2018學(xué)年高中物理 第二章 氣體 氣體熱現(xiàn)象的微觀意義習(xí)題 教科版選修3-3.doc

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氣體熱現(xiàn)象的微觀意義一、選擇題1封閉在體積一定的容器內(nèi)的理想氣體，當(dāng)溫度升高時(shí)，下列說法正確的是（ ） A氣體分子的密度增大 B氣體分子的平均動(dòng)能增大 C氣體分子的平均速率增大 D氣體分子的勢(shì)能增大2下列說法正確的是（ ）A理想氣體溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能一定增大B一定質(zhì)量的理想氣體，體積減小時(shí)單位體積內(nèi)的分子數(shù)增多，氣體的壓強(qiáng)一定增大C壓縮處于絕熱容器中的一定質(zhì)量的理想氣體，其內(nèi)能一定增加D當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子力和分子勢(shì)能都隨分子間距離的增大而減小3密封在圓柱形容器內(nèi)的氣體上半部分密度為，壓強(qiáng)為p，則下半部分氣體的壓強(qiáng)和密度分別為（ ） Ap， B， C2p，2 D，4一定質(zhì)量的理想氣體處于平衡狀態(tài)，現(xiàn)設(shè)法使其溫度降低而壓強(qiáng)升高，達(dá)到平衡狀態(tài)，則（ ） A狀態(tài)時(shí)氣體的密度比狀態(tài)時(shí)的大 B狀態(tài)時(shí)分子的平均動(dòng)能比狀態(tài)時(shí)的大 C狀態(tài)時(shí)分子間的平均距離比狀態(tài)時(shí)的大 D狀態(tài)時(shí)每個(gè)分子的動(dòng)能都比狀態(tài)時(shí)的分子平均動(dòng)能大5一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷等溫壓縮過程時(shí)，氣體壓強(qiáng)增大，從分子運(yùn)動(dòng)理論觀點(diǎn)來分析，這是因?yàn)椋?） A氣體分子的平均動(dòng)能增大 B單位時(shí)間內(nèi)，器壁單位面積上分子碰撞的次數(shù)增多 C氣體分子數(shù)增加 D氣體分子的分布密度增大6如圖所示為一定質(zhì)量的某種氣體的等壓線，對(duì)于等壓線上的a、b兩個(gè)狀態(tài)比較，下列說法正確的是（ ） A在相同時(shí)間內(nèi)撞在單位面積上的分子數(shù)b狀態(tài)較多 B在相同時(shí)間內(nèi)撞在單位面積上的分子數(shù)a狀態(tài)較多 c在相同時(shí)間內(nèi)撞在相同面積上的分子數(shù)兩狀態(tài)一樣多 D單位體積的分子數(shù)兩狀態(tài)一樣多7x、y兩容器中裝有相同質(zhì)量的氦氣，已知x容器中氦氣的溫度高于y容器中氦氣的溫度，但壓強(qiáng)卻低于y中氦氣的壓強(qiáng)由此可知（ ） Ax中氦氣分子的平均動(dòng)能一定大于y中氦氣分子的平均動(dòng)能 Bx中每個(gè)氦氣分子的動(dòng)能一定都大于y中每個(gè)氦氣分子的動(dòng)能 Cx中動(dòng)能大的氦氣分子數(shù)一定多于y中動(dòng)能大的氦氣分子數(shù) Dx中氦氣分子的熱運(yùn)動(dòng)一定比y中氦氣分子的熱運(yùn)動(dòng)劇烈8某一密閉容器中密封著一定質(zhì)量的某種實(shí)際氣體，氣體分子間的相互作用力表現(xiàn)為引力。關(guān)于實(shí)際氣體的下列說法中正確的是（ ）A在完仝失重的情況下，密封容器內(nèi)的氣體對(duì)器壁的頂部沒有作用力B若氣體膨脹對(duì)外界做功，則分子勢(shì)能一定增大C若氣體被壓縮，外界對(duì)氣體做功，則氣體內(nèi)能一定增加D若氣體從外界吸收的熱量等于膨脹對(duì)外界做的功，則氣體分子的平均動(dòng)能一定減小二、填空題9容積為20升的圓筒內(nèi)裝有氧氣，溫度為17，它的壓強(qiáng)是1.0107帕，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，溫度為2.5時(shí)這些氧氣的體積為_升（取1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=1.0105帕）10如圖所示，一端封閉，一端開口，截面積均勻的U形玻璃管AB，管內(nèi)裝有水銀，兩水銀面高度相等，管A內(nèi)封有一定質(zhì)量的空氣，今將管B的開口端接一抽氣機(jī)，抽盡管曰內(nèi)水銀面上的空氣，結(jié)果兩水銀面產(chǎn)生18厘米的高度差，則A管內(nèi)原來的氣柱長(zhǎng)度是_厘米（設(shè)外界氣壓為72厘米汞柱） 11密閉的體積為1升的氫氣，壓強(qiáng)為2個(gè)大氣壓，溫度為27加熱以后，壓強(qiáng)、體積各增加了原來的l10，則此時(shí)氣體的溫度為_12一定質(zhì)量的理想氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下發(fā)生狀態(tài)變化，如果氣體增加的體積等于它在0的體積，那么氣體增加的溫度為_。三、解答題13兩個(gè)完全相同的圓柱形密閉容器，甲中裝有與容器容積等體積的水，乙中充滿空氣，試問： （1）兩容器各側(cè)壁壓強(qiáng)的大小關(guān)系及壓強(qiáng)的大小決定于哪些因素？（容器容積恒定）（2）若讓兩容器同時(shí)做自由落體運(yùn)動(dòng)，容器側(cè)壁上所受壓強(qiáng)將怎樣變化？14如圖，上粗下細(xì)且上端開口的薄壁玻璃管內(nèi)有一部分水銀封住密閉氣體，橫截面積分別為S11cm2、S22cm2，細(xì)管內(nèi)水銀長(zhǎng)度為h14cm，封閉氣體長(zhǎng)度為L(zhǎng)6cm。大氣壓強(qiáng)為p076cmHg，氣體初始溫度為T1280K，上管足夠長(zhǎng)。（1）緩慢升高氣體溫度，求水銀剛好全部進(jìn)入粗管內(nèi)時(shí)的溫度T2；（2）氣體溫度保持T2不變，為使封閉氣體長(zhǎng)度變?yōu)?cm，需向開口端注入的水銀柱的體積為多少？15如圖所示，一個(gè)密閉的汽缸，被活塞分成體積相等的左、右兩室，汽缸壁與活塞是不導(dǎo)熱的；它們之間沒有摩擦，兩室中氣體的溫度相等現(xiàn)利用右室中的電熱絲對(duì)右室加熱一段時(shí)間，達(dá)到平衡后，左室的體積變?yōu)樵瓉淼?，氣體的溫度T1=300 K，求右室氣體的溫度 【答案與解析】一、選擇題1【答案】B、C 【解析】理想氣體做等容變化時(shí)，由查理定律得，當(dāng)溫度升高時(shí)，其壓強(qiáng)增大。故當(dāng)T增大時(shí)，分子的平均動(dòng)能增大，分子的平均速率增大，而分子的密度和分子勢(shì)能都不變，故只有B、C正確。2【答案】A、C 【解析】理想氣體溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能一定增大，選項(xiàng)A正確；對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)體積減小時(shí)，單位體積的分子數(shù)增多，但是氣體的壓強(qiáng)不一定增大，還與分子的平均動(dòng)能有關(guān)選項(xiàng)B錯(cuò)誤；壓縮處于絕熱容器中的理想氣體時(shí)，氣體不會(huì)吸熱及放熱，則由熱力學(xué)第一定律可知內(nèi)能一定增加；選項(xiàng)C正確；兩分子之間的距離大于r0，分子力表現(xiàn)為引力，分子力隨著分子間距的增大而減小，分子勢(shì)能隨著分子間距的增大而增大選項(xiàng)D錯(cuò)誤。3【答案】A 【提示】密封容器內(nèi)氣體各處的壓強(qiáng)和密度均相同，其大小決定于氣體的分子密度和溫度。4【答案】B、C 【解析】題中從狀態(tài)到狀態(tài)，溫度降低，分子的平均動(dòng)能減小，B項(xiàng)正確；由，得從狀態(tài)態(tài)到狀態(tài)，T減小而p增大，理想氣體的體積V應(yīng)當(dāng)減小，故C項(xiàng)正確、A項(xiàng)錯(cuò)誤。5【答案】B、D 6【答案】D7【答案】A、C、D 【解析】分子的平均動(dòng)能取決于溫度，溫度越高，分子的平均動(dòng)能越大，故A項(xiàng)正確；但對(duì)于任一個(gè)氦氣分子來說并不一定成立，故B項(xiàng)錯(cuò)；分子的動(dòng)能也應(yīng)遵從統(tǒng)計(jì)規(guī)律：即“中間多、兩頭少”，溫度較高時(shí)，動(dòng)能大的分子數(shù)一定多于溫度較低容器中動(dòng)能大的分子數(shù)，C項(xiàng)正確；溫度越高，分子的無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，D項(xiàng)正確。8【答案】BD【解析】A、氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因是大量氣體分子對(duì)容器壁的持續(xù)的、無規(guī)則撞擊產(chǎn)生的在完全失重的情況下，密閉容器內(nèi)的氣體對(duì)器壁的頂部有作用力，故A錯(cuò)誤；B、若氣體膨脹對(duì)外界做功，分子之間的距離增大，需要克服氣體分子之間的吸引力做功，則分子勢(shì)能一定增大，故B正確；C、若氣體被壓縮，外界對(duì)氣體做功，若氣體同時(shí)對(duì)外做功，則氣體內(nèi)能不一定增加，故C錯(cuò)誤；D、若氣體從外界吸收的熱量等于膨脹對(duì)外界做的功，氣體的內(nèi)能不變，而分子勢(shì)能一定增大，則氣體分子的平均動(dòng)能一定減小，故D正確。故選：BD二、填空題9【答案】1.9103 10【答案】3 11【答案】90 12【答案】273三、解答題13【答案】見解析【解析】（1）對(duì)甲容器，上壁的壓強(qiáng)為零，底面的壓強(qiáng)最大，其數(shù)值為p=gh（h為上下底面間的距離）。側(cè)壁的壓強(qiáng)自上而下，由小變大，其數(shù)值大小與側(cè)壁上各點(diǎn)距水面的豎直距離x的關(guān)系是p=gx，對(duì)乙容器，各處器壁上的壓強(qiáng)大小都相等，其大小決定于氣體的密度和溫度。 （2）甲容器做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)器壁各處的壓強(qiáng)均為零。乙容器做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，器壁各處的壓強(qiáng)不發(fā)生變化。14【答案】（1）T2455K；（2）37cm3【解析】（1）S1h1S2h2，h22cm初狀態(tài)：p1p0ph180cmHg，V1LS16cm3，T1280K末狀態(tài)：p2p0ph278cmHg，V2（Lh1）S110cm3 根據(jù)，代入數(shù)據(jù) 得T2455K （2）等溫變化，P2 V2P3 V3 7810P38，得P397.5 cmHg 此時(shí)水銀柱的液面高度差h397.57621.5cm注入的水銀柱體積V注（21.53）237cm315【答案】見解析【解析】根據(jù)題意對(duì)汽缸中左、右兩室中氣體的狀態(tài)進(jìn)行分析：左室的氣體：加熱前p0、V0、T0，加熱后p1、T1；右室的氣體：加熱前p0、V0、T0，加熱后p1、T2。根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程：恒量，左室氣體，右室氣體，所以，所以T2=500 K。