2012年高考物理气体测试题及答案

2012高考第一轮复习选修3-3 第八章气体专题测试第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．(2010·吉林一中高二期末)一定质量的理想气体处于某一平衡状态，此时其压强为p0，有人设计了四种途径，使气体经过每种途径后压强仍为p0.这四种途径是①先保持体积不变，降低压强，再保持温度不变，压缩体积②先保持体积不变，使气体升温，再保持温度不变，让体积膨胀③先保持温度不变，使体积膨胀，再保持体积不变，使气体升温④先保持温度不变，压缩气体，再保持体积不变，使气体降温可以断定()A．①、②不可能B．③、④不可能C．①、③不可能D．①、②、③、④都可能答案：D2．如图所示，表示一定质量的理想气体沿箭头所示的方向发生状态变化的过程，则该气体压强变化情况是()A．从状态c到状态d，压强减小B．从状态d到状态a，压强增大C ．从状态a 到状态b ，压强增大D ．从状态b 到状态c ，压强不变答案：AC解析：在V －T 图象中等压线是过坐标原点的直线．故可在图中作过a 、b 、c 、d 四点的等压线(图中虚线)．由理想气体状态方程知V T＝C p .可见，当压强增大时，等压线的斜率k ＝V T ＝C p 变小．由图中比较可解定p a <p d <p c <p b .3．温度计是生活、生产中常用的测温装置．图为一个简易温度计，一根装有一小段有色水柱的细玻璃管穿过橡皮塞插入烧瓶内，封闭一定质量的气体．当外界温度发生变化时，水柱位置将上下变化．已知A 、D 间的测量范围为20℃～80℃，A 、D 间刻度均匀分布．由图可知，A 、D 及有色水柱下端所示温度分别为( )A ．20℃、80℃、64℃B ．20℃、80℃、68℃C ．80℃、20℃、32℃D ．80℃、20℃、34℃答案：C解析：由热胀冷缩原理可知A 点为80℃，D 点为20℃，由题意可知，每格表示4℃，则有色水柱下端表示32℃，选C.4．(2009·宿迁高二检测)有一定质量的理想气体，如果要使它的密度减小，可能的办法是( )A ．保持气体体积一定，升高温度B ．保持气体的压强和温度一定，增大体积C ．保持气体的温度一定，增大压强D ．保持气体的压强一定，升高温度答案：D解析：由ρ＝m /V 可知，ρ减小，V 增大，又由pV T ＝C 可知A 、B 、C 错，D 对．5．一个密闭的绝热容器内，有一个绝热的活塞将它隔成A 、B 两部分空间，在A 、B 两部分空间内封有相同质量的空气，开始时活塞被销钉固定，A 部分气体的体积大于B 部分气体的体积，温度相同，如图所示．若拔出销钉后，达到平衡时，A 、B 两部分气体的体积V A 与V B 的大小，有( )A ．V A >V BB ．V A ＝V BC ．V A <V BD ．条件不足，不能确定答案：A解析：初态两气体质量相同，V A >V B ，因此气体分子密度不同，ρA <ρB ，又因为温度相同，根据气体压强的决定因素可知p A <p B .当活塞销钉拿掉，因为p A<p B，所以活塞向A气体方向移动，活塞对A气体做功，B气体对活塞做功，导致A气体密度增加，温度升高，而B气体密度减小，温度降低，直至p A′＝p B′，此时T A′>T B′.又因为最终两边气体压强相等活塞才能静止，而两边气体质量相等，A气体温度高于B气体，两边压强要想相等，只有A气体密度小于B气体密度，故最终一定是V A>V B，A选项正确．6．某同学用带有刻度的注射器做验证玻意耳定律的实验，温度计表明在整个实验过程中都是等温的，他根据实验数据绘出了p－1V 的关系图线EF，从图中的图线可以得出()A．如果实验是从E状态→F状态，则表示外界有空气进入注射器内B．如果实验是从E状态→F状态，则表示注射器内有部分空气漏了出来C．如果实验是从F状态→E状态，则表示注射器内有部分空气漏了出来D．如果实验是从F状态→E状态，则表示外界有空气进入注射器内答案：AC解析：连接OE、OF，因斜率K OF>K OE，表示(pV)F>(pV)E，知E→F，m增大，F→E，m减小，所以B、D错．7．如图所示，A、B两个大容器中装有同种气体，容器间用一根细玻璃管连接，管中有一水银滴D作活塞，当左边容器的温度为－10℃，右边容器的温度为10℃时，水银滴刚好在玻璃管的中央保持平衡，两个容器的温度都下降10℃时，下列判断正确的是()A．水银滴将不移动B．水银滴将向右移动C．水银滴将向左移动D．水银滴将向哪个方向移动无法判断答案：C8．如图所示，内径均匀、两端开口的V形管，B支管竖直插入水银槽中，A支管与B支管之间的夹角为θ，A支管中有一段长为h 的水银柱保持静止，下列说法中正确的是()A．B管内水银面比管外水银面高hB．B管内水银面比管外水银面高h cosθC．B管内水银面比管外水银面低h cosθD．管内封闭气体的压强比大气压强小h cosθ高汞柱答案：BD解析：以A管中的水银为研究对象，则有pS＋h cosθS＝p0S，B管内压强p＝p0－h cosθ，显然p<p0，且B管内水银面要比槽内水银面高出h cosθ.9．如图所示为充气泵气室的工作原理图．设大气压强为p0，气室中的气体压强为p，气室通过阀门S1、S2与空气导管相连接．以下选项中正确的是()A．当橡皮碗被拉伸时，p>p0，S1关闭，S2开通B．当橡皮碗被拉伸时，p<p0，S1关闭，S2开通C．当橡皮碗被压缩时，p>p0，S1关闭，S2开通D．当橡皮碗被压缩时，p<p0，S1关闭，S2开通答案：C解析：当橡皮碗被拉伸时，气室内空气体积增大，气室内气体压强减小，p<p0，S1打开，S2关闭；当橡皮碗被压缩时，气室内空气体积减小，气室内气体压强增大，p>p0，S1关闭，S2打开，C选项正确．10．2008年9月发射的“神舟”七号，中国航天员成功完成了第一次太空行走(如图所示)，标志着我国火箭载人太空飞行有了历史性的跨越，假设高空实验火箭起飞前，仪器舱内气体的压强p0＝1atm，温度t0＝27℃，在火箭竖直向上飞行的过程中，加速度的大小等于重力加速度g，仪器舱内水银气压计的示数为p＝0.6p0，已知仪器舱是密封的，那么，这段过程中舱内温度是()A ．16.2℃B ．32.4℃C ．360KD ．180K答案：C解析：加速前后，仪器舱内气体作的是等容变化，可以用查理定律求加速时舱内温度．取舱内气体为研究对象，由查理定律得300T 2＝1×105p 2① 取气压计内液面差为研究对象，由牛顿第二定律得p 2S －ρSh 2g ＝ρSh 2a ，即p 2＝0.6×105＋0.6×104×10②由①②得p 2＝1.2×105(Pa)，T 2＝360(K)，故C 正确． 第Ⅱ卷(非选择题 共60分)二、填空题(共3小题，共18分．把答案直接填在横线上)11．(5分)如图所示，用线挂着的下方开口的玻璃管和管中长h 的水银柱，质量均为m ，水银的密度为ρ，被封闭着的空气柱长L ，若大气压强为p 0，当烧断线的瞬间，玻璃管的加速度为________，下落过程中空气柱的最后长度为________．(设整个过程温度不变)答案：20m/s 2(1－ρgh p 0)L解析：(1)设此时被封闭气体压强为p1，分析水银柱受力可得p1S ＝p0S－mg，分析玻璃管受力可得p0S＝F＋p1S－mg，联立可得F＝2mg.因此，当烧断线的瞬间，玻璃管的加速度为2g，即20m/s2.(2)由玻意耳定律可得(p0－ρgh)L＝p0L′所以L′＝(1－ρghp0)L.12．(6分)为了测试某种安全阀在外界环境为一个大气压时，所能承受的最大内部压强，某同学自行设计制作了一个简易的测试装置．该装置是一个装有电加热器和温度传感器的可密闭容器．测试过程可分为如下操作步骤：a．记录密闭容器内空气的初始温度t1；b．当安全阀开始漏气时，记录容器内空气的温度t2；c．用电加热器加热容器内的空气；d．将待测安全阀安装在容器盖上；e．盖紧装有安全阀的容器盖，将一定量空气密闭在容器内．(1)将每一步骤前的字母按正确的操作顺序填写：_______________________________________________________ _________________；(2)若测得的温度分别为t1＝27℃，t2＝87℃，已知大气压强为1.0×105Pa，则测试结果是：这个安全阀能承受的最大内部压强是________．答案：(1)d e a c b (2)1.2×105Pa解析：(1)将安全阀安装在容器盖，然后密封空气，记录其初始温度t 1，然后加热密封空气，待漏气时记录容器内空气温度t 2，故正确操作顺序为deacb.(2)已知T 1＝300K ，T 2＝360K ，p 0＝1.0×105Pa ，由于密封空气的体积不变，由查理定律可得：p 0T 1＝p T 2，p ＝p 0T 2T 1＝1.0×105×360300Pa ＝1.2×105Pa.13．(7分)如图所示为一种测定“肺活量”(标准大气压下人一次呼出气体的体积)的装置，A 为开口薄壁圆筒，排尽其中的空气，倒扣在水中．测量时，被测者尽力吸尽空气，再通过B 管用力将气体吹入A 中，使A 浮起．设整个过程中呼出气体的温度保持不变．(1)呼出气体的分子热运动的平均动能________(填“增大”“减小”或“不变”)．(2)设圆筒A 的横截面积为S ，大气压强为p 0，水的密度为ρ，桶底浮出水面的高度为h ，桶内外水面的高度差为Δh ，被测者的“肺活量”，即V 0＝______.答案：(1)不变 (2)(p 0＋ρg Δh )(h ＋Δh )S p 0解析：(1)由于温度是分子平均动能大小的标志，因为气体温度不变，所以分子平均动能不变．(2)设A 中气体压强为p ，该部分气体在标准大气压下的体积为V 0，由于整个过程中温度不变，由玻意耳定律可得：p 0V 0＝pV ，即p 0V 0＝(p 0＋ρg Δh )(h ＋Δh )S被测者的肺活量V 0＝(p 0＋ρg Δh )(h ＋Δh )S p 0. 三、论述·计算题(共5小题，共42分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)14．(8分)(2010·吉林一中高二期末)教室的容积是100m 3，在温度是7℃，大气压强为1.0×105Pa 时，室内空气的质量是130kg ，当温度升高到27℃时大气压强为1.2×105Pa 时，教室内空气质量是多少？答案：145.6kg解析：初态：p 1＝1.0×105Pa ，V 1＝100m 3，T 1＝(273＋7)K ＝280K.末态：p 2＝1.2×105Pa ，V 2＝？，T 2＝300K.根据理想气体状态方程：p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2得 V 2＝p 1T 2p 2T 1V 1＝1.0×105×300×1001.2×105×280m 3＝89.3m 3， V 2<V 1，有气体流入房间．m 2＝V 1V 2m 1＝145.6kg. 15．(8分)(2007·山东济南)如图所示，一端开口的钢制圆筒，在开口端上面放一活塞，活塞与筒壁间的摩擦及活塞的重力不计，现将其开口端向下，竖直缓慢地放入7℃的水中，在筒底与水面相平时，恰好静止在水中，这时筒内气柱长为14cm ，当水温升高到27℃时，钢筒露出水面的高度为多少？(筒的厚度不计)答案：1cm解析：当水温升高时，筒内的气体是一个等压过程．设筒底露出水面的高度为h .当T 1＝280K 时，V 1＝14cm 长气柱；当T 2＝300K 时，V 2＝14cm ＋h 长气柱．由等压过程的关系有V 2T 2＝V 1T 1，即14＋h 300＝14280，解得h ＝1cm ，也就是铜筒露出水面的高度为1cm.16．(8分)(2008·潍坊模拟)一定质量的理想气体由状态A 变为状态D ，其有关数据如图甲所示，若状态D 的压强是2×104Pa.(1)求状态A 的压强．(2)请在乙图中画出该状态变化过程的p －T 图象，并分别标出A 、B 、C 、D 各个状态，不要求写出计算过程．答案：(1)据理想气体状态方程：p A V A T A ＝p D V D T D则p A ＝p D V D T A V A T D＝4×104Pa (2)p －T 图象及A 、B 、C 、D 各个状态如图所示．17．(9分)如图所示，倾角θ＝45°的光滑斜面上有一小车，小车的平台上放一汽缸，开口向上，缸内用活塞封住一定质量的气体，活塞与活塞上的物体总质量m＝2kg，活塞面积为10cm2，外界大气压强p0＝105Pa，汽缸内壁光滑，g取10m/s2.求小车静止时气体的体积V1与小车在斜面上做稳定的自由下滑时气体的体积V2的比值．(设整个过程中温度保持不变)答案：1112解析：以小车静止时为初状态，气体的压强为p1，若以活塞为研究对象，可求得p1＝p0＋mgS.当活塞随小车一起下滑时，加速度大小为a＝g sinθ.这个加速度可以分解为沿水平方向的加速度a∥＝a cosθ＝g sinθcosθ和竖直方向的加速度a⊥＝a sinθ＝g sin2θ.产生a∥的原因是汽缸侧壁对活塞的作用，与气体的压强无关；产生a⊥的原因则与气体的压强p2有关．由牛顿第二定律得：p0S＋mg－p2S＝ma⊥＝mg sin2θ，解得：p 2＝p 0S ＋mg －mg sin 2θS ＝p 0S ＋mg cos 2θS. 由玻意耳定律得：V 1V 2＝p 2p 1＝p 0S ＋mg cos 2θS p 0＋mg S，代入数值求得V 1V 2＝1112.18．(9分)(2009·湛师附中高二检测)如图所示，重G 1的活塞a 和重G 2的活塞b ，将长为L 的气室分成体积比为1 2的A 、B 两部分，温度是127℃，系统处于平衡状态，当温度缓慢地降到27℃时系统达到新的平衡，求活塞a 、b 移动的距离．答案：L /12 L /4解析：设b 向上移动y ，a 向上移动x ，因为两个气室都做等压变化，所以由盖·吕萨克定律有：对于A 室系统：13LS 400＝(13L －x )S 300对于B 室系统：23LS 400＝(23L －y ＋x )S 300解得x ＝L /12，y ＝L /4。