1、第4章气体单元测试一、选择题1.如图所示,竖直插入水银槽的细长玻璃管内外两个水银面高度差为70cm,当时大气压为标准大气压.现保持温度不变,将玻璃管向上提起一些,管内水银面将().(A)向上移动(B)向下移动(C)不移动(D)先向下移动,然后再向上移动答案:A2.一定质量的理想气体可经不同的过程从一种状态(p1、V1、T1)变到另一种状态(p2、V2、T2),已知T2T1,则在这些过程中(). (A)气体一定从外界吸收热量(B)气体和外界交换的热量都是相等的(C)外界对气体所做的功都是相等的(D)气体内能的变化都是相等的答案:D3.某同用同一个注射器做了两次验证玻意耳定律的实验,操作完全正确.
2、根据实验数据却在如图所示的p-V图上画出了两条不同的双曲线,造成这种情况的可能原因是() (A)两次实验中空气质量小同(B)两次实验中温度不同(C)两次实验中保持空气质量、温度相同,但所取的气体压强的数据不同(D)两次实验中保持空气质量、温度相同,但所取的气体体积的数据不同答案:AB二、填空题7.已知高山上某处的气压为0.40atm,气温为-30,则该处1cm3大气中的分子数约为_个.(在标准状态下1mol气体的体积为22.4L) 答案:1.21019三、计算题8.如图，一上端开口，下端封闭的细长玻璃管，下部有长l1=66cm的水银柱，中间封有长l2=6.6cm的空气柱，上部有长l3=44cm
3、的水银柱，此时水银面恰好与管口平齐。已知大气压强为p0=70cmHg。如果使玻璃管绕低端在竖直平面内缓慢地转动一周，求在开口向下和转回到原来位置时管中空气柱的长度。封入的气体可视为理想气体，在转动过程中没有发生漏气。解析：设玻璃管开口向上时，空气柱压强为p1= p0+ gl3 式中，和g分别表示水银的密度和重力加速度。玻璃管开口响下时，原来上部的水银有一部分会流出，封闭端会有部分真空。设此时开口端剩下的水银柱长度为x，则p2= gl1 ，p2+gx = p0， 式中，p2管内空气柱的压强。由玻意耳定律得 p1(Sl2)= p2(Sh) 式中,h是此时空气柱的长度，S为玻璃管的横截面积。由式和题
4、给条件得h=12cm从开始转动一周后，设空气柱的压强为p3，则p3= p0+gx 由玻意耳定律得p1(Sl2)= p3(Sh) 式中，h是此时空气柱的长度。由h9.2cm 9.如图，容积为V1的容器内充有压缩空气。容器与水银压强计相连，压强计左右两管下部由软胶管相连。气阀关闭时，两管中水银面等高，左管中水银面上方到气阀之间空气的体积为V2。打开气阀，左管中水银下降；缓慢地向上提右管，使左管中水银面回到原来高度，此时右管与左管中水银面的高度差为h。已知水银的密度为，大气压强为p0，重力加速度为g；空气可视为理想气体，其温度不变。求气阀打开前容器中压缩空气的压强p1。10【解析】设恒温槽的温度为T
5、2，由题意知T1=273K。A内气体发生等容变化，根据查理定律得p1/ T1= p1/ T1 p1= p0 + ph1p2= p0 + ph2联立上述三式，代入数据解得T2=364K。此过程A内气体温度升高，内能增大。由热力学第一定律，气体不对外做功，气体将吸热。【答案】364K。 增大 吸热【点评】此题综合考查气体实验定律和热力学第一定律。11.(1)为了将空气装入气瓶内，现将一定质量的空气等温压缩，空气可视为理想气体下列图象能正确表示该过程中空气的压强p和体积V关系的是 （2）在将空气压缩装入气瓶的过程中，温度保持不变，外界做了24kJ的功现潜水员背着该气瓶缓慢地潜入海底，若在此过程中，瓶
6、中空气的质量保持不变，且放出了5kJ的热量在上述两个过程中，空气的内能共减小 kJ，空气 （选填“吸收”或“放出”）的总能量为 kJ【解析】根据理想气体状态方程，空气等温压缩，pV=C，p与1/V成正比，所以该过程中空气的压强p和体积V关系的是图B。将空气压缩装入气瓶的过程中，温度保持不变，气体内能保持不变；外界做了24kJ的功，空气放出24kJ能量气瓶缓慢地潜入海底的过程中，放出了5kJ的热量，所以在上述两个过程中，空气的内能共减小5kJ，空气放出的总能量为24kJ+5kJ=29kJ。【答案】.(1)B (2)5；放出；2912.如右图，体积为V、内壁光滑的圆柱形导热气缸顶部有一质量和厚度均
7、可忽略的活塞；气缸内密封有温度为2.4T0、压强为1.2p0的理想气体p0和T0分别为大气的压强和温度已知：气体内能U与温度T的关系为U=T，为正的常量；容器内气体的所有变化过程都是缓慢的求(i)气缸内气体与大气达到平衡时的体积V1： (ii)在活塞下降过程中，气缸内气体放出的热量Q . 【解析】()在气体由压强p=1.2p0下降到p0的过程中，气体体积不变，温度由T=2.4T0变为T1，由查理定律得 ； 在气体温度由T1变为T0的过程中，体积由V减小到V1，气体压强不变，由盖吕萨克定律得 ；由式得 V1=V/2.。()在活塞下降过程中，活塞对气体做的功为W= p0(V-V1) ， 在这一过程中，气体内能的减少为 U=(T1- T0) ， 由热力学第一定律得，气缸内气体放出的热量为Q=W+U ， 由式得 Q= p0V/2+T0 。 【点评】此题考查热力学第一定律和气体实验定律等知识点。注意应用查理定律时温度必须变换成热力学温度。