高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第三册2.1 气体的状态当堂达标检测题

【精编】第1节气体的状态-1优质练习

一．填空题

1．如图所示，在p-V图中，1．2．3三个点代表某容器中一定质量理想气体的三个不同状态，对应的温度分别是T1．T2．T3。用N1．N2．N3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数，用n1．n2．n3分别表示这三个状态下单位体积内的气体分子数，则T1______T3，n2______n3。（填“>”．“=”或“<”）

2．一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C，其体积V（单位）与热力学温度T（单位K）的关系图像如图所示，已知气体在状态A时的压强，线段与V轴平行，的延长线过原点。

（1）气体在状态B时的压强为_________。

（2）画出气体全过程的图像，标出相应状态的坐标。（______）

（3）气体分子在单位时间内对器壁单位面积碰撞的次数是______（选填“>”．“=”或“<”）。

3．封闭在汽缸内一定质量的理想气体由状态A变到状态D，其体积V与热力学温度T关系如图所示，O．A．D三点在同一直线上，则由状态A变到状态B过程中，气体___________热量（填“吸收”．“放出”或“既不吸收也不放出”）；状态C气体的压强___________状态D气体的压强（填“大于”．“小于”或“等于”）。

4．家用24cm（内径）的高压锅，锅盖上排气孔的直径是0.3cm，限压阀的质量为0.08kg。如果上海地区用它煮水消毒，根据下面水的沸点与压强的关系的表格可知，这个高压锅内的最高水温大约为___________℃。若在锅盖上再安装一套相同的排气孔和限压阀，则锅内的最高水温将___________（填“升高”．“减低”或“不变”）。（上海地区的大气压强为1.0×105Pa）

5．在做“用DIS研究温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”实验时，除需保持气体温度不变外，还需保持气体的_______不变。将实验时记录的p．V数据画在p－V图中，如图所示，要直观的能从图象上得到p与V是反比关系，若保持纵轴p不变，横轴应改为________，则得到的实验图像为一根过原点的直线。

6．如图所示，一端封闭细玻璃管开口向下竖直插入水银槽中，管内一小段水银柱分割出两段气体柱，上端气柱长为，下端气柱长为，且。现保持管内气体温度不变，将玻璃管竖直向上缓慢提起，保持开口端始终在水银面下方，则管内水银柱与水银槽面的高度差h___（选填“变大”．“不变”或“变小”）；封闭的两段气体柱的长度l1的增长量___l2的增长量（选填“>”．“=”或“<”）。

7．判断下列说法的正误。

（1）气体的体积等于气体分子体积的总和（____）。

（2）当物体温度升高时，每个分子运动都加快（____）。

（3）密闭容器中气体的压强是由于分子间的相互作用力而产生的（____）。

（4）一定质量的气体，在体积不变的情况下，温度降低，则压强减小（____）。

8．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=______。

9．一定质量的理想气体，状态从A→B→C→D→A的变化过程可用如图所示的p－V图线描述，其中D→A为等温线，气体在状态A时温度为t＝27 ℃，则气体在状态B时的温度为________K，气体从A到C过程对外做了_______J的功，气体在C状态时的温度为________℃。

10．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”）。

11．随机事件：在一定条件下可能出现，也可能______的事件。

12．汽车行驶时轮胎的胎压太高容易造成爆胎事故，太低又会造成耗油量上升。已知某型号轮胎能在C到90C温度范围内正常工作，为使轮胎在此温度范围内工作时的最高胎压不超过3.5atm，最低胎压不低于1.6atm，那么，在C时给该轮胎充气，充气后的胎压应在______atm到______atm范围内比较合适（设轮胎的体积不变）。

13．一定质量的气体，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________。

14．气缸侧立于水平面上，质量为的活塞位于气缸口处，并将一定质量的气体封闭于气缸中，如图甲所示，不计活塞与缸壁间摩擦。将气缸顺时针缓慢旋转至直立位置时，测得气体温度为，如图乙所示，已知气缸在旋转过程中，活塞在气缸中的位置始终不变。则此时气体压强为_________。之后保持温度不变，在活塞上方加________的重物，活塞可以将气体的体积压缩一半。（大气压强为）

15．如图，一个上口用橡皮膜封闭的盛水长玻璃槽内，用一小玻璃瓶A倒扣在水中形成一个浮沉子。A悬浮在水中某位置保持平衡。若环境温度不变，用力按压橡皮膜到某一位置后，玻璃瓶A内气体的体积将______（选填“变大”，“变小”，“不变”）；玻璃瓶将______。

A．“下沉一点后又平衡”

B．“上浮一点后又平衡”

C．“一直下沉到水底”

D．“一直上浮到水面”

16．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_______。

17．一定量的理想气体从状态a变化到状态b，再变化到状态c，再回到状态a，该过程的图线如图所示，则气体从状态a变化到状态b过程内能______（填“增大”．“减小”或“不变”）；气体从状态b变化到状态c过程温度____________（填“升高”．“降低”或“不变”），气体从状态c变化到状态a过程_______（填“吸收”．“放出”或“不吸收也不放出”）热量。

18．一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________。

参考答案与试题解析

1．【答案】=    >   

【解析】

[1]由于在1．3两状态下，有

则这是等温过程，所以T1= T3。

[2]根据

可知

T3=T1> T2

则

由于在3状态比2状态的温度高则其分子的平均动能较大，对容器壁的冲击力较大，但是它的压强与状态2时的压强相同，则说明要2状态时气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数比3状态时多，有n2>n3。

2．【答案】        >   

【解析】

(1)[1] 气体从状态A到状态B，温度不变，由玻意耳定律有

解得气体在状态B时的压强为。

(2)[2] 气体从状态A到状态B，温度不变，B到C是等压变化，故全过程的图像

(3) [3]A到状态B，压强减小，温度不变，分子平均动能不变，则气体分子在单位时间内对器壁单位面积碰撞的次数降低。

3．【答案】吸收    大于   

【解析】【来源】2021届福建省福州第一中学高三（下）开学考试物理试题

[1] 状态A变到状态B过程中，是等容变化，不对外做功，但温度升高，所以气体吸热；

[2]从状态C到状态D，是等容变化，温度降低，由

可得，压强减小，所以状态C气体的压强大于状态D气体的压强；

4．【答案】122    不变   

【解析】

[1]高压锅内能够产生的最大压强为

p=p0+=2.13×105Pa

根据水的沸点与压强的关系的表格可知，这个高压锅内最高水温大约为122℃。

[2]若在锅盖上再安装一套相同的排气孔和限压阀，高压锅内能够产生的最大压强不变，锅内最高水温将不变。

5．【答案】质量       

【解析】

[1]实验研究一定质量的气体压强与体积的关系，所以实验时除了保持温度不变外，还要保持气体的质量不变；

[2]因为压强与体积成反比，即pV值保持不变，根据数学关系知压强与体积的倒数成正比，而正比函数图象是一条过原点的直线，故可将横轨改为。

6．【答案】    ①. 变大    ②. >

【解析】

【详解】[1][2]假设将玻璃管竖直向上缓慢提升时，的下端面水银没有上升，保持原高度即内气体的压强不变，那么其体积就不变，就只有的体积增大，于是内气体压强变小，但是内的气体压强始终是气体压强减去中间那段水银柱高度，所以假设错误，也会体积增大，压强减小，故管内水银柱高度差变大，由于它们压强减小的绝对值一样，而气体原来压强比小，由玻意耳定律定律知，的压强变化的相对值大，故长度增长大于的增长。

7．【答案】错误    正确    错误    正确   

【解析】

略

8．【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=

9．【答案】    (1). 750    (2). 6×105    (3). 102

【解析】

【分析】

【详解】[1]A到B过程气体做等压变化，则

TA＝27 ℃＋273 K＝300 K

解得

TB＝750 K

[2]从A到B过程气体对外界做功

W＝pΔV＝6×105 J

从B到C过程体积不变，所以外界对气体不做功，所以气体从A到C过程气体对外界做功为6×105 J；

[3]气体在C状态压强为B时的一半，则温度也为B时的一半，即

tC＝375 K＝102 ℃

10．【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。

11．【答案】不出现

【解析】

略

12．【答案】2.0    2.8   

【解析】

[1][2]轮胎内气体体积不变，则为保证安全，则在90C时压强不超过3.5atm；在C时压强不不低于1.6atm，则根据查理定律

解得

p1=2.8atm

p2=2.0atm

充气后的胎压应在2.0atm到2.8atm范围内比较合适。

13．【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。

14．【答案】；    3   

【解析】【分析】

气体先经历等容变化，后经历等温变化，根据查理定律和玻意耳定律列式求解。

[1]气体等容变化，初状态压强．温度，则

末状态压强．温度

根据查理定律得

解得

[2]气体等温变化，设活塞面积为，则

解得

初状态体积为．末状态压强为．体积为，则

根据玻意耳定律得

联立上述式子解得

15．【答案】变小    C（一直下沉到底）   

【解析】

[1]开始时，A悬浮在水中某位置保持平衡，则A的重力等于排开水的重量；若用力按压橡皮膜到某一位置后，根据玻意耳定律，玻璃槽上方空气的体积减小，压强变大，则A内被封气体的压强也变大，则体积减小，即排开水的重力减小，浮力减小，此时重力大于浮力，玻璃瓶将下沉，下沉过程中压强不断增加，被封的气体体积不断减小，浮力不断减小，则玻璃瓶将加速沉到水底。[2]由上分析，故选C。

16．【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。

17．【答案】不变    降低    吸收   

【解析】

[1]ab为过原点的直线，根据

压强随着体积的减小而增大，温度不变，所以内能不变。

[2] 气体从状态b变化到状态c过程，压强减小，体积也减小，根据公式

可知温度降低。

[3] 气体从状态c变化到状态a过程，根据公式

压强不变，体积增大对外做功，温度升高，吸收热量。

18．【答案】ρ

【解析】

略