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第二章 气体 章末检测试卷(含答案)

1、章末检测试卷章末检测试卷(第二章第二章) (时间:90 分钟 满分:100 分) 一、选择题(本题共 12 小题,每小题 4 分,共 48 分在每小题给出的四个选项中,有的小题 只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确,全部选对的得 4 分,选对但不全的得 2 分, 有选错或不答的得 0 分) 1.对一定质量的气体,通过一定的方法得到了分子数目 f(v)与速率 v 的两条关系图线,如图 1 所示,下列说法正确的是( ) 图 1 A曲线对应的温度 T1高于曲线对应的温度 T2 B曲线对应的温度 T1可能等于曲线对应的温度 T2 C曲线对应的温度 T1低于曲线对应的温度 T2 D无法判断两曲线对应

2、的温度关系 答案 C 解析 对于一定质量的气体,当温度升高时,大多数分子的速率增大,因此,曲线的峰值一 定向速率增大的方向移动,由此可知,曲线对应的温度 T2一定高于曲线对应的温度 T1, 故 C 正确 2下列分子势能一定减小的情况是( ) A分子间距离减小时 B分子间表现为斥力且分子间距离增大时 C分子动能增大时 D分子间作用力做负功时 答案 B 解析 当分子间距离减小时,分子间的作用力可能做正功,也可能做负功,所以分子势能可 能增大也可能减小,A 错误;当分子间表现为斥力且分子间距离增大时,分子间的作用力做 正功,分子势能减小,B 正确;分子动能与分子势能没有关系,C 错误;分子间的作用力

3、做 负功时,分子势能增大,D 错误 3下列说法中正确的是( ) A物体温度降低,其分子热运动的平均动能增大 B物体温度升高,其分子热运动的平均动能增大 C物体温度降低,其内能一定增大 D物体温度不变,其内能一定不变 答案 B 解析 温度是物体分子平均动能的标志, 所以物体温度升高, 其分子热运动的平均动能增大, A 错,B 对;影响物体内能的因素是温度、体积、物质的量及物态,所以只根据温度的变化 情况无法判断内能的变化情况,C、D 错 4.在标准大气压(相当于 76 cmHg 产生的压强)下做托里拆利实验时,由于管中混有少量空气, 水银柱上方有一段空气柱,如图 2 所示,则管中稀薄气体的压强相

4、当于下列哪个高度的水银 柱产生的压强( ) 图 2 A0 cm B60 cm C30 cm D16 cm 答案 D 解析 设管内气体压强为 p,则有:(p60) cmHg76 cmHg,可得管中稀薄气体的压强相当 于 16 cmHg,选项 D 是正确的 5(多选)对一定质量的气体,下列说法中正确的是( ) A气体的体积是所有气体分子的体积之和 B气体温度越高,气体分子的热运动就越剧烈 C气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的 D当气体膨胀时,气体分子之间的势能减小,因而气体的内能减小 答案 BC 解析 气体分子间有较大空隙, 气体分子的体积之和远小于气体的体积, 所以选项 A

5、错误 气 体温度越高,分子平均动能越大,分子热运动越剧烈,则选项 B 正确由压强的定义可知: 单位面积上的压力叫压强,器壁内侧受到的压力就是气体分子对器壁不断碰撞而产生的,所 以选项 C 正确 当气体膨胀时, 气体的温度如何变化无法确定, 故内能如何变化也无法确定, 所以选项 D 错误 6某自行车轮胎的容积为 V,里面已有压强为 p0的空气,现在要使轮胎内的气压增大到 p, 设充气过程为等温过程,空气可看做理想气体,轮胎容积保持不变,则还要向轮胎充入温度 相同、压强也是 p0的空气的体积为( ) A.p0 p V B. p p0V C( p p01)V D( p p01)V 答案 C 解析 取

6、充入空气后的轮胎内的空气为研究对象,设充入空气的体积为 V,则初态 p1p0, V1VV; 末态 p2p,V2V, 由玻意耳定律可得:p0(VV)pV, 解得:V( p p01)V,故选项 C 正确 7(多选)对于一定质量的理想气体,下列说法中正确的是( ) A温度不变时,压强增大 n 倍,单位体积内的分子数一定也增大 n 倍 B体积不变时,压强增大,气体分子热运动的平均速率也一定增大 C压强不变时,若单位体积内的分子数增大,则气体分子热运动的平均速率一定减小 D气体体积增大时,气体分子的内能一定减小 答案 ABC 解析 对于一定质量的理想气体,其压强与单位体积内的分子数(n总分子数 气体体积

7、)有关,与气体 分子热运动的平均速率( v 由温度决定)有关因此,根据实验定律 pV常量、 p T常量和 V T 常量,可知 A、B、C 正确;另外,一定质量的理想气体的内能由温度决定,气体的体积增 大时,温度可能会增大、不变或减小,故内能就会增大、不变或减小,D 错误 8(多选)如图 3 表示一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态,图中 ad 平行于横轴, dc 平行于纵轴,ab 的延长线过原点,以下说法正确的是( ) 图 3 A从状态 d 到 c,气体体积减小 B从状态 c 到 b,气体体积减小 C从状态 a 到 d,气体体积增大 D从状态 b 到 a,气体温度升高 答案 BCD 解析

8、 气体从状态 d 到状态 c,温度不变,但是由于压强减小,所以体积增大,故选项 A 错 误;气体从状态 c 到状态 b 是一个降压、降温过程,同时体积减小,故选项 B 正确;气体从 状态 a 到状态 d 是一个等压、升温的过程,同时体积增大,故选项 C 正确;气体从状态 b 到 状态 a 是一个等容变化过程,随着压强的增大,气体的温度升高,故选项 D 正确 9 如图 4 所示, 容器左边的体积是右边的 4 倍, 两边充有同种气体, 温度分别为 20 和 10 , 此时连接两容器的细玻璃管的水银柱保持静止, 如果容器两边的气体温度各升高 10 , 忽略 水银柱及容器的膨胀,则水银柱将( ) 图

9、4 A向左移动 B向右移动 C静止不动 D条件不足,无法判断 答案 A 解析 假设水银柱不动,则此问题变为等容变化过程,设气体原压强为 p、温度为 T,变化 后的压强为 p,温度为 T,则由p T p T得 p T pp TT p T,得 p T T p,由于开始时两 边气体压强相等,右边部分的气体温度低,变化中升高的温度相同,故 p右p左,所以水 银柱向左移动 10一端封闭的圆筒内用活塞封闭着一定质量的理想气体,它分别处在如图 5 所示的三种状 态时的温度关系是( ) 图 5 ATATBTC BTATBTC CTATBTC DTBTATC 答案 D 解析 由题图可知 VAVBVC,pApCp

10、B,由理想气体状态方程,可判断 TBTATC. 11图 6 为一定质量理想气体的压强 p 与体积 V 的关系图像,它由状态 A 经等容过程到状态 B,再经等压过程到状态 C.设 A、B、C 状态对应的温度分别为 TA、TB、TC,则下列关系式中 正确的是( ) 图 6 ATATB,TBTB,TBTC CTATB,TBTC 答案 C 解析 由题中图像可知,气体由 A 到 B 过程为等容变化,由查理定律得pA TA pB TB,pApB,故 TATB;由 B 到 C 过程为等压变化,由盖吕萨克定律得VB TB VC TC,VBVC,故 TBTC.选项 C 正 确 12医院给病人输液的部分装置如图

11、7 所示,在输液的过程中( ) 图 7 AA 瓶中的药液先用完,随液面下降,A 瓶内上方气体的压强逐渐增大 BE 瓶中的药液先用完,随液面下降,A 瓶内上方气体的压强逐渐增大 C随液面下降,A 瓶内上方气体的压强逐渐减小 D随液面下降,A 瓶内上方气体的压强保持不变 答案 A 解析 A 瓶中的药液先用完,A 瓶内上方气体的压强加上 A 瓶中液体产生的压强等于外界的 大气压强,因此随着液面下降,A 瓶内上方气体的压强逐渐增大 二、填空题(本题共 2 小题,共 12 分) 13 (8 分)在“探究气体等温变化的规律”实验中, 封闭的空气如图 8 所示, U 形管粗细均匀, 右端开口, 已知外界大气

12、压为 76 cm 高汞柱产生的压强, 图中给出了气体的两个不同的状态 图 8 (1)实验时甲图气体的压强为_cmHg;乙图气体的压强为_cmHg. (2)实验时某同学认为管子的横截面积 S 可不用测量,这一观点正确吗? 答:_(选填“正确”或“错误”) (3)数据测量完后在用图像法处理数据时, 某同学以压强 p 为纵坐标, 以体积 V(或空气柱长度) 为横坐标来作图,你认为他这样做能方便地看出 p 与 V 间的关系吗? 答:_(选填“能”或“不能”) 答案 (1)76 80 (2)正确 (3)不能 解析 (1)题图甲中气体压强为 p076 cmHg,题图乙中气体压强为 p04 cmHg80 c

13、mHg. (2)以封闭气体为研究对象,由玻意耳定律,p1V1p2V2,得 p1l1Sp2l2S,即 p1l1p2l2(l1、l2 为空气柱长度),所以玻璃管的横截面积可不用测量 (3)以 p 为纵坐标,以 V 为横坐标,作出的 pV 图是一条曲线,但曲线未必表示反比关系, 所以应再作出 p1 V图,看是否是过原点的直线,才能最终确定 p 与 V 是否成反比 14(4 分)如图 9 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,被测者尽力吸足空气,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

14、温度保持不变 图 9 (1)呼出气体的分子热运动的平均动能_(选填“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(即标准大气压),水的密度为 ,桶底浮出水面 的高度为 h,桶内外水面的高度差为 h,重力加速度为 g,则被测者的“肺活量”,即 V0 _. 答案 (1)不变 (2)p0ghhhS p0 解析 (1)由于温度是分子热运动的平均动能的标志,气体温度不变,所以分子热运动的平均 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,整个过程中温度不变,由 玻意耳定律可得 p0V0pV,即 p0V0(p0gh) (hh)S,则被

15、测者的肺活量 V0 p0ghhhS p0 . 三、计算题(本题共 4 小题,共 40 分) 15.(8 分)如图 10 所示,向一个空的铝制饮料罐(即易拉罐)中插入一根透明吸管,接口用蜡密 封,在吸管内注入一小段油柱(长度可以忽略)如果不计大气压的变化,这就是一个简易的 气温计已知铝罐的容积是 360 cm3,吸管内部粗细均匀,横截面积为 0.2 cm2,吸管的有效 长度为 20 cm,当温度为 25 时,油柱离管口 10 cm. 图 10 (1)吸管上标刻温度值时,刻度是否应该均匀? (2)估算这个气温计的测量范围 答案 见解析 解析 (1)由于罐内气体压强始终不变,所以V1 T1 V2 T

16、2, V1 T1 V T, VV1 T1T 362 298T, T149 181 SL 由于 T 与 L 成正比,所以刻度应该是均匀的 (2)T149 1810.2(2010) K1.6 K 故这个气温计可以测量的温度范围为:(251.6) (251.6) 即 23.4 26.6 . 16(8 分)如图 11 所示,圆柱形汽缸倒置在水平粗糙的地面上,汽缸内被活塞封闭着一定质 量的空气 汽缸质量为 M10 kg, 缸壁厚度不计, 活塞质量 m5 kg, 其横截面积 S50 cm2, 与缸壁摩擦不计在缸内气体温度为 27 时,活塞刚好与地面接触并对地面恰好无压力现 设法使缸内气体温度升高, 问当缸

17、内气体温度升高到多少摄氏度时, 汽缸对地面恰好无压力? (大气压强 p0105 Pa,g 取 10 m/s2) 图 11 答案 127 解析 当温度 T1(27327) K300 K 时,活塞对地面恰好无压力,列平衡方程:p1Smg p0S, 解得 p1p0mg S 105 Pa 510 5010 4 Pa 9104 Pa 若温度升高,气体压强增大,汽缸恰对地面无压力时,列平衡方程:p2Sp0SMg, 解得 p2p0Mg S 105 Pa 1010 5010 4 Pa1.2105 Pa 根据查理定律:p1 T1 p2 T2, 即910 4 Pa 300 K 1.210 5 Pa 273 Kt

18、解得 t127 . 17(10 分)如图 12 所示,是一定质量的气体从状态 A 经状态 B、C 到状态 D 的 pT 图像, 已知气体在状态 B 时的体积是 8 L,求 VA、VC和 VD,并画出此过程的 VT 图像 图 12 答案 见解析 解析 AB 为等温过程,有 pAVApBVB 所以 VApBVB pA 1.010 58 2.0105 L4 L BC 为等容过程,所以 VCVB8 L CD 为等压过程,有VC TC VD TD,VD TD TCVC 400 3008 L 32 3 L10.7 L 此过程的 VT 图像如图所示: 18(14 分)如图 13 所示,两汽缸 A、B 粗细均

19、匀,等高且内壁光滑,其下部由体积可忽略的 细管连通;A 的直径是 B 的 2 倍,A 上端封闭,B 上端与大气连通;两汽缸除 A 顶部导热外, 其余部分均绝热,两汽缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞 a、b,活塞下方充有氮气,活塞 a 上方充有氧气当大气压为 p0、外界和汽缸内气体温度均为 7 且平衡时,活塞 a 离汽缸 顶的距离是汽缸高度的1 4,活塞 b 在汽缸正中间 图 13 (1)现通过电阻丝缓慢加热氮气,当活塞 b 恰好升至顶部时,求氮气的温度; (2)继续缓慢加热,使活塞 a 上升,当活塞 a 上升的距离是汽缸高度的 1 16时,求氧气的压强 答案 (1)320 K (2)4 3p0

20、 解析 (1)活塞 b 升至顶部的过程中,活塞 a 不动,活塞 a、b 下方的氮气经历等压变化,设 汽缸 A 的容积为 V0,氮气初态的体积为 V1,温度为 T1,末态体积为 V2,温度为 T2,按题意, 汽缸 B 的容积为V0 4 ,由题给数据及盖吕萨克定律有:V13 4V0 1 2 V0 4 7 8V0 V23 4V0 V0 4 V0 V1 T1 V2 T2 由式及所给的数据可得:T2320 K (2)活塞 b 升至顶部后,由于继续缓慢加热,活塞 a 开始向上移动,直至活塞上升的距离是汽 缸高度的 1 16时,活塞 a 上方的氧气经历等温变化,设氧气初态的体积为 V1,压强为 p1, 末态体积为 V2,压强为 p2,由所给数据及玻意耳定律可得 V11 4V0,p1p0,V2 3 16V0 p1V1p2V2 由式可得:p24 3p0