课时测评12 气体实验定律的微观解释和理想气体的状态方程-【金版新学案】2024-2025学年高中物理选择性必修3同步课堂高效讲义配套练习（教科版2019）

课时测评12　气体实验定律的微观解释和理想气体的状态方程 (时间：30分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－9题，每题4分，共36分) 1.(多选)关于理想气体的认识，下列说法正确的是(　　) A．它是一种能够在任何条件下都能严格遵守气体实验定律的气体 B．它是一种从实际气体中忽略次要因素，简化抽象出来的理想模型 C．一定质量的某种理想气体的内能与温度、体积都有关 D．被压缩的气体，不能视为理想气体 答案：AB 解析：理想气体是从实际气体中忽略次要因素，抽象出来的一种理想模型，温度不太低、压强不太大的实际气体可视为理想气体，理想气体在任何温度、任何压强下都遵守气体实验定律，A、B正确；一定质量的某种理想气体的内能只与温度有关，与体积无关，C错误；被压缩的气体，也可视为理想气体，D错误。 2．自主学习活动中，同学们对密闭容器中的氢气性质进行讨论，下列说法中正确的是(　　) A．体积增大时，氢气分子的密集程度保持不变 B．压强增大是因为氢气分子之间斥力增大 C．因为氢气分子很小，所以氢气在任何情况下均可看成理想气体 D．温度变化时，氢气分子速率分布中各速率区间的分子数占总分子数的百分比会变化 答案：D 解析：密闭容器中的氢气质量不变，分子个数不变，可知当体积增大时，单位体积的分子个数变小，分子的密集程度变小，故A错误；气体压强产生的原因是大量气体分子对容器壁持续的、无规则的撞击，压强增大并不是因为分子间斥力增大，故B错误；普通气体在温度不太低、压强不太大的情况下才能看作理想气体，故C错误；温度是气体分子平均动能的标志，大量气体分子的速率呈现“两边低，中间高”的规律，温度变化时，大量分子的平均速率会变化，即分子速率分布中各速率区间的分子数占总分子数的百分比会变化，故D正确。 3．对一定质量的理想气体，下列说法正确的是(　　) A．体积不变，压强增大时，气体分子的平均动能一定增大 B．温度不变，压强减小时，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增多 C．压强不变，温度降低时，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少 D．温度升高，压强和体积可能都不变 答案：A 解析：理想气体的质量一定，分子的总数是一定的，体积不变，分子的密集程度不变，故要使压强增大，分子的平均动能一定增大，A正确；当温度不变时，分子的平均动能不变，要使压强减小，则分子的密集程度一定减小，即单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少，B错误；当温度降低时，分子的平均动能减小，要保证压强不变，则分子的密集程度一定增大，即单位时间内撞击单位面积器壁的气体分子数增多，C错误；温度升高，气体的压强和体积至少有一个要发生变化，不可能都不变，D错误。 4．(2023·石家庄高二检测)关于气体的状态变化，下列说法正确的是(　　 ) A．一定质量的理想气体，当压强不变而温度由100 ℃上升到200 ℃时，其体积增大为原来的2倍 B．任何气体由状态1变化到状态2时，一定满足方程＝ C．一定质量的理想气体，体积增大到原来的4倍，则气体可能压强减半，热力学温度加倍 D．一定质量的理想气体，压强增大到原来的4倍，则气体可能体积加倍，热力学温度减半 答案：C 解析：一定质量的理想气体，压强不变，体积与热力学温度成正比，温度由100 ℃上升到200 ℃时，由气体等压变化的规律有＝，解得V2＝V1＝V1≈1.27V1，即体积增大约为原来的1.27倍，故A错误；理想气体状态方程成立的条件为气体可看作理想气体且质量不变，故B错误；由理想气体状态方程＝C可知C正确，D错误。 5．如图为伽利略设计的一种测温装置示意图，玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，下端插入水中，玻璃泡中封闭有一定量的空气。若玻璃管内水柱上升，则外界大气的变化可能是(　　) A．温度降低，压强增大 B．温度升高，压强不变 C．温度升高，压强减小 D．温度不变，压强减小 答案：A 解析：设玻璃泡中气体压强为p，外界大气压强为p′，则p′＝p＋ρgh，且玻璃泡中气体与外界大气温度相同，液柱上升，气体体积减小，由理想气体状态方程＝C可知，在V减小时，若p增大，则T可能增大、减小或不变，故A正确；若p不变，则T减小，故B错误；若p减小，则T减小，故C、D错误。 6．如图所示，密闭容器内一定质量的理想气体由状态A变化到状态B。该过程中(　　) A．气体分子的密集程度增大 B．气体分子的平均动能增大 C．单位时间内气体分子对单位面积器壁的作用力减小 D．单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数减小 答案：B 解析：由题图可知，从A到B为等容变化，即从A到B气体体积不变，则气体分子的密集程度不变，A错误；从A到B气体的温度升高，则气体分子的平均动能增大，B正确；从A到B气体的压强变大，气体分子的平均速率变大，则单位时间内气体分子对单位面积器壁的作用力变大，C错误；气体分子的密集程度不变，从A到B气体分子的平均速率增大，则单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数增大，D错误。 7．一定质量的理想气体从初状态(p0、V0、T0)先经等压变化使温度上升到T0，再经等容变化使压强减小到p0，则气体最后的状态为(　　) A．p0、V0、T0 B．p0、V0、T0 C．p0、V0、T0 D．p0、V0、T0 答案：B 解析：在等压变化过程中，由气体等压变化的规律有＝，可得V1＝V0，再经过一个等容变化过程，由气体等容变化的规律有＝，可得T2＝T0，故B正确。 8．(2022·郑州市高二月考)湖底温度为7 ℃，有一球形气泡从湖底升到水面时(气体质量恒定)，其直径扩大为原来的2倍。已知水面温度为27 ℃，大气压强p0＝1×105 Pa，水的密度ρ水＝1×103 kg/m3，重力加速度g＝10 m/s2，气泡内气体为理想气体，T/K＝t/℃＋273，则湖水深度约为(　　) A．65 m B．55 m C．45 m D．25 m 答案：A 解析：以气泡内的气体为研究对象，初状态p1＝p0＋ρ水gh，V1＝π＝V，T1＝(273＋7)K＝280 K，末状态p2＝p0，V2＝π＝8V，T2＝(273＋27)K＝300 K，由理想气体状态方程得＝，代入数据解得h≈65 m，故A正确，B、C、D错误。 9．(多选)炎炎夏日的正午，室外温度较室内高。与停在地下停车场相比较，同一汽车停在室外停车场时，汽车上同一轮胎内的气体(　　) A．分子的平均动能更大 B．所有分子热运动的速率都更大 C．单位体积内的分子数更多 D．单位时间内与轮胎内壁单位面积撞击的分子数更多 答案：AD 解析：因室外温度比室内高，所以室外停车场汽车轮胎内的气体温度高，而温度是气体分子平均动能的标志，因此分子平均动能更大，故A正确；温度升高，分子平均动能变大，但并不是所有分子热运动的速率都变大，故B错误；因轮胎体积不变，所以单位体积内的分子数不变，故C错误；在体积不变的情况下，温度越高，气体分子的平均动能越大，气体的压强越大，单位时间内与轮胎内壁单位面积撞击的分子数越多，故D正确。 10．(12分)(2023·桂林高二检测)如图为上端开口的“凸”形管，管内有一部分水银柱密封一定质量的理想气体，细管足够长。粗、细管的横截面积分别为S1＝4 cm2、S2＝2 cm2，密封的气体柱长度为L＝20 cm，水银柱长度h1＝h2＝5 cm，封闭气体初始温度为67 ℃，大气压强p0＝75 cmHg。T/K＝t/℃＋273。 (1)求封闭气体初始状态的压强； (2)若缓慢升高气体温度，升高至多少K方可将所有水银全部压入细管内？ 答案：(1)85 cmHg　(2)450 K 解析：(1)封闭气体初始状态的压强 p＝p0＋ph1＋ph2＝85 cmHg。 (2)封闭气体初始状态的体积为V＝LS1＝80 cm3，温度T＝(67＋273)K＝340 K，水银刚全部压入细管时，水银柱高度为15 cm，此时封闭气体压强p1＝p0＋15 cmHg＝90 cmHg，体积为V1＝(L＋h1)S1＝100 cm3 由理想气体状态方程得＝ 解得T1＝450 K。 11．(12分)(2023·山东青岛期末)小汽车正常行驶时，胎压需要稳定在220 kPa至280 kPa之间。在冬季，某室内停车场温度为27 ℃，此时汽车仪表盘显示左前轮胎压为252 kPa。若将轮胎内气体视为理想气体，热力学温度T与摄氏温度t之间的数量关系为T/K＝t/℃＋273，忽略轮胎体积的变化。 (1)若室外温度为－23 ℃，司机将车停在室外足够长时间后，通过计算说明胎压是否符合正常行驶要求(假设轮胎不漏气)。 (2)汽车行驶一段时间后，发现仪表盘显示左前轮胎压为210 kPa，此时轮胎内气体温度为－13 ℃。请判断轮胎是否漏气；如果漏气，求剩余气体与原来气体的质量之比。 答案：(1)不符合　(2)漏气，1∶1.04 解析：(1)轮胎内气体初态T1＝(27＋273)K＝300 K，p1＝252 kPa 末态T2＝(－23＋273)K＝250 K 气体发生等容变化，由气体等容变化的规律得＝ 解得p2＝210 kPa<220 kPa 所以不符合正常行驶要求。 (2)汽车行驶一段时间后，有T3＝(－13＋273)K＝260 K，p3＝210 kPa 设轮胎容积为V0，假设未漏气，则＝ 解得V3＝1.04V0>V0 说明轮胎发生了漏气，＝＝1∶1.04。 学科网（北京）股份有限公司 $$