，活塞可无摩擦移动且不漏气，汽缸中间位置有小挡板初始时，外界大气压为p0，活塞紧压小挡板处，现缓慢升高缸内气体温度，则如图所示的pT图象能正确反映缸内气体压强变化情况的是()A B C D7.已知理想气体的内能与温度成正比如图所示的实线为汽缸内一定质量的理想气体由状态1到状态2的变化曲线，则在整个过程中汽缸内气体的内能()A 先增大后减小B 先减小后增大C 单调变化D 保持不变8.如图所示，两端开口的弯折的玻璃管竖直放置，三段竖直管内各有一段水银柱，两段空气封闭在三段水银柱之间，若左、右两管内水银柱长度分别为h1、h2，且水银柱均静止，则中间管内水银柱的长度为()Ah1h2 B C Dh1h29.一定质量的理想气体的pt图象如图所示，气体从状态A到状态B的过程中，体积将()A 一定不变 B 一定减小 C 一定增大 D 不能判定怎样变化10.一根竖直静止放置的两端封闭的细玻璃管，管内封闭着的空气被一段水银柱分为上下两部分，如图所示，当它在竖直方向运动时，发现水银柱相对玻璃管向上移动(温度不变)，以下说法正确的是()A 玻璃管做匀速运动B 玻璃管向下加速运动C 玻璃管向下减速运动D 玻璃管向上加速运动11.如图，是一定质量的理想气体，在状态变化过程中的pV图线，气体沿直线ABCDE变化，则气体在此变化过程中5个状态对应的最高与最低的热力学温度之比为()A 31 B 41 C 54 D 12512.一定质量的理想气体，在某一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p1、V1、T1，在另一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p2、V2、T2，下列关系正确的是()Ap1p2，V12V2，T1T2Bp1p2，V1V2，T12T2Cp12p2，V12V2，T12T2Dp12p2，V1V2，T12T2二、多选题 13. 分子动能随分子速率的增大而增大，早在1859年麦克斯韦就从理论上推导出了气体分子速率的分布规律，后来有许多实验验证了这一规律下列描述分子动能与温度关系正确的是()A 气体内部所有分子的动能都随温度的升高而增大B 气体温度升高，其内部少数分子的动能可能减少C 不同气体相同温度下，分子的平均动能相同，平均速率也相同D 当气体温度一定时，其内部绝大多数分子动能相近，动能很小或很大的很少14. 如图所示，图线1和2分别表示一定质量的气体在不同温度下的等温线，下述说法正确的有()A 图线1对应的温度高于图线2B 图线1对应的温度低于图线2C 气体由状态A沿图线1变化到状态B的过程中，分子间平均距离增大D 气体由状态A沿图线1变化到状态B的过程中，分子间平均距离减小15. 一定质量的气体，在温度不变的情况下，体积增大、压强减小，体积减小、压强增大的原因是()A 体积增大后，气体分子的速率变小了B 体积减小后，气体分子的速率变大了C 体积增大后，单位体积的分子数变少了D 体积减小后，在相等的时间内，撞击到单位面积上的分子数变多了16. 一定质量的理想气体，处于某一状态，经过下列哪个过程后可能会回到原来的温度()A 先保持压强不变而使它的体积膨胀，接着保持体积不变而减小压强B 先保持压强不变而使它的体积减小，接着保持体积不变而减小压强C 先保持体积不变而增大压强，接着保持压强不变而使它的体积膨胀D 先保持体积不变而减小压强，接着保持压强不变而使它的体积膨胀17. 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hBB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高的水银柱三、实验题 18.有同学在做“用DIS研究温度不变时气体的压强跟体积的关系”实验时，缓慢推动活塞，在使注射器内空气体积逐渐减小的过程中，多次从注射器的刻度上读出体积值并输入计算机，同时由压强传感器将对应体积的压强值通过数据采集器传送给计算机实验完成后，计算机屏幕上显示出如右图所示的pV图线(其中实线是实验所得图线，虚线为一根参考双曲线)(1)仔细观察不难发现，该图线与玻意耳定律不够吻合，造成这一现象的可能原因是：_；(2)由于此图无法说明p与V的确切关系，所以改画p图象画出的p图象应当是()ABCD(3)若另一组同学操作时用手握住了注射器，作出的pV图象_(选填“可能”“不可能”)与题干的图象相同19.采用验证玻马定律实验的主要器材针管及其附件，来测定大气压强的值，实验步骤如下：(1)将针管水平固定，拔下橡皮帽，向右将活塞从针管中抽出；(2)用天平称出活塞与固定在其上的支架的总质量为M；(3)用卡尺测出活塞直径d；(4)再将活塞插入针管中，保持针管中有一定质量的气体，并盖上橡皮帽，此时，从针管上可读出气柱体积为V1，如图所示；(5)将弹簧秤挂钩钩在活塞支架上，向右水平缓慢拉动活塞到一定位置，此时，弹簧称读数为F，气柱体积为V2试用以上的直接测量数据，写出大气压强的最终表达式p0_，本实验中第_实验步骤是多余的20.如图所示，有同学在做“研究温度不变时气体的压强跟体积的关系”实验时，用连接计算机的压强传感器直接测得注射器内气体的压强值缓慢推动活塞，使注射器内空气柱从初始体积200 mL变为120 mL实验共测了5次，每次体积值直接从注射器的刻度上读出并输入计算机，同时由压强传感器测得对应体积的压强值实验完成后，计算机屏幕上立刻显示出如下表中所示的实验结果(1)仔细观察不难发现，pV(105PamL)一栏中的数值越来越小，造成这一现象的可能原因是()A实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力不断增大B实验时环境温度增大了C实验时外界大气压强发生了变化D实验时注射器内的空气向外发生了泄漏(2)根据你在(1)中的选择，说明为了减小误差，应采取的措施是：_四、计算题 21.如图，一粗细均匀的U形管竖直放置，A侧上端封闭，B侧上端与大气相通，下端开口处开关K关闭；A侧空气柱的长度为l100 cm，B侧水银面比A侧的高h30 cm现将开关K打开，从U形管中放出部分水银，当两侧水银面的高度差为h1100 cm时将开关K关闭已知大气压强p0750 cmHg(1)求放出部分水银后A侧空气柱的长度；(2)此后再向B侧注入水银，使A、B两侧的水银面达到同一高度，求注入的水银在管内的长度22.如图所示，两段水银柱将U形管内的空气分成A、B两部分，若B气柱长L19 cm，封闭A气体的水银柱上端面跟右管水银柱液面相平，外界大气压p076 cmHg10105Pa，则A部分气体的压强pA_ Pa23.如图所示，圆柱形汽缸内的活塞把汽缸分隔成A、B两部分，A内为真空，用细管将B与U形管相连，细管与U形管内气体体积可忽略不计大气压强p0为76 cmHg开始时，U形管中左边水银面比右边高6 cm，汽缸中气体温度为27 (1)将活塞移到汽缸左端，保持气体温度不变，稳定后U形管中左边水银面比右边高62 cm求开始时汽缸中A、B两部分体积之比(2)再将活塞从左端缓缓向右推动，并在推动过程中随时调节汽缸B内气体的温度，使气体压强随活塞移动的距离均匀增大，且最后当活塞回到原处时气体的压强和温度都恢复到最初的状态，求此过程中气体的最高温度答案解析1.【答案】C【解析】以活塞为研究对象，活塞静止，处于平衡状态，由平衡条件得pSMgp0cos解得pp0，C正确2.【答案】D【解析】设管内气体压强为p，则有：(p60) cmHg76 cmHg，可得管中稀薄气体的压强相当于16 cmHg，选项D是正确的3.【答案】B【解析】在等压过程中，VT，有，V3V0，再经过一个等容过程，有，T3T0，所以B正确4.【答案】D【解析】由题图可知VAVBVC，pApCTATC.5.【答案】D【解析】一定质量的理想气体，温度不变，体积与压强成反比；保持体积不变，热力学温度与压强成正比；保持压强不变，热力学温度与体积成正比；由于常数当温度升高时，体积或压强至少要有一个增大，否则不能满足条件，所以选项D是不可能发生的6.【答案】B【解析】初始时刻，活塞紧压小挡板，说明汽缸中的气体压强小于外界大气压强；在缓慢升高汽缸内气体温度时，气体先做等容变化，温度升高，压强增大，当压强等于大气压时活塞离开小挡板，气体做等压变化，温度升高，体积增大，A、D错误；在pT图象中，等容线为过原点的直线，所以C错误，B正确7.【答案】B【解析】由图知汽缸内理想气体状态的pV变化特点是先减小后增大，又因为C(常量)可知温度T先减小后增大，故气体内能先减小后增大，B正确8.【答案】D【解析】设大气压强为p0，左边空气的压强p左p0h1，右边空气的压强p右p0h2p左h，则hh1h2，故D正确9.【答案】D【解析】题目中给出的图线是pt(摄氏温度)图，而不是pT图，在图甲中，pt图中的等容线的反向延长线通过(273 ，0)，而没有通过原点，只有在pT图中的等容线才能通过原点，如图乙所示因该题中的AB反向延长线是否通过273 ，题设条件中无法找到，所以就不能判断A到B变化过程中体积如何变化，故D正确10.【答案】B【解析】水银柱相对玻璃管向上运动，由pVC知，p1变大，p2变小，F合向下，则a向下11.【答案】A【解析】据图象可知：气体沿直线ABCDE变化过程中，C点pV最大，最大值为15个单位；E点pV值最小，最小值为5个单位，根据理想气体状态方程C得：T与pV成正比，则最高与最低的热力学温度之比为TmaxTmin15531.12.【答案】D【解析】由理想气体状态方程，当p1p2时，如果V12V2，则T12T2，如果V1V2，则T1T2，A、B均错误；当p12p2时，如果V12V1，则T14T2，如果V1V2，则T12T2，C错误，D正确13.【答案】BD【解析】气体内部绝大多数分子的动能随温度的升高而增大，但少数分子动能不是，选项A错误，B正确；温度相同，分子平均动能相同，但不同气体分子质量不一定相同，故平均速率不一定相同，选项C错误；温度一定时，分子的速率分布遵循统计规律，选项D正确14.【答案】AC【解析】pV图中，图线1在图线2外侧，其对应温度较高图线1中，气体由状态A变为B为等温膨胀过程，体积增大，气体分子间的平均距离将增大，故选A、C15.【答案】CD【解析】气体分子的速率跟温度有关，温度一定时，分子的平均速率一定，A、B错误；体积增大，分子密度减小，C正确；体积减小后，分子密度增加，在相等的时间内撞击到单位面积上的分子数变多16.【答案】AD【解析】本题应用理想气体状态方程C即可以判断，也可以利用图象法解答方法一：定性分析法选项A，先p不变V增大，则T升高；再V不变p减小，则T降低，可能实现回到初始温度选项B，先p不变V减小，则T降低；再V不变p减小，则T又降低，不可能实现回到初始温度选项C，先V不变p增大，则T升高；再p不变V增大，则T又升高，不可能实现回到初始温度选项D，先V不变p减小，则T降低；再p不变V增大，则T升高，可能实现回到初始温度综上所述，正确选项为A、D方法二：图象法由于此题要求经过一系列状态变化后回到初始温度，所以先在pV坐标系中画出等温变化图线，然后在图线上任选中间一点代表初始状态，根据各个选项中的过程画出图线，如图所示从图线的变化趋势来看，有可能与原来的等温线相交说明经过变化后可能回到原来的温度，选项A、D正确17.【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pp0，且B管内水银面要比槽内水银面高出hcos，B、D正确18.【答案】(1)实验时注射器内的空气向外泄漏或实验时环境温度降低了(2)A(3)不可能【解析】(1)图线与玻意耳定律不够吻合，pV乘积减小，说明实验时注射器内的空气向外泄漏，或“实验时环境温度降低了”(2)由pVC可得p，实验时注射器内的空气向外泄漏，C减小，所以画出的p图象应当是A(3)若另一组同学操作时用手握住了注射器，气体温度升高，C增大，作出的pV图象不可能与题干的图象相同19.【答案】(2)【解析】开始时气体的压强为p0，向右水平缓慢拉动活塞到一定位置，弹簧秤读数为F时气体的压强p1：p1p0p0p0该过程中温度不变，则：p0V1p1V2整理得：p0由上面的式子可知，在表达式中，与活塞及固定在其上的支架的总质量无关，所以步骤(2)是多余的20.【答案】(1)D(2)在注射器活塞上涂上润滑油增加密封性【解析】21.【答案】(1)120 cm(2)132 cm【解析】(1)以cmHg为压强单位设A侧空气柱长度l100 cm时