沪科版 (2019)选择性必修 第三册2.1 气体的状态同步练习题

【优质】第1节气体的状态-1同步练习

一．填空题

1．如图所示，容器A．B分别盛有氢气和氧气，用一段水平细玻璃管相通，管内有一段水银柱将两种气体隔开。当氢气的温度为0℃，氧气的温度为20℃时，水银柱保持静止。判断下列情况下，水银柱将怎样移动（填“A”或“B”）。

①两气体均升高20℃时，水银柱将向_________端移动；

②两气体均降低20℃，水银柱将向________端移动；

③氢气升高10℃，氧气升高20℃，水银柱将___________向端移动；

④若初状态如图所示，且气体的初温度相同，则两气体均降低10℃时，水银柱怎样移动，水银柱将向___________端移动。

2．如图所示，一个具有均匀横截面积的不导热的封闭容器，被一 个不导热活塞分成 A．B 两部分。A．B 中充有同种理想气体，活塞 可无摩擦地左右移动。开始时 A．B 的体积分别为 VA＝2V，VB＝V，温度为 TA=2T 和 TB=T，两边压强均为 p，活塞处于平衡状态。现用某种方法 使活塞能导热而发生移动，最后两部分气体温度相同。两边的压强仍为 p， 则最终状态时，A．B 两部分气体体积之比_____，最终状态时，A．B 两部分气体的温度 T’=___。

3．如图所示为可加热饭盒（可视为气缸），饭盒盖上有一排气口，饭盒内封闭了一定质量的理想气体，气体的初始温度为27℃，压强为大气压强。现缓慢加热饭盒使其内部气体温度达到57℃，此时封闭气体的压强为________Pa：打开排气口，放出部分气体，当饭盒内气体压强与外界大气压强相等时，求排出气体与饭盒内原来气体的质量比________（假设此过程中饭盒内气体温度不变）

4．如图所示，玻璃管A上端封闭，B上端开口且足够长，两管下端用橡皮管连接起来，A管上端被一段水银柱封闭了一段长为6cm的气体，外界大气压为75cmHg，左右两水银面高度差为5cm，温度为t1=27℃。保持温度不变，向上移动B管________cm时，A管中气体长度变为5cm，此时A管中的压强为_______cmHg。

5．如图，导热性良好的气缸竖直固定，开口向上，用轻质活塞封闭一段理想气体，活塞可无摩擦上下滑动，活塞稳定后处在图甲的A位置，此时缸内压强为，温度为。现在活塞上轻放一个质量为m的小物体，重新稳定后活塞处于图乙中的B位置，此时缸内气体压强为，温度为；接着用电热丝缓慢加热气体，活塞刚好到达C位置时，缸内压强为，温度为。已知大气压强不变．则______，______（填“>．“<”或“=”）

6．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______。

7．判断下列说法的正误。

（1）一定质量的气体，在温度不变时，压强跟体积成反比。（____）

（2）公式pV＝C中的C是常量，指当p．V变化时C的值不变。（____）

（3）一定质量的某种气体等温变化的p－V图像是通过原点的倾斜直线。（____）

8．如图（a）所示，在一个玻璃瓶中放入一个气球，把气球的开口翻在玻璃瓶的瓶颈上。然后向气球吹气，如图（b）所示，气球不容易被吹大。这是因为当向气球内吹入气体时，_______（选填“气球内”或“气球与锥形瓶之间”）的气体被密封且质量保持一定，体积________（选填“变大”“不变”或“变小”），压强_______（选填“变大”“不变”或“变小”）。

9．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_____。

10．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。

11．“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”实验：

（1）封闭气体的压强p用________传感器测量，体积V由________读出。

（2）除了保持注射器内封闭气体的质量不变之外，还应该保持封闭气体的_________不变，采取的主要措施是缓慢推动活塞和________。

（3）图线a．b．c是三位同学根据实验数据分别得到的p-V图像。若a．b是不重合的两条双曲线，c与b相交，则（         ）

A.a．b不重合是由于b气体质量大

B.a．b不重合是由于b气体温度高

C.产生c图线可能是容器密闭性不好

D.产生c图线可能是推动活塞过于快速

12．如图所示，在图中，1．2．3三个点代表某容器中一定质量理想气体三个不同状态，对应的温度分别是．．.用．．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．．分别表示这三个状态下单位体积内的气体分子数，则______，______，______。（填“”．“”或“”）

13．查理定律

（1）内容：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强p与热力学温度T成______。

（2）表达式：p＝______。

（3）适用条件：气体的______和______不变。

（4）图像：如图所示。

①p－T图像中的等容线是一条______。

②p－t图像中的等容线不过原点，但反向延长线交t轴于______。

14．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）。

15．拔罐是中医传统养生疗法之一，以罐为工具，将点燃的火源放入小罐内加热，然后移走火源并迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地“吸”在皮肤上。假设罐内封闭气体质量不变，可以看作理想气体。与刚压在皮肤上的时刻对比，火罐“吸”到皮肤上经一段时间后，火罐内气体的内能___________，压强___________。（都选填“增大”．“减小”或“不变”）

16．理想气体：在任何温度．任何_______下都遵从气体实验定律的气体。理想气体的状态方程为_______

17．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。

18．理想气体：在______温度．______压强下都遵从气体实验定律的气体．

参考答案与试题解析

1．【答案】B    A    A    A   

【解析】

①[1]假设图中A和B内气体发生的是等容变化，初始状态两种气体的压强p相同，根据

可得

解得

如果图中两气体均升高20℃，则△pA>△pB，水银柱向B端移动。

②[2]同理，根据①中的分析可知，两气体均降低20℃，水银柱将向A端移动。

③[3]由①分析可知，图中氢气升高10℃，氧气升高 20℃，则△pA＜△pB，水银柱将向A侧移动。

④[4]假设图中A和B内气体发生的是等容变化，初始状态两种气体的压强p相同，根据

可得

解得

其中pA>pB，图中两气体均降低10℃，则压强减少量△pA>△pB，水银柱将向A侧移动。

2．【答案】1：1    T   

【解析】【来源】新疆乌鲁木齐市第一中学2019-2020学年高二（下）期中物理试题

【分析】

【详解】

[1][2]．气体的状态参量：VA=2V．VB=V，VB′=3V-VA′，初状态温度为：TA=2T，TB=T

气体发生等压变化，由盖吕萨克定律得：
对A气体

即

    ①

对B气体

即

    ②

由①②解得

则

VA′：VB′=1：1；

3．【答案】    1：11   

【解析】

[1]封闭气体初状态的温度

压强

气体末状态的温度

气体体积不变，由查理定律得

代入数据解得

[2]气体末状态的压强

气体温度不变，由玻意耳定律得

可得

排出气体与饭盒内剩余气体的质量比为

4．【答案】18    96   

【解析】

[1][2]气体做等温变化

pA1=p0+ρghA =（75+5）cmHg=80 cmHg

 VA1=6S，VA2=5S

由玻意耳定律

pA1 VA1 =pA2 VA2

解得

pA2 =96 cmHg           

B管应向上移动的距离为

 h=（96-75）+（6-5）-（5-1）=18cm

5．【答案】＜    ＝    ＝    ＜   

【解析】

[1][2]图甲的缸内压强为，则有

图乙的缸内压强为，则有

解得

图丙的缸内压强为，则有

所以

[3]从A到B过程，由于没有给电热丝通电，则没有对气体加热，另外导热性良好的气缸，使气体总是与外界温度相同，所以从A到B过程是等温变化过程，则有

[4]从A到B过程，是等压变化，根据盖吕萨克定律

可知，从B到C过程气体体积增大，则温度升高，所以有

6．【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。

7．【答案】正确    正确    错误   

【解析】

略

8．【答案】气球与锥形瓶之间    变小    变大   

【解析】

[1][2][3]吹气球时，气球内的气体质量变大，压强变大，气球膨胀。由于瓶口被封住，气球内气体和气球与锥形瓶之间气体总体积不变，等于锥形瓶的容积，气球膨胀，体积增大，气球与锥形瓶间气体质量一定，体积减小，压强增大。

9．【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

10．【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 = 2L

11．【答案】    ①. 压强    ②. 注射器上的刻度    ③. 温度    ④. 手不要握住注射器封闭有气体的部分    ⑤. C

【解析】

【详解】（1）[1][2]封闭气体的压强p用压强传感器测量，体积V由注射器上的刻度读出。

（2）[3][4]除了保持注射器内封闭气体的质量不变之外，还应该保持封闭气体的温度不变，采取的主要措施是缓慢推动活塞和手不要握住注射器封闭有气体的部分。

（3）[5]AB．根据

质量越大，则pV乘积越大，图像离原点越远；温度越高，pV乘积越大，图像离原点越远，则AB错误；

C．若压缩气体时，注射器密闭性不好，则质量减小，则pV乘积减小，则出现图像c的情况，选项C正确；

D．若推动活塞过于快速，则气体的温度升高，则pV乘积会变大，不会出现图像c的情况，选项D错误。

故选C。

12．【答案】    (1).     (2).     (3).

【解析】

【分析】

【详解】[1]在1．3两个状态时，因为pV乘积相同，可知

[2]因V2<V3，因分子总数不变，则单位体积内的气体分子数

[3]因p1=2p2，1．2状态下的体积相等，1状态下的温度高，分子平均动能大，分子对器壁的碰撞力较大，则气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数

13．【答案】正比    CT或＝    质量    体积    过原点的直线    －273.15 ℃   

【解析】

略

14．【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

15．【答案】    ①. 减小    ②. 减小

【解析】【分析】

【详解】[1]把罐扣在皮肤上，罐内空气的体积等于火罐的容积，体积不变，气体经过热传递，温度不断减低，气体内能减小。

[2]气体等容变化并且温度不断降低，根据查理定律可推出气体的压强不断减小。

16．【答案】压强       

【解析】

[1]在任何温度．任何压强下都遵从气体实验定律的气体定是理想气体；

[2]理想气体的状态方程为。

17．【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

18．【答案】任何    任何   

【解析】

略