沪科版 (2019)选择性必修 第三册2.1 气体的状态随堂练习题

这是一份沪科版 (2019)选择性必修 第三册2.1 气体的状态随堂练习题，共12页。试卷主要包含了用如图装置来验证查理定律等内容，欢迎下载使用。
【精挑】第1节气体的状态-2优质练习一．填空题1．在温度为27°C时，一直径为0.3 m的薄塑料球内气体压强为，大气压强为，由于球内外的压强差，使球面绷紧，球面上出现张力。则球面上每厘米长度所受张力为______N，如果球面上每厘米长度只能承受50N的力，设球体积不变，当球内温度升高到_____K时，球将破裂。2．用如图装置来验证查理定律。实验研究的是封闭在注射器内的气体，为了完成实验除了图中的器材外，还需要气压计．热水．凉水．温度计和天平。若大气压强为，活塞和支架的钩码总重力为G，活塞的横截面积为S，则气体的压强是________。3．在“用DIS实验系统研究温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”实验中，除需保持气体温度不变外，还需保持气体的________不变。通过实验，得出结论：在实验允许的误差范围内，当气体温度保持不变时，气体的压强p与体积V成________比。4．上周六，在我校的科技文化节的展演中，物理科组织进行了的水火箭制作与发射比赛。比赛用的水火箭通常采用可乐瓶来制作，用一个中间装有自行车打气用的气门嘴的软橡胶塞作为瓶塞。发射前，先在瓶中装上适量的水，然后倒放在发射架上，再让打气筒的软管与气门嘴连接上，装置如图所示。通过打气筒向瓶内多次打气，直到瓶内气体的压力冲开瓶塞，同时瓶内的水也从瓶口快速喷出，瓶身因反冲获得向上的速度而射上空中。已知瓶塞的截面积为，瓶中气体未打气时压强为（大气压强），体积为，每次打气均是把打气筒中压强为，体积为（）的一筒气体全部打入瓶中。忽略打气过程中气体温度的变化，也忽略水及瓶塞重力产生的压强。假设共打了次气后，水恰好冲开瓶塞，水火箭成功发射。①在瓶塞被冲开，水快速喷出的时，瓶中气体近似经历了一个______（选填：“等压”．“等温”或“绝热”）膨胀过程，气体的内能将_____，温度将_____；②求瓶塞刚被冲开时瓶内气体的压强和瓶塞与瓶颈间的最大摩擦力。_____5．图甲为固定在水平桌面深为H内壁光滑的气缸，面积为S的轻质活塞厚度不计，在缸内移动可保持气体质量不变。若经过一段时间发现活塞略微下降，可能的原因是__________；若要把图乙中静止在处的活塞竖直向上缓慢拉出气缸，请对拉力F大小作简要分析：__________。（拉出过程大气压强不变为P0）6．如图所示，质量不计的光滑活塞被销钉固定，使一定量气体封闭在容器的上部，容器上部接有一个U型管（U型管内的气体体积忽略不计，）容器下部与大气相通，（容器下部足够高）此时容器上部封闭气体的温度为T1=300K，U型管两边水银高度差为h1=24cm，（外界大气压等于76cm汞柱）。若要使U型管两边水银柱高度差变为h2=38cm，则应当把气体的温度加热到T2=________K；若在保持气体温度T2不变的情况下，拔掉销钉，则活塞稳定时U型管内两边水银面的高度差h3=________cm.7．如图所示，摩尔的理想气体从状态开始，经过一系列的准静态变化回到原状态，图象如图所示，其中的反向延长线通过坐标原点。从到理想气体对外做功大小为________（气体普适常数为 ），从到 ________（填“吸热”或“放热，从到________（填“吸热”或“放热”）。8．一只汽车轮胎,充足气体时的体积是0.8m3,压强是5.7×105Pa.装在汽车上后(汽车静止),受到车身的压力而发生形变,体积减小到0.76m3，这时轮胎内气体的压强为______Pa.每秒撞击单位面积器壁的气体分子数____________（选填“增加”．“减小”或“不变”）9．如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①②③到达状态d。过程①中气体_____（选填“放出”或“吸收”）了热量。在③状态变化过程中，lmol该气体在c状态时的体积为10L，在d状态时压强为c状态时压强的，求该气体在d状态时每立方米所含分子数_____。（已知阿伏加德罗常数NA=6.0×1023mol﹣1，结果保留一位有效数字）10．一定量的理想气体从状态M可以经历过程1或者过程2到达状态N，其p-V图像如图所示。在过程1中，气体始终与外界无热量交换，则可以判断TM_____________TN；在过程2中，气体先经历等容变化再经历等压变化，在等容变化过程中气体____________________，在等压变化过程中气体____________________。（填“吸热"或者“放热"）11．如图所示,一定质量的理想气体封闭在气缸内,缓慢经历了A→B→C→D→A四个过程。则A．C两状态热力学温度比值TA:TC=_________；若A→B过程，活塞对气体做功W，则C→D过程，气体对活塞做功_________.12．如图所示，粗细均匀的弯曲玻璃管A．B两端开口，管内有一段水银柱，管内左侧水银面与管口A之间气柱长为.现将左管竖直插入水银槽中，稳定后管中左侧的水银面相对玻璃管下降了，设被封闭的气体为理想气体，整个过程温度不变，已知大气压强，则稳定后A端上方气柱的压强为_________，气柱的长度为_________，在这个过程中，管内气体_________热量.（填“吸收”或“放出”）13．一定质量的理想气体状态变化的p-T图像如图所示，由图可知：气体在a．b．c三个状态的密度ρa．ρb．ρc的大小关系为_____，气体在a．b．c三个状态时，气体分子的平均动能的大小关系为 _______。14．环境污染已非常严重，瓶装纯净水已经占领柜台.再严重下去，瓶装纯净空气也会上市.设瓶子的容积为 ，空气的摩尔质量.按标准状况计算，，试估算：（1）空气分子的平均质量_________是kg（保留两位有效数字）.（2）一瓶纯净空气的质量是_________kg（保留两位有效数字）.（3）一瓶中约有_________个气体分子（保留两位有效数字）.15．足够长内径均匀的细玻璃管，一端封闭，另一端开口，当开口竖直向上时，用20厘米水银柱封住49厘米长的空气柱，管外大气压相当76厘米高水银柱产生的压强，如图所示，此时气体的压强p=_________。当开口竖直向下时，管内被封闭空气柱的长度是_________厘米。
参考答案与试题解析1．【答案】37.5N    334 K    【解析】【来源】第五部分各区县真卷宝山区高一年级第二学期期末测试卷 【详解】[1]．球的半径；半球面所承受的张力F总=（p-p0）S=πr2（p-p0）每厘米长度上所承受的张力；[2]．当球每厘米长度上受到的张力是50N时，设球内气体压强为p1，则F′=r（p1-p0）气体压强p1≈1.67×105Pa气体初状态时的温度T=273+27=300K
由查理定律可得，即解得T1=334K2．【答案】【解析】【来源】第三部分专项卷气体压强和温度的关系专项卷 【详解】以活塞为研究对象，分析受力：重力G．外界大气压力p0S，气缸壁的压力N和气缸内气体的压力F，其中F=pS，根据平衡条件得：联立解得3．【答案】质量    反比    【解析】【来源】2020年上海市普通高中物理学业水平合格性考试模拟卷（二） 【分析】【详解】[1]在“用DIS实验系统研究温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”实验中，要求温度不变，且质量一定，故除需保持气体温度不变外，还需保持气体的质量不变。[2]该实验是为了验证玻意耳定律，即故需要验证在实验允许的误差范围内，当气体温度保持不变时，气体的压强P与体积V成反比。4．【答案】绝热减小降低；【解析】【详解】①在瓶塞被冲开，水快速喷出的时，瓶中气体近似经历了一个绝热膨胀过程，根据热力学第一定律可知，气体的内能将减小，温度将降低。②根据气体状态方程可得：解得：以活塞为研究对象，根据平衡条件：可得：5．【答案】降温或增压    逐渐变大至    【解析】【来源】2020届上海市松江区高三（下）5月模拟质量监控测试（二模）物理试题 【分析】【详解】[1]根据理想气体状态方程（常数）若经过一段时间发现活塞略微下降，即体积V减小，可能的原因是温度降低或压强增大；[2]对初始状态的活塞受力分析：气缸内气体对活塞的压力和气缸外大气压力，由与活塞处于平衡状态，所以即在活塞竖直向上缓慢拉出气缸的过程中，温度不变，体积变大，由理想气体状态方程（常数）得，当由处拉到H处时，体积变为原来的二倍，气缸内气体的压强p减小为原来的，即此时对活塞受力分析可得气体压强减小，力F逐渐增大，则最终6．【答案】342    0    【解析】【来源】上海市长宁区市三中2018-2019学年高一下学期5月月考物理试题 【详解】[1]加热过程中，封闭气体的体积不变，加热前为初状态,加热后为末状态.运用查理定律可知:得:T2=342K.[2]拔掉销钉，活塞运动过程温度不变，初状态,V2=V末状态p3=p0,因末状态压强为大气压强，故活塞稳定时U型管内两边水银面的高度差为零.7．【答案】    放热    放热    【解析】【来源】2019年超级全能生24省高三上学期9月联考甲（A)卷物理试题 【详解】[1]理想气体从到做等压变化，由解得气体对外做功[2]从到温度不变，内能不变，体积减小，外界对气体做功，向外放热；[3]从到体积不变，温度降低，内能减小，向外放热。8．【答案】    增加    【解析】【来源】上海市七宝高中2017-2018学年高二上物理期中考试物理试题 【详解】[1]．由题： p1=5.7×105Pa，V1=0.8m3；V2=0.76m3．
根据玻意耳定律得：p1V1=p2V2，得：[2]．气体的而体积减小，气体的数密度增加，因气体的温度不变，则气体分子的平均速率不变，则每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增加。9．【答案】吸收     【解析】【来源】2020届江苏省宿迁市沭阳县高三（下）5月联考物理试题 【分析】【详解】[1]．过程①中气体体积不变，做功为零；温度升高，气体内能增大，根据热力学第一定律可知，气体吸热；[2]．③过程，气体做等温变化，根据玻意耳定律得pcVc=pdVd又，解得Vd=15 L即该气体在d状态时每立方米所含分子数4×1025个.10．【答案】TM>TN    放热    吸热    【解析】【来源】河北省冀州中学2019-2020学年高三上学期期中考试物理试题 【分析】由题意可知考查理想气体状态方程的应用，结合热力学第一定律分析计算可得。【详解】[1] 在过程1中，气体始终与外界无热量交换，Q=0，由热力学第一定律可得    体积增大，气体对外做功，W为负值，故？U为负值，所以温度降低，TM>TN 。[2] 在等容变化过程中W=0，气体压强减小，温度降低，？U<0，由热力学第一定律可得，Q<0，故该过程气体放热。[3] 在等压变化过程中P=0，体积增大，温度升高，？U>0，气体对外做功，W<0，由热力学第一定律可得，Q>0，故气体吸热。【点睛】理想气体内能仅与温度有关，温度升高(降低)，内能增大（减小）。运用热力学第一定律解题时注意物理量取值的正负中内能增加时？U取正值，气体体积增大，对外做功，W取负值，气体吸热时，Q取正值。综合热力学第一定律．理想气体状态方程分析计算可得。11．【答案】        【解析】【来源】上海市七宝高中2017-2018学年高二上物理期中考试物理试题 【详解】[1]．由　可知[2]．则C→D过程，气体对活塞做功：W′=pC△V=3pA△V=3W12．【答案】80    38    放出    【解析】【来源】第二部分单元卷第六章分子和气体定律基础测试卷 【详解】[1][2][3] 左侧的水银面相对玻璃管下降了2cm，则右端水银面上升2cm，故两液面的高度差为：h=4cmA端上方气柱的压强为：p=（76+4）cmHg=80cmHg插入水银槽后右管内气体做等温变化，由玻意耳定律得：p0lAS=plS代入数据解得：l=38cm温度不变，内能不变，但是气体被压缩，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体放出热量。13．【答案】        【解析】【来源】2020届上海市浦东外国语学校高三下学期4月物理试题 【分析】【详解】[1] 由理想气体状态方程＝C，可知越大，体积越小，由图可知质量相等，则密度与体积成反比，故 [2]温度越高，气体分子的平均动能越大，故14．【答案】            【解析】【来源】第四部分期中期末卷高一年级第二学期期末拓展提高卷 【详解】（1）[1]．空气分子的平均质量（2）[2]．一瓶纯净空气的摩尔量则瓶中气体的质量 （3）[3]．分子数15．【答案】96    84    【解析】【来源】第五部分各区县真卷奉贤区高一年级第二学期期末测试卷 【详解】[1]玻璃开口向上时，水银柱产生的压强为20cmHg，故封闭气体压强为：；[2]玻璃开口向下时，水银柱产生的压强为20cmHg，故封闭气体压强为：；根据玻意耳定律，有：解得：