高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第三册2.1 气体的状态练习题

这是一份高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第三册2.1 气体的状态练习题，共14页。
【特供】第1节气体的状态-2课堂练习一．填空题1．用长度h = 15cm的一段汞柱把空气封闭在一端开口的足够长的粗细均匀玻璃管里，当玻璃管水平放置时，空气柱的长度L1 = 30cm，当玻璃管竖直放置开口向上时，空气柱的长度L2= 25cm。这时的大气压p0 为__________cm汞柱；如果将玻璃管倒过来竖直放置，开口向下，则空气柱的长度 L3 为__________cm。   
2．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”）3．在“研究温度不变时，一定质量气体的压强与体积的关系”实验中需要用到__________传感器，获得实验数据后，为了更直观地显示两个变量的函数关系，对图线做了“化曲为直”的变换处理，此时纵坐标为压强，则横坐标为__________。4．一只装有水银的玻璃管插入装有水银的水槽中，玻璃管内上方有少量空气，如果把玻璃管向上拉起一些（不离开液面），等到重新平衡后,玻璃管中空气柱长度将_________（选填“增大”“减小”“不变”）玻璃管内外液面高度差将______（选填“增大”“减小”“不变”）5．已知在地面附近高度每升高，大气压降低.为了观测大气压随高度的这一微小变化某实验小组巧妙地设计了如图所示的一个实验装置，在一个密闭的玻璃瓶的塞子上插入一根两端开口且足够长的细玻璃管，瓶内有一定量的水和空气.忽略不计水面的升降引起的瓶内空气体积的变化，水银的密度为）.（1）由于内外压强差，细玻璃管内水面a上升到一定的高度.将玻璃瓶放置在地面上，记录此时管内水面a的位置，再将玻璃瓶放到离地1.2米高的讲台上时，则玻璃管内水面将上升________.（2）小组成员突然想到用此装置可以测定实验室内的空气压强.他们先将此实验装置放在温度为27℃．大气压为的底楼场地上，测得水柱的高度.然后将装置缓慢地平移到二楼的实验室地面上，待稳定后发现水柱升高了，已知实验室比楼下场地的温度高1℃，为了便于求得实验室空气的压强，忽略不计水面的升降引起的瓶内空气体积的变化，应用气体的查理定律，求出了二楼实验室内空气的压强值约是________.6．采用如图所示器材验证玻意耳定律，实验步骤如下：(1)将针管水平固定，拔下橡皮帽，向右将活塞从针管中抽出；(2)用天平称出活塞与固定在其上的支架的总质量为；(3)用游标卡尺测出活塞直径为；(4)再将活塞插入针管中，保持针管中有一定质量的气体，并盖上橡皮帽，此时，从针管上可读出气柱体积为；(5)将弹簧测力计挂钩钩在活塞支架上，向右水平缓慢拉动活塞到一定位置，此时，弹簧测力计读数为，气柱体积为。试用以上的直接测量数据，写出大气压强的最终表达式______，本实验中步骤______是多余的。 7．如图，为洗衣机水位控制器的示意图，洗衣机进水前塑料管内充满空气，塑料管顶端连接着压强传感器。进水时，洗衣桶内水位上升，塑料管中空气压强_____（选填“增大”“减小”或“不变”），若此时水进入塑料管的高度为1.75cm，压强传感器测得气体压强是1.03×105Pa，则塑料管总长度约为_____cm．（设大气压强是1.0×105Pa，不计塑料管下部水平部分长度）8．如图所示，一定质量的空气被水银封闭在静置于竖直平面的U型玻璃管内，右管上端开口且足够长，右管内水银面比左管内水银面高h，当环境温度升高时，h将当大气压强升高时，h将________，U型玻璃管自由下落时，h将________.（填变大．不变或变小）9．在“用DIS研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”实验中，某同学最后得到如图所示的p－图线。①若大气压强为p0，注射器内气体初始体积为10cm3，实验过程中，注射器内气体体积在4cm3到20cm3范围内变化，则注射器内部与外界压强差的最大值为________p0。②图线弯曲的可能原因是在V减小过程中（____）A．注射器中有异物    B．连接软管中存在气体C．注射器内气体温度升高    D．注射器内气体温度降低 10．如图是一定质量的理想气体的压强与热力学温度的图，．．是理想气体的三个状态，其中平行于坐标轴，平行于坐标轴。则从到过程中气体的分子平均动能_________（填“变大”．“变小”或“不变”），从到的过程________（填“可能”或“不可能”）为绝热过程，从到的过程中气体的密度______（填“变大”．“变小”或“不变”）11．如图，一容器两端是直径不同的两个圆筒，里面各有一个活塞，活塞横截面积分别是，，质量分别为，，它们之间用一轻杆相连并保持平衡。活塞与圆筒壁间无摩擦，活塞B的下面和大气相通，活塞A的上面是真空。若大气压强，重力加速度，则被封闭气体的压强为______Pa；若略微降低筒内气体的温度，重新平衡后，筒内气体压强将______（选填“变大”．“不变”或“变小"）。12．一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 _______。13．一定质量的理想气体从状态(p1．V1)开始做等温膨胀，状态变化如图中实线所示．若该部分气体从状态(p1．V1)开始做绝热膨胀至体积V2，则对应的状态变化图线可能是图中虚线______(选填图中虚线代号)，在这一过程中气体的内能______(填“增大”“减少”或“不变”)14．如图所示，圆筒形容器A．B用细而短的管连接，活塞F与容器A的内表面紧密接触，且不计摩擦。初始K关闭，A中有温度为T0的理想气体，B内为真空，整个系统对外绝热。现向右缓慢推动活塞F，直到A中气体的体积与B的容积相等时，气体的温度变为T1，则此过程中气体内能将________（填“变大”．“不变”．“变小”）。然后固定活塞不动，将K打开，使A中的气体缓慢向B扩散，平衡后气体的温度变为T2，那么T2________T1（填“>”．“=”．“<”）。15．如图所示，一定质量的理想气体，从某状态开始经历三个变化过程又回到初始状态，则吸热过程有___________，放热过程有_________。（选填“①”“②”“③”）16．一定质量理想气体经历某种状态变化，图线①表示变化过程中的p﹣T关系，图线②表示变化过程中的V﹣T关系，则此变化过程气体遵循__定律（填写气体实验定律的名称）。当这部分气体经过其他变化到达某一状态时，压强为1.5p0，体积为2V0时，则气体的热力学温度为__K。17．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。_____18．如图所示，质量为M的气缸用质量为m的活塞在缸内密封一定质量的理想气体，活塞跟缸壁间的摩檫力不计，大气压为p0，活塞的横截面积为S，整个装置倒立在水平地面上，当封闭气体温度为T时，活塞恰好跟地面虚接触，此时封闭气体的压强为____；当温度升高到某一个值时，发现气缸恰好跟地面接触，则此时封闭气体的温度为_____.
参考答案与试题解析1．【答案】    (1). 75    (2). 37.5【解析】【分析】以封闭气体为研究对象，利用波意耳定律即可求解．【详解】（1）设玻璃管的横截面积为S，整个过程中温度不变，当玻璃管水平放置时，V1=30S，P1=P0，玻璃管竖直放置开口向上时，V2=25S，P2=P0+15cmHg，由波意耳定律：P1V1=P2V2，解得P0=75cmHg；（2）将玻璃管倒过来竖直放置，开口向下，设V3=L2S，P3=P0-15cmHg，整个过程温度不变，当玻璃管水平放置时，V1=30S，P1=P0，由波意耳定律：P1V1=P3V3，
解得：L2=37.5cm；【点睛】题目中重在分清气体的状态过程中各个状态参量，利用好适当的气体方程求解． 2．【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。3．【答案】压强    体积的倒数（）    【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（四） 【分析】【详解】[1]“研究温度不变时，一定质量气体的压强与体积的关系”实验中需要用到压强传感器。[2]获得实验数据后，为了更直观地显示两个变量的函数关系，对图线做了“化曲为直”的变换处理，此时纵坐标为压强p，根据，可得则坐标为体积的倒数。4．【答案】增大    增大    【解析】【来源】上海市洋泾中学2017-2018学年高二（下)期末等级考试物理试题 【详解】[1][2]刚开始时当试管拉起而水银柱高不变，上提玻璃管会使空气柱的体积增大，那么空气柱变长压强减小，封闭空气产生的压强加水银柱的压强与外界大气压平衡，因此，水银柱的压强会相应增大，即水银柱会变长一些，玻璃管内外液面高度差增大。5．【答案】1.36    749.55    【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)[1] 玻璃瓶放到离地1.2m的讲台上时，大气压降低了0.1mmHg，根据压强关系有毛细管中水面上升：△h=0.1mm×13.6=1.36mm(2)[2] 大气压为750mmHg，在底楼场地处时，瓶内气体压强为：不计水面升降引起的瓶内空气体积的变化，根据查理定律得：代入数据得到：解得：P2=767.55mmHg故二楼的实验室处大气压为：6．【答案】    (2)    【解析】【详解】[1]开始时气体的压强为，向右水平缓慢拉动活塞到一定位置，弹簧测力计读数为时气体的压强该过程中温度不变，则，整理得[2]由题意可知，本实验不需要测量活塞及固定在其上的支架的总质量，所以步骤（2）是多余的。7．【答案】    (1). 增大    (2). 60cm【解析】【分析】分析塑料管中的气体，根据气体状态变化方程可知，体积减小，可知压强变化；根据玻意耳定律求解塑料管总长度。【详解】当洗衣机进水时，洗衣桶内的水位上升，塑料管中空气的体积减小，根据气体方程PV/T＝C得，塑料管中空气的压强增大。当洗衣桶内的水位达到一定深度时，水进入塑料管的高度为1.75cm，设塑料管的长度是xcm；根据气体方程PV/T＝C得：P0x？S＝P1（x﹣1.75）？S解得：x＝60cm。8．【答案】变大    变大    【解析】【来源】第二部分单元卷第六章：分子和气体定律拓展提高卷 【详解】[1]对封闭的气体，开始时的压强：P=P0+ρgh，当环境温度升高时，封闭气体体积将增大，重新达平衡后h增大；[2] 开始时左侧气体压强大于P0，当U型管自由下落时，液柱失重，故对气体没有压力，此时气体内外压强相等，故在自由下落中气体的体积要增大，故右侧液柱上移，高度差h增大；9．【答案】1.5    C    【解析】【分析】【详解】①[1]注射器内气体初始体积为，注射器内气体体积在到范围内变化，则最小体积为，由玻意尔定律所以则注射器内部与外界压强差的最大值②[2]A．注射器有异物不会影响图线的斜率，故A错误；B．连接软管中存在气体可以视为被封闭的气体总体积较大，不会影响斜率，故B错误；CD．注射器内气体温度升高，由克拉伯龙方程知当增大时，会增大，故C正确，D错误。故选C。10．【答案】变小    不可能    变小    【解析】【来源】2020届东北师大附中．哈师大附中．辽宁省实验中学高三下学期第一次模拟考试物理试题 【分析】【详解】[1] 气体的分子平均动能和温度有关，温度越高气体的分子平均动能越大。从到过程中，温度降低，所以气体的分子平均动能变小。[2] 从到的过程压强不变，温度升高，则内能增加，同时体积增大，气体膨胀对外做功，因此气体要吸热，不可能为绝热过程。[3] 从到的过程中温度不变，压强降低，可知体积增大，则气体的密度变小。11．【答案】    不变    【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】[1]设被封闭气体压强为p，以A．B活塞为研究对象，根据平衡状态有：对活塞A:对活塞B:代入数据联立可解得[2]若温度稍微降低，气体体积减小，活塞将向上移动，此时受力情况不变，因此筒内气体压强不变。12．【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13．【答案】d    减少    【解析】【来源】2017届江苏省石庄高级中学高三学情调研（三)物理试卷（带解析) 气体绝热膨胀时，气体对外做功，根据热力学第一定律判断可知气体的内能减小，温度降低．所以绝热膨胀到体积V2与等温膨胀到V2相比较，绝热膨胀到体积V2时温度低．假设先等温膨胀到V2，然后再降温，压强更低，故图线d正确；在这一过程中由于气体的温度降低，故气体的内能减小.14．【答案】变大    =    【解析】【来源】2020届广东省深圳高三上学期一模物理试题 【详解】[1]．因A中气体的体积减小，外界对气体做功，W>0；而气体与外界绝热，则Q=0，根据可知？U>0，即气体内能变大；[2]．然后固定活塞不动，将K打开，使A中的气体缓慢向B扩散，因为B为真空，可知气体不对外做功，气体与外界绝热，可知平衡后气体的内能不变，温度不变，即T1=T2。15．【答案】①②    ③    【解析】【来源】2020届山西省太原市实验中学高三上学期第一次月考物理试题 【分析】【详解】[1][2]．在过程①中，气体等温膨胀，内能不变，对外做功，根据？U=W+Q可知气体吸热；在过程②中，气体体积不变，则W=0；压强变大，温度升高，则内能变大，根据？U=W+Q可知气体吸热；过程③中，气体等压压缩，则W>0，温度降低，则内能减小，即？U<0，根据？U=W+Q可知气体放热。16．【答案】查理    819    【解析】【来源】2016年上海市八校联考高三模拟试卷（3月份) 【详解】[1]图线②表示等容过程，故满足查理定律[2]初态：，，末态：，， 根据理想气体状态方程得：17．【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：18．【答案】        【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]当封闭气体温度为T时活塞对地面无压力对活塞：p1S+mg=p0S，即：.[2]当温度升为T2时气缸对地面无压力，对气缸：p2S=p0S+Mg即：.对缸内气体发生等容变化，由查理定律得：解得：.