沪科版 (2019)选择性必修 第三册2.1 气体的状态同步测试题

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【优质】第1节气体的状态-1练习一．填空题1．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“<”）。
 2．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“<”）
 3．（1）一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C，其变化过程的V-T图像如图所示，BC的反向延长线通过坐标原点O。已知该气体在状态A时的压强为1.5×105Pa，则该气体在状态C时的压强为__________Pa；该气体从状态A到状态C的过程中吸收的热量为__________J。4．“拔火罐”是我国传统养生疗法之一。如图所示，医生先用点燃的酒精棉球加热火罐内的空气，随后迅速把火罐倒扣在需要治疗的部位，火罐便会紧贴皮肤。这是因为假设火罐内气体体积不变，___________；若加热后火罐内气体的温度为77℃，当时的室温为28℃，标准大气压强为，则当罐内气体的温度降为室温时，对应的压强为________。5．（1）下列说法中正确的是___________A．利用氧气的摩尔质量．密度以及阿伏加德罗常数就可以算出氧气分子体积B．固体很难被压缩是因为其内部的分子之间存在斥力作用C．只要物体与外界不发生热量交换，其内能就一定保持不变D．一定质量的理想气体，温度升高，内能可能降低（2）如图所示，一定量气体放在体积为的容器中，室温为有一光滑导热活塞（不占体积）将容器分成．两室，室的体积是室的两倍，室容器上连接有一形管（形管内气体的体积忽略不计），两边水银柱高度差为，右室容器中连接有一阀门，可与大气相通。（外界大气压等于）求：（a）将阀门打开后，室的体积变成多少___________？（b）打开阀门后将容器内的气体从分别加热到和，室的压强各为多少___________？6．一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。
 7．如图，粗细均匀的绝热U型玻璃管，右侧玻璃管连通着一细玻璃管，阀门关闭，忽略细玻璃管的体积．封闭空气柱长为，左右两管内的水银面高度差为。已知大气压强为，封闭气体初始温度为。现对封闭气体采取两种做法：（1）若缓慢加热封闭气体，直到左右两管水银面等高时，停止加热，此时封闭气体的温度为__________；（2）若打开阀门，直到左右两管水银液面等高，关闭阀门，此时玻璃管内气体的质量是原来气体质量的__________倍。8．某同学利用DIS实验系统研究一定质量的理想气体的状态变化，实验后计算机屏幕显示如图所示的的P - t图像。由A→B的过程中气体体积________（选填“变大”．“变小”．“保持不变”）；若在状态B时气体的体积为VB= 3L，气体在状态C的体积为_________L。9．请回答下列有关DIS实验“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”的问题。（1）如图所示，用一个带有刻度的注射器及DIS实验系统来探究气体的压强与体积关系。实验中气体的质量保持不变，气体的体积V直接读出，气体的压强p是由图中______传感器测量得到。
 （2）完成本实验的基本要求是______。A．在等温条件下操作B．封闭气体的容器密封良好C．必须弄清所封闭气体的质量D．气体的压强和体积必须用国际单位（3）甲同学在做本实验时，缓慢推动活塞，使注射器内空气柱体积减小，且数值越来越小，造成这一现象的原因可能是______；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．实验时注射器的空气向外发生了泄漏（4）乙同学实验数据用图像处理，但如图所示的图线不过原点，则造成这一原因的可能是______。
 10．如图，一定量的理想气体经历的两个不同过程，分别由体积-温度（V-t）图上的两条直线I和Ⅱ表示，V1和V2分别为两直线与纵轴交点的纵坐标；t0为它们的延长线与横轴交点的横坐标，t0是它们的延长线与横轴交点的横坐标，t0=-273.15℃；a．b为直线I上的一点。由图可知，气体在状态a和b的压强之比=___________；气体在状态b和c的压强之比=___________。11．（1）一定质量的气体做等容变化，温度为200 K时的压强为0.8 atm，压强增大到2 atm时的温度为________K。（2）一定质量的气体，在压强不变时，温度为200 K，体积为V0，当温度升高100 K时，体积变为原来的________倍。 12．如图所示，气缸固定于水平面，用截面积为20cm2的活塞封闭一定量的气体，活塞与缸壁间摩擦不计。当气体温度为27℃时，活塞在F=40N．方向向右的外力作用下保持静止，封闭气体的压强为___________Pa；若保持活塞不动，将气体温度升至87℃，则此时F的大小变为___________N。（大气压强为1.0×105Pa）13．判断下列说法的正误．（1）理想气体在超低温和超高压时，气体的实验定律不适用了．（____）（2）对于不同的理想气体，其状态方程＝C中的常量C相同．（____）（3）一定质量的理想气体，温度和体积均增大到原来的2倍时，压强增大到原来的4倍．（____）（4）一定质量的某种理想气体，若p不变，V增大，则T增大，是由于分子数密度减小，要使压强不变，需使分子的平均动能增大．（____） 14．某同学将广口瓶开口向上放入77℃热水杯中，待热平衡后，用一个剥去蛋壳的熟鸡蛋（最粗处横截面略大于瓶口横截面）恰好封住瓶口，如图所示。当热水杯中水温缓慢降至42℃时，观察到鸡蛋缓慢落入瓶中。已知大气压强p0=1.0×105Pa，瓶口面积S=1.0×10-3m2，熟鸡蛋重力G=0.50N。则温度为42℃时广口瓶内的压强大小为____；当熟鸡蛋缓慢落入瓶中时与瓶口间的阻力大小为_____。15．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臂插入密封的烧瓶，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，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)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图像如图乙，由图像得出开始时的温度T0=___________K，大气压强p0=___________cm Hg（大气压强保留1位小数）。 
参考答案与试题解析1．【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。2．【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。3．【答案】1.0×105    100    【解析】[1][2]气体从状态A到状态B，发生的是等容变化，由查理定律得解得在状态B时的压强为pB=1.0×105Pa气体从状态B到状态C，发生是等压变化，有pC=pB=1.0×105Pa由于状态A与状态C的温度相同，所以该气体从状态A到状态C的过程中，内能变化量气体从状态A到状态B不做功，从状态B到状态C的过程中气体对外做功，做功大小为由热力学第一定律知整个过程中吸收的热量为Q=100J4．【答案】温度降低，压强减小，内外压强差增大        【解析】【来源】2021届上海市嘉定区高三（下）第二次质量调研测试物理试题 [1]根据理想气体状态方程火罐内气体体积不变时，温度降低，压强减小，内外压强差增大；[2]以火罐内的气体为研究对象，初态有，当罐内温度降为室温时，压强为，温度为，由查理定律得解得5．【答案】B        ，    【解析】【来源】2021届重庆市九龙坡区杨家坪中学高三（下）第二次月考物理试题 （1）[1]A．已知氧气的摩尔质量．密度以及阿伏加德罗常数，可以求出氧气分子所占的空间体积以及氧分子之间的距离，但不能计算出氧气分子体积，A错误；B．固体很难被压缩是因为其内部的分子之间存在斥力作用，B正确；C．做功和热传递都可以改变物体的内能，物体与外界不发生热量交换，但做功可以改变其内能，C错误；D．一定质量的理想气体，温度升高，内能一定升高，D错误。故选B。（2）[2]阀门未打开时，阀门打开后根据玻意耳定律得解得[3]打开阀门后，将容器内的气体温度升高时，A室气体先发生等压变化，设等压变化过程，最终活塞C到最右边时的温度为T。由于400 K小于450 K，所以加热到400 K时活塞不会到最右端，所以A室气体的压强为。加热到540 K，C滑到最右端，从450 K到540 K，A室气体发生等容变化解得6．【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。 7．【答案】或202℃    或1.58或1.583）    【解析】(1)[1]封闭气体的初态压强为左右两管水银面等高时，封闭气体压强与大气压强相等，设玻璃管横截面积为S，根据理想气体状态方程得解得(2)[2]根据克拉珀龙方程得，此时玻璃管内气体的质量是原来气体质量的8．【答案】保持不变    2    【解析】[1]由图像可知，AB的反向延长线过（- 273，0）可判断由A→B过程为等容变化，所以体积保持不变。[2]由图像可知，B→C过程为等温变化PB = 1.0atm，VB = 3L，PC = 1.5atm根据玻意耳定律得PBVB = PCVC解得VC = 2L9．【答案】压强    AB/BA    D    见解析    【解析】(1)[1]气体的压强p是由图中压强传感器测量得到；(2)[2]ABC．玻意耳定律成立的前提条件是等温且质量一定，气体质量的具体值不需要测量。故AB正确，C错误；D．玻意耳定律成立的前提条件是等温且质量一定，单位可以不用国际单位。故D错误。故选AB。(3)[3]A．实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力不断增大，不会影响气压与体积。故A错误；B．实验时环境温度增大了，根据理想气体状态方程，可知变大了。故B错误；C．封闭气体压强与外界大气压无关。故C错误；D．实验时注射器的空气向外发生了泄漏，根据理想气体状态方程，常数C与质量有关，变小，则乘积减小。故D正确。故选D。(4)[4]图线与横坐标的交点表示，体积为0，压强不为0，这种情况是不存在的。说明试管内的体积小于实际封闭气体的体积。结合实验器材可知，图线不过原点是由于注射器与压强传感器连接部位的气体体积导致的。10．【答案】1        【解析】[1]根据盖吕萨克定律有整理得由于体积-温度（V-t）图像可知，直线I为等压线，则a．b两点压强相等，则有[2]设时，当气体体积为 其压强为 ，当气体体积为 其压强为，根据等温变化，则有 由于直线I和Ⅱ各为两条等压线，则有 ，联立解得11．【答案】500        【解析】略12．【答案】0.8×105    8    【解析】[1]设大气压强为p0=1.0×105Pa，被封闭气体的压强为p1，横截面积为S=20cm2=2.0×10-3m2，活塞保持静止，活塞受力平衡，则p1S=p0S-F代入数据解得[2]保持活塞不动，故为等容变化，初态压强：p1=0.8×105Pa，初态温度：T1=（27+273）K=300K，末态压强：p2；末态温度：T2=（87+273）K=360K，根据查理定律可得根据平衡可得p2S=p0S-F1联立以上解得F=8N13．【答案】错误    错误    错误    正确    【解析】略14．【答案】0.9×105 Pa    10.5N    【解析】[1]广口瓶内的空气状态为根据查理定律得[2]当熟鸡蛋缓慢时，根据力的平衡，有即15．【答案】向上    管内的水银面再一次回到标记的位置            【解析】(1)[1][2]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管向上移动，直至管内的水银面再一次回到标记的位置。(2)[3][4]由查理定律可知即由图像可知解得T0=300K