（山東省專用）2022高中物理 第八章 氣體 階段驗(yàn)收評(píng)估（二）氣體（含解析）新人教版選修3-3

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1、（山東省專用）2022高中物理 第八章 氣體 階段驗(yàn)收評(píng)估（二）氣體（含解析）新人教版選修3-3 一、選擇題(本題共8小題，每小題6分，共48分，第1～5小題中只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意，第6～8小題中有多個(gè)選項(xiàng)符合題意，全選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分) 1．(2017·上海高考)如圖，豎直放置的U形管內(nèi)裝有水銀，左端開口，右端封閉一定量的氣體，底部有一閥門。開始時(shí)閥門關(guān)閉，左管的水銀面較高?，F(xiàn)打開閥門，流出一些水銀后關(guān)閉閥門。當(dāng)重新平衡時(shí)(　　) A．左管的水銀面與右管等高 B．左管的水銀面比右管的高 C．左管的水銀面比右管的低 D．水銀面高度關(guān)系無法判斷 解析：

2、選D　初態(tài)時(shí)右側(cè)封閉氣體的壓強(qiáng)p>p0，打開閥門，流出一些水銀后關(guān)閉閥門，當(dāng)重新平衡時(shí)，因封閉氣體的體積變大，由pV＝C知壓強(qiáng)p減小，因氣體末態(tài)壓強(qiáng)p有可能大于p0、等于p0或小于p0，故左右兩管水銀面的高度關(guān)系無法判斷，選項(xiàng)D正確。 2.如圖所示，內(nèi)徑均勻、兩端開口的V形管，B支管豎直插入水銀槽中，A支管與B支管之間的夾角為θ，A支管中有一段長為h的水銀柱保持靜止，下列說法中正確的是(　　) A．B管內(nèi)水銀面比管外水銀面高h(yuǎn) B．B管內(nèi)水銀面比管外水銀面高h(yuǎn)cos θ C．B管內(nèi)水銀面比管外水銀面低hcos θ D．管內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)比大氣壓強(qiáng)大hcos θ高汞柱 解析：選B　以

3、A管中的水銀為研究對(duì)象，則有pS＋hcos θ·S＝p0S， B管內(nèi)壓強(qiáng)p＝p0－h(huán)cos θ，顯然ph1，F(xiàn)2＝F1　　 B．h2F1 D.h2>h1，F(xiàn)2>F1 解析：選D　因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中玻璃管內(nèi)封閉了

4、一段氣體，因此，大氣壓＝玻璃管中水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)＋封閉氣體的壓強(qiáng)，在大氣壓不變的情況下，吸走槽中的部分水銀，管口未離開水銀面，封閉氣體的體積變大，壓強(qiáng)變小，同時(shí)水銀柱的高度h也會(huì)適當(dāng)增加，拉力F的大小會(huì)變大。 4．容積為20 L的鋼瓶充滿氧氣后，壓強(qiáng)為150 atm，打開鋼瓶的閥門讓氧氣同時(shí)分裝到容積為5 L的小瓶中，若小瓶原來是真空的，小瓶中充氣后壓強(qiáng)為10 atm，分裝過程中無漏氣，且溫度不變，那么最多能分裝(　　) A．4瓶 B．50瓶 C．56瓶 D.60瓶 解析：選C　根據(jù)玻意耳定律p0V0＝p′(V0＋nV1)， 所以n＝＝＝56，選項(xiàng)C正確。 5.如圖為一注水的玻璃裝

5、置，玻璃管D、E上端與大氣相通，利用玻璃管C使A、B兩球上部相通，D、C、E三管與兩球接口處緊密封接。當(dāng)水面高度差如圖所示時(shí)，E管內(nèi)水面相對(duì)B中水面的高度差h應(yīng)等于(　　) A．0　　　　　 B．0.5 m C．1 m D.1.5 m 解析：選D　表面看，1區(qū)、2區(qū)液面不在同一水平面，但1、2區(qū)通過管C相通， p1＝p2＝pC，而p1＝p0＋ρgh1，h1＝1.5 m， 而p2＝p1＝p0＋ρgh，則h＝1.5 m，D正確。 6.如圖所示，兩端開口的彎管，左管插入水銀槽中，右管有一段高為h的水銀柱，中間封有一段空氣，則(　　) A．彎管左管內(nèi)外水銀面的高度差為h B．若把彎管向

6、上移動(dòng)少許，則管內(nèi)氣體體積增大 C．若把彎管向下移動(dòng)少許，則右管內(nèi)的水銀柱沿管壁上升 D．若環(huán)境溫度升高，則右管內(nèi)的水銀柱沿管壁上升 解析：選ACD　對(duì)右管中的水銀分析知，管中氣體壓強(qiáng)比大氣壓強(qiáng)高h(yuǎn) cmHg，所以彎管左管內(nèi)外水銀面的高度差為h，故A正確。彎管上下移動(dòng)，封閉氣體溫度和壓強(qiáng)不變，體積不變，故B錯(cuò)誤。封閉氣體溫度和壓強(qiáng)不變，體積不變，所以彎管向下移動(dòng)少許，則右管內(nèi)的水銀柱沿管壁上升，故C正確。環(huán)境溫度升高，氣體壓強(qiáng)不變，封閉氣體體積增大，則右管內(nèi)的水銀柱沿管壁上升，故D正確。 7.一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷一系列狀態(tài)變化，其p-圖線如圖所示，變化順序由a→b→c→d→a，圖中a

7、b線段延長線過坐標(biāo)原點(diǎn)，cd線段與p軸垂直，da線段與軸垂直。氣體在此狀態(tài)變化過程中(　　) A．a(chǎn)→b，壓強(qiáng)減小、溫度不變、體積增大 B．b→c，壓強(qiáng)增大、溫度降低、體積減小 C．c→d，壓強(qiáng)不變、溫度降低、體積減小 D．d→a，壓強(qiáng)減小、溫度升高、體積不變 解析：選AC　由理想氣體狀態(tài)方程＝C整理得：p＝T在p-圖像中a到b過程斜率不變，CT不變，故說明溫度不變，壓強(qiáng)減小，體積增大，故A正確。b→c過程中，體積增大，故B錯(cuò)誤。c→d過程中，壓強(qiáng)不變，體積減小，則由理想氣體狀態(tài)方程＝C可知，溫度降低，故C正確。d→a過程中，體積不變，壓強(qiáng)減小，故溫度應(yīng)降低，故D錯(cuò)誤。 8.如圖所

8、示為豎直放置的上細(xì)下粗密閉細(xì)管，水銀柱將氣體分隔為A、B兩部分，初始溫度相同。使A、B升高相同溫度達(dá)到穩(wěn)定后，體積變化量為ΔVA、ΔVB，壓強(qiáng)變化量為ΔpA、ΔpB，對(duì)液面壓力的變化量為ΔFA、ΔFB，則(　　) A．水銀柱向上移動(dòng)了一段距離 B．ΔVA＜ΔVB C．ΔpA＞ΔpB D．ΔFA＝ΔFB 解析：選AC　假設(shè)水銀柱不動(dòng)，兩氣體發(fā)生等容變化，根據(jù)查理定律，有＝，其中p0、T0表示初始的壓強(qiáng)和溫度，初始?jí)簭?qiáng)pA＞pB，則ΔpA＞ΔpB，這說明水銀柱向上移動(dòng)了一小段距離，A、C正確。由于氣體的總體積不變，所以ΔVA＝ΔVB，B錯(cuò)誤。ΔFA＝ΔpASA＞ΔFB＝ΔpBSB，D錯(cuò)誤

9、。 二、計(jì)算題(本題共3小題，共52分) 9.(15分)如圖所示，A是容積很大的玻璃容器，B是內(nèi)徑很小的U形玻璃管，B的左端與A相通，右端開口，B中有一段水銀柱將一定質(zhì)量的空氣封閉在A中，當(dāng)把A放在冰水混合物中時(shí)，B的左管比右管中水銀高30 cm；當(dāng)B的左管比右管的水銀面低30 cm時(shí)，A中氣體的溫度是多少？(設(shè)大氣壓強(qiáng)p0＝760 mmHg) 解析：由于A的體積很大而B管很細(xì)，所以A中的氣體體積可認(rèn)為是不變的，由查理定律即可求解。 以A中的氣體為研究對(duì)象， 初狀態(tài)溫度T1＝273 K，p1＝p0－ph＝460 mmHg； 末狀態(tài)壓強(qiáng)p2＝p0＋ph＝1 060 mmHg， 由查

10、理定律有＝， T2＝·T1＝×273 K＝629 K。 答案：629 K 10．(15分)(2016·海南高考)如圖，密閉汽缸兩側(cè)與一U形管的兩端相連，汽缸壁導(dǎo)熱；U形管內(nèi)盛有密度為ρ＝7.5×102 kg/m3的液體。一活塞將汽缸分成左、右兩個(gè)氣室，開始時(shí)，左氣室的體積是右氣室的體積的一半，氣體的壓強(qiáng)均為p0＝4.5×103 Pa。外界溫度保持不變。緩慢向右拉活塞使U形管兩側(cè)液面的高度差h＝40 cm，求此時(shí)左、右兩氣室的體積之比。取重力加速度大小g＝10 m/s2，U形管中氣體的體積和活塞拉桿的體積忽略不計(jì)。 解析：設(shè)初始狀態(tài)時(shí)汽缸左氣室的體積為V01，右氣室的體積為V02；當(dāng)活塞

11、至汽缸中某位置時(shí)，左、右氣室的壓強(qiáng)分別為p1、p2，體積分別為V1、V2，由玻意耳定律得 p0V01＝p1V1① p0V02＝p2V2② 依題意有V01＋V02＝V1＋V2③ 由力的平衡條件有p2－p1＝ρgh④ 聯(lián)立①②③④式，并代入題給數(shù)據(jù)得 2V12＋3V01V1－9V012＝0⑤ 由此解得V1＝V01(另一解不合題意，舍去)⑥ 由③⑥式和題給條件得V1∶V2＝1∶1。⑦ 答案：1∶1 11．(22分)(2017·全國卷Ⅱ)一熱氣球體積為V，內(nèi)部充有溫度為Ta的熱空氣，氣球外冷空氣的溫度為Tb。已知空氣在1個(gè)大氣壓，溫度T0時(shí)的密度為ρ0，該氣球內(nèi)、外的氣壓始終都為1

12、個(gè)大氣壓，重力加速度大小為g。 (1)求該熱氣球所受浮力的大小； (2)求該熱氣球內(nèi)空氣所受的重力； (3)設(shè)充氣前熱氣球的質(zhì)量為m0，求充氣后它還能托起的最大質(zhì)量。 解析：(1)設(shè)1個(gè)大氣壓下質(zhì)量為m的空氣在溫度為T0時(shí)的體積為V0， 密度為ρ0＝① 在溫度為T時(shí)的體積為VT，密度為 ρ(T)＝② 由蓋-呂薩克定律得＝③ 聯(lián)立①②③式得ρ(T)＝ρ0④ 氣球所受到的浮力為 f＝ρ(Tb)gV⑤ 聯(lián)立④⑤式得 f＝Vgρ0。⑥ (2)氣球內(nèi)熱空氣所受的重力為 G＝ρ(Ta)Vg⑦ 聯(lián)立④⑦式得 G＝Vgρ0。⑧ (3)設(shè)該氣球還能托起的最大質(zhì)量為m，由力的平衡條件得 mg＝f－G－m0g⑨ 聯(lián)立⑥⑧⑨式得 m＝Vρ0T0－m0。 答案：(1)Vgρ0　(2)Vgρ0 (3)Vρ0T0－m0