高中物理2.1 气体的状态巩固练习

这是一份高中物理2.1 气体的状态巩固练习，共15页。试卷主要包含了一定质量的理想气体经历等内容，欢迎下载使用。
【精编】第1节气体的状态-2课堂练习一．填空题1．如图是一定质量的理想气体的压强与热力学温度的图，．．是理想气体的三个状态，其中平行于坐标轴，平行于坐标轴。则从到过程中气体的分子平均动能_________（填“变大”．“变小”或“不变”），从到的过程________（填“可能”或“不可能”）为绝热过程，从到的过程中气体的密度______（填“变大”．“变小”或“不变”）2．环境污染已非常严重，瓶装纯净水已经占领柜台.再严重下去，瓶装纯净空气也会上市.设瓶子的容积为 ，空气的摩尔质量.按标准状况计算，，试估算：（1）空气分子的平均质量_________是kg（保留两位有效数字）.（2）一瓶纯净空气的质量是_________kg（保留两位有效数字）.（3）一瓶中约有_________个气体分子（保留两位有效数字）.3．左端封闭右端开口粗细均匀的倒置U形管，用水银封住两部分气体，静止时如图所示，若让管保持竖直状态做自由落体运动，则气体柱Ⅰ长度将________，气体柱Ⅱ长度将________。（选填：“增大”．“减小”或“不变”）4．如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①②③到达状态d。过程①中气体_____（选填“放出”或“吸收”）了热量。在③状态变化过程中，lmol该气体在c状态时的体积为10L，在d状态时压强为c状态时压强的，求该气体在d状态时每立方米所含分子数_____。（已知阿伏加德罗常数NA=6.0×1023mol﹣1，结果保留一位有效数字）5．上周六，在我校的科技文化节的展演中，物理科组织进行了的水火箭制作与发射比赛。比赛用的水火箭通常采用可乐瓶来制作，用一个中间装有自行车打气用的气门嘴的软橡胶塞作为瓶塞。发射前，先在瓶中装上适量的水，然后倒放在发射架上，再让打气筒的软管与气门嘴连接上，装置如图所示。通过打气筒向瓶内多次打气，直到瓶内气体的压力冲开瓶塞，同时瓶内的水也从瓶口快速喷出，瓶身因反冲获得向上的速度而射上空中。已知瓶塞的截面积为，瓶中气体未打气时压强为（大气压强），体积为，每次打气均是把打气筒中压强为，体积为（）的一筒气体全部打入瓶中。忽略打气过程中气体温度的变化，也忽略水及瓶塞重力产生的压强。假设共打了次气后，水恰好冲开瓶塞，水火箭成功发射。①在瓶塞被冲开，水快速喷出的时，瓶中气体近似经历了一个______（选填：“等压”．“等温”或“绝热”）膨胀过程，气体的内能将_____，温度将_____；②求瓶塞刚被冲开时瓶内气体的压强和瓶塞与瓶颈间的最大摩擦力。_____6．两端封闭的粗细均匀玻璃管内有两部分气体A和B，中间用一段水银隔开，当水平放置且处于平衡时，温度均为27℃，如图a所示.现先将玻璃管缓慢转至竖直方向（A在下方），再将整根玻璃管置于温度为87℃的热水中，如图b所示，气体最终达到稳定状态，则稳定后与图a中的状态相比，气体A的长度________（选填“增大”，“减小”或“不变”）；若图a中A．B空气柱的长度分别为，，它们的压强均为，水银柱长为 ，则最终两部分气体A．B的体积之比________.7．如图所示，一定质量的理想气体经历A→B．B→C．C→A三个变化过程，则：（1）符合查理定律的变化过程是　________；C→A过程中气体　________（选填“吸收”或“放出”）热量，　________（选填“外界对气体”或“气体对外界”）做功，气体的内能　________。（选填“增加”．“减少”或“不变”）（2）已知理想气体在状态A时的温度是27 ℃，求气体在状态C时的温度____。 8．一定质量的理想气体经历：A→B→C的状态变化过程，其图像如图所示，A．B．C三点对应的温度分别为TA．TB．TC，用NA．NB．NC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，则TA_________TC，NA_________NB，NB_________NC。（均选填“大于”．“小于”或“等于”）9．如图所示，两端开口足够长的U形玻璃管内装有水银，右管中有一段10cm的空气柱，被6cm长的一段水银柱所封闭，大气压强为75cmHg．今在右管中再灌入9cm水银柱，则此时密闭气体的压强为_____cmHg，左管内水银面上升_____cm。10．一只装有水银的玻璃管插入装有水银的水槽中，玻璃管内上方有少量空气，如果把玻璃管向上拉起一些（不离开液面），等到重新平衡后,玻璃管中空气柱长度将_________（选填“增大”“减小”“不变”）玻璃管内外液面高度差将______（选填“增大”“减小”“不变”）11．如p-V图所示，1．2．3三个点代表某容器中一定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，则N1______N2，T1______T3，T3，N2______N3。（填“大于”“小于”或“等于”）12．若假设乙醚液体全部挥发后的乙醚气体近似看成理想气体，则乙醚液体中含有的乙醚分子数为_________，在标准状况下乙醚液体全部挥发后的乙醚气体的体积为_________L.（已知乙醚的摩尔质量：，乙醚液体密度为，阿伏加德罗常数，气体在标准状况下的体积为，结果取一位有效数字）13．如图所示，质量为M的气缸用质量为m的活塞在缸内密封一定质量的理想气体，活塞跟缸壁间的摩檫力不计，大气压为p0，活塞的横截面积为S，整个装置倒立在水平地面上，当封闭气体温度为T时，活塞恰好跟地面虚接触，此时封闭气体的压强为____；当温度升高到某一个值时，发现气缸恰好跟地面接触，则此时封闭气体的温度为_____.14．如图，气缸内底部面积为0.002m2，被活塞封闭在气缸内的空气温度为-7℃，活塞质量为8kg。当气缸缸筒竖直放置时，活塞距缸底L，则此时封闭空气的温度为____K，压强为_______Pa。现将质量m＝2kg的物体A放在活塞上时，欲使活塞距缸底仍为L，应使缸内气体升高到______℃。（大气压强p0＝1.0×105Pa，重力加速度g＝10m/s2） 15．我国“蛟龙”号深海探测船载人下潜超过七千米，再创载人深潜新纪录．在某次深潜实验中，“蛟龙”号探测到990 m深处的海水温度为280 K．某同学利用该数据来研究气体状态随海水深度的变化．如图所示，导热良好的气缸内封闭一定质量的气体，不计活塞的质量和摩擦，气缸所处海平面的温度T0＝300 K，压强p0＝1 atm，封闭气体的体积V0＝6 m3．如果将该气缸下潜至990 m深处，此过程中封闭气体可视为理想气体．求：(1)求990 m深处封闭气体的体积(1 atm相当于10 m深的海水产生的压强)．(2)下潜过程中封闭气体内能________(填“增加”或“减少”)，外界对气体所做的功________放出的热量(填“大于”或“小于”)． 16．如图所示，摩尔的理想气体从状态开始，经过一系列的准静态变化回到原状态，图象如图所示，其中的反向延长线通过坐标原点。从到理想气体对外做功大小为________（气体普适常数为 ），从到 ________（填“吸热”或“放热，从到________（填“吸热”或“放热”）。17．图甲为固定在水平桌面深为H内壁光滑的气缸，面积为S的轻质活塞厚度不计，在缸内移动可保持气体质量不变。若经过一段时间发现活塞略微下降，可能的原因是__________；若要把图乙中静止在处的活塞竖直向上缓慢拉出气缸，请对拉力F大小作简要分析：__________。（拉出过程大气压强不变为P0）18．如图一气缸水平固定在静止的小车上,一质量为m．面积为S的活塞将一定量的气体封闭在气缸内, 平衡时活塞与气缸底相距L.现让小车以一较小的水平恒定加速度向右运动, 稳定时发现活塞相对于气缸移动了距离d. 已知大气压强为P0, 不计气缸和活塞间的摩擦; 且小车运动时,大气对活塞的压强仍可视为P0; 整个过程中温度保持不变. 小车加速度是____。
参考答案与试题解析1．【答案】变小    不可能    变小    【解析】【来源】2020届东北师大附中．哈师大附中．辽宁省实验中学高三下学期第一次模拟考试物理试题 【分析】【详解】[1] 气体的分子平均动能和温度有关，温度越高气体的分子平均动能越大。从到过程中，温度降低，所以气体的分子平均动能变小。[2] 从到的过程压强不变，温度升高，则内能增加，同时体积增大，气体膨胀对外做功，因此气体要吸热，不可能为绝热过程。[3] 从到的过程中温度不变，压强降低，可知体积增大，则气体的密度变小。2．【答案】            【解析】【来源】第四部分期中期末卷高一年级第二学期期末拓展提高卷 【详解】（1）[1]．空气分子的平均质量（2）[2]．一瓶纯净空气的摩尔量则瓶中气体的质量 （3）[3]．分子数3．【答案】减小    不变    【解析】【来源】2019届上海市闵行区高三（下）二模物理试题 【分析】【详解】[1][2] 设大气压强为P0，由图示可知，封闭气体压强当U型管做自由落体运动时，水银处于完全失重状态，对封闭气体不产生压强，封闭气体压强都等于大气压P0。可知气柱I的压强变大，温度不变，由玻意耳定律可知，气体体积变小，气柱长度变小；气柱Ⅱ部分气体压强不变，温度不变，由理想气体状态方程可知，气体体积不变，气柱长度不变。4．【答案】吸收     【解析】【来源】2020届江苏省宿迁市沭阳县高三（下）5月联考物理试题 【分析】【详解】[1]．过程①中气体体积不变，做功为零；温度升高，气体内能增大，根据热力学第一定律可知，气体吸热；[2]．③过程，气体做等温变化，根据玻意耳定律得pcVc=pdVd又，解得Vd=15 L即该气体在d状态时每立方米所含分子数4×1025个.5．【答案】绝热减小降低；【解析】【详解】①在瓶塞被冲开，水快速喷出的时，瓶中气体近似经历了一个绝热膨胀过程，根据热力学第一定律可知，气体的内能将减小，温度将降低。②根据气体状态方程可得：解得：以活塞为研究对象，根据平衡条件：可得：6．【答案】减小    3：2    【解析】【来源】第二部分单元卷第六章：分子和气体定律拓展提高卷 【详解】[1]．两端封闭的粗细均匀玻璃管内有两部分气体A和B，中间用一段水银隔开，A．B两部分气体长度．温度均相同；玻璃管缓慢转至竖直方向（A在下方），再将整根玻璃管置于温度为87℃的热水中，如果不计水银柱重力，A．B两部分气体长度依然应该相同，考虑到水银柱的重力，水银柱要下移一段距离，故气体A的长度要减小；[2]．若图a中A．B空气柱的长度分别为LA=20cm，LB=10cm，它们的压强均为75cmHg，水银柱长为L=25cm，对气体A，有：   ①对气体B，有：  ②其中：LA+LB=LA2+LB2   ③
PA1=PB1=75cmHg  ④
PA2-PB2=ρgh=25cmHg  ⑤联立解得：LA2=18cm，LB2=12cm故：7．【答案】B→C    吸收    气体对外界    增加    150 K    【解析】【详解】（1）[1][2][3][4]．B→C过程中，体积不变，为等容变化过程，符合查理定律；C→A过程为等压变化，随着温度升高，气体内能增加，气体膨胀对外界做功，根据热力学第一定律可知：气体吸收热量．（2）[5]．C→A过程中气体压强不变，由盖—吕萨克定律可知：＝可得TC＝150 K.8．【答案】大于    大于    小于    【解析】【来源】2020届陕西省咸阳市高三（下）高考模拟检测（三）理综物理试题 【分析】【详解】[2]由可知，图像的斜率为，正比于温度T，AB直线过坐标原点，从状态A到状态B为等温变化，故；由图可知，，故状态A的分子密度程度大于状态B的分子密度程度，故；[1]由图可知，状态B到状态C为等压变化，根据结合图像可知故[3]气体压强由气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数和平均动能决定，状态B到状态C为等压过程，且，故。9．【答案】90    4.5    【解析】【来源】2020年上海市青浦区高考一模物理试题 【分析】考查理想气体的等温变化。【详解】[1]．设玻璃管横截面积为S，由题意可知，封闭气体压强：[2]．由玻意耳定律得：即： 解得：空气柱长度减少10cm﹣9cm＝1cm左管水银面上升：＝4.5cm。10．【答案】增大    增大    【解析】【来源】上海市洋泾中学2017-2018学年高二（下)期末等级考试物理试题 【详解】[1][2]刚开始时当试管拉起而水银柱高不变，上提玻璃管会使空气柱的体积增大，那么空气柱变长压强减小，封闭空气产生的压强加水银柱的压强与外界大气压平衡，因此，水银柱的压强会相应增大，即水银柱会变长一些，玻璃管内外液面高度差增大。11．【答案】大于    等于    大于    【解析】【来源】2019年全国统一高考物理试卷（新课标Ⅱ) 【详解】（1）1．2等体积，2．3等压强由pV=nRT得：=，V1=V2，故=，可得：T1=2T2，即T1>T2，由于气体分子的密度相同，温度高，碰撞次数多，故N1>N2；由于p1V1= p3V3；故T1=T3；则T3>T2，又p2=p3，2状态气体分子的密度大，分子运动缓慢，单个分子平均作用力小，3状态气体分子的密度小，分子运动剧烈，单个分子平均作用力大。故3状态碰撞容器壁分子较少，即N2>N3；12．【答案】个    0.2    【解析】【来源】第二部分单元卷第六章分子和气体定律基础测试卷 【详解】[1][2] 1ml对应的质量m=ρV=0.713×1=0.713g对应的分子数1ml液体成为气体后的体积为：13．【答案】        【解析】【来源】上海市长宁区市三中2018-2019学年高一下学期5月月考物理试题 【详解】[1]当封闭气体温度为T时活塞对地面无压力对活塞：p1S+mg=p0S，即：.[2]当温度升为T2时气缸对地面无压力，对气缸：p2S=p0S+Mg即：.对缸内气体发生等容变化，由查理定律得：解得：.14．【答案】266    1.4105    12    【解析】【分析】【详解】[1]根据T=t+273K得，封闭空气的温度[2]对活塞受力平衡，有解得[3]当将m=2kg的物体放在活塞上时，以A和活塞整体为研究对象，有解得缸内气体发生的是等容变化，根据查理定律，有代入数据有解得则15．【答案】(1)5.6×10－2m3(2)减少；小于【解析】【详解】（1）气缸在海平面时，对于封闭气体：
气缸在990m深处时，海水产生的压强为：
封闭气体的压强为：，。
根据理想气体状态方程得：代入数据得：；（2）[1] 下潜过程中温度降低，其内能减小，即：； [2] 由上知封闭气体的体积减小，外界对气体做功，，封闭气体可视为理想气体，温度降低，其内能减小，，根据热力学第一定律得：，即下潜过程中封闭气体放热，而且由于，则外界对气体所做的功小于放出的热量。16．【答案】    放热    放热    【解析】【来源】2019年超级全能生24省高三上学期9月联考甲（A)卷物理试题 【详解】[1]理想气体从到做等压变化，由解得气体对外做功[2]从到温度不变，内能不变，体积减小，外界对气体做功，向外放热；[3]从到体积不变，温度降低，内能减小，向外放热。17．【答案】降温或增压    逐渐变大至    【解析】【来源】2020届上海市松江区高三（下）5月模拟质量监控测试（二模）物理试题 【分析】【详解】[1]根据理想气体状态方程（常数）若经过一段时间发现活塞略微下降，即体积V减小，可能的原因是温度降低或压强增大；[2]对初始状态的活塞受力分析：气缸内气体对活塞的压力和气缸外大气压力，由与活塞处于平衡状态，所以即在活塞竖直向上缓慢拉出气缸的过程中，温度不变，体积变大，由理想气体状态方程（常数）得，当由处拉到H处时，体积变为原来的二倍，气缸内气体的压强p减小为原来的，即此时对活塞受力分析可得气体压强减小，力F逐渐增大，则最终18．【答案】【解析】【来源】河北省承德第一中学2019-2020学年高三上学期第三次模拟考试（10月)物理试题 【详解】设小车加速度大小为a，稳定时气缸内气体的压强为P1，活塞受到气缸内外气体的压力分别为：由牛顿第二定律得：小车静止时在平衡情况下，气缸内气体的压强为P0，由波意耳定律得：又因为：联立解得： 答：小车加速度的大小为。