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选修3-3气体
单元检测试题（解析版)
1．已知理想气体的内能与温度成正比．如图所示的实线汽缸内一定质量的理想气体由状态1到状态2的变化曲线，则在整个过程中汽缸内气体的内能
A．先增大后减小
B．先减小后增大
C．单调变化
D．保持不变
2．一定质量的气体，在体积不变的情况下，温度升高，压强增大的原因中，错误的是（　　）
A．温度升高后，气体分子的平均速率变大
B．温度升高后，气体分子的平均动能变大
C．温度升高后，分子撞击器壁的平均作用力增大
D．温度升高后，单位体积内的分子数增多，撞击到单位面积器壁上的分子数增多了
3．如图所示，两个水平相对放置的固定气缸有管道相通，轻质活塞a、b用钢性轻杆固连，可在气缸内无摩擦地移动，两活塞面积分别为Sa和Sb，且SaA．活塞向左移动了一点
B．活塞向右移动了一点
C．活塞的位置没有改变
D．条件不足，活塞的位置变化无法确定
4．一横截面积为S的气缸水平放置，固定不动，气缸壁是导热的。两个活塞A和B将气缸分隔为1、2两气室，达到平衡时1、2两气室体积之比为5：4，如图所示，在室温不变的条件下，缓慢推动活塞A，使之向右移动一段距离d，不计活塞与气缸壁之间的摩擦，则活塞B向右移动的距离为（　　）
A．d
B．d
C．d
D．d
5．一定质量的理想气体经历下列哪些过程，其压强有可能回到初始压强的是（　　）
A．先等温压缩，后等容升温
B．先等容降温，后等温膨胀
C．先等容升温，后等温膨胀
D．先等容升温，后等温压缩
6．如图所示用压强传感器探究气体等温变化的规律，分别记录空气柱的压强P和均匀玻璃管内空气的体积V，实验数据如下表所示。数据中P和V的乘积越来越小，造成这一现象的原因可能是（　　）
序号
V/
ml
P/105Pa
P?V/105Pa·ml
1
20．0
1．001
20．020
2
18．0
1．095
19．710
3
16．0
1．231
19．696
4
14．0
1．403
19．642
5
12．0
1．635
19．620
A．实验环境温度升高
B．外界大气压强变小
C．注射器内的气体向外发生了泄漏
D．注射器活塞与筒壁间的摩擦力变大
7．一定质量的理想气体，在温度不变的情况下压强变为原来的2倍，则体积变为原来的（　　）
A．4倍
B．2倍
C．
D．
8．我们知道,气体分子的运动是无规则的,每个分子运动的速率一般是不同的,但大量分子的速率分布却有一定的统计规律．如图所示描绘了某种气体在不同温度下分子数百分比按速率分布的曲线,两条曲线对应的温度分别为和,则下列说法正确的是（
）
A．
B．
C．两曲线与横轴所围图形的“面积”相等
D．两曲线与横轴所围图形的“面积”不相等
9．下列叙述中，正确的是（　　）
A．物体温度越高，每个分子的动能也越大
B．布朗运动就是液体分子的运动
C．气体温度越高，气体分子的热运动就越剧烈
D．气体对容器的压强是由大量气体分子对容器不断碰撞而产生的
10．甲、乙两个相同的密闭容器中分别装有等质量的同种气体，已知甲、乙容器中气体的压强分别为p甲、p乙，且p甲A．甲容器中气体的温度高于乙容器中气体的温度
B．甲容器中气体的温度低于乙容器中气体的温度
C．甲容器中气体分子的平均动能小于乙容器中气体分子的平均动能
D．甲容器中气体分子的平均动能大于乙容器中气体分子的平均动能
11．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；
③用图象处理实验数据，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________。
(3)如果实验操作规范正确,但如图所示的图线不过原点，则V0代表________。
12．“用DIS研究在温度不变时，一定质量气体压强与体积关系”的实验装置如图所示。保持温度不变，封闭气体的压强p用压强传感器测量，体积V由注射器刻度读出。某次实验中，数据表格内第2次第8次压强没有记录，但其它操作规范。
次　数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
压强p/kPa
100.1
p7
179.9
体积V/cm3
18
17
16
15
14
13
12
11
10
(1)根据表格中第1次和第9次数据，推测出第7次的压强p7，其最接近的值是_。
A．128.5kPa
B．138.4kPa
C．149.9kPa
D．163.7kPa
(2)若考虑到连接注射器与传感器的软管内气体体积V0不可忽略，则封闭气体的真实体积为_____。从理论上讲p－图像可能接近下列哪个图？_____
13．如图所示，一内壁光滑的汽缸水平放置，汽缸的总长为L，其右端处开有小孔。一定质量的理想气体被活塞封闭在容器内，器壁的导热性能良好，质量厚度均不计的活塞可沿容器内壁自由滑动。初始状态，理想气体温度t0=127℃，活塞与汽缸底部距离为0.75L。已知外界大气压强为p0，取0℃为273K，求：
(1)现对气体缓慢降温，活塞与汽缸底部距离为0.5L时的温度T1；
(2)现对气体缓慢加热，温度为T2=800K时容器内气体的压强p。
14．如图所示，容器A和汽缸B都能导热，A放置在127
℃的恒温槽中，B处于27
℃的环境中，大气压强为p0＝1.0×105
Pa，开始时阀门K关闭，A内为真空，其容积VA＝2.4
L，B内活塞横截面积S＝100
cm2，质量m＝1
kg，活塞下方充有理想气体，其体积VB＝4.8
L，活塞上方与大气连通，A与B间连通细管体积不计，打开阀门K后活塞缓慢下移至某一位置(未触及汽缸底部)．g取10
m/s2．试求：
(1)稳定后容器A内气体压强；
(2)稳定后汽缸B内气体的体积；
(3)活塞下移过程中，汽缸B内气体对活塞做的功．(不计摩擦)
15．如图所示，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60mm。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。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（以mmHg为单位）；
（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60mm，求加热后右侧水槽的水温。
16．底面积为4S的圆柱形烧杯装有深度为H的某种液体，液体密度为ρ，将一横截面积为S、长度为2H的玻璃管竖直向下插入液体中直到玻璃管底部与烧杯底部接触，如图1所示。现用厚度不计气密性良好的塞子堵住玻璃管上端如图2所示。再将玻璃管缓慢竖直上移，直至玻璃管下端即将离开液面如图3所示。已知大气压强p0=kρgH，k为常数，g为重力加速度，环境温度保持不变，求图3中液面下降的高度Δh及玻璃管内液柱的高度h′。
参考答案
1．B
【解析】
试题分析：由为恒量，由图象与坐标轴围成的面积表达乘积，从实线与虚线等温线比较可得出，该面积先减小后增大，说明温度T先减小后增大，而理想气体的内能完全由温度决定，所以内能先将小后增大．
故选B．
2．D
【解析】
AB．温度升高后，分子的平均动能增加，根据知气体分子的平均速率变大，故AB正确，不符合题意；
C．温度升高后，分子的平均动能增加，分子撞击器壁的平均作用力增大，故C正确，不符合题意；
D．体积不变，分子的密集程度不变，单位体积内的分子数不变，撞到单位面积器壁的分子数不变，故D错误，符合题意；
故选D．
【点睛】
影响气体压强的微观因素：一个是气体分子的平均动能，一个是分子的密集程度，温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能越大．
3．B
【解析】
初态对活塞根据平衡分析：；假设活塞不移动，气体体积不变，做等容变化：，现温度降低导致压强变小，小于外界大气压，而最终再次平衡时，，根据等温变化，，得到，所以最终体积减小，活塞向右移动，ACD错误，B正确
4．D
【解析】
温度保持不变，封闭在气缸中的气体发生等温变化，根据玻意耳定律，分别对气室1和气室2列方程，由这两方程可解得活塞B向右移动的距离。
【详解】
以活塞为研究对象：初状态
气室1、2的体积分别为
，、
末状态
气室1、2的体积分别为
，
在活塞A向右移动d的过程中活塞B向右移动的距离为x，因温度不变，分别对气室1和气室2的气体运用玻意耳定律，得：
代入数据可解得：故ABC错误，D正确
故选：D。
【点睛】
本题关键要确定气体发生何种状态变化，再选择合适的实验定律列式求解。正确确定初末各个状态参量，找出两部分气体的体积关系。
5．C
【解析】
A．根据理想气体状态方程
可知等温压缩、等容升温过程中，气体压强增大，而等容降温、等温膨胀过程中，气体压强减小，当气体先等温压缩，后等容升温时，分析可知，气体压强一直增大，其压强不可能回到初始压强，故A错误；
B．气体先等容降温，后等温膨胀，同理分析可知，气体压强一直减小，其压强不可能回到初始压强，故B错误；
C．气体先等容升温，后等温膨胀，同理分析可知，气体压强先增大后减小，其压强有可能回到初始压强，故C正确；
D．气体先等容升温，后等温压缩，同理分析可知，气体压强一直增大，其压强不可能回到初始压强，故D错误。
故选C。
6．C
【解析】
ABCD．根据理想气态方程式
其中n为一定质量的气体的物质的量，R为常量。因为探究过程为等温变化，实验数据中P和V的乘积越来越小，由等式可知n在减小，造成这一现象的原因可能是注射器内的气体向外发生了泄漏，ABD错误，C正确。
故选C。
7．C
【解析】
根据理想气体状态方程有
在温度不变的情况下压强变为原来的2倍，体积变为原来的。
选项C正确，ABC错误。
故选C。
8．AC
【解析】
根据麦克斯韦分布律知，气体的温度越高，速率较大的分子所占的比例越大，故，A正确B错误；分子总数目是一定的，故图线与横轴包围的面积是100%，故两个图线与横轴包围的面积是相等的，C正确D错误．
9．CD
【解析】
A.物体温度越高，是分子的平均动能越大，并不是每个分子的动能都大，故A错误；
B.布朗运动并不是液体分子的运动，液体分子很小，在布朗运动中看到的并不是分子，而是微小的颗粒，由于液体分子对颗粒的不同方向的撞击是不平衡的，故颗粒会做无规则的运动，所以B错误；
C.
分子的热运动跟物体的温度有关，气体温度越高，气体分子的热运动就越剧烈，故C正确；
D.根据气体压强的微观解释，气体对容器的压强是由大量气体分子对容器壁不断碰撞而产生的，故D正确。
故选CD。
10．BC
【解析】
AB．根据气体状态方程
由于甲、乙两个相同的密闭容器中分别装有等质量的同种气体，所以常量C和体积V相等，已知甲、乙容器中气体的压强分别为p甲、p乙，且
p甲＜p乙
所以
T甲＜T乙
故A错误，B正确；
CD．由于温度是分子热运动平均动能的标志，所以甲容器中气体分子的平均动能小于乙容器中气体分子的平均动能，故C正确，D错误。
故选BC。
11．在注射器的活塞上涂润滑油
移动活塞要缓慢，不能用手握住注射器封闭气体部分
注射器与压强传感器连接部位的气体体积
【解析】
(1)[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在注射器活塞上涂润滑油。这样可以保持气密性。
(2)[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移动活塞要缓慢；不能用手握住注射器封闭气体部分。这样能保证装置与外界温度一样。
(3)[3]体积读数值比实际值大，根据
C为定值，则
如果实验操作规范正确，但如图所示的图线不过原点，则代表注射器与压强传感器连接部位的气体体积。
12．C
V0+V
D
【解析】
(1)[1]根据玻意耳定律，一定质量气体，压强与体积成反比，而实验数据，第1次和第9次数据，它们的压强与体积乘积，也正好近似相等，因此第7次的压强
故C正确，ABD错误；
故选C
(2)[2][3]在软管内气体体积△V不可忽略时，被封闭气体的初状态的体积为V0+△V，压强为p0，末状态的体积为V+△V，压强为p，由等温变化有
解得
当式中的V趋向于零时，有
即该双曲线的渐近线方程是
故D正确，ABC错误。
故选D
13．(1)267K；(2)
【解析】
(1)过程一为等压过程，有
由盖吕萨克定律
代入数据得
(2)如果是等压过程，由
解得
所以不是等压过程，再由理想气体状态方程
代入数据得
14．(1)1.01×105
Pa　(2)3.0
L
(3)－181.8
J
【解析】
①稳定后，以活塞为研究对象，受力平衡：
得
A与B连通，压强相等
；
②连通后，部分气体从B流入A，这部分气体末状态，
初状态：，
根据盖-吕萨克定律，有
代入数据得到
得
即它在容器B中时
则B中剩余的气体体积
；
③活塞下移距离为
气体对活塞的作用力为
则做功为
．
15．（1）180mmHg
（2）364K
【解析】
（1）在打开阀门S前，两水槽水温均为T0=273K。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+ΔP①
式中ΔP=60mmHg。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=PC②
玻璃泡A和B中气体的体积为V2=VA+VB③
根据玻意耳定律得P1VB=PBV2④
联立①②③④式，并代入题给数据得，PC=180mmHg⑤
（2）当右侧水槽的水温加热到时，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。
16．，
【解析】
（1）由液体在整个过程中体积不变，设图3烧杯中液体的高度下降为，则由几何关系有：
解得
对管内封闭气体发生等温变化，设图3红粉笔气体的压强为，由理想气体状态方程有：
对管内液体有平衡条件有：
联立解得：
考虑到无论k取何值
即恒成立，所以式中只能取-号，所以
故，

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