人教版 (新课标)选修32 传感器的应用（一）同步训练题

第八章过关检测(一)

(时间:45分钟　满分:100分)

一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一个选项符合题目要求,第6~8题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)

1.下列说法正确的是(　　)

A.气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力

B.气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的平均作用力

C.气体分子热运动的平均动能减小,气体的压强一定减小

D.单位体积的气体分子数增加,气体的压强一定增大

解析:根据压强的定义知选项A正确,选项B错误;气体分子热运动的平均动能减小,说明温度降低,但不能说明压强也一定减小,选项C错误;单位体积的气体分子数增加,但温度降低有可能气体的压强减小,选项D错误。

答案:A

2.如图所示为伽利略设计的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量的空气。若玻璃管内水柱上升,则外界大气的变化可能是(　　)

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

解析:外界温度降低,若被封闭气体体积不变,根据 =C知:压强减小,液柱上升,内外液柱高度差变大,若外界大气压升高也可能使液柱上升,选项A正确;由 =C可知,当T增大V减小,则p一定增大,而液柱上升,说明外界大气压增大,选项B、C错误;被封闭气体温度不变,液柱升高,气体体积减小,由pV=C可知气体压强增大,则外界压强一定增大,选项D错误。

答案:A

3.

压力锅示意图

有一压力锅,锅盖上的排气孔截面积约为7.0×10-6 m2,限压阀重为0.7 N。使用该压力锅煮水杀菌,根据下列水的沸点与气压关系的表格,分析可知压力锅内的最高水温约为(大气压强为 1.01×105 Pa)(　　)

A.100 ℃　　 B.112 ℃　　 C.122 ℃　　 D.124 ℃

解析:限压阀产生的压强p1= Pa=105 Pa,锅内压强为p=p1+p0=2.01×105 Pa,由表中对应的温度,可知选项C正确。

答案:C

4.如图,一定量的理想气体从状态a沿直线变化到状态b,在此过程中,其压强(　　)

A.逐渐增大

B.逐渐减小

C.始终不变

D.先增大后减小

解析:气体从a到b的变化过程中,体积V减小,温度T升高,由理想气体状态方程=C可知,气体压强逐渐增大,本题只有选项A正确。

答案:A

5.

如图所示,开口向下的竖直玻璃管的末端有一段水银柱,当玻璃管从竖直位置转过45°时,开口端的水银柱将              (　　)

A.从管的开口端流出一部分

B.不发生变化

C.沿着管子向上移动一段距离

D.无法确定其变化情况

解析:原先管内气体的压强为p0-ρgh(p0为大气压,h为水银柱的竖直高度),当将玻璃管转过45°时,温度不变,假设气体体积不变,气体压强变为(p0-ρghcos 45°),压强增大,pV=C,p增大,V将减小。故选项C正确。

答案:C

6.一定质量的理想气体被等温压缩时,压强增大,从微观角度分析是因为(　　)

A.气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大

B.器壁单位面积上在单位时间内受到分子碰撞次数增多

C.气体分子数增加

D.气体分子数密度增大

解析:理想气体被等温压缩,因温度不变,所以分子的平均动能不变,该气体分子的平均速率不变;而压缩气体,气体的体积变小,分子数密度增大,所以单位时间内器壁单位面积上碰撞的分子数增多,故选项B、D正确,选项A、C错误。

答案:BD

7.

一定质量的理想气体的状态变化过程的p-V图象如图所示,其中A是初状态,B、C是中间状态,A→B是等温变化,如将上述变化过程改用p-T图象和 V-T 图象表示,则下列各图象中正确的是(　　)

解析:在p-V图象中,由A→B,气体经历的是等温过程,气体的体积增大,压强减小;由B→C,气体经历的是等容过程,根据查理定律,pC>pB,则TC>TB,气体的压强增大,温度升高;由C→A,气体经历的是等压过程,根据盖—吕萨克定律,VC>VA,则TC>TA,气体的体积减小,温度降低。在选项A、B的图象中,由于B→C是等容过程,其图线应是经过坐标原点O(绝对零度)的直线,可见选项A错误,选项B正确;在选项C、D的图象中,表示B→C的等容过程的图线,应是平行于T轴的直线,表示C→A的等压过程的图线应是通过坐标原点O的直线,故选项C错误,选项D正确。

答案:BD

8.某校外学习小组在进行实验探讨,如图所示,在烧瓶上连着一根玻璃管,用橡皮管把它跟一个水银压强计连在一起,在烧瓶中封入了一定质量的理想气体,整个烧瓶浸没在温水中。用这个实验装置来研究一定质量的气体在体积不变时,压强随温度的变化情况。开始时水银压强计U形管两端水银面一样高,在下列几种做法中,能使U形管左侧水银面保持原先位置(即保持瓶内气体体积不变)的是(　　)

A.甲同学:把烧瓶浸在热水中,同时把A向下移

B.乙同学:把烧瓶浸在热水中,同时把A向上移

C.丙同学:把烧瓶浸在冷水中,同时把A向下移

D.丁同学:把烧瓶浸在冷水中,同时把A向上移

解析:浸在热水中,温度升高,p=p0+h,上移A管保持体积不变;浸在冷水中,温度降低,p=p0-h,下移A管保持体积不变。

答案:BC

二、填空题(共20分)

9.(12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所示,实验步骤如下:

①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;

②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;

③用V- 图象处理实验数据,得出如图所示图线。

(1)为了保持封闭气体的质量不变,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V-图线不过原点,则V0代表 

　。 

答案:(1)在注射器的活塞上涂润滑油　(2)缓慢移动活塞　不能用手握住注射器封闭气体部分　(3)注射器与压强传感器连接部位的气体体积

10.

(8分)如图所示的是医院用于静脉滴注的示意图,倒置的输液瓶上方有一段气体A,密封的瓶口处的软木塞上插有两根细管,其中a管与大气相通,b管为输液软管,中间又有一气室B,而其c端则通过针头接入人体静脉。

(1)若气室A、B中的压强分别为pA、pB,则它们与外界大气压强p0的大小顺序应为　　　　　　。 

(2)在输液瓶悬挂高度与输液软管内径确定的情况下,药液滴注的速度　　　　　　　　(选填“越滴越慢”“越滴越快”或“恒定”)。 

解析:(1)由于a管与大气相通,气室A中的气体压强pA加上输液瓶中液体的压强等于大气压强,故 pA<p0。由于a管与大气相通,a管上端所处的高度上,液体内部压强等于大气压强,所以B中气体压强pB等于大气压强加上B气室上面输液软管中液体产生的压强,故pB>p0。

综合比较:pA<p0<pB。

(2)只要瓶中有液体,b管上端压强恒定不变,B气室中气体压强pB也恒定不变,那么药液滴注的速度就恒定。

答案:(1)pA<p0<pB　(2)恒定

三、计算题(每题16分,共32分。要求写出必要的文字说明、主要方程式和重要演算步骤,有数值计算的要明确写出数值和单位,只有最终结果的不得分)

11.如图,由U形管和细管连接的玻璃泡A、B和C浸泡在温度均为0 ℃的水槽中,B的容积是A的3倍。阀门S将A和B两部分隔开。A内为真空,B和C内都充有气体。U形管内左边水银柱比右边的低 60 mm。打开阀门S,整个系统稳定后,U形管内左右水银柱高度相等。假设U形管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的容积。

(1)求玻璃泡C中气体的压强;

(2)将右侧水槽的水从0 ℃加热到一定温度时,U形管内左右水银柱高度差又为60 mm,求加热后右侧水槽的水温。

解析:(1)在打开阀门S前,两水槽水温均为 T0=273 K。设玻璃泡B中气体的压强为p1,体积为VB,玻璃泡C中气体的压强为pC,依题意有

p1=pC+Δp ①

式中Δp大小等同于60 mm高水银柱产生的压强,打开阀门S后,两水槽水温仍为T0,设玻璃泡B中气体的压强为pB。依题意,有

pB=pC ②

玻璃泡A和B中气体的体积为

V2=VA+VB ③

根据玻意耳定律得

p1VB=pBV2 ④

联立①②③④式,并代入题给数据得

pC=Δp=3Δp ⑤

即玻璃泡C中气体的压强大小等同于180 mm高水银柱产生的压强。

(2)当右侧水槽的水温加热到T'时,U形管左右水银柱高度差为Δp。玻璃泡C中气体的压强为

pC'=pB+Δp ⑥

玻璃泡C中的气体体积不变,根据查理定律得

 ⑦

联立②⑤⑥⑦式,并代入题给数据得

T'=364 K。

答案:(1)玻璃泡C中气体的压强大小等同于 180 mm 高水银柱产生的压强　(2)364 K

12.

一个质量可不计的活塞将一定量的理想气体封闭在上端开口的直立筒形汽缸内,活塞上堆放着铁砂,如图所示。最初活塞搁置在汽缸内壁的卡环上,气体柱的高度为H0,压强等于大气压强p0,现对气体缓慢加热,当气体温度升高了ΔT=60 K时,

活塞(及铁砂)开始离开卡环而上升。继续加热直到气柱高度为H1=1.5H0。此后在维持温度不变的条件下逐渐取走铁砂直到铁砂全部取走时,气柱高度变为H2=1.8H0,求此时气体的温度。(不计活塞与气体之间的摩擦)

解析:以汽缸内的气体为研究对象,气体先等容升温升压,离开卡环后等压升温膨胀至H1,再等温膨胀到H2。根据各个阶段的状态变化特点分别运用气体实验定律即可建立方程求解。

设气体初态温度为T0,气柱高度为H1时的温度为T1,活塞刚离开卡环时气体压强为p1。

气体等容升温过程,由查理定律有

①

气体等压膨胀过程,由盖—吕萨克定律有

②

气体等温膨胀过程,由玻意耳定律有

p1H1=p0H2③

联立①②③式解得

T1=ΔT

=×60 K=540 K。

答案:540 K