沪科版 (2019)选择性必修 第三册2.1 气体的状态课时作业

【精品】第1节气体的状态-1优质练习

一．填空题

1．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”）。

2．如图所示，为某同学制作的一个简易温度计。在一个空的玻璃瓶中插入一根透明吸管，并封好瓶口，在吸管内引入一小段油柱（标记刻度时，其长度可忽略）。不计大气压的变化，吸管粗细均匀，则：①吸管上标记温度值时，刻度是否均匀？___________（填“均匀”或“不均匀”）；②若标记温度值时，吸管口是向上的（如图），则吸管水平放置时，测量值将___________，吸管口向下放置时，测量值将___________（后两空选择填入“偏大”．“偏小”或“无影响”）

3．一定质量的气体经历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_________。

4．“用DIS研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”实验：

（1）封闭气体的压强p用________传感器测量，体积V由________读出。

（2）除了保持注射器内封闭气体的质量不变之外，还应该保持封闭气体的_________不变，采取的主要措施是缓慢推动活塞和________。

（3）图线a．b．c是三位同学根据实验数据分别得到的p-V图像。若a．b是不重合的两条双曲线，c与b相交，则（         ）

A.a．b不重合是由于b气体质量大

B.a．b不重合是由于b气体温度高

C.产生c图线可能是容器密闭性不好

D.产生c图线可能是推动活塞过于快速

5．对一定质量的气体，在等温条件下得出体积V与压强P的数据如下表：

（1）根据所给数据在坐标纸上（如图）画出图线______，说明可得结论是_______；

（2）由所做图线，求p=8.85×105Pa时该气体体积是_______。

（3）该图线斜率大小和温度的关系是_______。

6．如图（a）所示，在一个玻璃瓶中放入一个气球，把气球的开口翻在玻璃瓶的瓶颈上。然后向气球吹气，如图（b）所示，气球不容易被吹大。这是因为当向气球内吹入气体时，_______（选填“气球内”或“气球与锥形瓶之间”）的气体被密封且质量保持一定，体积________（选填“变大”“不变”或“变小”），压强_______（选填“变大”“不变”或“变小”）。

7．不可能事件：在一定条件下______出现的事件。

8．如图所示，一端封闭细玻璃管开口向下竖直插入水银槽中，管内一小段水银柱分割出两段气体柱，上端气柱长为，下端气柱长为，且。现保持管内气体温度不变，将玻璃管竖直向上缓慢提起，保持开口端始终在水银面下方，则管内水银柱与水银槽面的高度差h___（选填“变大”．“不变”或“变小”）；封闭的两段气体柱的长度l1的增长量___l2的增长量（选填“>”．“=”或“<”）。

9．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___________。（都选填“增大”．“减小”或“不变”）

10．一定质量的某种理想气体的压强为p，温度为27 ℃时，气体的密度为ρ，当气体的压强增为2p，温度升为327 ℃时，气体的密度是________。

11．判断下列说法的正误。

（1）气体的体积等于气体分子体积的总和（____）。

（2）当物体温度升高时，每个分子运动都加快（____）。

（3）密闭容器中气体的压强是由于分子间的相互作用力而产生的（____）。

（4）一定质量的气体，在体积不变的情况下，温度降低，则压强减小（____）。

12．如图，粗细均匀的绝热U型玻璃管，右侧玻璃管连通着一细玻璃管，阀门关闭，忽略细玻璃管的体积．封闭空气柱长为，左右两管内的水银面高度差为。已知大气压强为，封闭气体初始温度为。现对封闭气体采取两种做法：

（1）若缓慢加热封闭气体，直到左右两管水银面等高时，停止加热，此时封闭气体的温度为__________；

（2）若打开阀门，直到左右两管水银液面等高，关闭阀门，此时玻璃管内气体的质量是原来气体质量的__________倍。

13．请回答下列有关DIS实验“用DIS研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”的问题。

（1）如图所示，用一个带有刻度的注射器及DIS实验系统来探究气体的压强与体积关系。实验中气体的质量保持不变，气体的体积V直接读出，气体的压强p是由图中______传感器测量得到。

（2）完成本实验的基本要求是______。

A．在等温条件下操作

B．封闭气体的容器密封良好

C．必须弄清所封闭气体的质量

D．气体的压强和体积必须用国际单位

（3）甲同学在做本实验时，缓慢推动活塞，使注射器内空气柱体积减小，且数值越来越小，造成这一现象的原因可能是______；

A．实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力不断增大

B．实验时环境温度增大了

C．实验时外界大气压强发生了变化

D．实验时注射器的空气向外发生了泄漏

（4）乙同学实验数据用图像处理，但如图所示的图线不过原点，则造成这一原因的可能是______。

14．一定质量的气体，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________。

15．某同学在地面用如图所示的模型模拟客机在高空时机舱的换气过程。将外部压强为p的空气压缩后吸入内部，同时将内部原先的气体排出，以维持模型内压强为1.2p和空气的清洁。已知模型容积为V，该同学认为：更换模型内全部空气的过程中机身内外的气体温度相同，最少需要将体积为______的外部空气吸入。上述观点并不适用实际高空飞机吸入气体的情况，原因是______。

16．一太阳能空气集热器，底面及侧面为隔热材料，顶面为透明玻璃板，集热器容积为，开始时内部封闭气体的压强为。经过太阳暴晒，气体温度由升至。求此时气体的压强为______；保持不变，缓慢抽出部分气体，使气体压强再变回到，求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值为______。

17．在做“用DIS研究温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”实验时，除需保持气体温度不变外，还需保持气体的_______不变。将实验时记录的p．V数据画在p－V图中，如图所示，要直观的能从图象上得到p与V是反比关系，若保持纵轴p不变，横轴应改为________，则得到的实验图像为一根过原点的直线。

18．（1）一定质量的气体做等容变化，温度为200 K时的压强为0.8 atm，压强增大到2 atm时的温度为________K。

（2）一定质量的气体，在压强不变时，温度为200 K，体积为V0，当温度升高100 K时，体积变为原来的________倍。

参考答案与试题解析

1．【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。

2．【答案】均匀    偏大    偏大   

【解析】【来源】2021届东北三省三校高三（下）4月第二次联合考试理综物理试题

[1]根据盖-吕萨克定律，则有

设吸管内部的横截面积为S，内部在初始时的热力学温度为T1，体积为V1，当温度变化△t时油柱移动的距离为△l，则有

即

由上式可以看出，△t与△l成正比关系，所以吸管上标刻温度值时，刻度是均匀的；

(2)[2]若标记温度值时，吸管口是向上的，则压强相对水平放置时偏大，水平测量时相同温度下的体积偏大，由于温度与体积成正比，则水平测量时测量值将偏大；

[3]若标记温度值时，吸管口是向上的，则压强相对吸管口向下放置时偏大，吸管口向下放置时相同温度下的体积偏大，由于温度与体积成正比，则吸管口向下放置测量值将偏大。

3．【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；

4．【答案】    ①. 压强    ②. 注射器上的刻度    ③. 温度    ④. 手不要握住注射器封闭有气体的部分    ⑤. C

【解析】

【详解】（1）[1][2]封闭气体的压强p用压强传感器测量，体积V由注射器上的刻度读出。

（2）[3][4]除了保持注射器内封闭气体的质量不变之外，还应该保持封闭气体的温度不变，采取的主要措施是缓慢推动活塞和手不要握住注射器封闭有气体的部分。

（3）[5]AB．根据

质量越大，则pV乘积越大，图像离原点越远；温度越高，pV乘积越大，图像离原点越远，则AB错误；

C．若压缩气体时，注射器密闭性不好，则质量减小，则pV乘积减小，则出现图像c的情况，选项C正确；

D．若推动活塞过于快速，则气体的温度升高，则pV乘积会变大，不会出现图像c的情况，选项D错误。

故选C。

5．【答案】    ①.     ②. 一定质量的气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比    ③. 0.172m3    ④. 斜率越大，该气体温度越高

【解析】

【详解】（1）[1]作图如图所示

[2]从图中可知一定质量的气体，图线过原点，即在温度不变的情况下，压强与体积的倒数成正比，所以压强与体积成反比；

（2）[3]根据图像，可求得p=8.85×105Pa时该气体体积是0.172m3。

（3）[4]由数学知识可知，图象的斜率等于，根据根据气态方程可知，与T成正比，则有斜率越大，值越大，该气体温度越高。

6．【答案】气球与锥形瓶之间    变小    变大   

【解析】

[1][2][3]吹气球时，气球内的气体质量变大，压强变大，气球膨胀。由于瓶口被封住，气球内气体和气球与锥形瓶之间气体总体积不变，等于锥形瓶的容积，气球膨胀，体积增大，气球与锥形瓶间气体质量一定，体积减小，压强增大。

7．【答案】不可能

【解析】

略

8．【答案】    ①. 变大    ②. >

【解析】

【详解】[1][2]假设将玻璃管竖直向上缓慢提升时，的下端面水银没有上升，保持原高度即内气体的压强不变，那么其体积就不变，就只有的体积增大，于是内气体压强变小，但是内的气体压强始终是气体压强减去中间那段水银柱高度，所以假设错误，也会体积增大，压强减小，故管内水银柱高度差变大，由于它们压强减小的绝对值一样，而气体原来压强比小，由玻意耳定律定律知，的压强变化的相对值大，故长度增长大于的增长。

9．【答案】    ①. 减小    ②. 减小

【解析】【分析】

【详解】[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，温度不断减低，气体内能减小。

[2]气体等容变化并且温度不断降低，根据查理定律可推出气体的压强不断减小。

10．【答案】ρ

【解析】

略

11．【答案】错误    正确    错误    正确   

【解析】

略

12．【答案】或202℃    或1.58或1.583）   

【解析】

(1)[1]封闭气体的初态压强为

左右两管水银面等高时，封闭气体压强与大气压强相等，设玻璃管横截面积为S，根据理想气体状态方程得

解得

(2)[2]根据克拉珀龙方程得，此时玻璃管内气体的质量是原来气体质量的

13．【答案】压强    AB/BA    D    见解析   

【解析】

(1)[1]气体的压强p是由图中压强传感器测量得到；

(2)[2]ABC．玻意耳定律成立的前提条件是等温且质量一定，气体质量的具体值不需要测量。故AB正确，C错误；

D．玻意耳定律成立的前提条件是等温且质量一定，单位可以不用国际单位。故D错误。

故选AB。

(3)[3]A．实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力不断增大，不会影响气压与体积。故A错误；

B．实验时环境温度增大了，根据理想气体状态方程，可知变大了。故B错误；

C．封闭气体压强与外界大气压无关。故C错误；

D．实验时注射器的空气向外发生了泄漏，根据理想气体状态方程，常数C与质量有关，变小，则乘积减小。故D正确。

故选D。

(4)[4]图线与横坐标的交点表示，体积为0，压强不为0，这种情况是不存在的。说明试管内的体积小于实际封闭气体的体积。结合实验器材可知，图线不过原点是由于注射器与压强传感器连接部位的气体体积导致的。

14．【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。

15．【答案】1.2V    实际高空中机舱内外气体温度不相同   

【解析】

（1）因为更换模型内全部空气的过程中机身内外的气体温度相同，而模型内压强为1.2p，同时外部压强为p，根据压强与体积的关系，可知，最少需要将体积为1.2V外部空气吸入才能达到而模型内压强为1.2p；

（2）因为实际高空中机舱内外气体温度不相同，需要的外部空气的体积有变化。

16．【答案】    6∶7   

【解析】

[1]设升温后气体的压强为p，由于气体做等谷变化，根据查理定律得

又

，

解得

[2]根据克拉伯龙方程，得集热器内气体的体积不变，则得剩余气体的质量与原来总质量的比值

17．【答案】质量       

【解析】

[1]实验研究一定质量的气体压强与体积的关系，所以实验时除了保持温度不变外，还要保持气体的质量不变；

[2]因为压强与体积成反比，即pV值保持不变，根据数学关系知压强与体积的倒数成正比，而正比函数图象是一条过原点的直线，故可将横轨改为。

18．【答案】500       

【解析】

略