2024-2025學(xué)年高中物理第八章氣體單元評估卷含解析新人教版選修3-3

PAGEPAGE11《氣體》單元評估時間：90分鐘分值：100分一、選擇題(1～7為單選，8～10為多選，每小題4分，共40分)1．查理定律的正確說法是肯定質(zhì)量的氣體，在體積保持不變的狀況下(D)A．氣體的壓強跟攝氏溫度成正比B．氣體溫度每上升1℃，增加的壓強等于它原來壓強的eq\f(1,273)C．氣體溫度每降低1℃，減小的壓強等于它原來壓強的eq\f(1,273)D．以上說法都不正確解析：增加的壓強為0℃時的eq\f(1,273)，且與熱力學(xué)溫度成正比．2．依據(jù)氣體分子動理論，氣體分子運動的猛烈程度與溫度有關(guān)，下列表格中的數(shù)據(jù)是探討氧氣分子速率分布規(guī)律而列出的.依據(jù)表格內(nèi)容，以下四位同學(xué)所總結(jié)的規(guī)律錯誤的是(B)A．不論溫度多高，速率很大和很小的分子總是少數(shù)B．溫度變更，表現(xiàn)出“中間多，兩頭少”的分布規(guī)律要變更C．某一溫度下，速率在某一數(shù)值旁邊的分子數(shù)多，離開這個數(shù)值越遠，分子數(shù)越少D．溫度增加時，速率小的分子數(shù)削減了解析：溫度變更，表現(xiàn)出“中間多，兩頭少”的分布規(guī)律是不會變更的，B錯誤；由氣體分子運動的特點和統(tǒng)計規(guī)律可知，A、C、D描述正確．3．如圖所示，由導(dǎo)熱材料制成的汽缸和活塞將肯定質(zhì)量的志向氣體封閉在汽缸內(nèi)，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．下列各個描述志向氣體狀態(tài)變更的圖像中與上述過程相符合的是(D)解析：封閉氣體做的是等溫變更，只有D圖線是等溫線，故D正確．4．如圖所示為充氣泵氣室的工作原理圖．設(shè)大氣壓強為p0，氣室中的氣體壓強為p，氣室通過閥門S1、S2與空氣導(dǎo)管相連接．以下選項中正確的是(C)A．當橡皮碗被拉伸時，p>p0，S1關(guān)閉，S2開通B．當橡皮碗被拉伸時，p<p0，S1關(guān)閉，S2開通C．當橡皮碗被壓縮時，p>p0，S1關(guān)閉，S2開通D．當橡皮碗被壓縮時，p<p0，S1關(guān)閉，S2開通解析：當橡皮碗被拉伸時，氣室內(nèi)空氣體積增大，氣室內(nèi)氣體壓強減小，p<p0，S1打開，S2關(guān)閉；當橡皮碗被壓縮時，氣室內(nèi)空氣體積減小，氣室內(nèi)氣體壓強增大，p>p0，S1關(guān)閉，S2打開，C選項正確．5．如圖所示，一根上細下粗、粗端與細端都勻稱的玻璃管上端開口、下端(粗端)封閉，上端足夠長，下端(粗端)中間有一段水銀封閉了肯定質(zhì)量的志向氣體．現(xiàn)對氣體緩慢加熱，氣體溫度不斷上升，水銀柱上升，則被封閉氣體的體積與熱力學(xué)溫度的關(guān)系最接近下圖中的(A)解析：依據(jù)志向氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C得：V＝eq\f(C,p)T，V－T圖線的斜率為eq\f(C,p).在水銀柱升入細管前，封閉氣體先做等壓變更，斜率不變，圖線為直線；水銀柱部分進入細管后，氣體壓強增大，斜率減?。划斔y柱全部進入細管后，氣體的壓強又不變，V－T圖線又為直線，只是斜率比原來的小，A正確．6．下圖描繪的是肯定質(zhì)量的氧氣分子分別在0℃和100℃兩種狀況下速率分布的狀況，符合統(tǒng)計規(guī)律的是(A)解析：氣體溫度越高，分子熱運動越猛烈，分子熱運動的平均速率增大，且分子速率分布呈現(xiàn)“兩頭少、中間多”的特點．溫度高時速率大的分子所占據(jù)的比例越大，所以A正確．7．如圖為一注水的玻璃裝置，玻璃管D、E上端與大氣相通，利用玻璃管C使A、B兩球上部相通，D、C、E三管與兩球接口處緊密封接．當A、B、D的水面高度差如圖所示時，E管內(nèi)水相對B中水面的高度差h應(yīng)等于(D)A．0米 B．0.5米C．1米 D．1.5米解析：表面看，1區(qū)、2區(qū)液面不在同一水平面，但1、2區(qū)以管C相通，p1＝p2＝pC.即p1＝p0＋ρgh1，h1＝1.5m，p2＝p1＝p0＋ρgh，則h＝1.5m，D正確．留意：若液柱傾斜，仍有p＝p0＋ρgh，而h為液柱豎直高度．8.如圖所示，內(nèi)徑勻稱、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θ，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(BD)A．B管內(nèi)水銀面比管外水銀面高hB．B管內(nèi)水銀面比管外水銀面高hcosθC．B管內(nèi)水銀面比管外水銀面低hcosθD．管內(nèi)封閉氣體的壓強比大氣壓強小hcosθ高水銀柱解析：以A管中的水銀柱為探討對象，則有pS＋hcosθS＝p0S，B管內(nèi)壓強p＝p0－h(huán)cosθ，明顯p<p0，且B管內(nèi)水銀面要比槽內(nèi)水銀面高出hcosθ.B、D正確．9.某同學(xué)用帶有刻度的注射器做驗證玻意耳定律的試驗，溫度計表明在整個試驗過程中都是等溫的，他依據(jù)試驗數(shù)據(jù)繪出了p－eq\f(1,V)的關(guān)系圖線EF，從圖中的圖線可以得出(AC)A．假如試驗是從E狀態(tài)→F狀態(tài)，則表示外界有空氣進入注射器內(nèi)B．假如試驗是從E狀態(tài)→F狀態(tài)，則表示注射器內(nèi)有部分空氣漏了出來C．假如試驗是從F狀態(tài)→E狀態(tài)，則表示注射器內(nèi)有部分空氣漏了出來D．假如試驗是從F狀態(tài)→E狀態(tài)，則表示外界有空氣進入注射器內(nèi)解析：連接OE、OF，因斜率kOF>kOE，表示(pV)F>(pV)E，知E→F，m增大，F(xiàn)→E，m減小，所以B、D錯．10．在室內(nèi)，將裝有5atm的6L氣體的容器的閥門打開后，從容器中逸出的氣體相當于(設(shè)室內(nèi)大氣壓強p0＝1atm)(BC)A．5atm,3L B．1atm,24LC．5atm,4.8L D．1atm,30L解析：當氣體從閥門跑出時，溫度不變，所以p1V1＝p2V2，當p2＝1atm時，得V2＝30L，逸出氣體30L－6L＝24L，B正確．據(jù)p2(V2－V1)＝p1V1′得V1′＝4.8L，所以逸出的氣體相當于5atm下的4.8L氣體．C正確，故應(yīng)選B、C.二、填空題(11題4分，12題6分，13題10分)11．一根粗細勻稱長1.0m的直玻璃管，上端封閉，下端開口，將它豎直地緩慢插入深水池中，直到管內(nèi)水面距管上端0.50m為止．已知水的密度為1.0×103kg/m3，重力加速度為10m/s2，大氣壓強為1.0×105Pa，則這時管內(nèi)、外水面的高度差為10_解析：被封進管中的空氣初狀態(tài)p0＝1.0×105Pa，V0＝SL，末狀態(tài)p＝p0＋ρgh水，V＝eq\f(1,2)SL＝eq\f(1,2)V0，據(jù)玻意耳定律，p0V0＝pV，即可得：p0V0＝(p0＋ρgh水)eq\f(1,2)V0，則h水＝eq\f(p0,ρ·g)＝10m.12．為了測試某種平安閥在外界環(huán)境為一個大氣壓時所能承受的最大內(nèi)部壓強，某同學(xué)自行設(shè)計制作了一個簡易的測試裝置．該裝置是一個裝有電加熱器和溫度傳感器的可密閉容器．測試過程可分為如下操作步驟：a．記錄密閉容器內(nèi)空氣的初始溫度t1；b．當平安閥起先漏氣時，記錄容器內(nèi)空氣的溫度t2；c．用電加熱器加熱容器內(nèi)的空氣；d．將待測平安閥安裝在容器蓋上；e．蓋緊裝有平安閥的容器蓋，將肯定量空氣密閉在容器內(nèi)．(1)將每一步驟前的字母按正確的操作依次排列：deacb；(2)若測得的溫度分別為t1＝27℃，t2＝87℃，已知大氣壓強為1.0×105Pa，則測試結(jié)果是：這個平安閥能承受的最大內(nèi)部壓強是1.2×105_Pa.解析：(1)將平安閥安裝在容器蓋上，然后密封空氣，記錄其初始溫度t1，然后加熱密封空氣，待漏氣時記錄容器內(nèi)空氣溫度t2，故正確操作依次為deacb.(2)已知T1＝300K，T2＝360K，p0＝1.0×105Pa，由于密封空氣的體積不變，由查理定律可得eq\f(p0,T1)＝eq\f(p,T2)，p＝eq\f(p0T2,T1)＝eq\f(1.0×105×360,300)Pa＝1.2×105Pa.13.利用圖“驗證玻意耳定律”的試驗裝置來驗證查理定律．(1)為了完成這個試驗，除了圖中給出的器材外，還須要氣壓計、托盤天平、熱水、涼水和溫度計．(2)必需進行的試驗步驟有：①用托盤天平稱出活塞和框架的質(zhì)量M，用氣壓計讀出試驗室中的大氣壓強p0.按圖安裝器材，在框架兩側(cè)掛上鉤碼，使注射器的下半部分位于量杯之中．往量杯中加入適量的涼水，使注射器內(nèi)的空氣柱位于水面之下．過幾分鐘后，登記鉤碼的質(zhì)量和活塞下表面的位置．同時用溫度計測出水溫．②在量杯中加些熱水，過幾分鐘后在框架兩側(cè)加掛適當質(zhì)量的鉤碼，使氣體體積不變，登記鉤碼的質(zhì)量．同時測出水溫．③把步驟②重復(fù)4次．(3)可用作圖法來驗證查理定律是否成立，該圖線的橫坐標所代表的物理量及其單位是氣體溫度，開爾文，縱坐標所代表的物理量及其單位是氣體壓強，帕斯卡．解析：(1)需用溫度計測溫度．(2)①描述氣體狀態(tài)的三個參量是壓強、體積、溫度，若鉤碼重力為G，活塞橫截面積是S，則管內(nèi)封閉氣體的壓強是p0＋eq\f(G＋Mg,S)，登記活塞下表面的位置為了下一步能保證氣體體積不變，同時應(yīng)當用溫度計測出水溫，當作氣體的溫度．②使管中封閉氣體中呈現(xiàn)另一狀態(tài)，但要保證體積不變，即保持活塞下表面復(fù)原到步驟1的位置，同時再測出水溫．(3)查理定律是等容變更，探討壓強和溫度的關(guān)系，使兩坐標軸作為這兩個變量的數(shù)軸即可．壓強的單位是帕斯卡，符號是Pa，溫度的單位是開爾文，符號是K.三、計算、論述題(每小題10分，共40分)14.如圖所示，長31cm內(nèi)徑勻稱的細玻璃管，開口向上豎直放置，齊口水銀柱封住10cm長的空氣柱，若把玻璃管在豎直平面內(nèi)緩慢轉(zhuǎn)動180°后，發(fā)覺水銀柱長度變?yōu)?5cm，接著緩慢轉(zhuǎn)動180°至開口端向上．求：(1)大氣壓強的值；(2)末狀態(tài)時空氣柱的長度．解析：(1)等溫變更p1V1＝p2V2p1＝p0＋21cmHgp2＝p0－15cmHg(p0＋21)×10×S＝(p0－15)×16×S解得：p0＝75cmHg.(2)由玻意耳定律得p1V1＝p3V3p3＝p0＋15cmHgl3＝eq\f(p1l1,p3)＝eq\f(75＋21×10,75＋15)cm＝10.67cm.答案：(1)75cmHg(2)10.67cm15．冬春季節(jié)是我國中東部地區(qū)陰霾多發(fā)季節(jié)，陰霾影響面積約為143萬平方公里，約占國土面積的15%，重霾面積約為81萬平方公里，主要集中在北京、河北、遼寧、山西、山東、河南等地．一位同學(xué)受桶裝純凈水的啟發(fā)，提出用桶裝的凈化壓縮空氣供氣，設(shè)每人1min內(nèi)呼吸16次，每次吸入1atm的凈化空氣500mL，而每個桶能裝10atm的凈化空氣20L，假定這些空氣可以全部被運用，設(shè)溫度不變，估算一下每人每天須要吸多少桶凈化空氣．(1atm＝1×105Pa)解析：每人每天吸入1atm的凈化空氣的體積為V＝(16×60×24)×500mL＝1.152×107mL＝1.152×10由玻意耳定律pV＝p′V′可知，每人每天呼入的氣體轉(zhuǎn)化為10atm的體積為V′＝eq\f(1×1.152×104,10)L＝1.152×103L故每人每天須要凈化空氣的桶數(shù)為n＝eq\f(1.152×103,20)＝57.6≈58.答案：5816．如圖所示，足夠長的圓柱形汽缸豎直放置，其橫截面積為1×10－3m2，汽缸內(nèi)有質(zhì)量m＝2kg的活塞，活塞與汽缸壁封閉良好，不計摩擦．起先時活塞被銷子K銷于如圖位置，離缸底12cm，此時汽缸內(nèi)被封閉氣體的壓強為1.5×105Pa，溫度為300K．外界大氣壓為1.0×105Pa，g＝10m/s(1)現(xiàn)對密閉氣體加熱，當溫度升到400K時，其壓強多大？(2)若在此時拔去銷子K，活塞起先向上運動，當它最終靜止在某一位置時，汽缸內(nèi)氣體的溫度為360K，則這時活塞離缸底的距離為多少？解析：(1)氣體體積不變，由查理定律得eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)，即eq\f(1.5×105Pa,300K)＝eq\f(p,400K)解得：p＝2×105Pa(2)p3＝p0＋mg/S＝1.2×105PaT3＝360K由志向氣體狀態(tài)方程得eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p3V3,T3)，即eq\f(1.5×105×12,300)＝eq\f(1.2×105×l3,360)解得：l3＝18cm.答案：(1)2×105Pa(2)18cm17.一豎直放置、缸壁光滑且導(dǎo)熱的柱形汽缸內(nèi)盛有肯定量的氮氣，被活塞分隔成Ⅰ、Ⅱ兩部分；達到平衡時，這兩部分氣體的體積相等，上部氣體的壓強為p10，如圖a所示，若將汽缸緩慢倒置，再次達到平衡時，上下兩部分氣體的體積