選修3-3氣體實(shí)驗(yàn)定律--單元質(zhì)量評(píng)估(帶答案)

1、圓學(xué)子夢(mèng)想 鑄金字品牌溫馨提示： 此套題為Word版，請(qǐng)按住Ctrl,滑動(dòng)鼠標(biāo)滾軸，調(diào)節(jié)合適的觀看比例，答案解析附后。關(guān)閉Word文檔返回原板塊。單元質(zhì)量評(píng)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(hào)后標(biāo)出)1.(2014·三亞高二檢測(cè))對(duì)一定量的理想氣體,下列說(shuō)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(yùn)動(dòng)越劇烈,氣體的溫度就越高C.當(dāng)氣體膨脹時(shí),氣體的分子勢(shì)能減小,因而氣體的內(nèi)能一定減少D.氣體的壓強(qiáng)是由氣體分子的重力產(chǎn)生的,在失重的情況下,密閉容器內(nèi)的氣體對(duì)器壁沒(méi)有壓強(qiáng)【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(cuò)誤;氣體分子的熱運(yùn)動(dòng)越劇烈,分子的平均速率就越大,平均動(dòng)能越大,溫度就越高,B正確;理想氣體的內(nèi)能只與氣體的溫度有關(guān),只要?dú)怏w的溫度不變,則內(nèi)能不變,C錯(cuò)誤;氣體壓強(qiáng)是由氣體分子對(duì)容器壁頻繁地撞擊而產(chǎn)生的,與氣體的重力沒(méi)有關(guān)系,所以在失重的情況下,氣體對(duì)器壁仍然有壓強(qiáng),D錯(cuò)誤。2.(多選)如圖為某人在旅游途中對(duì)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(shuō)法中正確的是()A.甲圖中小包內(nèi)氣體的壓強(qiáng)小于乙圖中小包內(nèi)氣體的壓強(qiáng)B.甲

3、圖中小包內(nèi)氣體的壓強(qiáng)大于乙圖中小包內(nèi)氣體的壓強(qiáng)C.甲圖中小包內(nèi)氣體分子間的引力和斥力都比乙圖中大D.甲圖中小包內(nèi)氣體分子的平均動(dòng)能大于乙圖中小包內(nèi)氣體分子的平均動(dòng)能【解析】選B、C、D。根據(jù)高度知甲圖中小包內(nèi)氣體的壓強(qiáng)大于乙圖中小包內(nèi)氣體的壓強(qiáng),A錯(cuò)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(guān)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(shè)計(jì)的一種測(cè)溫裝置示意圖,玻璃管的上端與導(dǎo)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(nèi)水柱上升,則外界大氣的變化可能是()A.溫度降低,壓強(qiáng)增大B.溫度

4、升高,壓強(qiáng)不變C.溫度升高,壓強(qiáng)減小D.溫度不變,壓強(qiáng)減小【解題指南】解答本題要把握以下兩點(diǎn)：(1)明確大氣壓、玻璃泡內(nèi)氣壓和水柱壓強(qiáng)三者之間的關(guān)系;(2)玻璃泡內(nèi)空氣溫度、壓強(qiáng)可變化,認(rèn)為體積不變化?！窘馕觥窟xA。根據(jù)壓強(qiáng)關(guān)系,外部氣壓等于內(nèi)部氣壓加上水柱壓強(qiáng),即p0=p+gh,當(dāng)外界大氣壓強(qiáng)p0增大時(shí),由于玻璃泡內(nèi)空氣體積、溫度、壓強(qiáng)都不變,所以水柱上升;當(dāng)外界溫度降低時(shí),由于玻璃泡中的空氣體積V不變,內(nèi)部氣體壓強(qiáng)p減小,所以也會(huì)導(dǎo)致水柱上升。因此,選項(xiàng)A正確。4.如圖所示,由導(dǎo)熱材料制成的汽缸和活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在汽缸內(nèi),活塞與汽缸壁之間無(wú)摩擦,活塞上方存有少量液體。將一細(xì)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(guò)程中,大氣壓強(qiáng)與外界的溫度保持不變。下列各個(gè)描述理想氣體狀態(tài)變化的圖像中與上述過(guò)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(nèi)的分子數(shù)百分率,所對(duì)應(yīng)的溫度分別為T(mén)、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(nèi)分子數(shù)的比率之和,顯然其值應(yīng)等于1,當(dāng)溫度升高時(shí),分子的速率普遍

6、增大,所以曲線的高峰向右移動(dòng),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(yīng)降低,曲線變得平坦。所以,T>T>T。6.(多選)如圖所示,內(nèi)徑均勻、兩端開(kāi)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(zhǎng)為h的水銀柱保持靜止,下列說(shuō)法中正確的是()A.B管內(nèi)水銀面比管外水銀面高h(yuǎn)B.B管內(nèi)水銀面比管外水銀面高h(yuǎn)cosC.B管內(nèi)水銀面比管外水銀面低hcosD.管內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)比大氣壓強(qiáng)小hcos高水銀柱【解題指南】解答本題可以以液柱為研究對(duì)象,分析液柱平衡時(shí)的受力情況,而液柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)是hcos高水銀柱,而不是h高水銀柱。【解析】選B、D。以A

7、管中的水銀柱為研究對(duì)象,則有pS+hcosS=p0S,B管內(nèi)壓強(qiáng)p=p0-hcos,顯然p<p0,且B管內(nèi)水銀面要比槽內(nèi)水銀面高出hcos。B、D正確?！咀兪接?xùn)練】如圖所示,活塞的質(zhì)量為m,缸套的質(zhì)量為M,通過(guò)彈簧吊放在地上,汽缸內(nèi)封住一定質(zhì)量的空氣,缸套與活塞無(wú)摩擦,活塞的橫截面積為S,大氣壓強(qiáng)為p0,則()A.汽缸內(nèi)空氣的壓強(qiáng)等于p0+MgSB.汽缸內(nèi)空氣的壓強(qiáng)等于p0-mgSC.內(nèi)外空氣對(duì)缸套的作用力為(M+m)gD.內(nèi)外空氣對(duì)活塞的作用力為mg【解析】選A。對(duì)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(duì)、B錯(cuò);內(nèi)外空氣對(duì)缸套和活塞的作用力為pS-

8、p0S=Mg,所以C、D均錯(cuò)。7.(多選)(2013·濟(jì)寧高二檢測(cè))從氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)分析判斷,下列現(xiàn)象可能發(fā)生的有()A.一定質(zhì)量的氣體,保持氣體的溫度不變,體積越大,壓強(qiáng)越小B.一定質(zhì)量的氣體,保持氣體的體積不變,溫度越高,壓強(qiáng)越大C.一定質(zhì)量的氣體,保持氣體的壓強(qiáng)不變,溫度越高,體積越大D.一定質(zhì)量的氣體,氣體的溫度升高,體積減小,壓強(qiáng)減小【解析】選A、B、C。根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程pVT=C可以判斷A、B、C正確,D錯(cuò)誤。8.(多選)如圖所示,玻璃管A和B同樣粗細(xì),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(nèi)空氣柱將變長(zhǎng)B

9、.A管內(nèi)空氣柱將變短C.兩管內(nèi)水銀柱的高度差將增大D.兩管內(nèi)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(rèn)為氣體溫度不變。假設(shè)A內(nèi)氣柱長(zhǎng)度不變,由于B上提,則A、B兩管高度差增加,而A內(nèi)氣體壓強(qiáng)pA=p0+ph,所以A內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大。根據(jù)玻意耳定律pV=C,所以A內(nèi)氣柱長(zhǎng)度變短,即假設(shè)錯(cuò)誤,應(yīng)選B、C。9.(2013·鹽城高二檢測(cè))在一定溫度下,當(dāng)一定量氣體的體積增大時(shí),氣體的壓強(qiáng)減小,這是由于()A.單位體積內(nèi)的分子數(shù)變少,單位時(shí)間內(nèi)對(duì)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(dòng)能也變小C.每個(gè)分子對(duì)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(shì)能變小【解析】選A。氣體溫度不變,分子的平均動(dòng)能不變,氣體分子對(duì)器壁的平均撞擊力不變,當(dāng)氣體的體積增大時(shí),氣體分子的密集程度減小,氣體壓強(qiáng)減小,A正確,B、C錯(cuò)誤;氣體的體積增大,分子勢(shì)能增大,D錯(cuò)誤。10.如圖所示為一定質(zhì)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(diǎn),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(guān)系無(wú)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(diǎn),即pAVA=pBVB(玻意耳定律)。所

11、以,兩個(gè)三角形的面積相等,B正確。11.(多選)(2013·佛山高二檢測(cè))如圖,封閉在汽缸內(nèi)一定質(zhì)量的理想氣體,如果保持氣體體積不變,當(dāng)溫度升高時(shí),以下說(shuō)法正確的是()A.氣體的密度增大B.所有氣體分子的運(yùn)動(dòng)速率一定增大C.氣體的壓強(qiáng)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(zhì)量不變,體積不變,所以密度不變,A錯(cuò)誤;溫度升高,氣體分子運(yùn)動(dòng)的平均速率增大,但不是所有分子的運(yùn)動(dòng)速率都增大,B錯(cuò)誤;根據(jù)查理定律可知,當(dāng)氣體溫度升高時(shí),壓強(qiáng)增大,C正確;分子密度不變,壓強(qiáng)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(xì)均勻的細(xì)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(kāi)口的,處在大氣中。管中的水銀把一段氣體柱密封在b、c內(nèi),達(dá)到平衡時(shí),管內(nèi)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(qiáng)的減少量等于高為h的水銀柱所產(chǎn)生的壓強(qiáng)D.氣柱中氣體壓強(qiáng)的減少量等于高為2h的水銀柱所產(chǎn)生的壓強(qiáng)【解析】選A、D。設(shè)原來(lái)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(duì)水銀

13、柱的壓強(qiáng)為pc=p0-gh-g·2h，即氣柱中氣體壓強(qiáng)的減少量等于高為2h的水銀柱所產(chǎn)生的壓強(qiáng)，C錯(cuò)，D對(duì)；由圖知b、c中的氣體對(duì)水銀柱的壓強(qiáng)相等，所以b中的水銀面也上升h，A對(duì)，B錯(cuò)。二、計(jì)算題(本大題共4小題,共40分。要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)13.(10分)如圖所示,一個(gè)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(dǎo)熱的,它們之間沒(méi)有摩擦,兩室中氣體的溫度相等?，F(xiàn)利用電熱絲對(duì)右室加熱一段時(shí)間,達(dá)到平衡后,左室氣體的體積變?yōu)樵瓉?lái)的34,左室氣體的溫度為T(mén)1=300K,求右室氣體的溫度?！窘馕觥扛鶕?jù)題意對(duì)汽缸中左、右兩室中氣體的狀態(tài)進(jìn)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(jù)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(jié)提升】?jī)刹糠窒嚓P(guān)聯(lián)氣體問(wèn)題的求解方法這類問(wèn)題涉及兩部分氣體,它們之間雖然沒(méi)有氣體交換,但在壓強(qiáng)或體積這些量間有一定的關(guān)系,分析清楚這些關(guān)系是解題的關(guān)鍵,解決這類問(wèn)題的一般方法是：(1)分別選取每部分氣體為研究對(duì)象,確定初、末狀態(tài)參量,根據(jù)氣體

15、狀態(tài)方程列式。(2)認(rèn)真分析兩部分氣體的壓強(qiáng)、體積之間的關(guān)系,并寫(xiě)出關(guān)系式。(3)多個(gè)方程聯(lián)立求解。14.(10分)如圖所示,汽缸放置在水平平臺(tái)上,活塞質(zhì)量為10kg,橫截面積50 cm2,厚度1 cm,汽缸全長(zhǎng)21 cm,汽缸質(zhì)量20 kg,大氣壓強(qiáng)為1×105Pa,當(dāng)溫度為7時(shí),活塞封閉的氣柱長(zhǎng)10 cm,若將汽缸倒過(guò)來(lái)放置時(shí),活塞下方的空氣能通過(guò)平臺(tái)上的缺口與大氣相通。g取10m/s2。(結(jié)果均保留整數(shù))則(1)氣柱的長(zhǎng)度是多少?(2)當(dāng)溫度多高時(shí),活塞剛好接觸平臺(tái)?(3)當(dāng)溫度多高時(shí),缸筒剛好對(duì)地面無(wú)壓力?(活塞與汽缸間的摩擦不計(jì))【解析】(1)把汽缸倒過(guò)來(lái)前：p1=p0+m

16、1gS,代入數(shù)據(jù)解得p1=1.2×105Pa,L1=10cm(1分)把汽缸倒過(guò)來(lái)后：p2=p0-m1gS=0.8×105Pa,(1分)汽缸被倒置過(guò)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(guò)程中,封閉氣體發(fā)生的是等壓變化,移動(dòng)前：T2=(7+273)K=280K,L2=15cm移動(dòng)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(zhì)量M=3×103 kg、體積V0=0.5 m3的重物捆綁在開(kāi)口朝下的浮筒上。向浮筒內(nèi)充入一定量的氣體，開(kāi)始時(shí)筒內(nèi)液面到水面的距離h1=40 m，筒內(nèi)氣體體積V

18、1=1 m3。在拉力作用下浮筒緩慢上升，當(dāng)筒內(nèi)液面到水面的距離為h2時(shí)，拉力減為零，此時(shí)氣體體積為V2，隨后浮筒和重物自動(dòng)上浮。求V2和h2。( 已知大氣壓強(qiáng)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(jì)水溫變化，筒內(nèi)氣體質(zhì)量不變且可視為理想氣體，浮筒質(zhì)量和筒壁厚度可忽略。)【解析】當(dāng)F=0時(shí)，由平衡條件得Mg=g(V0+V2)(2分)代入數(shù)據(jù)得V2=2.5 m3(2分)設(shè)筒內(nèi)氣體初態(tài)、末態(tài)的壓強(qiáng)分別為p1、p2，由題意得p1=p0+gh1(1分)p2=p0+gh2(1分)在此過(guò)程中筒內(nèi)氣體的溫度和質(zhì)量不變，由玻意耳定律得p1V1=p2V2(2分)聯(lián)立式代入數(shù)據(jù)得h2=10 m (2分)答案：2.5 m3 10 m16.(10分)(2013·新課標(biāo)全國(guó)卷)如圖,一上端開(kāi)口、下端封閉的細(xì)長(zhǎng)玻璃管豎直放置。玻璃管的下部封有長(zhǎng)l1=25.0cm的空氣柱,中間有一段長(zhǎng)l2=25.0cm的水銀柱,上部空氣柱的長(zhǎng)度l3=40.0cm。已知大氣壓強(qiáng)為p0=75.0cmHg。現(xiàn)將一活塞(圖中未畫(huà)出)從玻璃管開(kāi)口處緩緩?fù)峦?使管下部空氣柱長(zhǎng)度變?yōu)閘1=20.0cm。假設(shè)活塞下推過(guò)程中沒(méi)有漏氣,求活塞下推的距離?！窘忸}指南】解答本題