高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第三册第2章 气体定律与人类生活2.1 气体的状态达标测试

这是一份高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第三册第2章 气体定律与人类生活2.1 气体的状态达标测试，共13页。试卷主要包含了理想气体的状态方程表达式，简易温度计构造如图所示，一定质量的气体经历a，家用24cm等内容，欢迎下载使用。
【优质】第1节气体的状态-1课堂练习一．填空题1．某实验小组利用如图所示的装置测量温度：A是容积较大的玻璃泡，A中封有一定质量的空气，B是一根与A连接的均匀细玻璃管（玻璃管的容积远小于A的容积），管的下端插入水银槽。当外界大气压，环境温度℃时，管内水银柱的高度，在管壁外侧与水银面等高的位置标出对应的温度，然后依次标出其他温度刻线。（1）此测温装置中，h越大，相应的温度读数越______（选填“高”或“低”）；温度刻线是______分布的（选填“均匀”或“不均匀）。（2）水银柱高度处的温度刻度值应为______℃。（3）若外界大气压强变为，读出温度为t℃，则实际温度应修正为______℃。2．理想气体的状态方程表达式：______. 3．汽车行驶时轮胎的胎压太高容易造成爆胎事故，太低又会造成耗油量上升。已知某型号轮胎能在C到90C温度范围内正常工作，为使轮胎在此温度范围内工作时的最高胎压不超过3.5atm，最低胎压不低于1.6atm，那么，在C时给该轮胎充气，充气后的胎压应在______atm到______atm范围内比较合适（设轮胎的体积不变）。 4．简易温度计构造如图所示。两内径均匀的竖直玻璃管下端与软管连接，在管中灌入液体后，将左管上端通过橡皮塞插入玻璃泡。在标准大气压下，调节右管的高度。使左右两管的液面相平，在左管液面位置标上相应的温度刻度。多次改变温度，重复上述操作。 （1）此温度计的特点是（______）A．刻度均匀，刻度值上小下大B．刻度均匀，刻度值上大下小C．刻度不均匀，刻度值上小下大D．刻度不均匀，刻度值上大下小。（2）影响这个温度计灵敏度的因素有（______）A．液体密度               B．玻璃泡大小C．左管内径粗细            D，右管内径粗细（3）若管中液体是水银，当大气压变为75cmHg时，用该温度计测得的温度值____________（选填“偏大”或“偏小”）。 5．一定质量的气体经历a．b．c．d四段变化过程，压强与热力学温度的关系如图所示，气体体积在增大的过程是_________。忽略气体分子势能，气体的内能在增大的过程是_________。6．用活塞将一定质量理想气体密闭在气缸内。通过外界因素改变缸内气体的状态，气体从状态A经状态B变化到状态C，再从状态C回到状态A，其体积的倒数与压强的变化关系图像如图所示，图中AB与横轴平行，BC与纵轴平行。AC的连线过坐标原点。从状态A到状态B的过程中，气体____（填“吸热”“放热”或“绝热”）；从状态B到状态C的过程中，单位时间内碰撞器壁单位面积上的气体分子个数____（填“增大”“减小”或“不变”）；从状态C到状态A的过程中，气体的内能____（填“增大”“减小”或“不变”）。 7．拔罐是中医传统养生疗法之一，以罐为工具，将点燃的火源放入小罐内加热，然后移走火源并迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地“吸”在皮肤上。假设罐内封闭气体质量不变，可以看作理想气体。与刚压在皮肤上的时刻对比，火罐“吸”到皮肤上经一段时间后，火罐内气体的内能___________，压强___________，单位体积内的分子数___________。（都选填“增大”．“减小”或“不变”）8．家用24cm（内径）的高压锅，锅盖上排气孔的直径是0.3cm，限压阀的质量为0.08kg。如果上海地区用它煮水消毒，根据下面水的沸点与压强的关系的表格可知，这个高压锅内的最高水温大约为___________℃。若在锅盖上再安装一套相同的排气孔和限压阀，则锅内的最高水温将___________（填“升高”．“减低”或“不变”）。（上海地区的大气压强为1.0×105Pa）T（℃）100110112114116118120122124126128P（×105Pa）1.011.431.541.631.751.871.992.112.262.412.58 9．小明同学利用如图甲所示装置测量大气压强。粗细均匀的弯曲玻璃管A臂插入烧瓶，B臂与玻璃管C下部用橡胶管连接，C管开口向上，一定质量的气体被水银封闭于烧瓶内。开始时，B．C管内的水银面等高，此时在B管上标记好此时水银面的位置K。(1)对烧瓶加热，使烧瓶内的气体温度升高。为使封闭气体的体积不变，应将C管_______（填“向上”或“向下”）移动，直至_______；(2)若当时的大气压强为p0，当C管内的水银面比B管内的水银面高h时，封闭气体的压强可用字母表示为p=______；(3)实验中保持气体体积不变，不断加热烧瓶内的气体，记录气体的摄氏温度t和C管内的水银面高出B管内的高度h。做出h－t图象如图乙，写出大气压强p0=______，初始时的温度T0=______。10．封闭在汽缸内一定质量的理想气体由状态A变到状态D，其体积V与热力学温度T关系如图所示，O．A．D三点在同一直线上，则由状态A变到状态B过程中，气体___________热量（填“吸收”．“放出”或“既不吸收也不放出”）；状态C气体的压强___________状态D气体的压强（填“大于”．“小于”或“等于”）。11．如图所示，1．2．3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态，对应的温度分别是。用分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数，则________，________。（填“大于”小于”或“等于”）
 12．在高空飞行的客机上某乘客喝完一瓶矿泉水后，把瓶盖拧紧。下飞机后发现矿泉水瓶变瘪了，机场地面温度与高空客舱内温度相同。由此可判断，高空客舱内的气体压强______（选填“大于”．“小于”或“等于”）机场地面大气压强：从高空客舱到机场地面，矿泉水瓶内气体的分子平均动能______（选填“变大”．“变小”或“不变”）。13．等容变化：一定质量的某种气体，在______不变时，压强随温度变化的过程。 14．“拔火罐”是我国传统养生疗法之一。如图所示，医生先用点燃的酒精棉球加热火罐内的空气，随后迅速把火罐倒扣在需要治疗的部位，火罐便会紧贴皮肤。这是因为假设火罐内气体体积不变，___________；若加热后火罐内气体的温度为77℃，当时的室温为28℃，标准大气压强为，则当罐内气体的温度降为室温时，对应的压强为________。15．一定质量的气体，在体积不变的情况下，温度由0℃升高到10℃时，其压强的增加量为，当它由100℃升高到110℃时，其压强的增加量为，则与之比为________。16．如图为一定质量理想气体的压强p与体积V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TA______TB，TB______TC（均选填“＞”“＜”或“＝”）。17．如图，高压锅的锅盖中间有一个排气孔，上面盖有类似砝码的限压阀，将排气孔堵住。当加热高压锅，锅内气体压强增大到一定程度时，气体就把限压阀顶起来，这时高压蒸汽就从排气孔向外排出。已知某高压锅的限压阀质量为0.05kg，排气孔直径为0.4 cm，则锅内气体的压强可达 ___________Pa．若压强每增加3.6×103Pa，水的沸点就增加1℃，则锅内最高温度可达 ___________℃ （已知大气压p0 =1.0×105Pa）？
 18．如图，一定量的理想气体从状态经热力学过程后又回到状态。对于三个过程，过程中，气体始终_________（填“吸热”或“放热”），过程中，气体始终______（填“吸热”或“放热”），过程中，气体的温度如何变化，答：__________________
 
参考答案与试题解析1．【答案】低    均匀    127    t+10    【解析】（1）[1][2]由于玻璃管的容积远小于A的容积，所以A中气体由于气体温度而发生的变化可视为等容变化。设A中气体压强为p，温度为T，水银密度为ρ，根据平衡条件可得   ①根据查理定律可知   ②上式中k为比例系数，联立①②解得   ③由③式可知，h随T的减小而线性增大，所以h越大，相应的温度读数越低，且温度刻线是均匀分布的。（2）[3]设水银柱高度处对应的热力学温度为T1，由题意根据查理定律有   ④解得   ⑤所以水银柱高度处的温度刻度值应为   ⑥（3）[4]根据②④式可知   ⑦所以当大气压强的实际值与最初制定刻度时的大气压强值出现了的偏差时，通过刻度读出的温度将出现10℃的偏差，且此时水银柱高度比大气压强为76cmHg时低，说明读数比实际温度偏低，则实际温度应修正为（t+10）℃。 2．【答案】 ＝C.【解析】略3．【答案】2.0    2.8    【解析】[1][2]轮胎内气体体积不变，则为保证安全，则在90C时压强不超过3.5atm；在C时压强不不低于1.6atm，则根据查理定律解得p1=2.8atmp2=2.0atm充气后的胎压应在2.0atm到2.8atm范围内比较合适。4．【答案】A    BC    偏大    【解析】(1)[1] 以右侧球型容器内的气体为研究对象，由题意可知，气体发生等压变化，由盖吕萨克定律得：温度T与体积V成正比，刻度线是均匀的，温度越高，气体体积越大，刻度线越低，因此刻度值上小下大，故A正确；(2)[2] 气体发生等压变化，气体体积的变化反应了气体温度的变化，温度计的灵敏度取决于气体体积变化，影响温度计灵敏度的因素有：玻璃泡大小．左管内径粗细，故选BC；(3)[3] 温度计标度时大气压为标准大气压：76cmHg，封闭气体的压强为76cmHg，若管中液体是水银，当大气压变为75cmHg时，封闭气体压强为75cmHg，气体体积要变大，水银液面要下降，用该温度计测得的温度值偏大。5．【答案】c过程    b过程    【解析】[1][2]由图可知，a过程，温度不变，压强增大，由玻意耳定律可得，气体的体积减小，由于a过程温度不变，因此内能不变；b过程温度升高，压强增大，由于图像的斜率不变，因此气体的体积不变，由于b过程温度升高，因此气体的内能增大；c过程压强减小，温度不变，由玻意耳定律可得，气体的体积增大，由于c过程温度不变，因此气体的内能不变；d过程温度降低，压强减小，由于图线的斜率不变，因此气体的体积不变，由于d过程气体的温度降低，因此气体的内能减小；综上所述，气体体积在增大的过程是c过程，气体的内能在增大的过程是b过程；6．【答案】(1). 放热；    (2). 减小；    (3). 不变； 【解析】[1]由可得斜率的倒数和温度成正比，根据图像可知，从状态A到状态B的过程中，气体的体积不变，不对外做功，气体温度减小，内能减小，由热力学第一定律知气体向外界放热；[2]从状态B到状态C的过程中，气体体积增大，单位体积内分子数减小，单位时间内碰撞器壁单位面积上的气体分子个数减小；[3]状态C到状态A的过程中斜率不变，气体温度不变，内能不变。 7．【答案】减小    减小    不变    【解析】【来源】2021届广东省汕头市高三（下）第一次模拟考试物理试题 [1]把罐扣在皮肤上，罐内空气的体积等于火罐的容积，体积不变，气体经过热传递，温度不断降低，气体的内能减小；[2]气体发生等容变化，温度不断降低，由查理定律可知，气体的压强减小；[3] 罐内封闭气体质量不变，总分子数不变，而体积也不变，则单位体积内的分子数不变。8．【答案】122    不变    【解析】[1]高压锅内能够产生的最大压强为p=p0+=2.13×105Pa根据水的沸点与压强的关系的表格可知，这个高压锅内最高水温大约为122℃。[2]若在锅盖上再安装一套相同的排气孔和限压阀，高压锅内能够产生的最大压强不变，锅内最高水温将不变。9．【答案】向上    B管内的水银面再一次回到标记的位置K    p0+h    75.6cmHg    300K    【解析】(1)[1][2]由等容变化可知，气体压强增大，为使封闭气体的体积不变，应将C管向上移动，直到B管内的水银面再一次回到标记的位置K(2)[3]以C管内的水银面比B管内的水银面高出部分的水银柱为研究对象则有(3)[4]由等容变化可知变形得由图乙可知联立解得[5]初始状态两管水银面高度差为0，由图乙可知此时温度为初始时的温度T0=10．【答案】吸收    大于    【解析】【来源】2021届福建省福州第一中学高三（下）开学考试物理试题 [1] 状态A变到状态B过程中，是等容变化，不对外做功，但温度升高，所以气体吸热；[2]从状态C到状态D，是等容变化，温度降低，由可得，压强减小，所以状态C气体的压强大于状态D气体的压强；11．【答案】大于    等于    【解析】[1]由理想气体状态方程结合图象知可得由于气体分子的密度相同，温度高，碰撞次数多，故[2]由理想气体状态方程得则状态1气体温度等于状态3气体温度，两状态下气体温度相等，即12．【答案】小于    不变    【解析】[1]机场地面温度与高空客舱温度相同，由题意知瓶内气体体积变小，以瓶内气体为研究对象，根据理想气体状态方程故可知高空客舱内的气体压强小于机场地面大气压强；[2]由于温度是平均动能的标志，气体的平均动能只与温度有关，机场地面温度与高空客舱温度相同，故从高空客舱到机场地面，瓶内气体的分子平均动能不变。13．【答案】体积【解析】略14．【答案】温度降低，压强减小，内外压强差增大        【解析】【来源】2021届上海市嘉定区高三（下）第二次质量调研测试物理试题 [1]根据理想气体状态方程火罐内气体体积不变时，温度降低，压强减小，内外压强差增大；[2]以火罐内的气体为研究对象，初态有，当罐内温度降为室温时，压强为，温度为，由查理定律得解得15．【答案】【解析】一定质量的气体在体积不变的情况下温度由0℃升高到10℃和由100℃升高到110℃时相同，所以相同，即与之比为。16．【答案】＞    ＜    【解析】[1][2]A到B为等容变化，故由图可知则B到C为等压变化，则由图可知则17．【答案】1.4×105Pa    111.1℃    【解析】[1]设限压阀质量为m，排气孔直径为d，锅内气体的压强可达p，由平衡条件可得解得[2]设锅内最高温度可比100℃高Δt则 所以锅内最高温度可达111.1℃。18．【答案】吸热    放热    根据理想气体状态方程， 先增大后减小，气体的温度先升高后降低；    【解析】[1]由图示图像可知，过程气体体积不变而压强增大，由理想气体状态方程可知，气体温度升高，气体内能增大，气体体积不变，外界对气体不做功，由热力学第一定律可知所以过程，气体始终从外界吸收热量；[2]由图示图像可知，过程气体压强不变而体积减小，由理想气体状态方程可知，气体温度降低，气体内能减小，，气体体积减小，外界对气体做功，，由热力学第一定律可知过程气体始终向外界放出热量；[3]由图示图像可知，过程气体压强与体积的乘积先增大后减小，由理想气体状态方程可知，过程气体温度先升高后降低。