2019高中物理 第二章 气体 气体热现象的微观意义习题 教科版选修3-3.doc

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1、1气体热现象的微观意义气体热现象的微观意义一、选择题一、选择题 1封闭在体积一定的容器内的理想气体，当温度升高时，下列说法正确的是（ ） A气体分子的密度增大 B气体分子的平均动能增大C气体分子的平均速率增大 D气体分子的势能增大2下列说法正确的是（ ）A理想气体温度升高时，分子的平均动能一定增大B一定质量的理想气体，体积减小时单位体积内的分子数增多，气体的压强一定增大C压缩处于绝热容器中的一定质量的理想气体，其内能一定增加D当分子力表现为引力时，分子力和分子势能都随分子间距离的增大而减小3密封在圆柱形容器内的气体上半部分密度为，压强为 p，则下半部分气体的压强和密度分 别为（ ） Ap， B

2、2p，2C2p，2 D2p，4一定质量的理想气体处于平衡状态，现设法使其温度降低而压强升高，达到平衡状态， 则（ ） A状态时气体的密度比状态时的大B状态时分子的平均动能比状态时的大C状态时分子间的平均距离比状态时的大D状态时每个分子的动能都比状态时的分子平均动能大5一定质量的理想气体经历等温压缩过程时，气体压强增大，从分子运动理论观点来分析，这 是因为（ ） A气体分子的平均动能增大B单位时间内，器壁单位面积上分子碰撞的次数增多C气体分子数增加D气体分子的分布密度增大6如图所示为一定质量的某种气体的等压线，对于等压线上的 a、b 两个状态比较，下列说法正 确的是（ ） A在相同时间内撞在单位

3、面积上的分子数 b 状态较多B在相同时间内撞在单位面积上的分子数 a 状态较多c在相同时间内撞在相同面积上的分子数两状态一样多D单位体积的分子数两状态一样多27x、y 两容器中装有相同质量的氦气，已知 x 容器中氦气的温度高于 y 容器中氦气的温度，但 压强却低于 y 中氦气的压强由此可知（ ） Ax 中氦气分子的平均动能一定大于 y 中氦气分子的平均动能Bx 中每个氦气分子的动能一定都大于 y 中每个氦气分子的动能Cx 中动能大的氦气分子数一定多于 y 中动能大的氦气分子数Dx 中氦气分子的热运动一定比 y 中氦气分子的热运动剧烈8某一密闭容器中密封着一定质量的某种实际气体，气体分子间的相互

4、作用力表现为引力。关于实际气体的下列说法中正确的是（ ） A在完仝失重的情况下，密封容器内的气体对器壁的顶部没有作用力B若气体膨胀对外界做功，则分子势能一定增大C若气体被压缩，外界对气体做功，则气体内能一定增加D若气体从外界吸收的热量等于膨胀对外界做的功，则气体分子的平均动能一定减小二、填空题二、填空题 9容积为 20 升的圆筒内装有氧气，温度为 17，它的压强是 1.0107帕，在标准状态下，温 度为 2.5时这些氧气的体积为_升（取 1 标准大气压=1.0105帕） 10如图所示，一端封闭，一端开口，截面积均匀的 U 形玻璃管 AB，管内装有水银，两水银面 高度相等，管 A 内封有一定质量

5、的空气，今将管 B 的开口端接一抽气机，抽尽管曰内水银面上的空气， 结果两水银面产生 18 厘米的高度差，则 A 管内原来的气柱长度是_厘米（设外界气压为 72 厘 米汞柱） 11密闭的体积为 1 升的氢气，压强为 2 个大气压，温度为 27加热以后，压强、体积各增 加了原来的 l10，则此时气体的温度为_12一定质量的理想气体，在压强不变的情况下发生状态变化，如果气体增加的体积等于它在 0的体积，那么气体增加的温度为_。三、解答题三、解答题 13两个完全相同的圆柱形密闭容器，甲中装有与容器容积等体积的水，乙中充满空气，试问：（1）两容器各侧壁压强的大小关系及压强的大小决定于哪些因素？（容器容

6、积恒定） （2）若让两容器同时做自由落体运动，容器侧壁上所受压强将怎样变化？14如图，上粗下细且上端开口的薄壁玻璃管内有一部分水银封住密闭气体，横截面积分别为 S11cm2、S22cm2，细管内水银长度为h14cm，封闭气体长度为L6cm。大气压强为3p076cmHg，气体初始温度为T1280K，上管足够长。 （1）缓慢升高气体温度，求水银刚好全部进入粗管内时的温度T2； （2）气体温度保持T2不变，为使封闭气体长度变为 8cm，需向开口端注入的水银柱的体积为多 少？15如图所示，一个密闭的汽缸，被活塞分成体积相等的左、右两室，汽缸壁与活塞是不导热的； 它们之间没有摩擦，两室中气体的温度相等现

7、利用右室中的电热丝对右室加热一段时间，达到平衡后，左室的体积变为原来的3 4，气体的温度 T1=300 K，求右室气体的温度【答案与解析】一、选择题一、选择题 1 【答案】B、C 【解析】理想气体做等容变化时，由查理定律得，pCT，当温度升高时，其压强增大。故当T 增大时，分子的平均动能增大，分子的平均速率增大，而分子的密度和分子势能都不变，故只有 B、C 正确。 2 【答案】A、C 【解析】理想气体温度升高时，分子的平均动能一定增大，选项 A 正确；对于一定质量的理想气体，当体积减小时，单位体积的分子数增多，但是气体的压强不一定增大，还与分子的平均动能有关选项 B 错误；压缩处于绝热容器中的

8、理想气体时，气体不会吸热及放热，则由热力学第一定律可知内能一定增加；选项 C 正确；两分子之间的距离大于r0，分子力表现为引力，分子力随着分子间距的增大而减小，分子势能随着分子间距的增大而增大选项 D 错误。3 【答案】A 【提示】密封容器内气体各处的压强和密度均相同，其大小决定于气体的分子密度和温度。44 【答案】B、C 【解析】题中从状态到状态，温度降低，分子的平均动能减小，B 项正确；由pVCT，得从状态态到状态，T 减小而 p 增大，理想气体的体积 V 应当减小，故 C 项正确、A 项错误。 5 【答案】B、D 6 【答案】D 7 【答案】A、C、D 【解析】分子的平均动能取决于温度，

9、温度越高，分子的平均动能越大，故 A 项正确；但对于任 一个氦气分子来说并不一定成立，故 B 项错；分子的动能也应遵从统计规律：即“中间多、两头少” ， 温度较高时，动能大的分子数一定多于温度较低容器中动能大的分子数，C 项正确；温度越高，分子 的无规则热运动越剧烈，D 项正确。 8 【答案】BD【解析】A、气体压强产生的原因是大量气体分子对容器壁的持续的、无规则撞击产生的在完全失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁的顶部有作用力，故 A 错误；B、若气体膨胀对外界做功，分子之间的距离增大，需要克服气体分子之间的吸引力做功，则分子势能一定增大，故 B 正确；C、若气体被压缩，外界对气体做功，若气

10、体同时对外做功，则气体内能不一定增加，故 C 错误；D、若气体从外界吸收的热量等于膨胀对外界做的功，气体的内能不变，而分子势能一定增大，则气体分子的平均动能一定减小，故 D 正确。故选：BD二、填空题二、填空题 9 【答案】1.9103 10 【答案】3 11 【答案】90 12 【答案】273三、解答题三、解答题 13 【答案】见解析 【解析】 （1）对甲容器，上壁的压强为零，底面的压强最大，其数值为 p=gh（h 为上下底面 间的距离） 。侧壁的压强自上而下，由小变大，其数值大小与侧壁上各点距水面的竖直距离 x 的关系 是 p=gx，对乙容器，各处器壁上的压强大小都相等，其大小决定于气体的

11、密度和温度。（2）甲容器做自由落体运动时器壁各处的压强均为零。乙容器做自由落体运动时，器壁各处的 压强不发生变化。14【答案】（1）T2455K；（2）37cm3 【解析】（1）S1h1S2h2，h22cm初状态：p1p0ph180cmHg，V1LS16cm3，T1280K末状态：p2p0ph278cmHg，V2（Lh1）S110cm3 根据1 12212pVp V TT，代入数据280 678 10=280T5得T2455K （2）等温变化，P2 V2P3 V3 7810P38，得P397.5 cmHg 此时水银柱的液面高度差h397.57621.5cm注入的水银柱体积V注（21.53）237cm315 【答案】见解析 【解析】根据题意对汽缸中左、右两室中气体的状态进行分析：左室的气体：加热前 p0、V0、T0，加热后 p1、03 4V、T1；右室的气体：加热前 p0、V0、T0，加热后 p1、05 4V、T2。根据理想气体状态方程：pV T恒量，左室气体1000013 4pVp V TT ，右室气体1000025 4pVp V TT ，所以1010235 44 300KpVpVT ，所以 T2=500 K。