選修3-3氣體實驗定律--單元質量評估(帶答案)

1、圓學子夢想 鑄金字品牌溫馨提示： 此套題為Word版，請按住Ctrl,滑動鼠標滾軸，調節(jié)合適的觀看比例，答案解析附后。關閉Word文檔返回原板塊。單元質量評估(二)第八章(90分鐘100分)一、選擇題(本大題共12小題,每小題5分,共60分。多選題已在題號后標出)1.(2014·三亞高二檢測)對一定量的理想氣體,下列說法正確的是()A.氣體體積是指所有氣體分子的體積之和B.氣體分子的熱運動越劇烈,氣體的溫度就越高C.當氣體膨脹時,氣體的分子勢能減小,因而氣體的內能一定減少D.氣體的壓強是由氣體分子的重力產生的,在失重的情況下,密閉容器內的氣體對器壁沒有壓強【解析】選B。由于氣體分子間

2、的距離較大,分子間距離不能忽略,所以氣體體積要比所有氣體分子的體積之和要大,A錯誤;氣體分子的熱運動越劇烈,分子的平均速率就越大,平均動能越大,溫度就越高,B正確;理想氣體的內能只與氣體的溫度有關,只要氣體的溫度不變,則內能不變,C錯誤;氣體壓強是由氣體分子對容器壁頻繁地撞擊而產生的,與氣體的重力沒有關系,所以在失重的情況下,氣體對器壁仍然有壓強,D錯誤。2.(多選)如圖為某人在旅游途中對同一密封的小包裝食品拍攝的兩張照片,甲圖攝于海拔500 m、氣溫為18的環(huán)境下,乙圖攝于海拔3 200 m、氣溫為10的環(huán)境下。下列說法中正確的是()A.甲圖中小包內氣體的壓強小于乙圖中小包內氣體的壓強B.甲

3、圖中小包內氣體的壓強大于乙圖中小包內氣體的壓強C.甲圖中小包內氣體分子間的引力和斥力都比乙圖中大D.甲圖中小包內氣體分子的平均動能大于乙圖中小包內氣體分子的平均動能【解析】選B、C、D。根據高度知甲圖中小包內氣體的壓強大于乙圖中小包內氣體的壓強,A錯誤,B正確;甲圖中分子間的距離比乙圖的小,由氣體分子間的引力和斥力關系知,C正確;由甲圖中的溫度比乙圖中的高可知,D正確。3.(2012·重慶高考)如圖為伽利略設計的一種測溫裝置示意圖,玻璃管的上端與導熱良好的玻璃泡連通,下端插入水中,玻璃泡中封閉有一定量的空氣。若玻璃管內水柱上升,則外界大氣的變化可能是()A.溫度降低,壓強增大B.溫度

4、升高,壓強不變C.溫度升高,壓強減小D.溫度不變,壓強減小【解題指南】解答本題要把握以下兩點：(1)明確大氣壓、玻璃泡內氣壓和水柱壓強三者之間的關系;(2)玻璃泡內空氣溫度、壓強可變化,認為體積不變化?！窘馕觥窟xA。根據壓強關系,外部氣壓等于內部氣壓加上水柱壓強,即p0=p+gh,當外界大氣壓強p0增大時,由于玻璃泡內空氣體積、溫度、壓強都不變,所以水柱上升;當外界溫度降低時,由于玻璃泡中的空氣體積V不變,內部氣體壓強p減小,所以也會導致水柱上升。因此,選項A正確。4.如圖所示,由導熱材料制成的汽缸和活塞將一定質量的理想氣體封閉在汽缸內,活塞與汽缸壁之間無摩擦,活塞上方存有少量液體。將一細管插

5、入液體,由于虹吸現(xiàn)象,活塞上方液體緩慢流出,在此過程中,大氣壓強與外界的溫度保持不變。下列各個描述理想氣體狀態(tài)變化的圖像中與上述過程相符合的是()【解析】選D。封閉氣體做的是等溫變化,只有D圖線是等溫線,故D正確。5.(2011·上海高考)某種氣體在不同溫度下的氣體分子速率分布曲線如圖所示,圖中f(v)表示v處單位速率區(qū)間內的分子數(shù)百分率,所對應的溫度分別為T、T、T,則()A.T>T>TB.T>T>TC.T>T,T>TD.T=T=T【解析】選B。曲線下的面積表示分子速率從0所有區(qū)間內分子數(shù)的比率之和,顯然其值應等于1,當溫度升高時,分子的速率普遍

6、增大,所以曲線的高峰向右移動,曲線變寬,但由于曲線下總面積恒等于1,所以曲線的高度相應降低,曲線變得平坦。所以,T>T>T。6.(多選)如圖所示,內徑均勻、兩端開口的V形管,B支管豎直插入水銀槽中,A支管與B支管之間的夾角為,A支管中有一段長為h的水銀柱保持靜止,下列說法中正確的是()A.B管內水銀面比管外水銀面高hB.B管內水銀面比管外水銀面高hcosC.B管內水銀面比管外水銀面低hcosD.管內封閉氣體的壓強比大氣壓強小hcos高水銀柱【解題指南】解答本題可以以液柱為研究對象,分析液柱平衡時的受力情況,而液柱產生的壓強是hcos高水銀柱,而不是h高水銀柱?！窘馕觥窟xB、D。以A

7、管中的水銀柱為研究對象,則有pS+hcosS=p0S,B管內壓強p=p0-hcos,顯然p<p0,且B管內水銀面要比槽內水銀面高出hcos。B、D正確?！咀兪接柧殹咳鐖D所示,活塞的質量為m,缸套的質量為M,通過彈簧吊放在地上,汽缸內封住一定質量的空氣,缸套與活塞無摩擦,活塞的橫截面積為S,大氣壓強為p0,則()A.汽缸內空氣的壓強等于p0+MgSB.汽缸內空氣的壓強等于p0-mgSC.內外空氣對缸套的作用力為(M+m)gD.內外空氣對活塞的作用力為mg【解析】選A。對缸套受力分析如圖由缸套受力平衡知：pS=p0S+Mg,所以p=p0+MgSA對、B錯;內外空氣對缸套和活塞的作用力為pS-

8、p0S=Mg,所以C、D均錯。7.(多選)(2013·濟寧高二檢測)從氣體分子熱運動的觀點分析判斷,下列現(xiàn)象可能發(fā)生的有()A.一定質量的氣體,保持氣體的溫度不變,體積越大,壓強越小B.一定質量的氣體,保持氣體的體積不變,溫度越高,壓強越大C.一定質量的氣體,保持氣體的壓強不變,溫度越高,體積越大D.一定質量的氣體,氣體的溫度升高,體積減小,壓強減小【解析】選A、B、C。根據理想氣體狀態(tài)方程pVT=C可以判斷A、B、C正確,D錯誤。8.(多選)如圖所示,玻璃管A和B同樣粗細,A的上端封閉,兩管下端用橡皮管連通,兩管中水銀柱高度差為h,若將B管慢慢地提起,則()A.A管內空氣柱將變長B

9、.A管內空氣柱將變短C.兩管內水銀柱的高度差將增大D.兩管內水銀柱的高度差將減小【解析】選B、C。將B管慢慢地提起,可以認為氣體溫度不變。假設A內氣柱長度不變,由于B上提,則A、B兩管高度差增加,而A內氣體壓強pA=p0+ph,所以A內氣體壓強增大。根據玻意耳定律pV=C,所以A內氣柱長度變短,即假設錯誤,應選B、C。9.(2013·鹽城高二檢測)在一定溫度下,當一定量氣體的體積增大時,氣體的壓強減小,這是由于()A.單位體積內的分子數(shù)變少,單位時間內對單位面積器壁碰撞的次數(shù)減少B.氣體分子的密集程度變小,分子的平均動能也變小C.每個分子對器壁的平均撞擊力變小D.氣體分子的密集程度變

10、小,分子勢能變小【解析】選A。氣體溫度不變,分子的平均動能不變,氣體分子對器壁的平均撞擊力不變,當氣體的體積增大時,氣體分子的密集程度減小,氣體壓強減小,A正確,B、C錯誤;氣體的體積增大,分子勢能增大,D錯誤。10.如圖所示為一定質量的理想氣體在p -V圖像中的等溫變化圖線,A、B是雙曲線上的兩點,OAD和OBC的面積分別為S1和S2,則()A.S1<S2B.S1=S2C.S1>S2D.S1與S2的大小關系無法確定【解析】選B。OBC的面積等于12OC·BC=12pBVB,同理OAD的面積等于12pAVA,而A、B為等溫線上的兩點,即pAVA=pBVB(玻意耳定律)。所

11、以,兩個三角形的面積相等,B正確。11.(多選)(2013·佛山高二檢測)如圖,封閉在汽缸內一定質量的理想氣體,如果保持氣體體積不變,當溫度升高時,以下說法正確的是()A.氣體的密度增大B.所有氣體分子的運動速率一定增大C.氣體的壓強增大D.每秒撞擊單位面積器壁的氣體分子數(shù)增多【解析】選C、D。封閉氣體發(fā)生的是等容變化,氣體質量不變,體積不變,所以密度不變,A錯誤;溫度升高,氣體分子運動的平均速率增大,但不是所有分子的運動速率都增大,B錯誤;根據查理定律可知,當氣體溫度升高時,壓強增大,C正確;分子密度不變,壓強增大,所以每秒撞擊單位面積器壁的氣體分子數(shù)增多,D正確。12.(多選)如

12、圖所示為由粗細均勻的細玻璃管彎曲成的“雙U形管”,a、b、c、d為其四段豎直的部分,其中a、d上端是開口的,處在大氣中。管中的水銀把一段氣體柱密封在b、c內,達到平衡時,管內水銀面的位置如圖所示?，F(xiàn)緩慢地降低氣柱中氣體的溫度,若c中的水銀面上升了一小段高度h,則()A.b中的水銀面也上升hB.b中的水銀面也上升,但上升的高度小于hC.氣柱中氣體壓強的減少量等于高為h的水銀柱所產生的壓強D.氣柱中氣體壓強的減少量等于高為2h的水銀柱所產生的壓強【解析】選A、D。設原來c、d中的水銀面高度差為h，則pc=p0-gh。若c中的水銀面上升了一小段高度h，d中的水銀柱下降了一小段高度h，氣體在c中對水銀

13、柱的壓強為pc=p0-gh-g·2h，即氣柱中氣體壓強的減少量等于高為2h的水銀柱所產生的壓強，C錯，D對；由圖知b、c中的氣體對水銀柱的壓強相等，所以b中的水銀面也上升h，A對，B錯。二、計算題(本大題共4小題,共40分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要注明單位)13.(10分)如圖所示,一個密閉的汽缸被活塞分成體積相等的左、右兩室,汽缸壁與活塞是不導熱的,它們之間沒有摩擦,兩室中氣體的溫度相等。現(xiàn)利用電熱絲對右室加熱一段時間,達到平衡后,左室氣體的體積變?yōu)樵瓉淼?4,左室氣體的溫度為T1=300K,求右室氣體的溫度。【解析】根據題意對汽缸中左、右兩室中氣體的狀態(tài)進行分

14、析：左室的氣體：加熱前p0、V0、T0,加熱后p1、34V0、T1;右室的氣體：加熱前p0、V0、T0,加熱后p1、54V0、T2。根據理想氣體狀態(tài)方程：pVT=恒量得,左室氣體p0V0T0=p134V0T1(3分)右室氣體p0V0T0=p154V0T2(3分)故p134V0300K=p154V0T2(2分)解得T2=500K。(2分)答案：500K【總結提升】兩部分相關聯(lián)氣體問題的求解方法這類問題涉及兩部分氣體,它們之間雖然沒有氣體交換,但在壓強或體積這些量間有一定的關系,分析清楚這些關系是解題的關鍵,解決這類問題的一般方法是：(1)分別選取每部分氣體為研究對象,確定初、末狀態(tài)參量,根據氣體

15、狀態(tài)方程列式。(2)認真分析兩部分氣體的壓強、體積之間的關系,并寫出關系式。(3)多個方程聯(lián)立求解。14.(10分)如圖所示,汽缸放置在水平平臺上,活塞質量為10kg,橫截面積50 cm2,厚度1 cm,汽缸全長21 cm,汽缸質量20 kg,大氣壓強為1×105Pa,當溫度為7時,活塞封閉的氣柱長10 cm,若將汽缸倒過來放置時,活塞下方的空氣能通過平臺上的缺口與大氣相通。g取10m/s2。(結果均保留整數(shù))則(1)氣柱的長度是多少?(2)當溫度多高時,活塞剛好接觸平臺?(3)當溫度多高時,缸筒剛好對地面無壓力?(活塞與汽缸間的摩擦不計)【解析】(1)把汽缸倒過來前：p1=p0+m

16、1gS,代入數(shù)據解得p1=1.2×105Pa,L1=10cm(1分)把汽缸倒過來后：p2=p0-m1gS=0.8×105Pa,(1分)汽缸被倒置過程中被封閉氣體發(fā)生的是等溫變化,由玻意耳定律p1L1=p2L2得：L2=p1p2L1=1.2×1050.8×105×10cm=15 cm(2分)(2)活塞下移的過程中,封閉氣體發(fā)生的是等壓變化,移動前：T2=(7+273)K=280K,L2=15cm移動后：L3=21cm-1 cm=20 cm由蓋-呂薩克定律L2T2=L3T3得T3=L3L2T2=2015×280K=373 K(3分)(3)

17、封閉氣體發(fā)生的是等容變化變化前：p3=p2=0.8×105Pa,T3=373K變化后：p4=p0+m2gS=1.4×105Pa由查理定律p3T3=p4T4得：T4=p4p3T3=1.4×1050.8×105×373K=653 K(3分)答案：(1)15cm(2)373 K(3)653 K15.(10分)(2014·山東高考)一種水下重物打撈方法的工作原理如圖所示。將一質量M=3×103 kg、體積V0=0.5 m3的重物捆綁在開口朝下的浮筒上。向浮筒內充入一定量的氣體，開始時筒內液面到水面的距離h1=40 m，筒內氣體體積V

18、1=1 m3。在拉力作用下浮筒緩慢上升，當筒內液面到水面的距離為h2時，拉力減為零，此時氣體體積為V2，隨后浮筒和重物自動上浮。求V2和h2。( 已知大氣壓強p0=1×105 Pa，水的密度=1×103 kg/m3，重力加速度的大小g=10 m/s2。不計水溫變化，筒內氣體質量不變且可視為理想氣體，浮筒質量和筒壁厚度可忽略。)【解析】當F=0時，由平衡條件得Mg=g(V0+V2)(2分)代入數(shù)據得V2=2.5 m3(2分)設筒內氣體初態(tài)、末態(tài)的壓強分別為p1、p2，由題意得p1=p0+gh1(1分)p2=p0+gh2(1分)在此過程中筒內氣體的溫度和質量不變，由玻意耳定律得p1V1=p2V2(2分)聯(lián)立式代入數(shù)據得h2=10 m (2分)答案：2.5 m3 10 m16.(10分)(2013·新課標全國卷)如圖,一上端開口、下端封閉的細長玻璃管豎直放置。玻璃管的下部封有長l1=25.0cm的空氣柱,中間有一段長l2=25.0cm的水銀柱,上部空氣柱的長度l3=40.0cm。已知大氣壓強為p0=75.0cmHg?，F(xiàn)將一活塞(圖中未畫出)從玻璃管開口處緩緩往下推,使管下部空氣柱長度變?yōu)閘1=20.0cm。假設活塞下推過程中沒有漏氣,求活塞下推的距離。【解題指南】解答本題