鲁科版 (2019)选择性必修 第三册气体实验定律第1课时随堂练习题

这是一份鲁科版 (2019)选择性必修 第三册气体实验定律第1课时随堂练习题，共7页。试卷主要包含了下列对热平衡的理解正确的是等内容，欢迎下载使用。
题组1 气体的状态参量
1．两个温度不同的物体相互接触，达到热平衡后，它们具有的相同的物理量是( )
A．质量 B．密度
C．温度 D．重力
解析：选C。由热平衡的定义可知，C正确。
2．下列对热平衡的理解正确的是( )
A．标准状况下冰水混合物与0 ℃的水未达到热平衡
B．A、B两系统分别与C系统达到热平衡，则A、B两系统也达到了热平衡
C．一个系统处于平衡态时，它与其他系统也就达到了热平衡
D．热平衡时，两系统的温度相同，压强、体积也一定相同
解析：选B。标准状况下冰水混合物的温度为0 ℃，与0 ℃的水达到了热平衡，故A错误；根据热平衡定律可知，A、B两系统分别与C系统达到热平衡，则A、B两系统也达到了热平衡，故B正确；热平衡是指两个系统相互接触而传热，经过一段时间后，各自的状态参量不再变化，这两个系统就达到热平衡，故C错误；根据热平衡的特点可知，两个系统达到热平衡的标志是它们温度相同，但压强、体积不一定相同，故D错误。
3．(多选)下列关于热力学温度的说法正确的是( )
A．－33 ℃＝240.15 K
B．温度变化1 ℃，也就是温度变化1 K
C．水的沸点为100 ℃，用热力学温度表示即为373.15 K
D．温度由t ℃升至2t ℃，对应的热力学温度升高了(t＋273.15)K
解析：选ABC。热力学温度与摄氏温度的关系为T＝t＋273.15 K，可知－33 ℃相当于240.15 K，故A正确；由T＝t＋273.15 K，可知ΔT＝Δt，即热力学温度的变化总等于摄氏温度的变化，温度变化1 ℃，也就是温度变化1 K，故B正确；根据T＝t＋273.15 K，可知100 ℃相当于热力学温度(100＋273.15)K＝373.15 K，故C正确；初态温度t ℃对应的热力学温度为(t＋273.15)K，末态温度2t ℃对应的热力学温度为(2t＋273.15)K，则对应的热力学温度升高了t K，故D错误。
题组2 气体的压强的微观解释
4．对一定质量的气体，下列叙述正确的是( )
A．如果体积减小，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增多
B．当温度一定时，如果压强增大，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增多
C．如果温度升高，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增多
D．如果分子数密度增大，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增多
解析：选B。气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数，是由单位体积内的分子数和分子的平均速率共同决定的，选项A和D都是单位体积内的分子数增多，但分子的平均速率如何变化却不知道，对选项C，由温度升高可知分子的平均速率增大，但单位体积内的分子数如何变化是未知的，A、C、D错误；当温度一定时，气体分子的平均速率一定，气体压强增大时，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数增多，B正确。
5.(多选)如图所示，封闭在气缸内一定质量的气体，如果保持体积不变，当温度升高时，以下说法正确的是( )
A．气体的密度增大
B．气体的压强增大
C．气体分子的平均速率减小
D．每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多
解析：选BD。由于质量不变，体积不变，则气体的密度不变，即分子的数密度不变，而温度升高，分子的平均速率增大，所以单位时间内气体分子对单位面积器壁碰撞次数增多，压强增大。
题组3 封闭气体压强的计算
6.
如图所示，U形管封闭端内有一部分气体被水银封住，已知大气压强为p0，封闭部分气体的压强p(以汞柱为单位)为( )
A．p0＋ph2
B．p0－ph1
C．p0－(ph1＋ph2)
D．p0＋(ph2－ph1)
解析：选B。选右边液面为研究对象，右边液面受到向下的大气压强p0，在相同高度的左边液面受到液柱h1向下的压强和液柱h1上面气体向下的压强p，根据连通器原理可知，p＋ph1＝p0，所以p＝p0－ph1，B正确。
7.如图所示，内壁光滑的气缸竖直放置在水平地面上，T形活塞的质量为M，下底面积为S，上底面积为4S，若大气压强为p0，重力加速度为g，则被封闭气体的压强p等于( )
A．4p0＋ eq \f(Mg,S)
B．3p0＋ eq \f(Mg,S)
C．p0＋ eq \f(Mg,S)
D．条件不够，无法判断
解析：选C。以活塞为研究对象，活塞受重力、大气压力和封闭气体的支持力，根据受力平衡得Mg＋4p0S＝3p0S＋pS，解得p＝p0＋ eq \f(Mg,S) ，C正确。
8．有一段12 cm长的水银柱，在均匀玻璃管中封住一定质量的气体，若开口向上将玻璃管放置在倾角为30°的光滑斜面上，在玻璃管下滑过程中被封气体的压强为(大气压强p0＝76 cmHg)( )
A．76 cmHg B．82 cmHg
C．88 cmHg D．70 cmHg
解析：
选A。由题意可知，水银柱所处的状态不是平衡状态，因此不能用平衡条件来处理。水银柱的受力分析如图所示，因玻璃管和水银柱组成的系统的加速度a＝g sin 30°，所以对水银柱由牛顿第二定律得p0S＋mg sin 30°－pS＝ma，故p＝p0＝76 cmHg。
9.用豆粒模拟气体分子，可以模拟气体压强产生的原理。如图所示，从离秤盘80 cm高度处把1 000粒的豆粒连续均匀地倒在秤盘上，持续作用时间为1 s，豆粒弹起时竖直方向的速度变为碰前的一半。若每个豆粒只与秤盘碰撞一次，且碰撞时间极短(在豆粒与秤盘碰撞的极短时间内，碰撞力远大于豆粒受到的重力)，已知1 000粒的豆粒的总质量为100 g，g取10 m/s2，则在碰撞过程中秤盘受到的压力大小约为( )
A.0.2 N B．0.6 N
C．1.0 N D．1.6 N
解析：选B。设竖直向上为正方向，由题意知v1＝－ eq \r(2gh) ＝－4 m/s，v2＝2 m/s，根据动量定理F·Δt＝Δp＝mv2－mv1，得F＝ eq \f(Δp,Δt) ＝0.6 N，由牛顿第三定律得秤盘受到的压力大小约为0.6 N。
10．如图所示，两个完全相同的圆柱形密闭容器，甲中恰好装满水，乙中充满空气，则下列说法正确的是(容器容积恒定)( )
A．两容器中器壁的压强都是由分子撞击器壁产生的
B．两容器中器壁的压强都是由所装物质受到的重力产生的
C．甲容器中pA＞pB，乙容器中pC＝pD
D．当温度升高时，pA、pB变大，pC、pD也要变大
解析：选C。甲容器器壁的压强产生的原因是液体受到重力作用，而乙容器器壁的压强产生的原因是分子撞击器壁，故A、B错误；液体的压强p＝ρgh，hA＞hB，可知pA＞pB，而密闭容器中气体压强各处均相等，与位置无关，则pC＝pD，故C正确；温度升高时，pA、pB不变，而pC、pD变大，故D错误。
11．(8分)(1)如图所示，伽利略温度计是利用玻璃管内封闭的气体作为测量物质制成的，当外界温度越高时，细管内的水柱越高吗？(4分)
(2)如果气体的温度是1 ℃，也可以说气体的温度是多少K？如果气体的温度升高了1 ℃，也可以说气体的温度升高了多少K？(4分)
解析：(1)不是，由热胀冷缩可知，当外界温度越高时，气体膨胀越厉害，细管内的水柱越低。
(2)如果气体的温度是1 ℃，则此时气体的热力学温度T＝(273.15＋1)K＝274.15 K；如果气体的温度升高了1 ℃，则气体热力学温度升高了ΔT＝Δt＝1 K。
答案：(1)见解析 (2)274.15 K 1 K
12．(12分)若已知大气压强为p0，图中各装置均处于静止状态，液体密度均为ρ，重力加速度为g，求各图中被封闭气体的压强。
解析：题图甲中，以B液面为研究对象，由平衡条件知p甲S＋ρghS＝p0S，解得p甲＝p0－ρgh
题图乙中，以B液面为研究对象，由平衡条件知
p乙S＋ρghS＝p0S，解得p乙＝p0－ρgh
题图丙中，以B液面为研究对象，由平衡条件有
p丙S＋ρghS sin 60°＝p0S
解得p丙＝p0－ eq \f(\r(3),2) ρgh
题图丁中，以A液面为研究对象，由平衡条件得
p丁S＝p0S＋ρgh1S，所以p丁＝p0＋ρgh1
题图戊中，从开口端开始计算，右端大气压强为p0，因为同种液体同一水平面上的压强相同
所以b气柱的压强
pb＝p0＋ρg(h2－h1)
故a气柱的压强
pa＝pb－ρgh3＝p0＋ρg(h2－h1－h3)。
答案：甲：p甲＝p0－ρgh 乙：p乙＝p0－ρgh
丙：p丙＝p0－ eq \f(\r(3),2) ρgh 丁：p丁＝p0＋ρgh1
戊：pa＝p0＋ρg(h2－h1－h3)，pb＝p0＋ρg(h2－h1)