2021年人教版物理双基限时练-选修3-3：第八章《气体》章末检测.docx

《气体》章末检测
(时间：60分钟　满分：100分)
第Ⅰ卷(选择题50分)
一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分．把符合题意的选项前的字母填写在题后括号内．)
1．下图是氧气分子在不同温度(0 ℃和100 ℃)下的速率分布，由图可得信息(　　)

A．同一温度下，氧气分子呈现出“中间多，两头少”的分布规律
B．随着温度的上升，每一个氧气分子的速率都增大
C．随着温度的上升，氧气分子中速率小的分子所占的比例高
D．随着温度的上升，氧气分子的平均速率变小
解析　温度上升，分子的平均动能增大，质量不变，分子的平均速率增大，每个分子的速率不肯定增大，A正确，B、C、D错误．
答案　A

2．如图所示，a、b、c三根完全相同的玻璃管，一端封闭，管内各用相同长度的一段水银柱封闭了质量相等的空气，a管竖直向下做自由落体运动，b管竖直向上做加速度为g的匀加速运动，c管沿倾角为45°的光滑斜面下滑，若空气温度始终不变，当水银柱相对管壁静止时，a、b、c三管内的空气柱长度La、Lb、Lc间的关系为(　　)
A．Lb＝Lc＝La B．Lb＜Lc＜La
C．Lb＞Lc＞La D．Lb＜Lc＝La
解析　以液柱为争辩对象，分析受力，
对a：由牛顿其次定律得
mg＋p0S－paS＝mg
得pa＝p0
对b：pbS－mg－p0S＝mg
得pb＝p0＋>p0
对c：mgsinθ＋p0S－pcS＝mg·sinθ
得pc＝p0
由抱负气体状态方程可知，
Lb<Lc＝La，故D选项正确．
答案　D
3．对于肯定质量的气体，在体积不变时，压强增大到原来的二倍，则气体温度的变化状况是(　　)
A．气体的摄氏温度上升到原来的二倍
B．气体的热力学温度上升到原来的二倍
C．气体的摄氏温度降为原来的一半
D．气体的热力学温度降为原来的一半
解析　肯定质量的气体体积不变时，压强与热力学温度成正比， 即＝，得T2＝＝2T1，B正确．
答案　B
4．(多选题)肯定质量的抱负气体处于平衡状态Ⅰ.现设法使其温度降低而压强上升，达到平衡状态Ⅱ，则(　　)
A．状态Ⅰ时气体的密度比状态Ⅱ时的大
B．状态Ⅰ时分子的平均动能比状态Ⅱ时的大
C．状态Ⅰ时分子间的平均距离比状态Ⅱ时的大
D．状态Ⅰ时每个分子的动能都比状态Ⅱ时的分子平均动能大
解析　由抱负气体状态方程＝，T2<T1，p2>p1，可知V2<V1，故B、C选项正确．
答案　BC
5．将一根长75 cm、两端开口、粗细均匀的玻璃管竖直插入水银槽中，露出水银面部分的长度为27 cm，此时大气压强为75 cm汞柱，然后用手指封闭玻璃管上端，把玻璃管渐渐地提离水银面，这时留在玻璃管中水银的长度为(　　)
A．15 cm　　　　　　　　 B．20 cm
C．30 cm D．35 cm
解析　被封闭的气体进行等温变化，如图所示

设留在玻璃管中的水银的长度为h，则有
p0L1＝(p0－h)(L－h)
75×27＝(75－h)(75－h)
解得　h＝30 cm.
答案　C

6．如图所示为肯定质量的抱负气体的P－图象，图中BC为过原点的直线，A、B、C为气体的三个状态，则下列说法中正确的是(　　)
A．TA>TB＝TC B．TA>TB>TC
C．TA＝TB>TC D．TA<TB<TC
解析　由图象可知A→B为一等容线，依据查理定律＝，由于pA>pB，故TA>TB，B→C为等温线，故TB＝TC，所以A选项正确．
答案　A

7．如图所示，三只相同的试管A、B、C，开口端都竖直插入水银槽中，封口端用线悬挂在天花板上，管内有气体，A管内的水银面比管外高，B管内的水银面比管外低，C管内的水银面和管外相平，三根悬线的拉力TA、TB、TC的关系为(　　)
A. TA＝TB＝TC B. TA＞TB＞TC
C. TA＞TC＞TB D．无法推断
解析　三只试管都静止，处于平衡状态，分别进行受力分析，首先对A管，设A管中的水银面高出管外h，管内气体压强为pA，管的横截面为S.A管受重力GA，拉力TA，大气向上压力p0S，管内气体向下压力pAS＝(p0－ρgh)S，则
TA＋(p0－ρgh)S＝GA＋p0S
所以TA＝GA＋ρghS
同理对B管受力分析后，可得出TB＝GB－ρgh′S(B管中水银面低于管外h′)；对C管受力分析得TC＝GC，由于GA＝GB＝GC，所以TA＞TC＞TB.
答案　C

8．已知抱负气体的内能与温度成正比．如图所示的实线为气缸内肯定质量的抱负气体由状态1到状态2的变化曲线，则在整个过程中气缸内气体的内能(　　)
A．先增大后减小
B．先减小后增大
C．单调变化
D．保持不变
解析　依据等温线可知，从1到2变化过程中温度先降低再上升，变化规律简单，由此推断B正确．
答案　B
9．有肯定质量的抱负气体，假如要使它的密度减小，可能的方法是(　　)
A．保持气体体积肯定，上升温度
B．保持气体的压强和温度肯定，增大体积
C．保持气体的温度肯定，增大压强
D．保持气体的压强肯定，上升温度
解析　由ρ＝m/V，可知ρ减小，V增大，又由＝C可知，D选项正确．
答案　D
10.

两个容器A、B，用截面均匀的水平细玻璃管相连，如图所示，A、B所装气体的温度分别为17 ℃和27 ℃，水银柱在管中心平衡，假如两边温度都上升10 ℃，那么水银柱将(　　)
A．向右移动 B．向左移动
C．不动 D．条件不足，不能确定
解析　假设水银柱不动，分析A、B两部分气体压强随温度上升如何变化，由抱负气体状态方程
＝
pA′＝
＝＝
＝
得pB′＝＝
由于pA＝pB，所以pA′>pB′，
则汞柱向右移动．
答案　A
第Ⅱ卷(非选择题50分)
二、试验题(本题包括2个小题，共14分)

11．(8分)用如图所示的试验装置争辩体积不变时气体的压强与温度的关系．当时大气压强为H(cmHg)，封闭有肯定质量的气体的烧瓶，浸在冰水混合物中，使U形管压强计可动管A和固定管B中水银面刚好相平．将烧瓶浸入温度为t的热水中时，B管水银面将________，这时应将A管________(以上两空格填“上升”或“下降”)，使B管中水银面________．登记此时A、B两管中水银面的高度差为h(cm)，此状态下瓶中气体的压强为________(cmHg)．
答案　下降　上升　回到原处　H＋h
12．(6分)若肯定质量的抱负气体分别按下图所示的三种不同过程变化，其中表示等压变化的是________(填“A”“B”或“C”)，该过程中气体内能________(填“增加”“削减”或“不变”)．

解析　由图象可知A图中压强减小，B图中压强增大；C图中V与T成正比，为等压变化的图象，图为抱负气体的内能只与温度有关，温度上升，内能增加．
答案　C　增加
三、计算题(本题包括3个小题，共36分．要求写出必要的文字和重要的演算步骤及各物理量的单位．)

13．(10分)如图所示，重G1的活塞a和重G2的活塞b，将长为L的气室分成体积比为1∶2的A、B两部分，温度是127 ℃，系统处于平衡状态，当温度缓慢地降到27 ℃时系统达到新的平衡，求活塞a、b移动的距离．
解析　设b向上移动y，a向上移动 x, 由于两个气室都做等压变化， 所以由盖－吕萨克定律有：
对于A室系统： ＝
对于B室系统： ＝
解得：x＝L
y＝L
答案　L　L
14.
(12分)如图所示，上端开口的光滑圆柱形气缸竖直放置，截面积为40 cm2的活塞将肯定质量的气体和一外形不规章的固体A封闭在气缸内．在气缸内距缸底60 cm处设有a、b两限制装置，使活塞只能向上滑动．开头时活塞搁在a、b上，缸内气体的压强为p0(p0＝1.0×105 Pa为大气压强)，温度为300 K．现缓慢加热气缸内气体，当温度为330 K时，活塞恰好离开a、b；当温度为360 K时，活塞上升了4 cm.g取10 m/s2求：
(1)活塞的质量；
(2)物体A的体积．
解析　(1)设物体A的体积为ΔV.
T1＝300 K，p1＝1.0×105 Pa，V1＝60×40－ΔV
T2＝330 K，p2＝(1.0×105＋) Pa，V2＝V1
T3＝360 K，p3＝p2，V3＝64×40－ΔV
由状态1到状态2为等容过程＝
代入数据得m＝4 kg
(2)由状态2到状态3为等压过程＝
代入数据得ΔV＝640 cm3
答案　(1)4 kg　(2)640 cm3
15．(14分)如图所示，水平放置的汽缸内壁光滑，活塞厚度不计，在A、B两处设有限制装置，使活塞只能在A、B之间运动，B左边汽缸的容积为V0，A、B之间的容积为0.1V0.开头时活塞在B处，缸内气体的压强为0.9 p0(p0为大气压强)，温度为297 K，现缓慢加热缸内气体，直至399.3 K．求：
(1)活塞刚离开B处时的温度TB；
(2)缸内气体最终的压强p；
(3)在图中画出整个过程的p－V图线．

解析　(1)活塞离开B前是一个等容过程：＝　TB＝·297 K＝330 K.
(2)随着温度不断上升，活塞最终停在A处，由抱负气体状态方程：
＝
得p＝p0＝1.1p0.
(3)整个过程的p－V图线，如图所示：

答案　(1)330 K
(2)1.1p0
(3)见解析