2024-2025学年高中物理第八章气体单元评估卷含解析新人教版选修3-3

PAGEPAGE11《气体》单元评估时间：90分钟分值：100分一、选择题(1～7为单选，8～10为多选，每小题4分，共40分)1．查理定律的正确说法是肯定质量的气体，在体积保持不变的状况下(D)A．气体的压强跟摄氏温度成正比B．气体温度每上升1℃，增加的压强等于它原来压强的eq\f(1,273)C．气体温度每降低1℃，减小的压强等于它原来压强的eq\f(1,273)D．以上说法都不正确解析：增加的压强为0℃时的eq\f(1,273)，且与热力学温度成正比．2．依据气体分子动理论，气体分子运动的猛烈程度与温度有关，下列表格中的数据是探讨氧气分子速率分布规律而列出的.依据表格内容，以下四位同学所总结的规律错误的是(B)A．不论温度多高，速率很大和很小的分子总是少数B．温度变更，表现出“中间多，两头少”的分布规律要变更C．某一温度下，速率在某一数值旁边的分子数多，离开这个数值越远，分子数越少D．温度增加时，速率小的分子数削减了解析：温度变更，表现出“中间多，两头少”的分布规律是不会变更的，B错误；由气体分子运动的特点和统计规律可知，A、C、D描述正确．3．如图所示，由导热材料制成的汽缸和活塞将肯定质量的志向气体封闭在汽缸内，活塞与汽缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体．将一细管插入液体，由于虹吸现象，活塞上方液体缓慢流出，在此过程中，大气压强与外界的温度保持不变．下列各个描述志向气体状态变更的图像中与上述过程相符合的是(D)解析：封闭气体做的是等温变更，只有D图线是等温线，故D正确．4．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(C)A．当橡皮碗被拉伸时，p>p0，S1关闭，S2开通B．当橡皮碗被拉伸时，p<p0，S1关闭，S2开通C．当橡皮碗被压缩时，p>p0，S1关闭，S2开通D．当橡皮碗被压缩时，p<p0，S1关闭，S2开通解析：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，p<p0，S1打开，S2关闭；当橡皮碗被压缩时，气室内空气体积减小，气室内气体压强增大，p>p0，S1关闭，S2打开，C选项正确．5．如图所示，一根上细下粗、粗端与细端都匀称的玻璃管上端开口、下端(粗端)封闭，上端足够长，下端(粗端)中间有一段水银封闭了肯定质量的志向气体．现对气体缓慢加热，气体温度不断上升，水银柱上升，则被封闭气体的体积与热力学温度的关系最接近下图中的(A)解析：依据志向气体状态方程eq\f(pV,T)＝C得：V＝eq\f(C,p)T，V－T图线的斜率为eq\f(C,p).在水银柱升入细管前，封闭气体先做等压变更，斜率不变，图线为直线；水银柱部分进入细管后，气体压强增大，斜率减小；当水银柱全部进入细管后，气体的压强又不变，V－T图线又为直线，只是斜率比原来的小，A正确．6．下图描绘的是肯定质量的氧气分子分别在0℃和100℃两种状况下速率分布的状况，符合统计规律的是(A)解析：气体温度越高，分子热运动越猛烈，分子热运动的平均速率增大，且分子速率分布呈现“两头少、中间多”的特点．温度高时速率大的分子所占据的比例越大，所以A正确．7．如图为一注水的玻璃装置，玻璃管D、E上端与大气相通，利用玻璃管C使A、B两球上部相通，D、C、E三管与两球接口处紧密封接．当A、B、D的水面高度差如图所示时，E管内水相对B中水面的高度差h应等于(D)A．0米 B．0.5米C．1米 D．1.5米解析：表面看，1区、2区液面不在同一水平面，但1、2区以管C相通，p1＝p2＝pC.即p1＝p0＋ρgh1，h1＝1.5m，p2＝p1＝p0＋ρgh，则h＝1.5m，D正确．留意：若液柱倾斜，仍有p＝p0＋ρgh，而h为液柱竖直高度．8.如图所示，内径匀称、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θ，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(BD)A．B管内水银面比管外水银面高hB．B管内水银面比管外水银面高hcosθC．B管内水银面比管外水银面低hcosθD．管内封闭气体的压强比大气压强小hcosθ高水银柱解析：以A管中的水银柱为探讨对象，则有pS＋hcosθS＝p0S，B管内压强p＝p0－hcosθ，明显p<p0，且B管内水银面要比槽内水银面高出hcosθ.B、D正确．9.某同学用带有刻度的注射器做验证玻意耳定律的试验，温度计表明在整个试验过程中都是等温的，他依据试验数据绘出了p－eq\f(1,V)的关系图线EF，从图中的图线可以得出(AC)A．假如试验是从E状态→F状态，则表示外界有空气进入注射器内B．假如试验是从E状态→F状态，则表示注射器内有部分空气漏了出来C．假如试验是从F状态→E状态，则表示注射器内有部分空气漏了出来D．假如试验是从F状态→E状态，则表示外界有空气进入注射器内解析：连接OE、OF，因斜率kOF>kOE，表示(pV)F>(pV)E，知E→F，m增大，F→E，m减小，所以B、D错．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p0＝1atm)(BC)A．5atm,3L B．1atm,24LC．5atm,4.8L D．1atm,30L解析：当气体从阀门跑出时，温度不变，所以p1V1＝p2V2，当p2＝1atm时，得V2＝30L，逸出气体30L－6L＝24L，B正确．据p2(V2－V1)＝p1V1′得V1′＝4.8L，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.二、填空题(11题4分，12题6分，13题10分)11．一根粗细匀称长1.0m的直玻璃管，上端封闭，下端开口，将它竖直地缓慢插入深水池中，直到管内水面距管上端0.50m为止．已知水的密度为1.0×103kg/m3，重力加速度为10m/s2，大气压强为1.0×105Pa，则这时管内、外水面的高度差为10_解析：被封进管中的空气初状态p0＝1.0×105Pa，V0＝SL，末状态p＝p0＋ρgh水，V＝eq\f(1,2)SL＝eq\f(1,2)V0，据玻意耳定律，p0V0＝pV，即可得：p0V0＝(p0＋ρgh水)eq\f(1,2)V0，则h水＝eq\f(p0,ρ·g)＝10m.12．为了测试某种平安阀在外界环境为一个大气压时所能承受的最大内部压强，某同学自行设计制作了一个简易的测试装置．该装置是一个装有电加热器和温度传感器的可密闭容器．测试过程可分为如下操作步骤：a．记录密闭容器内空气的初始温度t1；b．当平安阀起先漏气时，记录容器内空气的温度t2；c．用电加热器加热容器内的空气；d．将待测平安阀安装在容器盖上；e．盖紧装有平安阀的容器盖，将肯定量空气密闭在容器内．(1)将每一步骤前的字母按正确的操作依次排列：deacb；(2)若测得的温度分别为t1＝27℃，t2＝87℃，已知大气压强为1.0×105Pa，则测试结果是：这个平安阀能承受的最大内部压强是1.2×105_Pa.解析：(1)将平安阀安装在容器盖上，然后密封空气，记录其初始温度t1，然后加热密封空气，待漏气时记录容器内空气温度t2，故正确操作依次为deacb.(2)已知T1＝300K，T2＝360K，p0＝1.0×105Pa，由于密封空气的体积不变，由查理定律可得eq\f(p0,T1)＝eq\f(p,T2)，p＝eq\f(p0T2,T1)＝eq\f(1.0×105×360,300)Pa＝1.2×105Pa.13.利用图“验证玻意耳定律”的试验装置来验证查理定律．(1)为了完成这个试验，除了图中给出的器材外，还须要气压计、托盘天平、热水、凉水和温度计．(2)必需进行的试验步骤有：①用托盘天平称出活塞和框架的质量M，用气压计读出试验室中的大气压强p0.按图安装器材，在框架两侧挂上钩码，使注射器的下半部分位于量杯之中．往量杯中加入适量的凉水，使注射器内的空气柱位于水面之下．过几分钟后，登记钩码的质量和活塞下表面的位置．同时用温度计测出水温．②在量杯中加些热水，过几分钟后在框架两侧加挂适当质量的钩码，使气体体积不变，登记钩码的质量．同时测出水温．③把步骤②重复4次．(3)可用作图法来验证查理定律是否成立，该图线的横坐标所代表的物理量及其单位是气体温度，开尔文，纵坐标所代表的物理量及其单位是气体压强，帕斯卡．解析：(1)需用温度计测温度．(2)①描述气体状态的三个参量是压强、体积、温度，若钩码重力为G，活塞横截面积是S，则管内封闭气体的压强是p0＋eq\f(G＋Mg,S)，登记活塞下表面的位置为了下一步能保证气体体积不变，同时应当用温度计测出水温，当作气体的温度．②使管中封闭气体中呈现另一状态，但要保证体积不变，即保持活塞下表面复原到步骤1的位置，同时再测出水温．(3)查理定律是等容变更，探讨压强和温度的关系，使两坐标轴作为这两个变量的数轴即可．压强的单位是帕斯卡，符号是Pa，温度的单位是开尔文，符号是K.三、计算、论述题(每小题10分，共40分)14.如图所示，长31cm内径匀称的细玻璃管，开口向上竖直放置，齐口水银柱封住10cm长的空气柱，若把玻璃管在竖直平面内缓慢转动180°后，发觉水银柱长度变为15cm，接着缓慢转动180°至开口端向上．求：(1)大气压强的值；(2)末状态时空气柱的长度．解析：(1)等温变更p1V1＝p2V2p1＝p0＋21cmHgp2＝p0－15cmHg(p0＋21)×10×S＝(p0－15)×16×S解得：p0＝75cmHg.(2)由玻意耳定律得p1V1＝p3V3p3＝p0＋15cmHgl3＝eq\f(p1l1,p3)＝eq\f(75＋21×10,75＋15)cm＝10.67cm.答案：(1)75cmHg(2)10.67cm15．冬春季节是我国中东部地区阴霾多发季节，阴霾影响面积约为143万平方公里，约占国土面积的15%，重霾面积约为81万平方公里，主要集中在北京、河北、辽宁、山西、山东、河南等地．一位同学受桶装纯净水的启发，提出用桶装的净化压缩空气供气，设每人1min内呼吸16次，每次吸入1atm的净化空气500mL，而每个桶能装10atm的净化空气20L，假定这些空气可以全部被运用，设温度不变，估算一下每人每天须要吸多少桶净化空气．(1atm＝1×105Pa)解析：每人每天吸入1atm的净化空气的体积为V＝(16×60×24)×500mL＝1.152×107mL＝1.152×10由玻意耳定律pV＝p′V′可知，每人每天呼入的气体转化为10atm的体积为V′＝eq\f(1×1.152×104,10)L＝1.152×103L故每人每天须要净化空气的桶数为n＝eq\f(1.152×103,20)＝57.6≈58.答案：5816．如图所示，足够长的圆柱形汽缸竖直放置，其横截面积为1×10－3m2，汽缸内有质量m＝2kg的活塞，活塞与汽缸壁封闭良好，不计摩擦．起先时活塞被销子K销于如图位置，离缸底12cm，此时汽缸内被封闭气体的压强为1.5×105Pa，温度为300K．外界大气压为1.0×105Pa，g＝10m/s(1)现对密闭气体加热，当温度升到400K时，其压强多大？(2)若在此时拔去销子K，活塞起先向上运动，当它最终静止在某一位置时，汽缸内气体的温度为360K，则这时活塞离缸底的距离为多少？解析：(1)气体体积不变，由查理定律得eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)，即eq\f(1.5×105Pa,300K)＝eq\f(p,400K)解得：p＝2×105Pa(2)p3＝p0＋mg/S＝1.2×105PaT3＝360K由志向气体状态方程得eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p3V3,T3)，即eq\f(1.5×105×12,300)＝eq\f(1.2×105×l3,360)解得：l3＝18cm.答案：(1)2×105Pa(2)18cm17.一竖直放置、缸壁光滑且导热的柱形汽缸内盛有肯定量的氮气，被活塞分隔成Ⅰ、Ⅱ两部分；达到平衡时，这两部分气体的体积相等，上部气体的压强为p10，如图a所示，若将汽缸缓慢倒置，再次达到平衡时，上下两部分气体的体积