高中沪科版 (2019)2.1 气体的状态课时训练

这是一份高中沪科版 (2019)2.1 气体的状态课时训练，共14页。试卷主要包含了用如图装置来验证查理定律等内容，欢迎下载使用。
【优质】第1节气体的状态-2同步练习一．填空题1．①一定质量的理想气体经历如图所示的状态变化，变化顺序为a→b→c→d，图中坐标轴上的符号p指气体压强，V指气体体积，ab线段延长线过坐标原点，cd线段与p轴垂直，da线段与轴垂直．气体在此状态变化过程中属于等温变化过程的是________，在b→c的变化过程中气体的内能________(填“增大”．“减小”或“不变”)． 2．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：V/m31.000.500.400.250.20p/×105Pa1.453.103.955.987.70  (1)根据所给数据在坐标纸上（如图所示）画出图线_______，由画出的图线可得结论是___________________； (2)该图线斜率大小和温度的关系是_________________。3．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”)． 4．两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________.5．用如图装置来验证查理定律。实验研究的是封闭在注射器内的气体，为了完成实验除了图中的器材外，还需要气压计．热水．凉水．温度计和天平。若大气压强为，活塞和支架的钩码总重力为G，活塞的横截面积为S，则气体的压强是________。6．用如图所示的装置来验证体积不变的情况下温度和压强的关系，玻璃管A．B及橡皮管内装有水银，烧瓶内封闭一定质量的气体。实验中，当温度改变时需上下移动A管，使B管内水银面____________，已测得大气压强为76cmHg还需要用的仪器是_____和________测量。7．如图所示，质量不计的光滑活塞被销钉固定，使一定量气体封闭在容器的上部，容器上部接有一个U型管（U型管内的气体体积忽略不计，）容器下部与大气相通，（容器下部足够高）此时容器上部封闭气体的温度为T1=300K，U型管两边水银高度差为h1=24cm，（外界大气压等于76cm汞柱）。若要使U型管两边水银柱高度差变为h2=38cm，则应当把气体的温度加热到T2=________K；若在保持气体温度T2不变的情况下，拔掉销钉，则活塞稳定时U型管内两边水银面的高度差h3=________cm.8．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____。 9．如图气压式打包机，M是气缸，N是一个横截面积为的大活塞，左边连接有推板推住一个包裹.缸的右边有一个横截面积为的小活塞，它的连接杆在B处与推杆AO以铰链连接，O为固定转动轴，B．O间距离为d，杆长，大气压为.推杆推动一次，转过θ角（θ为一很小角），小活塞移动的距离为dθ.在图示状态，包已被压紧，此时缸内压强为，容积为.若再推一次杆之后（此过程中大活塞的位移略去不计，温度变化不计），包受到的压力为_________，上述推杆终止时，手的推力为_________.10．一定质量理想气体由状态A经过A→B→C→A的循环过程的p－V图象如图所示（A→B为双曲线），其中状态___________（选填A．B或C）温度最高，A→B→C过程是_______的．（选填“吸热”或“放热”）．11．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p0=76cmHg，环 境温度t0=27时，管内水银柱的高度h=46cm，在管壁外侧与水银面等高的位置标出对应的温度，然后依次标出其它温度刻线。(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h′=36cm处的温度刻度值应为_______ ℃。(3)若外界大气压强变=77cmHg，读出温度为t，则实际温度应修正为_____。12．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____。13．如图所示，一定质量的理想气体，在不同的温度下，有着不同的等温线，则t1_____t2（选填“小于”或“等于”．“大于”）；在t1等温线有M．N两个状态，则pMVM___pNVN（选填“小于”或“等于”．“大于”）。14．一定量的理想气体从状态M可以经历过程1或者过程2到达状态N，其p-V图像如图所示。在过程1中，气体始终与外界无热量交换，则可以判断TM_____________TN；在过程2中，气体先经历等容变化再经历等压变化，在等容变化过程中气体____________________，在等压变化过程中气体____________________。（填“吸热"或者“放热"）15．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）16．如图所示，两端开口的倒U形管，B管插在水银槽中，A管内有一段h=5cm的水银柱，则B管水银面比槽中水银面________（需填“高5cm”．“低5cm”或“相齐”）。保持A中水银柱长度不变，如把B管缓慢上提2cm（使管口仍在水银槽中），则B管内水银面的高度________（填“上升”．“降低”或“不变”）。17．封闭在汽缸内一定质量的理想气体，如果保持气体体积不变，当温度升高时，气体的密度________（选填“增大”．“减小”或“不变”），气体的压强________（选填“增大”．“减小”或“不变”），气体分子的平均动能________（选填“增大”．“减小”或“不变”），每秒撞击单位面积器壁的气体分子数________（选填“增加”．“减少”或“不变”）。18．如图，为洗衣机水位控制器的示意图，洗衣机进水前塑料管内充满空气，塑料管顶端连接着压强传感器。进水时，洗衣桶内水位上升，塑料管中空气压强_____（选填“增大”“减小”或“不变”），若此时水进入塑料管的高度为1.75cm，压强传感器测得气体压强是1.03×105Pa，则塑料管总长度约为_____cm．（设大气压强是1.0×105Pa，不计塑料管下部水平部分长度）
参考答案与试题解析1．【答案】a→b    增大    【解析】【详解】①根据理想气体状态变化方程，可得，可知当温度不变时是一条过原点的倾斜的直线，所以a→b,是等温变化；由可知，图线的斜率表示温度的高低，所以b→c的过程中气体温度升高，又因为理想气体的内能只与温度有关，所以内能增大．2．【答案】    一定质量的气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比    斜率越大，该气体温度越高    【解析】【来源】江苏省启东中学2019-2020学年高二下学期期初考试物理试题 【分析】【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]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。3．【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。4．【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：5．【答案】【解析】【来源】第三部分专项卷气体压强和温度的关系专项卷 【详解】以活塞为研究对象，分析受力：重力G．外界大气压力p0S，气缸壁的压力N和气缸内气体的压力F，其中F=pS，根据平衡条件得：联立解得6．【答案】高度保持不变    刻度尺    温度计    【解析】【来源】2018届上海市物理学业水平考试等级考试题 【详解】本实验是验证体积不变的情况下温度和压强的关系。[1]要保证体积不变，则需管内水银面高度保持不变；[2]要研究温度和压强的关系，需测温度和压强，测温度需温度计；[3]测压强，需根据故只需测AB两液面高度差即可，所以还需刻度尺。7．【答案】342    0    【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]加热过程中，封闭气体的体积不变，加热前为初状态,加热后为末状态.运用查理定律可知:得:T2=342K.[2]拔掉销钉，活塞运动过程温度不变，初状态,V2=V末状态p3=p0,因末状态压强为大气压强，故活塞稳定时U型管内两边水银面的高度差为零.8．【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.9．【答案】        【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] 初态：p1=p0，V1=V0末态：p2=？V2=V0-θdS1整个过程温度不变，由玻意耳定律可得p1V1=p2V2解得包受到的压力为根据平衡解得手的推力为10．【答案】C    吸热    【解析】【来源】江苏省扬州市江都区大桥高级中学2019-2020学年高三上学期学情调研（三)物理试题 【详解】根据图象A→B为双曲线，可得从A到B为等温变化，温度应不变，从B到C为等容变化，压强增大，温度升高，从外界吸热，从C到A为等压变化，体积减小，温度降低，所以C温度最高，从A到B到C需要从外界吸热．11．【答案】低    均        t+10    【解析】【来源】2018年上海市高三下学期二模物理试题 【详解】(1)[1][2]玻璃泡的容积较大，玻璃管很细，玻璃泡内气体近似看成等容变化，气体的压强p=p0-hh越大，p越小，由查理定律可知，温度越低。h越大，温度读数越小；气体发生等容变化，则p=KT，△P=K△T而△p=△h，△T=△t则△t与△h成线性关系，故刻度线的间距均匀；(2)[3]由等容变化知，h′=36cm处的温度刻度值(3)[4]大气压强增大，水银面向上移动，读数变小，因为△h=△p，所以应从管内水银面向下移动△h的刻度线读数即t+10。12．【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。13．【答案】大于    等于    【解析】【来源】2020届江苏省南京市．盐城市高三上学期高考物理一模试题 【详解】[1]在图像中做一条等压线如图所示：同一压强下，两条等温线上对应体积分别为V1．V2，由图可知，根据盖-吕萨克定律可得可得即填“大于”。[2]同一等温线上各个状态温度相同，根据理想气体状态方程可得：故即填“等于”。14．【答案】TM>TN    放热    吸热    【解析】【来源】河北省冀州中学2019-2020学年高三上学期期中考试物理试题 【分析】由题意可知考查理想气体状态方程的应用，结合热力学第一定律分析计算可得。【详解】[1] 在过程1中，气体始终与外界无热量交换，Q=0，由热力学第一定律可得    体积增大，气体对外做功，W为负值，故？U为负值，所以温度降低，TM>TN 。[2] 在等容变化过程中W=0，气体压强减小，温度降低，？U<0，由热力学第一定律可得，Q<0，故该过程气体放热。[3] 在等压变化过程中P=0，体积增大，温度升高，？U>0，气体对外做功，W<0，由热力学第一定律可得，Q>0，故气体吸热。【点睛】理想气体内能仅与温度有关，温度升高(降低)，内能增大（减小）。运用热力学第一定律解题时注意物理量取值的正负中内能增加时？U取正值，气体体积增大，对外做功，W取负值，气体吸热时，Q取正值。综合热力学第一定律．理想气体状态方程分析计算可得。15．【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：16．【答案】高    不变    【解析】【来源】第三部分专项卷气体的压强与体积的关系专项卷 【详解】[1] U形管内的气体的压强：p=p0-ρgh气体的压强处处相等，所以管内水银面比槽中水银高5cm；[2] 保持A中水银柱长度不变，则封闭气体压强不变，即封闭气体的压强与外部大气压强差不变，则B管内水银的高度不变；17．【答案】不变    增大    增大    增加    【解析】【来源】第三部分专项卷气体压强和温度的关系专项卷 【详解】[1]一定质量的气体，如果保持气体体积不变，由密度公式可知气体密度不变；[2]由理想气体气体状态方程可知，如果保持气体体积不变，当温度升高时，气体的压强增大；[3][4]温度是气体分子平均动能变化的标志，当温度升高时，气体分子的平均动能增大，每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增加。18．【答案】    (1). 增大    (2). 60cm【解析】【分析】分析塑料管中的气体，根据气体状态变化方程可知，体积减小，可知压强变化；根据玻意耳定律求解塑料管总长度。【详解】当洗衣机进水时，洗衣桶内的水位上升，塑料管中空气的体积减小，根据气体方程PV/T＝C得，塑料管中空气的压强增大。当洗衣桶内的水位达到一定深度时，水进入塑料管的高度为1.75cm，设塑料管的长度是xcm；根据气体方程PV/T＝C得：P0x？S＝P1（x﹣1.75）？S解得：x＝60cm。