人教版高中物理选修3-3气体单元检测题

高中物理学习材料
（马鸣风萧萧**整理制作）
气体单元检测题
第Ⅰ卷（选择题）
一．选择题（请将你认为正确的答案代号填在Ⅱ卷的答题栏中，本题共16小题）
1.如图所示，四个两端封闭粗细均匀的玻璃管，管内的空气被一段水银柱隔开，按图中标
明的条件，当玻璃管水平放置时，水银柱处于静止状态。

如果管内两端空气均升高相同的温
度，则水银柱向左移动的是：
a b a b a b a
b
V a<V b T a<T b V a>V b T a=T b V a>V b T a>T b V a<V b T a>T b
A B C
D
2. 一定质量的理想气体
A.先等压膨胀，再等容降温，其温度必低于其始温度
B.先等温膨胀，再等压压缩，其体积必小于起始体积
C.先等容升温，再等压压缩，其温度有可能等于起始温度
D.先等容加热，再绝热压缩，其内能必大于起始内能
3. 水平面上有一个内外壁都光滑的气缸，气缸的质量为M，气缸内有一质量为m （m＜M
的活塞，密闭一定质量的理想气体，气缸处于静止状态。

现用水平恒力F向左推塞，当活
塞与气缸的加速度均为a1时，封闭气体的压强为P1，体积为V1；
若用同样大小的恒力F向右推气缸，当活塞与气缸的加速度为a2时，
封闭气体压强为P2，体积为V2，设封闭气体的质量和温度均不变，
则：
A.P1=P2
B.P1＜P2
C.V1＞V2
D.V1＜V2
4. 一定质量的理想气体处于平衡状态I．现设法使其温度降低而压强升高，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
5.质量相同的氧气和氢气，温度也相同, 把它们都看作理想气体, 则下列说法中正确的
是：
A.它们的分子平均动能相同
B.它们的分子平均速率相同
C.它们的内能相同
D.它们的体积相同
6. 一定质量的理想气体由状态A经过图中所示过程变到状态B。

在此
过程中气体的密度
A.一直变小
B.一直变大
C .先变小后变大
D .先变大后变小
7. 在高空火箭的仪器舱内，起飞前舱内气体压强p o 相当于1个大气压，温度T ０＝300K 。

当火箭起飞后，仪器舱内水银气压计的示数为p 1＝0.6p 0，舱是密封的，如
果火箭以加速度g 竖直起飞，如图所示，则舱内的温度是
A.跟起飞前一样
B.是起飞前温度的0.6倍
C.比起飞前温度增加0.2
D.比起飞前温度增加10.6
8. 一定质量的气体（不计气体分子间相互作用的引力和斥力），其温度由
T 1升高到T 2的过程中
A.如果气体体积膨胀并对外界做功则分子平均动能可能会减少
B.如果气体体积不变，则分子平均动能可能不变
C.气体可能吸热，内能一定增加
D.气体可能被压缩同时放热，内能一定增加
9. 对于一定质量的理想气体,下列情况中不可能．．．
发生的是 A.分子热运动的平均动能不变，分子间平均距离减小，压强变大
B.分子热运动的平均动能不变，分子间平均距离减小，压强减小
C.分子热运动的平均动能增大，分子间平均距离增大，压强增大
D.分子热运动的平均动能减小，分子间平均距离减小，压强不变
10. 在温度均匀的水池中，有一小气泡正在缓慢向上浮起，体积逐渐膨胀，在气泡上浮的过程中
A.气泡内的气体向外界放出热量
B.气泡内的气体与外界不发生热传递，其内能不变
C.气泡内的气体对外界做功，其内能减少
D.气泡内的气体对外界做功，同时从水中吸收热量，其内能不变
11. 如图，一个盛水的容器底部有一小孔。

静止时用手指堵住小孔不让它漏水，
假设容器在下述几种运动过程中始终保持平动，且忽略空气阻力，则
A.容器自由下落时，小孔向下漏水
B.将容器竖直向上抛出，容器向上运动时，小孔向下漏水；容器向下运动时，小
孔不向下漏水
C.将容器水平抛出，容器在运动中小孔向下漏水
D.将容器斜向上抛出，容器在运动中小孔不向下漏水
12. 右图是某医院给病人输液的部分装置示意图，B 瓶内液体不断从E 管输入人体，关于输液的过程，正确的判断是 ①A 瓶中的药液先用完 ②B 瓶中的药液先用完
③随着液面下降，A 瓶内C 处气体压强逐渐增大
④随着液面下降，A 瓶内C 处气体压强保持不变
A ．①③ B.①④ C. ②③ D. ②④
13. 如图2—6所示，两端封闭的粗细均匀的U 形管，两边封有理想气
体，U 形管处在竖直平面内，且左管置于容器M 中，右管置于容器N
中，设M 的初温为T 1，N 的初温为T 2，此时右管水银面比左管水银面高h 。

若同
时将M 、N 的温度升高ΔT ，则下列说法正确的是
①h 可能不变 ②h 一定增大 ③右管气体压强一定增大 ④左管气体体积不可能减少
A.①③
B.②③
C.②④
D.①④
14. 某体育馆内有一恒温游泳池，水温等于室温，现有一个气泡从水池底部缓缓上
升，那么在上升过程中，泡内气体(可视为理想气体)
(1).分子间的平均距离增大 (2).分子平均动能减小
(3).不断吸热 (4).压强不断减小
A.(1)(2)
B.(3)(4)
C.(1)(3)(4)
D.(2)(4)
15. 一定质量的气体，原来处于状态S 1，现保持其温度不变，而令其经历一体积膨胀的过程；A B D E C 通大气
然后令其体积不变而加热升温一段过程，最后达到状态S 2. 则
A.状态S 2的压强一定比状态S 1的压强大
B.状态S 2的压强一定比状态S 1的压强小
C.状态S 2的压强一定和状态S 1的压强相同
D.状态S 2的压强和状态S 1的压强相比有可能大，也有可能小，也有可能相同
16. 夏天，如果将自行车内胎充气过足，又放在阳光下受暴晒，车胎极易爆裂．关于这一现象有以下描述（暴晒过程中内胎容积几乎不变）
①车胎爆裂，是车胎内气体温度升高，气体分子间斥力急剧增大的结果．
②在爆裂前的过程中，气体温度升高，分子无规则热运动加剧，气体压强增大．
③在爆裂前的过程中，气体吸热，内能增加．
④在车胎突然爆裂的瞬间，气体内能减少．
描述正确的是．
A.①②③④
B.②③④
C.①③④
D.①②④
二.简答题 （共6小题）
17. （1）某压力锅结构如图所示.盖好密封锅盖，将压力阀套在出气孔上，给压力锅加热，当锅内气体压强达到一定值时，气体就把压力阀顶起.假定在压力阀被顶起时，停止加热. ①若此时锅内气体的体积为V ，摩尔体积为V 0，阿伏加德罗
常数为N A ，写出锅内气体分子数的估算表达式
②假定在一次放气过程中，锅内气体对压力阀及外界做功1 J ，
并向外界释放了2 J 的热量.锅内原有气体的内能变化了 J
（2）面积S ＝0.1 m 2的容器，盛有m ＝6 kg 的水，经太阳垂
直照射t ＝6 min ，温度升高1℃.已知水的比热容C ＝4.2×103J
／kg ·℃，地球半径R ＝6.4×106m ，地球与太阳间的距离r
＝1.5×1011m.太阳光进入地球大气层时，只有45％的太阳光能到达地面，试求太阳的辐射功率.
18. 若一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变，则在此过程中关于气泡中的气体，下列说法中正确的是_________。

(填写选项前的字母)
A.气体分子间的作用力增大
B.气体分子的平均速率增大
C.气体分子的平均动能减小
D.气体组成的系统的熵增加
(2) 若将气泡内的气体视为理想气体，气泡从湖底上升到湖面的过程中，对外界做了0.6J 的功，则此过程中气泡__________。

(填“吸收”或“放出”)的热量是________.气泡到达湖面后，温度上升的过程中，又对外界做了0.1J 的功，同时吸收了0.3 J 的热量，则此过程中，气泡内气体内能增加了________J.
(3) 已知气泡内气体的密度为1.29ks/m 3，平均摩尔质量为0.029kg/mo1.阿伏加德罗常数231A 6.0210 mol N -=⨯，取气体分子的平均直径为10210 m -⨯。

若气泡内的气体能完全变为液体，请估算液体体积与原来气体体积的比值.(结果保留一位有效数字)
19. 改变物体内能的方法有 和做功，若一定质量理想气体的压强和体积同时增大，则该部分气体内能将 （填“增大”.“减小”或“不变”）。

20. 在标准状况下有一开口向上的均匀玻璃管竖直放置，其下端封闭，用4 cm 长的水银柱封闭一部分空气于管内，现由上端慢慢地再注入水银，若当水银注入后，空气柱与水银柱的总长度反而减小，则空气柱原来长度L 必须满足的条件为______________，若开始时空气柱和水银柱总长为92.2 cm ，则不断加入水银的过程中，气柱与水银柱总长度的最小值是______________（设整个过程中气体温度保持不变）。

21. 如图所示，将一根平底薄壳玻璃试管开口向下竖直插入水中，设当其处于平衡状态时，
锅盖
出气孔 压力阀
管顶露出水面的高度为a，管内外液面的高度差为b，再将试管缓慢竖直下压，当试管下压的位移为__________时，撤去压力后，试管将再次平衡。

（设大气压强为p0，水的密度为ρ，且不考虑试管下压后槽中水面高度的变化）
22. 如图所示的装置是研究一定质量气体在温度不变的条件下，其压强随体
积变化的关系.现欲使A管中空气体积缩小，可采用的方法有：________.（至
少写出一个答案）
三.实验题（共2小题）
23. 如图所示的是医院用于静脉滴注的示意图，倒置的输液瓶上方有一气室
A，密封的瓶口处的软木塞上插有两根细管，其中a管与大气相通，b管为输
液软管，中间又有一气室B，而其c端则通过针头接入人体静脉.①若气室A、
B中的压强分别为p A、p B，则它们与外界大气
压强p0的大小顺序应为______________
②在输液瓶悬挂高度与输液软管内径确定的情况下，药液
滴注的速度是_____________（填“越滴越慢”、“越滴越快”或“恒定”）
四.计算题（共8小题）
25. 在宇宙飞船的实验舱内充满CO2气体，且一段时间内气体的压强不变，舱内有一块面积为S的平板舱壁，如图所示.如果CO2气体对平板的压强是由气体分子垂直撞击平板形成的，假设气体分子中各有1／6的个数分别向上、下、左、右、前、后六个方向运动，且每个分子的速度均为v，设气体分子与平板碰撞后仍以原速反弹.已知实验舱中单位体积内CO2的摩尔数为n，CO2的摩尔质量为μ，阿伏加德罗常数为N A.求
(1)单位时间内打在平板上的CO2分子个数.
(2)CO2气体对平板的压力.
26. 一横截面积为S的气缸水平放置，固定不动，两个活塞A和B将
气缸分隔为1、2两气室，温度均为27℃，达到平衡时1、2两气室长度
分别为30cm和20cm，如图所示。

在保持两气室温度不变的条件下，缓慢推动活塞A，使之向右移动5cm，不计活塞与气缸壁之间的摩擦，大气压强为1.0×105Pa。

求：
（1）活塞B向右移动的距离与气室2中气体的压强。

（2）若将活塞A用销子固定，保持气室1的温度不变，要使气室2中
气体的体积恢复原来的大小，则应将气室2气温度升高为多少℃？
27. 一圆柱形气缸，质量M为10 kg，总长度L为40 cm，内有一厚度
不计的活塞，质量m为5 kg，截面积S为50 cm2，活塞与气缸壁间摩擦
不计，但不漏气，当外界大气压强p0为1⨯105 Pa，温度t0为7︒C时，如果用
绳子系住活塞将气缸悬挂起来，如图所示，气缸内气体柱的高L1为35 cm，
（g取10 m/s2）求：
（1）此时气缸内气体的压强；
（2）当温度升高到多少摄氏度时，活塞与气缸将分离。

29. 一只热水瓶原来盛满了沸水。

现将热水全部倒出，盖紧瓶塞（不漏气），这时瓶内空气温度为90℃。

过了一段时间，温度降低为50℃（不考虑瓶内残留水份及水蒸气的影响）。

设大气压强为P0=1.0×105Pa，问：
（1）此时瓶内压强多大？
（2）设热水瓶口的横截面积为10cm2，瓶塞与热水瓶间的最大静摩擦力大小为f =7N。

至少要用多大的力才能将瓶塞拔出？
30. 如图所示，竖直放置的粗组均匀的U形玻璃管，左端开口，右端封闭。

当
温度为27℃时，管内两边水银面相平，右管上端的空气柱长为10cm，大气压
强为76cmHg。

求：温度上升到多少摄氏度时，左管水银面比右管水银面高出
4cm。

31. 如图所示，粗细均匀的玻璃细管上端封闭，下端开口，竖直插在大而深的水银
槽中，管内封闭有一定质量的空气，玻璃细管足够长，管内气柱长4cm，
管内外水银面高度差为10 cm. 现将玻璃管沿竖直方向缓慢移动.
（大气压强相当于75cmHg）求：
（1）若要使管内外水银面恰好相平，此时管内气柱的长度；
（2）若要使管内外水银面高度差为15 cm，玻璃管又应如何移动多少
距离.
32. 某压力锅结构如图所示。

盖好密封锅盖，将压力阀套在出气孔上，给压力锅加热，当锅内气体压强达到一定值时，气体就把压力阀顶起。

假定在压力阀被顶起时，停止加热。

（1）若此时锅内气体的体积为V，摩尔体积为V0，阿伏加德罗常数为N A，写出锅内气体分子数的估算表达式。

(2)假定在一次放气过程中，锅内气体对压力阀及外界做功1J,并向外界释放了2J
的热量。

锅内原有气体的内能如何变化？变化了多少？
（3）已知大气压强P随海拔高度H的变化满足P=P0（1-αH），其中常数α＞
0。

结合气体定律定性分析在不同的海拔高度使用压力锅，当压力阀被顶起时锅内气体的温度有何不同。

固体液体气体单元检测题参考答案（仅供参考）
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
D CD D BC A A C CD B D D A B C D 16 B
12. 解：E 处药液滴入体内，D 内气体体积增大，压强减小，B 瓶药液滴入D 内，B 瓶液面下降，A 、B 连通的橡皮管内药液A 流向B 。

当A 内液面下降压强减小时，通大气的左管有空气流入，气泡聚于C 处使C 处气压增大。

选A 。

二.简答题答案: 17. (1)A N V V n 0
= （2分） －3J （2分）（写成3J 也给分） (2)设地面单位时间.单位面积上接收太阳光的功率为P ，
由题意有P t S ＝Cm △T ，得P=700 W ／m 2. （4分）
由于太阳的整个辐射散布在半径为r 的球面上，以半径为r 的球面模型为研究对象，可得太阳的辐射功率为W r P
P 2620104.44⨯==πη. （4分）
18. (1) D (2) 吸收 0.6 0.2
设气体体积为0V ，液体体积为1V ，气体分子数0A V n N m ρ=，316d V n π= (或31V nd =) 则31A 06V d N V m ρπ= (或31A 0V d N V m
ρ=) 解得：
410 1.010V V -=⨯ ( 54910~210--⨯⨯都算对) 19. 热传递 增大
20. 3L ≥80 cm ，92 cm
21. 2a ＋p 0a ρgh
22. 提高B 或在B 中加水银(只回答出一种即可)（5分）
三.实验题答案:
23. 14.（1）② ④
①p A <p 0<p B ②恒定
24. （1）如右图所示 （2分）
（2）5.6 (±0.2) （3分）
（3）1.40×103 (±0.2×103) （3分）
（4）偏小 （1分）
四.计算题答案:
25. （1）N A nSv/6；（2）μnSv 2/3。

26. （1）因气缸水平放置，又不计活塞的摩擦，故平衡时两气室内的压强必相等，均为0p 。

设在活塞A 向右移动d 的过程中活塞B 向右移动的距离为x ，平衡时两气缸内压强均为p ，因温度不变，根据玻意耳定律，得
气室1 p 0l 1 S = p 0（l 1 - d + x ）S (2分)
气室2 p 0 l 2 S = p (l 2－x ) S (2分)
由○1、○2两式解得
x = l 2l 1 + l 2 d = 2030+20
× 5cm = 2 cm (1分) 将 x = 2 cm 代入○2式， 得 p = 1.1×105 Pa (1分)
（2）活塞A 固定，气室2中气体的体积恢复为 l 2S 时，温度升高为T 2，压强增大为 p ’，此过程为等容过程，运用查理定律。

p 0T 1 = p '
T 2
(2分) 这时气室2中气体的体积为（l 1-d ）S ，压强增大为 p ’ ，温度仍为27℃，为等温过程，根据玻意耳定律，得
p 0 l 1 S = p ’（l 1-d ）S (2分)
解方程组得 T 2 = l 1l 1-d T 1 = 3030-5
×300 = 360 K (1分) t 2 = 360 K -273 K = 87℃ (1分)
27. （1）p ＝p 0－Mg S ＝（1⨯105－10⨯1050⨯10－4
）Pa ＝0.8⨯105 Pa ， （2）V 1T 1 ＝V 2T 2 ，35S 273＋7 ＝40S 273＋t
，t ＝47︒C ，
28. 运用盖·吕萨克定律。

(1) f = mg 12 ρ空πr 2 v 2 =ρ沙g 43
πr 3 (2分) v = 8ρ沙rg 3ρ空
= 8×3×103×2.5×10-4×103×1.25 m = 4m/s (4分) (2) ρ空’=ρ空-kh 12 (ρ空-kh )πr 2 v ’2 =ρ沙g 43
πr 3 (2分) h = ρ空k - 8ρ沙rg 3 v ’2 = 1.250.2 km - 8×3×103×2.5×10-4×103 ×8
2 km = 4.7 km (4分) 29. （1）依题意，有
50 1.010P Pa =⨯，T 0=273+90=363K ，T 1=273+50=323K ；（2分）
根据查理定律，有
0101P P T T = （2分）
代入数据，解得
418.910P Pa =⨯ （2分）
（2）瓶塞内外压强差为
△P =1.1×104Pa 。

△F =△P ·S =11N （2分）
设至少用力F 才能将瓶塞拔出，则根据力的平衡：
F =△F +f （2分）
解得 F =18N （2分）
30. 设玻璃管横截面积为Scm 2，以右管上端封闭的空气柱为研究对象。

P 1＝76cmHg ， p 2＝76十4＝80cmHg ………………………………………〔1分〕 V 1=10 cm2 V 2=12·S cm 2...............[1分] T 1＝273十27＝300K T 2＝? 根据理想气体状态方程：p 1V 1/T 1＝p 2V 2/T 2 76×10·S/300= 80×12·S/T2 .............................〔2分〕 解得T 2＝379K …………………〔1分〕 ∴ t 2 ＝ 379 — 273＝106℃...............................〔1分]
31. (1) 玻璃管内的空气作等温变化，管内外水银面恰好相平时
( p 0 – ρgH 1 ) S l 1 = p 0 S l 2 （2分） cm l P gH P l 5.3475
107510102=⨯-=-=ρ （2分） (2)(a)若管内水银面较高，管内气柱长l 3 ( p 0 – ρgH 1 ) Sl 1 = ( p 0 – ρgH 3) Sl 3 （1分） cm l gH P gH P l 33.4415751075120103=⨯--=--=
ρρ （1分） 玻璃管上移的距离 x 2 = H 3+l 3 – ( l 1 + H 1 )=15+4.33-(4+10)=5.33cm （1分） (b)若管外水银面较高，管内气柱长l 4
( p 0 – ρgH 1 ) Sl 1 = ( p 0+ ρgH 4) Sl 4 （1分） cm l gH P gH P l 89.2415
751075140104=⨯+-=+-=ρρ （1分） 玻璃管下移的距离 x 4 = l 1 + H 1 +H 4-l 3 =4+10+15-2.89=26.11cm （1分）
32. （1）设锅内气体分子数为n
n=V/V 0·N A
（2）根据热力学第一定律
ΔE=W+Q=-3J
锅内气体内能减少，减少了3J
（3）由P=P0（1-αH）（其中α＞0）知，随着海拔高度的增加，大气压强减小；由P1=P+mg/S知，随着海拔高度的增加，阀门被顶起时锅内气体压强减小；
根据查理定律P1/T1=P2/T2
可知阀门被顶起时锅内气体温度随着海拔高度的增加而降低。