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1、阶段验收评估（二） 气 体阶段验收评估（二） 气 体 (时间：50 分钟 满分：100 分) 一、选择题(本题共 8 小题，每小题 6 分，共 48 分，第 15 小题中只有一个选项符合题 意，第 68 小题中有多个选项符合题意，全选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的 得 0 分) 1(2017上海高考)如图，竖直放置的 U 形管内装有水银，左端开口，右端 封闭一定量的气体，底部有一阀门。开始时阀门关闭，左管的水银面较高。现打 开阀门，流出一些水银后关闭阀门。当重新平衡时( ) A左管的水银面与右管等高 B左管的水银面比右管的高 C左管的水银面比右管的低 D水银面高度关系无法判断
2、 解析：选 D 初态时右侧封闭气体的压强pp0，打开阀门，流出一些水银后关闭阀门，当 重新平衡时，因封闭气体的体积变大，由pVC知压强p减小，因气体末态压强p有可能大 于p0、等于p0或小于p0，故左右两管水银面的高度关系无法判断，选项 D 正确。 2.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，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( ) AB管内水银面比管外水银面高h BB管内水银面比管外水银面高hcos CB管内水银面比管外水银面低hcos D管内封闭气体的压强比大气压强大hcos 高汞柱 解析：选 B 以A管中的水
3、银为研究对象，则有pShcos Sp0S， B管内压强pp0hcos ，显然ph1，F2F1 Bh2F1D.h2h1，F2F1 解析：选 D 因为实验中玻璃管内封闭了一段气体，因此，大气压玻璃管中水银柱产生 的压强封闭气体的压强， 在大气压不变的情况下， 吸走槽中的部分水银， 管口未离开水银面， 封闭气体的体积变大，压强变小，同时水银柱的高度h也会适当增加，拉力F的大小会变大。 4容积为 20 L 的钢瓶充满氧气后，压强为 150 atm，打开钢瓶的阀门让氧气同时分装到 容积为 5 L 的小瓶中， 若小瓶原来是真空的， 小瓶中充气后压强为 10 atm， 分装过程中无漏气， 且温度不变，那么最
4、多能分装( ) A4 瓶B50 瓶 C56 瓶D.60 瓶 解析：选 C 根据玻意耳定律p0V0p(V0nV1)， 所以n56，选项 C 正确。 p0V0pV0 V1p 150 2010 20 5 10 5.如图为一注水的玻璃装置，玻璃管D、E上端与大气相 通，利用玻璃管C使A、B两球上部相通，D、C、E三管与两球 接口处紧密封接。当水面高度差如图所示时，E管内水面相对 B中水面的高度差h应等于( ) A0 B0.5 m C1 mD.1.5 m 解析：选 D 表面看，1 区、2 区液面不在同一水平面，但 1、2 区通过管C相通， p1p2pC，而p1p0gh1，h11.5 m， 而p2p1p0
5、gh，则h1.5 m，D 正确。 6.如图所示，两端开口的弯管，左管插入水银槽中，右管有一段高为 h的水银柱，中间封有一段空气，则( ) A弯管左管内外水银面的高度差为h B若把弯管向上移动少许，则管内气体体积增大 C若把弯管向下移动少许，则右管内的水银柱沿管壁上升 D若环境温度升高，则右管内的水银柱沿管壁上升 解析：选 ACD 对右管中的水银分析知，管中气体压强比大气压强高h cmHg，所以弯管左 管内外水银面的高度差为h，故 A 正确。弯管上下移动，封闭气体温度和压强不变，体积不变， 故 B 错误。封闭气体温度和压强不变，体积不变，所以弯管向下移动少许，则右管内的水银 柱沿管壁上升，故 C
6、 正确。环境温度升高，气体压强不变，封闭气体体积增大，则右管内的 水银柱沿管壁上升，故 D 正确。 7.一定质量的理想气体经历一系列状态变化，其p 图线如图所 1 V 示，变化顺序由abcda， 图中ab线段延长线过坐标原点，cd线 段与p轴垂直，da线段与 轴垂直。气体在此状态变化过程中( ) 1 V Aab，压强减小、温度不变、体积增大 Bbc，压强增大、温度降低、体积减小 Ccd，压强不变、温度降低、体积减小 Dda，压强减小、温度升高、体积不变 解析：选 AC 由理想气体状态方程C整理得：pT在p 图像中a到b过程斜率不 pV T C V 1 V 变，CT不变，故说明温度不变，压强减小
7、，体积增大，故 A 正确。bc过程中，体积增大， 故 B 错误。cd过程中， 压强不变， 体积减小， 则由理想气体状态方程C可知， 温度降低， pV T 故 C 正确。da过程中，体积不变，压强减小，故温度应降低，故 D 错误。 8.如图所示为竖直放置的上细下粗密闭细管， 水银柱将气体分隔为A、B两部分，初 始温度相同。使A、B升高相同温度达到稳定后，体积变化量为 VA、VB，压强变化量为 pA、 pB，对液面压力的变化量为 FA、FB，则( ) A水银柱向上移动了一段距离 BVAVB CpApB DFAFB 解析 ： 选 AC 假设水银柱不动， 两气体发生等容变化， 根据查理定律， 有， 其
8、中p0、T0 p T p0 T0 表示初始的压强和温度，初始压强pApB，则 pApB，这说明水银柱向上移动了一小段距 离， A、 C 正确。 由于气体的总体积不变， 所以 VAVB， B 错误。 FApASAFBpBSB， D 错误。 二、计算题(本题共 3 小题，共 52 分) 9.(15分)如图所示，A是容积很大的玻璃容器，B是内径很小的U形玻璃管，B的左端与A相通， 右端开口，B中有一段水银柱将一定质量的空气封闭在A中，当把A放在冰水混合物中时，B 的左管比右管中水银高 30 cm； 当B的左管比右管的水银面低 30 cm 时，A中气体的温度是多 少？(设大气压强p0760 mmHg)
9、 解析：由于A的体积很大而B管很细，所以A中的气体体积可认为是不变的，由查理定 律即可求解。 以A中的气体为研究对象， 初状态温度T1273 K，p1p0ph460 mmHg； 末状态压强p2p0ph1 060 mmHg， 由查理定律有， p1 T1 p2 T2 T2T1273 K629 K。 p2 p1 1 060 460 答案：629 K 10 (15 分)(2016海南高考)如图， 密闭汽缸两侧与一 U 形管的两端相 连， 汽缸壁导热 ； U 形管内盛有密度为7.5102 kg/m3的液体。一活塞将 汽缸分成左、 右两个气室， 开始时， 左气室的体积是右气室的体积的一半， 气 体的压强均
10、为p04.5103 Pa。 外界温度保持不变。 缓慢向右拉活塞使 U 形管两侧液面的高度 差h40 cm，求此时左、右两气室的体积之比。取重力加速度大小g10 m/s2，U 形管中气体 的体积和活塞拉杆的体积忽略不计。 解析：设初始状态时汽缸左气室的体积为V01，右气室的体积为V02；当活塞至汽缸中某位 置时，左、右气室的压强分别为p1、p2，体积分别为V1、V2，由玻意耳定律得 p0V01p1V1 p0V02p2V2 依题意有V01V02V1V2 由力的平衡条件有p2p1gh 联立式，并代入题给数据得 2V123V01V19V0120 由此解得V1V01(另一解不合题意，舍去) 3 2 由式
11、和题给条件得V1V211。 答案：11 11(22 分)(2017全国卷)一热气球体积为V，内部充有温度为Ta的热空气，气球外 冷空气的温度为Tb。已知空气在 1 个大气压，温度T0时的密度为0，该气球内、外的气压始 终都为 1 个大气压，重力加速度大小为g。 (1)求该热气球所受浮力的大小； (2)求该热气球内空气所受的重力； (3)设充气前热气球的质量为m0，求充气后它还能托起的最大质量。 解析：(1)设 1 个大气压下质量为m的空气在温度为T0时的体积为V0， 密度为0 m V0 在温度为T时的体积为VT，密度为 (T) m VT 由盖吕萨克定律得 V0 T0 VT T 联立式得(T)0 T0 T 气球所受到的浮力为 f(Tb)gV 联立式得 fVg0。 T0 Tb (2)气球内热空气所受的重力为 G(Ta)Vg 联立式得 GVg0。 T0 Ta (3)设该气球还能托起的最大质量为m，由力的平衡条件得 mgfGm0g 联立式得 mV0T0m0。 ( 1 Tb 1 Ta) 答案：(1)Vg0 (2)Vg0 T0 Tb T0 Ta (3)V0T0m0 ( 1 Tb 1 Ta)