高中物理 第8章气体限时检测随堂课时作业 新人教版选修3-2

"【成才之路】-学年高中物理第8章气体限时检测随堂课时作业新人教版选修3-2"本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分，时间90分钟。第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，第1～6小题只有一个选项符合题目要求，第7～10小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．下面的表格是某地区1～7月份气温与气压的对照表：月份/月1234567平均最高气温/℃1.43.910.719.626.730.230.8平均大气压/105Pa1.0211.0191.0141.0081.0030.99840.99607月份与1月份相比较，正确的是()A．空气分子无规则热运动的情况几乎不变B．空气分子无规则热运动减弱了C．单位时间内空气分子对地面的撞击次数增多了D．单位时间内空气分子对单位面积地面撞击次数减少了答案：D解析：由表中数据知，7月份与1月份相比，温度升高，压强减小，温度升高使气体分子热运动更加剧烈，空气分子与地面撞击一次对地面的冲量增大，而压强减小，单位时间内空气分子对单位面积地面的冲量减小。所以单位时间内空气分子对单位面积地面的撞击次数减少了，因而只有D项正确。2.如图所示，由导热材料制成的气缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞与气缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体。将一细管插入液体，由于虹吸现象，活塞上方液体缓慢流出，在此过程中，大气压强与外界的温度保持不变。下列各个描述理想气体状态变化的图像中与上述过程相符合的是()答案：D解析：封闭气体做的是等温变化，只有D图线是等温线，故D正确。3．(吉林一中～学年高二下学期期末)如图所示为充气泵气室的工作原理图。设大气压强为p0，气室中的气体压强为p，气室通过阀门S1、S2与空气导管相连接。以下选项中正确的是()A．当橡皮碗被拉伸时，p>p0，S1关闭，S2开通B．当橡皮碗被拉伸时，p<p0，S1关闭，S2开通C．当橡皮碗被压缩时，p>p0，S1关闭，S2开通D．当橡皮碗被压缩时，p<p0，S1关闭，S2开通答案：C解析：当橡皮碗被拉伸时，气室内空气体积增大，气室内气体压强减小，p<p0，S1打开，S2关闭；当橡皮碗被压缩时，气室内空气体积减小，气室内气体压强增大，p>p0，S1关闭，S2打开，C选项正确。4.温度计是生活、生产中常用的测温装置。图为一个简易温度计，一根装有一小段有色水柱的细玻璃管穿过橡皮塞插入烧瓶内，封闭一定质量的气体。当外界温度发生变化时，水柱位置将上下变化。已知A、D间的测量范围为20℃～80℃，A、D间刻度均匀分布。由图可知，A、D及有色水柱下端所示温度分别为()A．20℃、80℃、64℃ B．20℃、80℃、68℃C．80℃、20℃、32℃ D．80℃、20℃、34℃答案：C解析：由热胀冷缩原理可知A点为80℃，D点为20℃，由题意可知，每格表示4℃，则有色水柱下端表示32℃，选C。5．(重庆一中～学年高二下学期期末)下图描绘的是一定质量的氧气分子分别在0℃和100℃两种情况下速率分布的情况，符合统计规律的是()答案：A解析：气体温度越高，分子热运动越剧烈，分子热运动的平均速率增大，且分子速率分布呈现“两头少、中间多”的特点。温度高时速率大的分子所占据的比例越大，所以A正确。6.如图所示，两个容器A、B，用截面均匀的水平细玻璃管相连，A、B所装气体的温度分别为17℃和27℃，水银柱在管中央平衡，如果两边气体温度都升高10℃，则水银柱将()A．向右移动 B．向左移动C．不动 D．条件不足，不能确定答案：A解析：假设水银柱不动，A、B气体都作等容变化，由查理定律的变形式Δp＝eq\f(ΔT,T)p得：对A内气体ΔpA＝eq\f(ΔTA,TA)pA；对B内气体ΔpB＝eq\f(ΔTB,TB)pB由题意知，pA＝pB＝p，ΔTA＝ΔTB＝10K，TA＝290K，TB＝300K代入解得ΔpA＝eq\f(p,29)，ΔpB＝eq\f(p,30)，即ΔpA>ΔpB>0，所以水银柱向右移动。7．如图所示，表示一定质量的理想气体沿箭头所示的方向发生状态变化的过程，则该气体压强变化情况是()A．从状态c到状态d，压强减小B．从状态d到状态a，压强增大C．从状态a到状态b，压强增大D．从状态b到状态c，压强不变答案：AC解析：在V－T图象中等压线是过坐标原点的直线。故可在图中作过a、b、c、d四点的等压线(图中虚线)。由理想气体状态方程知eq\f(V,T)＝eq\f(C,p)。可见，当压强增大时，等压线的斜率k＝eq\f(V,T)＝eq\f(C,p)变小。由图中比较可解定pa<pd<pc<pb。8．如图所示，内径均匀、两端开口的V形管，B支管竖直插入水银槽中，A支管与B支管之间的夹角为θ，A支管中有一段长为h的水银柱保持静止，下列说法中正确的是()A．B管内水银面比管外水银面高AB．B管内水银面比管外水银面高hcosθC．B管内水银面比管外水银面低hcosθD．管内封闭气体的压强比大气压强小hcosθ高水银柱答案：BD解析：以A管中的水银柱为研究对象，则有pS＋hcosθS＝p0S，B管内压强p＝p0－hcosθ，显然p<p0，且B管内水银面要比槽内水银面高出hcosθ。B、D正确。9．某同学用带有刻度的注射器做验证玻意耳定律的实验，温度计表明在整个实验过程中都是等温的，他根据实验数据绘出了p－eq\f(1,V)的关系图线EF，从图中的图线可以得出()A．如果实验是从E状态→F状态，则表示外界有空气进入注射器内B．如果实验是从E状态→F状态，则表示注射器内有部分空气漏了出来C．如果实验是从F状态→E状态，则表示注射器内有部分空气漏了出来D．如果实验是从F状态→E状态，则表示外界有空气进入注射器内答案：AC解析：连接OE、OF，因斜率KOF>KOE，表示(pV)F>(pV)E，知E→F，m增大，F→E，m减小，所以B、D错。10．在室内，将装有5atm的6L气体的容器的阀门打开后，从容器中逸出的气体相当于(设室内大气压强p0＝1atm)()A．5atm,3L B．1atm,24LC．5atm,4.8L D．1atm,30L答案：BC解析：当气体从阀门跑出时，温度不变，所以p1V1＝p2V2，当p2＝1atm时，得V2＝30L，逸出气体30L－6L＝24L，B正确。据p2(V2－V1)＝p1V1′得V1′＝4.8L，所以逸出的气体相当于5atm下的4.8L气体。C正确，故应选B、C。第Ⅱ卷(非选择题共60分)二、填空题(共2小题，每小题7分，共14分。把答案直接填在横线上)11.利用右图“验证玻意耳定律”的实验装置来验证查理定律。(1)为了完成这个实验，除了图中给出的器材外，还需要气压计、托盘天平、热水、凉水和________。(2)必须进行的实验步骤有：①用托盘天平称出活塞和框架的质量M，用气压计读出实验室中的大气压强p0。按图安装器材，在框架两侧挂上钩码，使注射器的下半部分位于量杯之中。往量杯中加入适量的凉水，使注射器内的空气柱位于水面之下。过几分钟后，记下钩码的质量和活塞下表面的位置。同时________。②在量杯中加些热水，过几分钟后在框架两侧加挂适当质量的钩码，使______，记下钩码的质量。同时______。③把步骤②重复4次。(3)可用作图法来验证查理定律是否成立，该图线的横坐标所代表的物理量及其单位是________，纵坐标所代表的物理量及其单位是________。答案：(1)温度计(2)用温度计测出水温；气体体积不变；测出水温(3)气体温度，开尔文；气体压强，帕斯卡解析：(1)需用温度计测温度。(2)①描述气体状态的三个参量是压强、体积、温度，若钩码重力为G，活塞横截面积是S，则管内封闭气体的压强是p0＋eq\f(G＋Mg,S)，记下活塞下表面的位置为了下一步能保证气体体积不变，同时应该用温度计测出水温，当作气体的温度；②使管中封闭气体中呈现另一状态，但要保证体积不变，即保持活塞下表面恢复到步骤1的位置，同时再测出水温。(3)查理定律是等容变化，研究压强和温度的关系，使两坐标轴作为这两个变量的数轴即可。压强的单位是帕斯卡，符号是Pa，温度的单位是开尔文，符号是K。12.如图所示为一种测定“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，被测者尽力吸尽空气，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________(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，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，被测者的“肺活量”，即V0＝______。答案：(1)不变(2)eq\f(p0＋ρgΔhh＋ΔhS,p0)解析：(1)由于温度是分子平均动能大小的标志，因为气体温度不变，所以分子平均动能不变。(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V0，由于整个过程中温度不变，由玻意耳定律可得：p0V0＝pV，即p0V0＝(p0＋ρgΔh)(h＋Δh)S被测者的肺活量V0＝eq\f(p0＋ρgΔhh＋ΔhS,p0)三、论述·计算题(共4小题，共46分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13．(10分)教室的容积是100m3，在温度是7℃，大气压强为1.0×105Pa时，室内空气的质量是130kg，当温度升高到27℃时大气压强为1.2×105答案：145.6kg解析：初态：p1＝1.0×105Pa，V1＝100m3T1＝(273＋7)K＝280K。末态：p2＝1.2×105Pa，V2＝？，T2＝300K。根据理想气体状态方程：eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)得V2＝eq\f(p1T2,p2T1)V1＝eq\f(1.0×105×300×100,1.2×105×280)m3＝89.3m3，V2<V1，有气体流入房间。m2＝eq\f(V1,V2)m1＝145.6kg。14．(11分)一定质量的理想气体由状态A变为状态D，其有关数据如图甲所示，若状态D的压强是2×104Pa。(1)求状态A的压强。(2)请在乙图中画出该状态变化过程的p－T图象，并分别标出A、B、C、D各个状态，不要求写出计算过程。答案：(1)据理想气体状态方程：eq\f(pAVA,TA)＝eq\f(pDVD,TD)则pA＝eq\f(pDVDTA,VATD)＝4×104Pa(2)p－T图象及A、B、C、D各个状态如图所示。15．(12分)春节期间，哈尔滨海洋极地馆向游客献上了一次精彩大戏——双人双鲸“海洋之心”表演(如图)。据了解，这种表演在世界上尚属首次。在表演“海洋之心”之余，可爱的极地白鲸近日还学会了一项新本领——向观众吐泡泡，据工作人员介绍，每次驯养师背着氧气瓶训练白鲸时，白鲸总是对驯养师身上的氧气瓶格外好奇，于是驯养师就把呼吸嘴放入白鲸口中，白鲸吸几口后，就顽皮地吐起了泡泡。假设驯养师携带的氧气瓶的容积是12L，其中氧气的压强是1.5×107Pa。规定瓶内氧气压强降到1.0×106Pa时就要重新充氧。如果驯养师每次表演时需要用1×105Pa的氧气400L，那么一瓶氧气驯养师可以用几次？假定在使用过程中温度不变。答案：4次解析：取原来氧气瓶中的氧气为研究对象，因为温度不变，故p1V1＝p2V2。V2＝eq\f(p1V1,p2)＝eq\f(1.5×107×12,1.0×106)L＝180L。这些氧气一部分留在氧气瓶中，压强为1.0×106Pa，另一部分被使用，选取被使用的那部分氧气为研究对象。p2(V2－V1)＝p3V3V3＝eq\f(p2V2－V1,p3)＝eq\f(1.0×106×180－12,1×105)L＝1680L驯养师使用的次数n＝eq\f(1680L,400L)＝4.2次。16．(13分)(·青岛市高三检测)如图，两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同气缸直立放置，气缸底部和顶部均有细管连通，顶部的细管带有阀门K。两气缸的容积均为V0，气缸中各有一个绝热活塞(质量不同，厚度可忽略)。开始时K关闭，两活塞下方和右活塞上方充有气体(可视为理想气体)，压强分别为p0和p0/3；左活塞在气缸正中间，其上方为真空，右活塞上方气体体积为V0/4。现使气缸底与一恒温热源接触，平衡后左活塞升至气缸顶部。且与顶部刚好没有接触；然后打开K，经过一段时间，重新达到平衡。已知外界温度为T0，不计活塞与气缸壁间的摩擦，求：(1)恒温热源的温度T；(2)重新达到平衡后左气缸中活塞上方气体的体积Vx。[答案](1)eq\f(7,5)T0(2)eq\f(1,2)V0[解析](1)与恒温热源接触后，在K未打开时，右活塞不动，两活塞下方的气体经历等压过程，由盖·吕萨克定律得eq\f(T,T0)＝eq\f(7V0/4,5V0/4)①由此得T＝eq\f(7,5)T0