第8章气体单元测试题

第8章 气体 单元达标测试题一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分，1-8题为单项选择题，错选漏选不得分；9-12为多项选择题，选不全得2分，错选不得分)1．(多选)对于一定质量的理想气体，下列说法中正确的是( )A ．气体的体积是所有气体分子的体积之和B ．气体温度越高，气体分子的热运动就越剧烈C ．气体对器壁的压强是由气体分子相互碰撞而产生的D ．当气体膨胀时，气体分子之间的势能减小，因而气体的内能减小2．一定质量的气体，保持体积不变，当它的温度从100 ℃升高到200 ℃时，它的压强( )A ．变为原来的12B ．变为原来的2倍C ．变为原来的100273D ．变为原来的473373倍 3．如图所示，竖直放置的U 形管内装有水银，左端开口，右端封闭一定量的气体，底部有一阀门．开始时阀门关闭，左管的水银面较高．现打开阀门，流出一些水银后关闭阀门．当重新平衡时( )A ．左管的水银面与右管等高B ．左管的水银面比右管的高C ．左管的水银面比右管的低D ．水银面高度关系无法判断4．容积V ＝20 L 的钢瓶充满氧气后，压强p ＝30 atm ，打开钢瓶阀门，让氧气分装到容积为V ′＝5 L 的小瓶中去，小瓶子已抽成真空．分装完成后，每个小钢瓶的压强p ′＝2 atm.在分装过程中无漏气现象，且温度保持不变，那么最多可能装的瓶数是( )A ．4瓶B ．50瓶C ．56瓶D ．60瓶5.如图3所示，一根上细下粗、粗端与细端都均匀的玻璃管上端开口、下端(粗端)封闭，上端足够长，下端(粗端)中间有一段水银封闭了一定质量的理想气体．现对气体缓慢加热，气体温度不断升高，水银柱上升，则被封闭气体的体积与热力学温度的关系最接近下图中的( )6．一端封闭的圆筒内用活塞封闭着一定质量的理想气体，它分别处在如图所示的三种状态时的温度关系是( )A ．T A ＞TB ＞T CB ．T A ＜T B ＜TC C ．T A ＝T B ＞T CD ．T B ＞T A ＞T C7．如图4所示，三支粗细相同的玻璃管，中间都用一段水银柱封住温度相同的空气柱，且V1＝V2>V3，h1<h2＝h3.若升高相同的温度，则管中水银柱向上移动最多的是()A．丙管B．甲管和乙管C．乙管和丙管D．三管中水银柱上移一样多8.如图7所示，容器左边的体积是右边的4倍，两边充有同种气体，温度分别为20 ℃和10 ℃，此时连接两容器的细玻璃管的水银柱保持静止，如果容器两边的气体温度各升高10 ℃，忽略水银柱及容器的膨胀，则水银柱将()A．向左移动B．向右移动C．静止不动D．条件不足，无法判断9．一定质量的理想气体发生状态变化时，其状态参量p、V、T的变化情况可能是()A．p、V、T都增大B．p减小，V和T增大C．p和V减小，T增大D．p和T增大，V减小10.用一导热、可自由滑动的轻隔板把一圆柱形容器分隔成A、B两部分，如图所示，A、B中分别封闭有质量相等的氮气和氧气，且均可看成理想气体，则当两气体处于平衡状态时()A．内能相等B．分子的平均动能相等C．压强相等D．分子数相等11．对于一定量的稀薄气体，下列说法正确的是()A．压强变大时，分子热运动必然变得剧烈B．保持压强不变时，分子热运动可能变得剧烈C．压强变大时，分子间的平均距离必然变小D．压强变小时，分子间的平均距离可能变小12．如图表示一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态，图中ad平行于横轴，dc平行于纵轴，ab 的延长线过原点，以下说法正确的是()A．从状态d到c，气体体积减小B．从状态c到b，气体体积减小C．从状态a到d，气体体积增大D．从状态b到a，气体温度升高二、填空题(本题共2小题，共14分)13．(8分)在“探究气体等温变化的规律”实验中，封闭的空气如图所示，U形管粗细均匀，右端开口，已知外界大气压为76 cm高汞柱产生的压强，图中给出了气体的两个不同的状态．(1)实验时甲图气体的压强为________cmHg；乙图气体的压强为________cmHg.(2)实验时某同学认为管子的横截面积S可不用测量，这一观点正确吗？答：________(选填“正确”或“错误”)．(3)数据测量完后在用图象法处理数据时，某同学以压强p为纵坐标，以体积V(或空气柱长度)为横坐标来作图，你认为他这样做能方便地看出p与V间的关系吗？答：________(选填“能”或“不能”)．14．(6分)如图为一种测定“肺活量”(标准大气压下人一次呼出气体的体积)的装置，A为开口薄壁圆筒，排尽其中的空气，倒扣在水中．测量时，被测者尽力吸足空气，再通过B管用力将气体吹入A中，使A浮起，设整个过程中呼出气体的温度保持不变．(1)呼出气体的分子热运动的平均动能________(选填“增大”“减小”或“不变”)．(2)设圆筒A的横截面积为S，大气压强为p0(即标准大气压)，水的密度为ρ，桶底浮出水面的高度为h，桶内外水面的高度差为Δh，重力加速度为g，则被测者的“肺活量”，即V0＝________.三、计算题(本题共4小题，共38分)15．(8分)如图所示，向一个空的铝制饮料罐(即易拉罐)中插入一根透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内注入一小段油柱(长度可以忽略)．如果不计大气压的变化，这就是一个简易的气温计．已知铝罐的容积是360 cm3，吸管内部粗细均匀，横截面积为0.2 cm2，吸管的有效长度为20 cm，当温度为25 ℃时，油柱离管口10 cm.(1)吸管上标刻温度值时，刻度是否应该均匀？(2)估算这个气温计的测量范围．16.(8分)如图所示为内径均匀的U形管，其内部盛有水银，右端封闭空气柱长12 cm，左端被一重力不计的轻质活塞封闭一段长10 cm的空气柱，当环境温度t1＝27 ℃时，两侧水银面的高度差为2 cm.当环境温度变为t2时，两侧水银面的高度相等．已知大气压强p0＝75 cmHg，求：(1)温度t2的数值；(2)左端活塞移动的距离．17.(10分)如图所示是一定质量的理想气体从状态A经状态B、C到状态D的p－T图象，已知气体在状态B时的体积是8 L，求V A、V C和V D，并画出此过程的V－T图象．18．(12分)如图所示，容积均为V的汽缸A、B下端有细管(容积可忽略)连通，阀门K2位于细管的中部，A、B的顶部各有一阀门K1、K3，B中有一可自由滑动的活塞(质量、体积均可忽略)．初始时，三个阀门均打开，活塞在B的底部；关闭K2、K3，通过K1给汽缸充气，使A中气体的压强达到大气压p0的3倍后关闭K1.已知室温为27 ℃，汽缸导热．(1)打开K2，求稳定时活塞上方气体的体积和压强；(2)接着打开K3，求稳定时活塞的位置；(3)再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20 ℃，求此时活塞下方气体的压强．第8章 气体 单元达标测试题答案一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分，1-8题为单项选择题，错选漏选不得分；9-12为多项选择题，选不全得2分，错选不得分)1. 答案 B解析 气体分子间有较大空隙，气体分子的体积之和远小于气体的体积，所以选项A 错误；气体温度越高，分子平均动能越大，分子热运动越剧烈，所以选项B 正确；由压强的定义可知：单位面积上的压力叫压强，器壁内侧受到的压力就是大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的，所以选项C 正确；当气体膨胀时，气体的温度如何变化无法确定，故内能如何变化也无法确定，所以选项D 错误．2. 答案 D解析 根据查理定律得p 1T 1＝p 2T 2，初状态T 1＝(273＋100) K ＝373 K ，末状态T 2＝(273＋200) K ＝473 K ；所以p 2p 1＝T 2T 1＝473373，即温度从100 ℃升高到200 ℃时，它的压强变为原来的473373倍，故D 正确． 3. 答案 D解析 初态时右侧封闭气体的压强p >p 0，打开阀门，流出一些水银后关闭阀门，当重新平衡时，因封闭气体的体积变大，由pV ＝C 知压强p 减小，因气体末态压强p 有可能大于p 0、等于p 0或小于p 0，故左右两管水银面的高度关系无法判断，选项D 正确．4. 答案 C解析 设最多可装的瓶数为n ，由等温分态公式得pV ＝p ′V ＋np ′V ′，解得n ＝(p －p ′)V p ′V ′＝(30－2)×202×5＝56瓶，故C 正确．5. 答案 A解析 根据理想气体状态方程pV T ＝C 得：V ＝C p T ，V －T 图线的斜率为C p.在水银柱升入细管前，封闭气体先做等压变化，斜率不变，图线为直线；水银柱部分进入细管后，气体压强增大，斜率减小；当水银柱全部进入细管后，气体的压强又不变，V －T 图线又为直线，只是斜率比原来的小，A 正确．6. 答案 D解析 由题图可知V A ＝V B ＞V C ，p A ＝p C ＜p B ，由理想气体状态方程，可判断T B ＞T A ＞T C .7. 答案 B解析 温度升高时，三支管中的气体都做等压膨胀，根据盖—吕萨克定律：V T ＝ΔV ΔT ，即ΔV ＝ΔT TV ，由此可见，三支管中气体的体积变化的大小取决于原来状态时管中气体体积的大小．开始时甲、乙两管中气体体积一样大且都比丙管中气体体积大，所以升高相同温度后，甲、乙管中的水银柱向上移动最多，选项B 正确．8. 答案 A解析 假设水银柱不动，则此问题变为等容变化过程，设气体原压强为p 、温度为T ，变化后的压强为p ′，温度为T ′，则由p T ＝p ′T ′得p T ＝p ′－p T ′－T ＝Δp ΔT ，得Δp ＝ΔT Tp ，由于开始时两边气体压强相等，右边部分的气体温度低，变化中升高的温度相同，故Δp 右>Δp 左，所以水银柱向左移动．9. 答案 ABD解析 由pV T＝C 可知A 、B 、D 正确，C 错误． 10. 答案 BC解析 两气体处于平衡状态时，A 、B 两部分的温度相同，压强相等．由于温度相同，所以分子的平均动能相同，故选项B 、C 正确；气体的质量相同，但摩尔质量不同，所以分子数不同，其分子平均动能的总和不同，内能也就不同，故选项A 、D 错误．11. 答案 BD解析 压强变大时，气体的温度不一定升高，分子热运动不一定变得剧烈，故选项A 错误；压强不变时，若气体的体积增大，则气体的温度会升高，分子热运动会变得剧烈，故选项B 正确；压强变大时，由于气体温度不确定，则气体的体积可能不变，可能变大，也可能变小，其分子间的平均距离可能不变，也可能变大或变小，故选项C 错误；压强变小时，气体的体积可能不变，可能变大，也可能变小，所以分子间的平均距离可能不变，可能变大或变小，故选项D 正确．12. 答案 BCD解析 气体从状态d 到状态c ，温度不变，但是由于压强减小，所以体积增大，故选项A 错误；气体从状态c 到状态b 是一个降压、降温过程，同时体积减小，故选项B 正确；气体从状态a 到状态d 是一个等压、升温的过程，同时体积增大，故选项C 正确；气体从状态b 到状态a 是一个等容变化过程，随着压强的增大，气体的温度升高，故选项D 正确．二、填空题(本题共2小题，共14分)13. 答案 (1)76 80 (2)正确 (3)不能解析 (1)题图甲中气体压强为p 0＝76 cmHg ，题图乙中气体压强为p 0＋4 cmHg ＝80 cmHg.(2)以封闭气体为研究对象，由玻意耳定律，p 1V 1＝p 2V 2，得p 1l 1S ＝p 2l 2S ，即p 1l 1＝p 2l 2(l 1、l 2为空气柱长度)，所以玻璃管的横截面积可不用测量．(3)以p 为纵坐标，以V 为横坐标，作出p －V 图是一条曲线，但曲线未必表示反比关系，所以应再作出p －1V图，看是否是过原点的直线，才能最终确定p 与V 是否成反比． 14. 答案 (1)不变 (2)(p 0＋ρg Δh )(h ＋Δh )S p 0解析 (1)由于温度是分子热运动的平均动能的标志，气体温度不变，所以分子热运动的平均动能不变．(2)设A 中气体压强为p ，该部分气体在标准大气压下的体积为V 0，整个过程中温度不变，由玻意耳定律可得p 0V 0＝pV ，即p 0V 0＝(p 0＋ρg Δh )·(h ＋Δh )S ，则被测者的肺活量V 0＝(p 0＋ρg Δh )(h ＋Δh )S p 0. 三、计算题(本题共4小题，共38分)15. 答案 见解析解析 (1)由于罐内气体压强始终不变，所以V 1T 1＝V 2T 2，V 1T 1＝ΔV ΔT， ΔV ＝V 1T 1ΔT ＝362298ΔT ， ΔT ＝149181·S ·ΔL 由于ΔT 与ΔL 成正比，所以刻度应该是均匀的．(2)ΔT ＝149181×0.2×(20－10) K ≈1.6 K 故这个气温计可以测量的温度范围为：(25－1.6) ℃～(25＋1.6) ℃即23.4 ℃～26.6 ℃.16. 答案 (1)－5 ℃ (2)2.1 cm解析 (1)设U 形管的横截面积为S ，对右端封闭空气柱有p 1＝77 cmHg ，V 1＝12 cm·S ，T 1＝300 K ，p 2＝75 cmHg ，V 2＝11 cm·S由p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2解得T 2≈268 K ，即t 2＝－5 ℃.(2)对左端封闭空气柱有V 1′＝10 cm·S ，T 1′＝300 K ，T 2′＝268 K ，V 2′＝L 2′S由盖—吕萨克定律得V 1′T 1′＝V 2′T 2′解得L 2′≈8.9 cm故左端活塞移动的距离s ＝(10＋1－8.9) cm ＝2.1 cm.17. 答案 4 L 8 L 10.7 L 见解析图解析 A →B 为等温过程，有p A V A ＝p B V B所以V A ＝p B V B p A ＝1.0×105×82.0×105L ＝4 L B →C 为等容过程，所以V C ＝V B ＝8 LC →D 为等压过程，有V C T C ＝V D T D ，V D ＝T D T C V C ＝400300×8 L ＝323L ≈10.7 L 此过程的V －T 图象如图所示：18. 答案 (1)V 22p 0 (2)B 的顶部 (3)1.6p 0 解析 (1)设打开K 2后，稳定时活塞上方气体的压强为p 1，体积为V 1.依题意，被活塞分开的两部分气体都经历等温过程．由玻意耳定律得p 0V ＝p 1V 1①(3p 0)V ＝p 1(2V －V 1)②联立①②式得V 1＝V 2③ p 1＝2p 0④(2)打开K 3后，由④式知，活塞必定上升．设在活塞下方的气体与A 中气体的体积之和为V 2(V 2≤2V )时，活塞下方气体压强为p 2，由玻意耳定律得(3p 0)V ＝p 2V 2⑤由⑤式得p 2＝3V V 2p 0⑥ 由⑥式知，打开K 3后活塞上升直到B 的顶部为止；则稳定时，活塞下方气体压强为p 2′＝32p 0 (3)设加热后活塞下方气体的压强为p 3，气体温度从T 1＝300 K 升高到T 2＝320 K 的等容过程中，由查理定律得p 2′T 1＝p 3T 2⑦ 将有关数据代入⑦式得p 3＝1.6p 0⑧。