第08章氣體性質答案

選修3-3第八章氣體性質-A卷基礎篇（解析版）（時間：90分鐘，滿分：100分）第I卷選擇題一、單項選擇題(每題3分，8小題，共24分)1.民間常用“拔火罐”來治療某些疾病，方法是將點燃的紙片放入一個小罐內，當紙片燃燒完時，迅速將火罐開口端緊壓在皮膚上，火罐就會緊緊地被“吸”在皮膚上。其原因是，當火罐內的氣體()A．溫度不變時，體積減小，壓強增大B．體積不變時，溫度降低，壓強減小C．壓強不變時，溫度降低，體積減小D．質量不變時，壓強增大，體積減小【答案】B【解析】紙片燃燒時，罐內氣體的溫度升高，將罐壓在皮膚上后，封閉氣體的體積不再改變，溫度降低時，由eq\f(pV,T)＝C(恒量)知封閉氣體壓強減小，罐緊緊“吸”在皮膚上，B選項正確。2.已知湖水深度為20m，湖底水溫為4℃，水面溫度為17℃，大氣壓強為×105Pa.當一氣泡從湖底緩慢升到水面時，其體積約為原來的(取g＝10m/s2，ρ水＝×103kg/m3) ()A．倍 B．倍C．倍 D．倍【答案】C【解析】湖底壓強大約為p0＋ρ水gh，即3個大氣壓，由氣體狀態(tài)方程，eq\f(3p0V1,4＋273)＝eq\f(p0V2,17＋273)，當一氣泡從湖底緩慢升到水面時，其體積約為原來的倍，選項C正確．3.如圖所示，活塞質量為m，缸套質量為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，活塞截面積為S，大氣壓強為p0，則()A．汽缸內空氣的壓強等于p0＋Mg/SB．汽缸內空氣的壓強等于p0－mg/SC．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【答案】A【解析】選A對缸套受力分析如圖所示由力的平衡：pS＝p0S＋Mg所以p＝p0＋eq\f(Mg,S)，A對B錯；內外空氣對缸套和活塞的作用力為pS－p0S＝Mg，所以C、D均錯。4.一定質量的理想氣體經過一系列變化過程，如圖所示，下列說法中正確的是()A．a→b過程中，氣體體積增大，壓強減小B．b→c過程中，氣體壓強不變，體積增大C．c→a過程中，氣體壓強增大，體積變小D．c→a過程中，氣體內能增大，體積變小【答案】A【解析】由圖知a→b為等溫膨脹過程，b→c為等壓收縮過程，c→a為等容升壓過程，所以A選項正確。5．容積V＝20L的鋼瓶充滿氧氣后，壓強p＝30atm，打開鋼瓶閥門，讓氧氣分裝到容積為V′＝5L的小瓶中去，小瓶子已抽成真空。分裝完成后，每個小鋼瓶的壓強p′＝2atm。在分裝過程中無漏氣現象，且溫度保持不變，那么最多可能裝的瓶數是()A．4瓶 B．50瓶C．56瓶 D．60瓶【答案】C【解析】選C設最多可裝的瓶數為n，由等溫分態(tài)公式得pV＝p′V＋np′V′，解得n＝eq\f(p－p′V,p′V′)＝eq\f(30－2×20,2×5)＝56瓶。故C正確。6.一定質量的氣體，在體積不變的條件下，溫度由0℃升高到10℃時，其壓強的增量為Δp1，當它由100℃升高到110℃時，所增壓強為Δp2，則Δp1與Δp2之比是（）A．10∶1B．373∶273C．1∶1D．383∶283【答案】C【解析】選C.由等容變化規(guī)律可知因為ΔT相等，所以Δp相等，即Δp1∶Δp2＝1∶1，故C對．7.如圖所示，一端封閉的玻璃管，開口向下豎直插在水銀槽里，管內封有長度分別為L1和L2的兩段氣體。當將管慢慢地向上提起時，管內氣柱的長度()A．L1變小，L2變大B．L1變大，L2變小C．L1、L2都變小D．L1、L2都變大【答案】D【解析】選D假設上段空氣柱長度不變，則下段空氣柱長度變大，則下段封閉氣體體積變大，其壓強減小，導致上段空氣柱壓強減小，由pV為恒量，得L1也變長。8．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．溫度升高，壓強不變C．溫度升高，壓強減小 D．溫度不變，壓強減小【答案】A【解析】對于一定質量的理想氣體eq\f(pV,T)＝C，得出V＝Ceq\f(T,p).當溫度降低，壓強增大時，體積減小，故A正確；當溫度升高，壓強不變時，體積增大，故B錯；當溫度升高，壓強減小時，體積增大，故C錯；當溫度不變，壓強減小時，體積增大，故D錯．二、多項選擇題（每題5分,共6小題，選不全得3分，有錯誤選項不得分，共30分）9.關于對氣體壓強的理解，下列說法正確的是（）A.氣體的壓強是由于地球對氣體分子的吸引而產生的B.氣體的壓強是由于氣體分子頻繁撞擊器壁而產生的C.氣體壓強大小取決于單位體積內的分子數和分子的平均動能D.某一密閉容器中各器壁受到的氣體壓強是相同的【答案】BCD【解析】A、B、氣體的壓強產生的機理是由大量氣體分子對器壁不斷碰撞而產生的，而不是地球引力產生的．故A錯誤、B正確。C、從微觀看，氣體壓強大小取決于單位體積內的分子數和分子的平均動能，故C正確。D、某一密閉容器中各器壁受到的氣體壓強是相同的；故D正確。故選BCD。10.如圖封閉在氣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增多【答案】CD【解析】質量一定的氣體，體積不變，當溫度升高時，是一個等容變化，壓強變大。壓強變大的原因是：（1）溫度升高：氣體的平均動能增加；（2）單位時間內撞擊單位面積器壁的分子數增多。質量一定，體積一定，所以氣體的密度不變．故A錯誤．溫度升高，氣體分子的平均動能增加，但不一定每個分子的運動速率都增大，故B錯誤。質量一定的氣體，體積不變，當溫度升高時，是一個等容變化．壓強變大．故C正確．變化為等容變化，溫度升高，分子密度不變但分子平均動能增大，故每秒撞擊單位面積器壁的分子數增多．故D正確。11.一定質量的理想氣體，從圖示A狀態(tài)開始，經歷了B、C，最后到D狀態(tài)，下列判斷中正確的是（）A.A→B溫度升高，壓強不變B.B→C體積不變，壓強變大C.C→D體積變小，壓強變大D.D點的壓強比A點的壓強小【答案】ACD【解析】在V-T圖象中，A→B為等壓過程，A正確；B→C為等容過程，溫度降低，壓強減小，B錯誤；C→D為等溫過程，體積減小，壓強增大，C正確；再根據和圖中所示，,則有,D正確；故選ACD。12.如圖所示，兩端開口的彎管，左管插入水銀槽中，右管有一段高為h的水銀柱，中間封有一段空氣。則()A．彎管左管內外水銀面的高度差為hB．若把彎管向上移動少許，則管內氣體體積增大C．若把彎管向下移動少許，右管內的水銀柱沿管壁上升D．若環(huán)境溫度升高，右管內的水銀柱沿管壁上升【答案】ACD【解析】由題意知，管內壓強p＝p0＋ρgh，保持不變，由理想氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C，得T不變時，V不變，T變大，則V變大。13．如圖所示，兩端封閉的粗細均勻的U形管中，封閉兩段氣柱，長度分別為l1，l2，現讓管在豎直方向上運動，下述判斷正確的是 ()A．加速上升時，l1變長，l2變短B．加速上升時，l2變長，l1變短C．減速下降時，l2變長，l1變短D．減速上升時，l1變短，l2變長【答案】BC【解析】管在豎直方向加速上升和減速下降時，加速度方向向上，水銀柱超重，減速上升時失重．現在管靜止時，p2＝p1－ph，氣柱l2的壓強小，氣柱l1的壓強大，當超重時，l1長度變短，l2變長，B，C兩項正確．當失重時，l1變長，l2變短．14.如圖所示，用彈簧秤拉著一個薄壁平底玻璃試管，將它的開口端向下插入水銀槽中，由于管內有一部分空氣，此時試管內水銀面比管外水銀面高h。若試管本身的重力與管壁的厚度不計，此時彈簧秤的讀數()A．等于進入試管內的H高水銀柱的重力B．等于外部大氣壓與內部空氣對試管平底部分的壓力之差C．等于試管內高出管外水銀面的h高水銀柱的重力D．等于上面A、C所述的兩個數值之差【答案】BC【解析】取試管平底部分為研究對象，有pS＋F彈＝p0S，彈簧秤對試管的拉力F彈＝p0S－pS，故B正確；而試管內封閉氣體的壓強p＝p0－ρgh，代入上式得F彈＝p0S－(p0－ρgh)S＝ρghS，故C正確。第Ⅱ卷非選擇題三、實驗題（每空4分，共12分）15.用DIS研究一定質量氣體在溫度不變時，壓強與體積關系的實驗裝置如圖1所示，實驗步驟如下：①把注射器活塞移至注射器中間位置，將注射器與壓強傳感器、數據采集器、計算機逐一連接；②移動活塞，記錄注射器的刻度值V，同時記錄對應的由計算機顯示的氣體壓強值p；③用V－1/p圖象處理實驗數據，得出如圖2所示圖線。(1)為了保持封閉氣體的質量不變，實驗中采取的主要措施是________________；(2)為了保持封閉氣體的溫度不變，實驗中采取的主要措施是________________和________________；(3)如果實驗操作規(guī)范正確，但如圖所示的V－1/p圖線不過原點，則V0代表________________?！敬鸢浮?1)用潤滑油涂活塞(2)緩慢抽動活塞不能用手握住注射器封閉氣體部分(3)注射器與壓強傳感器連接部位的氣體體積【解析】(1)為了保證氣體的質量不變，要用潤滑油涂活塞達到封閉效果。(2)要讓氣體與外界進行足夠的熱交換，一要時間長，也就是動作緩慢，二要活塞導熱性能好，再者，不能用手握住封閉氣體部分的注射器。(3)根據p(V＋V0)＝C，C為定值，則V＝eq\f(C,p)－V0，體積讀數值比實際值大V0。四、計算題（共3個小題，共34分。）16.(10分)如圖所示，長31cm內徑均勻的細玻璃管，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緩慢轉動180°后，發(fā)現水銀柱長度變?yōu)?5cm，繼續(xù)緩慢轉動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．【答案】(1)75cmHg(2)cm【解析】(1)等溫變化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＋21×10cm,75＋15)＝cm.17.（12分）如圖所示，內壁光滑的汽缸深度L為1m，固定在水平地面上，汽缸內有一厚度可忽略不計的活塞封閉了一定質量的氣體.開始時汽缸內氣體長L1為m，壓強p1為1×105Pa，溫度T1為300K，已知大氣壓強p0為1×105Pa.現在活塞上施加一水平外力緩慢拉動活塞.（1）保持汽缸內氣體的溫度不變，求活塞被拉至汽缸邊緣時封閉氣體的壓強（沒有氣體漏出）.（2）活塞被拉至汽缸邊緣后，保持氣體的體積不變，逐漸升高溫度直至外力恰好減小為零，求此時封閉氣體的溫度.【解析】（1）以汽缸內封閉氣體為研究對象，因為緩慢拉動活塞，所以汽缸內氣體的溫度保持不變，根據玻意耳定律，有p1L1S=p2L2S，式中p1=1×105Pa,L1=m,L2=L=1m解得p2=4×104Pa.（2）因為汽缸內氣體的體積不變，根據查理定律，有式中p2=4×104Pa,T2=T1=300K,p3=1×105Pa解得T3=750K.【答案】（1）4×104Pa（2）750K18.（12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)樵瓉淼模笫覛怏w的溫度為T1=300K，求右室氣體的溫度.【解析】根據