1、第第 4 章章 气体气体 章末检测章末检测 (时间：90 分钟 满分：100 分) 一、选择题(共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分.17 题为单项选择题，810 题 为多项选择题) 1.关于理想气体，下列说法正确的是( ) A.只有当温度很低时，实际气体才可当作理想气体 B.只有压强很大时，实际气体才可当作理想气体 C.在常温常压下，许多实际气体可当作理想气体 D.所有的实际气体在任何情况下，都可以当作理想气体 答案 C 2.已知湖水深度为 20 m，湖底水温为 4 ，水面温度为 17 ，大气压强为 1.0 105 Pa.当一气泡从湖底缓慢升到水面时，其体积约为原来的(取 g10 m
2、/s2，水 1.0103 kg/m3)( ) A.12.8 倍 B.8.5 倍 C.3.1 倍 D.2.1 倍 答案 C 解析 湖底压强大约为 p0水gh，即 3 个大气压，由气体状态方程， 3p0V1 4273 p0V2 17273，即 V2 V13.1，当一气泡从湖底缓慢升到水面时，其体积约为原来的 3.1 倍，选项 C 正确. 3.如图 1 所示，一向右开口的气缸放置在水平地面上，活塞可无摩擦移动且不漏 气，气缸中间位置有小挡板.初始时，外界大气压为 p0，活塞紧压小挡板处，现 缓慢升高缸内气体温度，则如图所示的 pT 图象能正确反映缸内气体压强变化 情况的是( ) 图 1 答案 B 解
3、析 初始时刻，活塞紧压小挡板，说明气缸中的气体压强小于外界大气压强， 在缓慢升高气缸内气体温度时，气体先做等容变化，温度升高，压强增大，当压 强等于大气压时活塞离开小挡板，气体做等压变化，温度升高，体积增大，A、 D 错误；在 pT 图象中，等容线为通过原点的直线，所以 C 错误，B 正确. 4.如图 2 所示，三支粗细相同的玻璃管，中间都用一段水银柱封住温度相同的空 气柱，且 V1V2V3，h1h2h3.若升高相同的温度，则管中水银柱向上移动最多 的是( ) 图 2 A.丙管 B.甲管和乙管 C.乙管和丙管 D.三管中水银柱上移一样多 答案 B 解析 温度上升时，三支管中的气体都在等压膨胀，
4、根据盖 吕萨克定律： V1 T1 V2 T2 V T，即 V T T V，由此可见，三支管中气体的体积变化的大小取决于原来状 态时管中气体体积的大小.开始时甲、乙两管中气体体积一样大且都比丙管中气 体体积大，所以升高相同温度后，甲、乙管中的水银柱上移得最多，选项 B 正 确. 5.一端封闭的玻璃管开口朝下浸入水中， 在某一深度恰好能保持静止.如果水面上 方大气压突然降低一些，玻璃管在水中的运动情况是( ) A.加速上升，直到玻璃管一部分露出水面 B.加速下降，直到水底 C.先加速下降，后减速下降至某一深度平衡 D.仍然静止 答案 A 解析 上方大气压突然降低，玻璃管中的气体体积增大，将管中的水
5、挤出一部分 而上升，上升过程中压强进一步减小，管内气体进一步膨胀，继续加速上升，直 到玻璃管一部分露出水面，A 正确. 6.如图 3 为一注水的玻璃装置，玻璃管 D、E 上端与大气相通，利用玻璃管 C 使 A、B 两球上部相通，D、C、E 三管与两球接口处紧密封接.当 A、B、D 的水面 高度差如图所示时，E 管内水相对 B 中水面的高度差 h 应等于( ) 图 3 A.0 m B.0.5 m C.1 m D.1.5 m 答案 D 解析 表面看，1 区、2 区液面不在同一水平面，但 1、2 区以管 C 相通，p1p2 pc. 即 p1p0gh1 h11.5 m p2p1p0gh 则 h1.5
6、m，D 正确. 注意：若液柱倾斜，仍有 pp0gh，而 h 为液柱竖直高度. 7.图 4 为一种测温装置示意图，玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，下端插 入水中，玻璃泡中封闭有一定质量的理想气体.若玻璃管内水柱上升，则外界大 气的变化可能是( ) 图 4 A.温度降低，压强增大 B.温度升高，压强不变 C.温度升高，压强减小 D.温度不变，压强减小 答案 A 解析 对于一定质量的理想气体pV T C， 得出 VCT p.当温度降低， 压强增大时， 体积减小，故 A 正确；当温度升高，压强不变时，体积增大，故 B 错误；当温 度升高，压强减小时，体积增大，故 C 错误；当温度不变，压强减小时，
7、体积 增大，故 D 错误. 8.空气湿度对人们的生活有很大的影响，当湿度与温度搭配得当，通风良好时， 人们才会舒适.关于空气湿度，以下说法正确的是( ) A.绝对湿度大而相对湿度不一定大，相对湿度大而绝对湿度也不一定大，必须指 明温度这一条件 B.相对湿度是 100%，表明在当时的温度下，空气中水蒸气已达到饱和状态 C.在绝对湿度一定的情况下，气温降低时，相对湿度减小 D.在绝对湿度一定的情况下，气温升高时，相对湿度减小 答案 ABD 解析 相对湿度的定义 B p ps100%，式中 p 为空气中所含水蒸气的实际压强， ps为同一温度下水的饱和汽压，ps在不同温度下的值是不同的，温度越高，ps
8、越 大，A 正确；相对湿度为 100%，说明在当时的温度下，空气中所含水蒸气的实 际压强已达到饱和汽压，B 正确；绝对湿度 p 不变时，气温降低，ps减小，相对 湿度增加，气温升高，ps增大，相对湿度减小，故 C 错误，D 正确. 9.关于饱和汽和相对湿度，下列说法中正确的是( ) A.使未饱和汽变成饱和汽，可采用降低温度的方法 B.空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近饱和汽压 C.密闭容器中装有某种液体及其饱和蒸汽，若温度升高，同时增大容器的容积， 饱和汽压可能会减小 D.相对湿度过小时，人会感觉空气干燥 答案 ABD 解析 饱和汽压是物质的一个重要性质，它的大小取决于物质的本性和温
9、度，温 度越高，饱和汽压越大，则使未饱和汽变成饱和汽，可采用降低温度的方法，故 A 正确；根据相对湿度的特点可知，空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强 越接近饱和汽压，故 B 正确；温度升高，饱和汽压增大，故 C 错误；相对湿度 过小时，人会感觉空气干燥，故 D 正确. 10.一定质量理想气体，状态变化过程如图 5(pV)中 ABC 图线所示，其中 BC 为 一段双曲线.若将这一状态变化过程表示在下图中的 pT 图或 VT 图上，其中 正确的是( ) 图 5 答案 AC 二、填空题(共 2 小题，共 16 分) 11.(6 分)一定质量的理想气体，当体积保持不变时，其压强随温度升高而增大，
10、用分子动理论来解释，当气体的温度升高时，其分子的热运动加剧，因此 (1)_；(2)_，从而导致气体的压强增大. 答案 (1)每个分子每次碰撞器壁的平均作用力增大 (2)单位时间内对器壁单位 面积上的碰撞次数增多 12.(10 分)用 DIS 研究一定质量气体在温度不变时，压强与体积关系的实验装置 如图 6 甲所示，实验步骤如下： 图 6 把注射器活塞移至注射器中间位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计 算机逐一连接； 移动活塞，记录注射器的刻度值 V，同时记录对应的由计算机显示的气体压强 值 p； 用 V1 p图象处理实验数据，得出如图乙所示图线. (1) 为 了 保 持 封 闭 气 体
11、的 质 量 不 变 ， 实 验 中 采 取 的 主 要 措 施 是 _ _. (2) 为 了 保 持 封 闭 气 体 的 温 度 不 变 ， 实 验 中 采 取 的 主 要 措 施 是 _ _ 和_ _. (3)如果实验操作规范正确，但如图所示的 V1 p图线不过原点，则 V0 代表 _. 答案 见解析 解析 (1)用润滑油涂抹活塞，可防止活塞漏气，以保持气体质量不变. (2)缓慢地抽动活塞可防止因外界做功使注射器内的气体温度升高；同时为防止 导热，手不能握住注射器封闭气体的部分. (3)因为注射器与传感器连接部分有气体存在， 使得 V1 p图象的延长线不过原点， 而与 V 轴有一个截距V0，
12、即 V0代表注射器与传感器连接部分的气体体积. 三、计算题(共 4 小题，共 44 分) 13.(10 分)最近一个阶段我国中东部一些地区空气污染严重，出现了持续的雾霾 天气.一位同学受桶装纯净水的启发，提出了用桶装的净化压缩空气供气的方法， 设每人 1 min 内呼吸 16 次，每次吸入 1 atm 的净化空气 500 mL，而每个桶能装 10 atm 的净化空气 20 L，假定这些空气可以全部被使用，设温度不变，估算一 下每人每天需要吸多少桶净化空气. 答案 58 桶 解析 每人每天吸入 1 atm 的净化空气的体积为 V(166024)500 mL 11.52106 mL11.52103
13、 L，由玻意耳定律可知，每桶 10 atm 的净化空气转化 为 1 atm 的体积为 V1020 L200 L 故每人每天需要净化空气的桶数为 n V V 11.52103 200 57.658. 14.(10 分)如图 7 所示， 足够长的圆柱形气缸竖直放置， 其横截面积为 110 3 m2， 气缸内有质量 m2 kg 的活塞，活塞与气缸壁封闭良好，不计摩擦.开始时活塞 被销子 K 销于如图位置，离缸底 12 cm，此时气缸内被封闭气体的压强为 1.5 105 Pa，温度为 300 K.外界大气压为 1.0105 Pa，g10 m/s2. 图 7 (1)现对密闭气体加热，当温度升到 400
14、K 时，其压强多大？ (2)若在此时拔去销子 K，活塞开始向上运动，当它最后静止在某一位置时，气缸 内气体的温度为 360 K，则这时活塞离缸底的距离为多少？ 答案 (1)2105 Pa (2)18 cm 解析 (1)气体体积不变，由查理定律得 p1 T1 p2 T2，即 1.5105 300 p 400 解得 p2105 Pa (2)p3p0mg S 1.2105 Pa T3360 K 由理想气体状态方程得p1V1 T1 p3V3 T3 ， 即1.510 512 300 1.210 5l3 360 解得 l318 cm. 15.(12分)一种水下重物打捞方法的工作原理如图8所示.将一质量M3
15、103 kg、 体积 V00.5 m3的重物捆绑在开口朝下的浮筒上.向浮筒内充入一定量的气体， 开始时筒内液面到水面的距离 h140 m，筒内气体体积 V11 m3.在拉力作用下 浮筒缓慢上升，当筒内液面到水面的距离为 h2时，拉力减为零，此时气体体积 为 V2，随后浮筒和重物自动上浮.求 V2和 h2. 图 8 已知大气压强 p01105 Pa，水的密度 1103 kg/m3，重力加速度的大小 g 10 m/s2.不计水温变化，筒内气体质量不变且可视为理想气体，浮筒质量和筒 壁厚度可忽略. 答案 2.5 m3 10 m 解析 当 F0 时，由平衡条件得 Mgg(V0V2) 代入数据得 V22
16、.5 m3 设筒内气体初态、末态的压强分别为 p1、p2，由题意得 p1p0gh1 p2p0gh2 在此过程中筒内气体温度和质量不变，由玻意耳定律得 p1V1p2V2 联立式，代入数据得 h210 m 16.(12 分)如图 9 所示， 一定质量的理想气体， 处在 A 状态时， 其温度 TA300 K， 让该气体状态沿图中线段 AB 所示缓慢地从状态 A 变化到状态 B，求： 图 9 (1)气体处于状态 B 时的温度； (2)从状态 A 到状态 B 的过程中气体的最高温度. 答案 (1)300 K (2)400 K 解析 (1)对 A、B 两个状态，据理想气体的状态方程得 pAVA TA pBVB TB 解得 TB300 K (2)体积为 Vx时的气体压强可表示为 px41 2Vx 由理想气体的状态方程可得 pAVA TA pxVx Tx （41 2Vx）Vx Tx 由上式可得，当 Vx4 L 时，Tx最大. 解得 Tx的最大值为 Tm400 K.
