高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第三册第2章 气体定律与人类生活2.1 气体的状态习题

【精挑】第1节气体的状态-1课时练习

一．填空题

1．理想气体：在______温度．______压强下都遵从气体实验定律的气体．

2．如图（a）所示，在一个玻璃瓶中放入一个气球，把气球的开口翻在玻璃瓶的瓶颈上。然后向气球吹气，如图（b）所示，气球不容易被吹大。这是因为当向气球内吹入气体时，_______（选填“气球内”或“气球与锥形瓶之间”）的气体被密封且质量保持一定，体积________（选填“变大”“不变”或“变小”），压强_______（选填“变大”“不变”或“变小”）。

3．一定质量的气体经历a．b．c．d四段变化过程，压强与热力学温度的关系如图所示，气体体积在增大的过程是_________。忽略气体分子势能，气体的内能在增大的过程是_________。

4．一定质量的某种理想气体的压强为p，温度为27 ℃时，气体的密度为ρ，当气体的压强增为2p，温度升为327 ℃时，气体的密度是________。

5．理想气体与实际气体

实际气体在温度不低于______．压强不超过______时，可以当成理想气体来处理．

6．一定质量的某种理想气体，体积保持不变时，分子的数密度保持不变，温度升高时，分子的平均动能______ （填“增大”或“减小”），气体的压强______ （填“增大”或“减小”）。

7．某实验小组利用如图所示的装置测量温度：A是容积较大的玻璃泡，A中封有一定质量的空气，B是一根与A连接的均匀细玻璃管（玻璃管的容积远小于A的容积），管的下端插入水银槽。当外界大气压，环境温度℃时，管内水银柱的高度，在管壁外侧与水银面等高的位置标出对应的温度，然后依次标出其他温度刻线。

（1）此测温装置中，h越大，相应的温度读数越______（选填“高”或“低”）；温度刻线是______分布的（选填“均匀”或“不均匀）。

（2）水银柱高度处的温度刻度值应为______℃。

（3）若外界大气压强变为，读出温度为t℃，则实际温度应修正为______℃。

8．不可能事件：在一定条件下______出现的事件。

9．在高空飞行的客机上某乘客喝完一瓶矿泉水后，把瓶盖拧紧。下飞机后发现矿泉水瓶变瘪了，机场地面温度与高空客舱内温度相同。由此可判断，高空客舱内的气体压强______（选填“大于”．“小于”或“等于”）机场地面大气压强：从高空客舱到机场地面，矿泉水瓶内气体的分子平均动能______（选填“变大”．“变小”或“不变”）。

10．对一定质量的气体，在等温条件下得出体积V与压强P的数据如下表：

（1）根据所给数据在坐标纸上（如图）画出图线______，说明可得结论是_______；

（2）由所做图线，求p=8.85×105Pa时该气体体积是_______。

（3）该图线斜率大小和温度的关系是_______。

11．理想气体的状态方程成立条件：一定______的理想气体．

12．判断下列说法的正误：

（1）一定质量的某种气体，在压强不变时，若温度升高，则体积减小。（____）

（2）“拔火罐”时，火罐冷却，罐内气体的压强小于大气的压强，火罐就被“吸”在皮肤上。（____）

（3）一定质量的气体，等容变化时，气体的压强和温度不一定成正比。（____）

（4）查理定律的数学表达式＝C，其中C是一个与气体的质量．压强．温度．体积均无关的恒量。（____）

13．小明同学利用如图甲所示装置测量大气压强。粗细均匀的弯曲玻璃管A臂插入烧瓶，B臂与玻璃管C下部用橡胶管连接，C管开口向上，一定质量的气体被水银封闭于烧瓶内。开始时，B．C管内的水银面等高，此时在B管上标记好此时水银面的位置K。

(1)对烧瓶加热，使烧瓶内的气体温度升高。为使封闭气体的体积不变，应将C管_______（填“向上”或“向下”）移动，直至_______；

(2)若当时的大气压强为p0，当C管内的水银面比B管内的水银面高h时，封闭气体的压强可用字母表示为p=______；

(3)实验中保持气体体积不变，不断加热烧瓶内的气体，记录气体的摄氏温度t和C管内的水银面高出B管内的高度h。做出h－t图象如图乙，写出大气压强p0=______，初始时的温度T0=______。

14．“用DIS研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”实验：

（1）封闭气体的压强p用________传感器测量，体积V由________读出。

（2）除了保持注射器内封闭气体的质量不变之外，还应该保持封闭气体的_________不变，采取的主要措施是缓慢推动活塞和________。

（3）图线a．b．c是三位同学根据实验数据分别得到的p-V图像。若a．b是不重合的两条双曲线，c与b相交，则（         ）

A.a．b不重合是由于b气体质量大

B.a．b不重合是由于b气体温度高

C.产生c图线可能是容器密闭性不好

D.产生c图线可能是推动活塞过于快速

15．一定质量的气体，在体积不变的情况下，温度由0℃升高到10℃时，其压强的增加量为，当它由100℃升高到110℃时，其压强的增加量为，则与之比为________。

参考答案与试题解析

1．【答案】任何    任何   

【解析】

略

2．【答案】气球与锥形瓶之间    变小    变大   

【解析】

[1][2][3]吹气球时，气球内的气体质量变大，压强变大，气球膨胀。由于瓶口被封住，气球内气体和气球与锥形瓶之间气体总体积不变，等于锥形瓶的容积，气球膨胀，体积增大，气球与锥形瓶间气体质量一定，体积减小，压强增大。

3．【答案】c过程    b过程   

【解析】

[1][2]由图可知，a过程，温度不变，压强增大，由玻意耳定律可得，气体的体积减小，由于a过程温度不变，因此内能不变；

b过程温度升高，压强增大，由于图像的斜率不变，因此气体的体积不变，由于b过程温度升高，因此气体的内能增大；

c过程压强减小，温度不变，由玻意耳定律可得，气体的体积增大，由于c过程温度不变，因此气体的内能不变；

d过程温度降低，压强减小，由于图线的斜率不变，因此气体的体积不变，由于d过程气体的温度降低，因此气体的内能减小；

综上所述，气体体积在增大的过程是c过程，气体的内能在增大的过程是b过程；

4．【答案】ρ

【解析】

略

5．【答案】零下几十摄氏度    大气压的几倍   

【解析】

略

6．【答案】增大    增大   

【解析】

略

7．【答案】低    均匀    127    t+10   

【解析】

（1）[1][2]由于玻璃管的容积远小于A的容积，所以A中气体由于气体温度而发生的变化可视为等容变化。设A中气体压强为p，温度为T，水银密度为ρ，根据平衡条件可得

   ①

根据查理定律可知

   ②

上式中k为比例系数，联立①②解得

   ③

由③式可知，h随T的减小而线性增大，所以h越大，相应的温度读数越低，且温度刻线是均匀分布的。

（2）[3]设水银柱高度处对应的热力学温度为T1，由题意根据查理定律有

   ④

解得

   ⑤

所以水银柱高度处的温度刻度值应为

   ⑥

（3）[4]根据②④式可知

   ⑦

所以当大气压强的实际值与最初制定刻度时的大气压强值出现了的偏差时，通过刻度读出的温度将出现10℃的偏差，且此时水银柱高度比大气压强为76cmHg时低，说明读数比实际温度偏低，则实际温度应修正为（t+10）℃。

8．【答案】不可能

【解析】

略

9．【答案】小于    不变   

【解析】

[1]机场地面温度与高空客舱温度相同，由题意知瓶内气体体积变小，以瓶内气体为研究对象，根据理想气体状态方程

故可知高空客舱内的气体压强小于机场地面大气压强；

[2]由于温度是平均动能的标志，气体的平均动能只与温度有关，机场地面温度与高空客舱温度相同，故从高空客舱到机场地面，瓶内气体的分子平均动能不变。

10．【答案】    ①.     ②. 一定质量的气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比    ③. 0.172m3    ④. 斜率越大，该气体温度越高

【解析】

【详解】（1）[1]作图如图所示

[2]从图中可知一定质量的气体，图线过原点，即在温度不变的情况下，压强与体积的倒数成正比，所以压强与体积成反比；

（2）[3]根据图像，可求得p=8.85×105Pa时该气体体积是0.172m3。

（3）[4]由数学知识可知，图象的斜率等于，根据根据气态方程可知，与T成正比，则有斜率越大，值越大，该气体温度越高。

11．【答案】质量

【解析】

略

12．【答案】错误    正确    正确    错误   

【解析】

略

13．【答案】向上    B管内的水银面再一次回到标记的位置K    p0+h    75.6cmHg    300K   

【解析】

(1)[1][2]由等容变化可知，气体压强增大，为使封闭气体的体积不变，应将C管向上移动，直到B管内的水银面再一次回到标记的位置K

(2)[3]以C管内的水银面比B管内的水银面高出部分的水银柱为研究对象则有

(3)[4]由等容变化可知

变形得

由图乙可知

联立解得

[5]初始状态两管水银面高度差为0，由图乙可知此时温度为

初始时的温度

T0=

14．【答案】    ①. 压强    ②. 注射器上的刻度    ③. 温度    ④. 手不要握住注射器封闭有气体的部分    ⑤. C

【解析】

【详解】（1）[1][2]封闭气体的压强p用压强传感器测量，体积V由注射器上的刻度读出。

（2）[3][4]除了保持注射器内封闭气体的质量不变之外，还应该保持封闭气体的温度不变，采取的主要措施是缓慢推动活塞和手不要握住注射器封闭有气体的部分。

（3）[5]AB．根据

质量越大，则pV乘积越大，图像离原点越远；温度越高，pV乘积越大，图像离原点越远，则AB错误；

C．若压缩气体时，注射器密闭性不好，则质量减小，则pV乘积减小，则出现图像c的情况，选项C正确；

D．若推动活塞过于快速，则气体的温度升高，则pV乘积会变大，不会出现图像c的情况，选项D错误。

故选C。

15．【答案】

【解析】

一定质量的气体在体积不变的情况下

温度由0℃升高到10℃和由100℃升高到110℃时相同，所以相同，即与之比为。