2018-2019學(xué)年高中物理 第8章 氣體 學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢測 新人教版選修3-3.doc

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第八章　學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢測 本卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分。滿分100分，時(shí)間90分鐘。 第Ⅰ卷(選擇題　共40分) 一、選擇題(共10小題，每小題4分，共40分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1～6小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，第7～10小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分) 1．如圖所示，兩端開口的彎折的玻璃管豎直放置，兩段豎直管內(nèi)各有一段水銀柱，兩段空氣封閉在三段水銀柱之間，若左、右兩管內(nèi)水銀柱長度分別為h1、h2，且水銀柱均靜止，則中間管內(nèi)水銀柱的長度為( D ) A．h1－h(huán)2　　　　　　　　 B. C. D．h1＋h2 解析：設(shè)大氣壓強(qiáng)為p0，左邊空氣的壓強(qiáng)p左＝p0－h(huán)1，右邊空氣的壓強(qiáng)p右＝p0＋h2＝p左＋h，則h＝h1＋h2，故D正確。 2．(江蘇徐州2016年高二下學(xué)期期末)一定質(zhì)量的某種氣體，在不同溫度下的氣體分子熱運(yùn)動速率的統(tǒng)計(jì)分布圖象如圖所示，下列說法正確的是( B ) A．狀態(tài)①的溫度高于狀態(tài)②的溫度 B．氣體分子在高溫狀態(tài)時(shí)的平均速率大于低溫狀態(tài)時(shí)的平均速率 C．不計(jì)分子勢能，氣體在狀態(tài)①時(shí)具有的內(nèi)能較大 D．溫度升高時(shí)每個(gè)分子運(yùn)動的動能都增大 解析：從圖中可看出狀態(tài)②的溫度大于狀態(tài)①的溫度，A錯(cuò)誤；溫度是分子平均動能的標(biāo)志，選項(xiàng)B正確，C錯(cuò)誤；溫度升高時(shí)，個(gè)別分子的動能可能減小，D錯(cuò)誤。 3.如圖所示，由導(dǎo)熱材料制成的氣缸和活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在氣缸內(nèi)，活塞與氣缸壁之間無摩擦，活塞上方存有少量液體。將一細(xì)管插入液體，由于虹吸現(xiàn)象，活塞上方液體緩慢流出，在此過程中，大氣壓強(qiáng)與外界的溫度保持不變。下列各個(gè)描述理想氣體狀態(tài)變化的圖象中與上述過程相符合的是( D ) 解析：封閉氣體做的是等溫變化，只有D圖線是等溫線，故D正確。 4．已知兩端開口的“”型管，且水平部分足夠長，一開始如右圖所示，若將玻璃管稍微上提一點(diǎn)，或稍微下降一點(diǎn)時(shí)，被封閉的空氣柱的長度分別會如何變化？( D ) A．變大；變小 B．變大；不變 C．不變；不變 D．不變；變大 解析：上提時(shí)空氣柱壓強(qiáng)不變，空氣柱的長度不變；下降時(shí)空氣柱壓強(qiáng)變小，空氣柱長度變大，所以D選項(xiàng)正確。 5.(山東濰坊市2017～2018學(xué)年高二下學(xué)期檢測)如圖所示，元宵佳節(jié)，室外經(jīng)常懸掛紅燈籠烘托喜慶的氣氛，若忽略空氣分子間的作用力，大氣壓強(qiáng)不變，當(dāng)點(diǎn)燃燈籠里的蠟燭燃燒一段時(shí)間后，燈籠內(nèi)的空氣( A ) A．分子總數(shù)減少 B．分子的平均動能不變 C．壓強(qiáng)不變，體積增大 D．單位時(shí)間與單位面積器壁碰撞的分子數(shù)增大 解析：蠟燭燃燒后，燈籠內(nèi)溫度升高，部分氣體分子將從燈籠內(nèi)部跑到外部，所以燈籠內(nèi)分子總數(shù)減少，故A正確；燈籠內(nèi)溫度升高，分子的平均動能增大，故B錯(cuò)誤；燈籠始終與大氣連通，壓強(qiáng)不變，燈籠內(nèi)氣體體積也不變，故C錯(cuò)誤；溫度升高，氣體分子的平均動能增大，單位時(shí)間與單位面積分子對器壁碰撞的平均作用力增大，而氣體壓強(qiáng)不變，所以單位時(shí)間與單位面積器壁碰撞的分子數(shù)減少，故D錯(cuò)誤。 6.(江西省南昌三中2017年高二下學(xué)期期末)如圖所示，一根豎直的彈簧支持著一倒立氣缸的活塞，使氣缸懸空而靜止。設(shè)活塞與缸壁間無摩擦，可以在缸內(nèi)自由移動，缸壁導(dǎo)熱性良好使缸內(nèi)氣體的溫度保持與外界大氣溫度相同，則下列結(jié)論中正確的是( D ) A．若外界大氣壓增大，則彈簧將壓縮一些 B．若外界大氣壓增大，則氣缸的上底面距地面的高度將增大 C．若氣溫升高，則活塞距地面的高度將減小 D．若氣溫升高，則氣缸的上底面距地面的高度將增大 解析：以活塞和氣缸整體為研究對象可知，重力等于彈簧彈力，跟外界大氣壓無關(guān)，即彈簧壓縮量不變，A錯(cuò)。以氣缸為研究對象，若外界大氣壓增大，則氣缸的上底面距地面的高度將減小，B錯(cuò)。若氣溫升高，因?yàn)閺椓Σ蛔兓钊嗟孛娴母叨炔蛔?，C錯(cuò)。若氣溫升高，氣體壓強(qiáng)增大故氣缸上升所以上底面距地面的高度將增大，D對。 7.(山東省濟(jì)南一中2016年高二下學(xué)期期中)一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)過一系列變化過程，如圖所示，下列說法中正確的是 ( AD ) A．a(chǎn)→b過程中，氣體體積增大，壓強(qiáng)減小 B．b→c過程中，氣體壓強(qiáng)不變，體積增大 C．c→a過程中，氣體壓強(qiáng)增大，體積變小 D．c→a過程中，氣體內(nèi)能增大，體積不變 解析：由圖知a→b為等溫膨脹過程，b→c為等壓收縮過程，c→a為等容升壓過程，所以A、D選項(xiàng)正確。 8．在室內(nèi)，將裝有5atm的6L氣體的容器的閥門打開后，從容器中逸出的氣體相當(dāng)于(設(shè)室內(nèi)大氣壓強(qiáng)p0＝1atm)( BC ) A．5atm,3L B．1atm,24L C．5atm,4.8L D．1atm,30L 解析：當(dāng)氣體從閥門跑出時(shí)，溫度不變，所以p1V1＝p2V2，當(dāng)p2＝1atm時(shí)，得V2＝30L，逸出氣體30L－6L＝24L，B正確。據(jù)p2(V2－V1)＝p1V1′得V1′＝4.8L，所以逸出的氣體相當(dāng)于5atm下的4.8L氣體。C正確，故應(yīng)選B、C。 9．如圖所示是一定質(zhì)量的理想氣體的p－V圖線，若其狀態(tài)為A→B→C→A，且A→B等容，B→C等壓，C→A等溫，則氣體在A、B、C三個(gè)狀態(tài)時(shí)( CD ) A．單位體積內(nèi)氣體的分子數(shù)nA＝nB＝nC B．氣體分子的平均速率vA＞vB＞vC C．氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)對器壁的平均作用力FA＞FB，F(xiàn)B＝FC D．氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)，對器壁單位面積碰撞的次數(shù)是NA＞NB，NA＞NC 解析：由題圖可知B→C，氣體的體積增大，密度減小，A錯(cuò)。C→A為等溫變化，分子平均速率vA＝vC，B錯(cuò)。而氣體分子對器壁產(chǎn)生作用力，B→C為等壓過程，pB＝pC，F(xiàn)B＝FC，由題圖知，pA＞pB，則FA＞FB，C正確。A→B為等容降壓過程，密度不變，溫度降低，NA＞NB，C→A為等溫壓縮過程，溫度不變，密度增大，應(yīng)有NA＞NC，D正確。 10.(陜西省黃陵中學(xué)2017年高二下學(xué)期檢測)如圖所示，在柱形容器中裝有部分水，容器上方有一可自由移動的活塞。容器水面浮有一個(gè)木塊和一個(gè)一端封閉、開口向下的玻璃管，玻璃管中有部分空氣，系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)，玻璃管內(nèi)空氣柱在管外水面上方的長度為a，空氣柱在管外水面下方的長度為b，水面上方木塊的高度為c，水面下方木塊的高度為d?，F(xiàn)在活塞上方施加豎直向下且緩緩增大的力F，使活塞下降一小段距離(未碰及玻璃管和木塊)，下列說法中正確的是( AC ) A．d和b都不變 B．只有b減小 C．只有a減小 D．a(chǎn)和c都減小 解析：活塞下降一小段距離，則容器中的氣體體積減小，壓強(qiáng)增大，對于木塊露出的部分決定于上、下壓強(qiáng)差，故c、d不變；對于玻璃管，浮力等于重力，排開水的體積不變，b不變，玻璃管內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大，又b不變，故a減小，A、C正確。 第Ⅱ卷(非選擇題　共60分) 二、填空題(共2小題，共15分。把答案直接填在橫線上) 11．(7分)如圖所示為一種測定“肺活量”(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下人一次呼出氣體的體積)的裝置，A為開口薄壁圓筒，排盡其中的空氣，倒扣在水中。測量時(shí)，被測者盡力吸盡空氣，再通過B管用力將氣體吹入A中，使A浮起。設(shè)整個(gè)過程中呼出氣體的溫度保持不變。 (1)呼出氣體的分子熱運(yùn)動的平均動能不變(填“增大”“減小”或“不變”)。 (2)設(shè)圓筒A的橫截面積為S，大氣壓強(qiáng)為p0，水的密度為ρ，桶底浮出水面的高度為h，桶內(nèi)外水面的高度差為Δh，被測者的“肺活量”，即V0＝。 解析：(1)由于溫度是分子平均動能大小的標(biāo)志，因?yàn)闅怏w溫度不變，所以分子平均動能不變。 (2)設(shè)A中氣體壓強(qiáng)為p，該部分氣體在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的體積為V0，由于整個(gè)過程中溫度不變，由玻意耳定律可得：p0V0＝pV，即p0V0＝(p0＋ρgΔh)(h＋Δh)S 被測者的肺活量V0＝ 12．(8分)(江蘇徐州市2016年高二下學(xué)期期末)某實(shí)驗(yàn)小組用如圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置來探究一定質(zhì)量的氣體發(fā)生等溫變化遵循的規(guī)律。 (1)關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是D。 A．實(shí)驗(yàn)前應(yīng)將注射器的空氣完全排出 B．空氣柱體積變化應(yīng)盡可能的快些 C．空氣柱的壓強(qiáng)隨體積的減小而減小 D．作出p－的圖象可以直觀反映出p與V的關(guān)系 (2)為了探究氣體在不同溫度時(shí)發(fā)生等溫變化是否遵循相同的規(guī)律，他們進(jìn)行了兩次實(shí)驗(yàn)，得到的p－V圖象如圖乙所示，由圖可知兩次實(shí)驗(yàn)氣體的溫度大小關(guān)系為T1>T2(選填“<”“＝”或“>”)。 (3)另一小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的V－圖線如圖丙所示，若他們的實(shí)驗(yàn)操作無誤，造成圖線不過原點(diǎn)的原因可能是實(shí)驗(yàn)時(shí)未考慮注射器前端與橡皮帽連接處的氣體。 解析：(1)注射器內(nèi)應(yīng)封閉一定質(zhì)量的氣體，故A錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)操作時(shí)應(yīng)緩慢移動活塞，空氣柱的體積隨壓強(qiáng)增大而減小，B、C錯(cuò)誤；p－的圖象是直線，能直觀反映出p與V的關(guān)系，D正確。 (2)由圖線乙可看出T1>T2 (3)圖線不過原點(diǎn)的原因是：實(shí)驗(yàn)時(shí)未考慮注射器前端與橡皮帽連接處的氣體體積。 三、論述計(jì)算題(共4小題，共45分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位) 13.(10分)(河南省鄭州一中2018屆高三上學(xué)期入學(xué)測試)如圖所示，一水平放置的薄壁圓柱形容器內(nèi)壁光滑，長為L，底面直徑為D，其右端中心處開有一圓孔；質(zhì)量為m的理想氣體被活塞封閉在容器內(nèi)，器壁導(dǎo)熱良好，活塞可沿容器內(nèi)壁自由滑動，其質(zhì)量、厚度均不計(jì)，開始時(shí)氣體溫度為300K，活塞與容器底部相距L，現(xiàn)對氣體緩慢加熱，已知外界大氣壓強(qiáng)為p0，求溫度為480K時(shí)氣體的壓強(qiáng)。 答案：P0 解析：開始加熱時(shí)，在活塞移動的過程中，氣體做等壓變化。設(shè)活塞緩慢移動到容器最右端時(shí)，氣體末態(tài)溫度為T1，V1＝，初態(tài)溫度T0＝300K，V0＝。 由蓋—呂薩克定律知＝，解得T1＝450K 活塞移至最右端后，氣體做等容變化，已知T1＝450K，p1＝p0，T2＝480K。 由查理定律知＝，則p2＝p0 14．(11分)(河北邯鄲一中2017年高三一輪)如圖所示蹦蹦球是一種兒童健身玩具，小明同學(xué)在17℃的室內(nèi)對蹦蹦球充氣，已知球的體積約為2L，充氣前的氣壓為1atm，充氣筒每次充入0.2L的氣體，忽略蹦蹦球體積變化及充氣過程中氣體溫度的變化，求： (1)充氣多少次可以讓氣體壓強(qiáng)增大至3atm. (2)室外溫度達(dá)到了－13℃，將(1)中充完氣的蹦蹦球拿到室外后，壓強(qiáng)將變?yōu)槎嗌伲? 答案：(1)20　(2)2.7atm 解析：(1)設(shè)充氣n次可以讓氣體壓強(qiáng)增大至3atm。 據(jù)題充氣過程中氣體發(fā)生等溫變化，以蹦蹦球內(nèi)原來的氣體和所充的氣體整體為研究對象，由玻意耳定律得 p1(V＋nΔV)＝p2V， 解得n＝20。 (2)當(dāng)溫度變化，氣體發(fā)生等容變化，由查理定律得 ＝， 解得p3＝p2＝2.7atm。 15．(12分)(河北省冀州中學(xué)2017年高二下學(xué)期期末)如圖，在圓柱形汽缸中用具有質(zhì)量的光滑導(dǎo)熱活塞密閉有一定質(zhì)量的理想氣體，在汽缸底部開有一小孔，與U形水銀管相連，已知外界大氣壓為p0＝75cmHg，室溫t0＝27℃，穩(wěn)定后兩邊水銀面的高度差為Δh＝1.5cm，此時(shí)活塞離容器底部的高度為L＝50cm。已知柱形容器橫截面積S＝0.01m2,75cmHg＝1.0105Pa。 (1)求活塞的質(zhì)量； (2)使容器內(nèi)溫度降至－63℃，求此時(shí)U形管兩側(cè)水銀面的高度差和活塞離容器底部的高度L′。 答案：(1)2kg　(2)1.5cm　35cm 解析：(1)根據(jù)U形管兩側(cè)水銀面的高度差為 Δh＝1.5cm，可知A中氣體壓強(qiáng)pA＝P0＋PΔh＝75cmHg＋1.5cmHg＝76.5cmHg 而pA＝p0＋p塞 所以活塞產(chǎn)生的壓強(qiáng)p塞＝1.5cmHg＝0.02105Pa 由p塞＝mg/S，解得m＝2kg. (2)由于活塞光滑，所以氣體等壓變化，U形管兩側(cè)水銀面的高度差不變，仍為Δh＝1.5cm 初狀態(tài)：溫度T1＝300K，體積V1＝50cmS； 末狀態(tài)：溫度T2＝210K，體積V2＝L′S 由蓋—呂薩克定律，＝ 解得活塞離容器底部的高度L′＝35cm。 16．(12分)(2017全國卷Ⅰ12)如圖，容積均為V的汽缸A、B下端有細(xì)管(容積可忽略)連通，閥門K2位于細(xì)管的中部，A、B的頂部各有一閥門K1、K3；B中有一可自由滑動的活塞(質(zhì)量、體積均可忽略)。初始時(shí)，三個(gè)閥門均打開，活塞在B的底部；關(guān)閉K2、K3，通過K1給汽缸充氣，使A中氣體的壓強(qiáng)達(dá)到大氣壓p0的3倍后關(guān)閉K1。已知室溫為27℃，汽缸導(dǎo)熱。 (ⅰ)打開K2，求穩(wěn)定時(shí)活塞上方氣體的體積和壓強(qiáng)； (ⅱ)接著打開K3，求穩(wěn)定時(shí)活塞的位置； (ⅲ)再緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體使其溫度升高20℃，求此時(shí)活塞下方氣體的壓強(qiáng)。 答案：(ⅰ)　2p0　(ⅱ)活塞上升到B的頂部　(ⅲ)1.6p0 解析：(ⅰ)設(shè)打開K2后，穩(wěn)定時(shí)活塞上方氣體的壓強(qiáng)為p1，體積為V1。依題意，被活塞分開的兩部分氣體都經(jīng)歷等溫過程。由玻意耳定律得 poV＝p1V1?、? (3p0)V＝p1(2V－V1)?、? 聯(lián)立①②式得 V1＝?、? p1＝2p0　④ (ⅱ)打開K3后，由④式知，活塞必定上升。設(shè)在活塞下方氣體與A中氣體的體積之和為V2(V2≤2V)時(shí)，活塞下氣體壓強(qiáng)為p2。 由玻意耳定律得(3p0)V＝p2V2?、? 由⑤式得p2＝p0　⑥(1分) 由⑥式知，打開K3后活塞上升直到B的頂部為止；此時(shí)p2為p′2＝p0。 (ⅲ)設(shè)加熱后活塞下方氣體的壓強(qiáng)為p3，氣體溫度從T1＝300K升高到T2＝320 K的等容過程中， 由查理定律得＝?、? 將有關(guān)數(shù)據(jù)代入⑦式得p3＝1.6p0?、?