2022學年高中物理 第二章 氣體 氣體熱現象的微觀意義習題 教科版選修3-3

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1、2022學年高中物理 第二章 氣體 氣體熱現象的微觀意義習題 教科版選修3-3 一、選擇題 1．封閉在體積一定的容器內的理想氣體，當溫度升高時，下列說法正確的是（ ）． A．氣體分子的密度增大 B．氣體分子的平均動能增大 C．氣體分子的平均速率增大 D．氣體分子的勢能增大 2．下列說法正確的是（ ）． A．理想氣體溫度升高時，分子的平均動能一定增大 B．一定質量的理想氣體，體積減小時單位體積內的分子數增多，氣體的壓強一定增大 C．壓縮處于絕熱容器中的一定質量的理想氣體，其內能一定增加 D．當分子力表現為引力時，分子力和分子勢

2、能都隨分子間距離的增大而減小 3．密封在圓柱形容器內的氣體上半部分密度為，壓強為p，則下半部分氣體的壓強和密度分別為（ ）． A．p， B．， C．2p，2 D．， 4．一定質量的理想氣體處于平衡狀態(tài)Ⅰ，現設法使其溫度降低而壓強升高，達到平衡狀態(tài)Ⅱ，則（ ）． A．狀態(tài)Ⅰ時氣體的密度比狀態(tài)Ⅱ時的大 B．狀態(tài)Ⅰ時分子的平均動能比狀態(tài)Ⅱ時的大 C．狀態(tài)Ⅰ時分子間的平均距離比狀態(tài)Ⅱ時的大 D．狀態(tài)Ⅰ時每個分子的動能都比狀態(tài)Ⅱ時的分子平均動能大 5．一定質量的理想氣體經歷等溫壓縮過程時，氣體壓強增大，從分

3、子運動理論觀點來分析，這是因為（ ）． A．氣體分子的平均動能增大 B．單位時間內，器壁單位面積上分子碰撞的次數增多 C．氣體分子數增加 D．氣體分子的分布密度增大 6．如圖所示為一定質量的某種氣體的等壓線，對于等壓線上的a、b兩個狀態(tài)比較，下列說法正確的是（ ）． A．在相同時間內撞在單位面積上的分子數b狀態(tài)較多 B．在相同時間內撞在單位面積上的分子數a狀態(tài)較多 c．在相同時間內撞在相同面積上的分子數兩狀態(tài)一樣多 D．單位體積的分子數兩狀態(tài)一樣多 7．x、y兩容器中裝有

4、相同質量的氦氣，已知x容器中氦氣的溫度高于y容器中氦氣的溫度，但壓強卻低于y中氦氣的壓強．由此可知（ ）． A．x中氦氣分子的平均動能一定大于y中氦氣分子的平均動能 B．x中每個氦氣分子的動能一定都大于y中每個氦氣分子的動能 C．x中動能大的氦氣分子數一定多于y中動能大的氦氣分子數 D．x中氦氣分子的熱運動一定比y中氦氣分子的熱運動劇烈 8．某一密閉容器中密封著一定質量的某種實際氣體，氣體分子間的相互作用力表現為引力。關于實際氣體的下列說法中正確的是（ ）． A．在完仝失重的情況下，密封容器內的氣體對器壁的頂部沒有作用力 B．若氣體

5、膨脹對外界做功，則分子勢能一定增大 C．若氣體被壓縮，外界對氣體做功，則氣體內能一定增加 D．若氣體從外界吸收的熱量等于膨脹對外界做的功，則氣體分子的平均動能一定減小 二、填空題 9．容積為20升的圓筒內裝有氧氣，溫度為17℃，它的壓強是1.0×107帕，在標準狀態(tài)下，溫度為2.5℃時這些氧氣的體積為________升（取1標準大氣壓=1.0×105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，管內裝有水銀，兩水銀面高度相等，管A內封有一定質量的空氣，今將管B的開口端接一抽氣機，抽盡管曰內水銀面上的空氣，結果兩水銀面產生18厘米的高度差，則A管內原來

6、的氣柱長度是________厘米（設外界氣壓為72厘米汞柱）． 11．密閉的體積為1升的氫氣，壓強為2個大氣壓，溫度為27℃．加熱以后，壓強、體積各增加了原來的l／10，則此時氣體的溫度為________℃． 12．一定質量的理想氣體，在壓強不變的情況下發(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）兩容器各側壁壓強的大小關系及壓強的大小決定于哪些因素？（容器容積恒定） （2）若讓兩容器同時做自

7、由落體運動，容器側壁上所受壓強將怎樣變化？ 14．如圖，上粗下細且上端開口的薄壁玻璃管內有一部分水銀封住密閉氣體，橫截面積分別為S1＝1cm2、S2＝2cm2，細管內水銀長度為h1＝4cm，封閉氣體長度為L＝6cm。大氣壓強為p0＝76cmHg，氣體初始溫度為T1＝280K，上管足夠長。 （1）緩慢升高氣體溫度，求水銀剛好全部進入粗管內時的溫度T2； （2）氣體溫度保持T2不變，為使封閉氣體長度變?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熱的；它們之間沒有摩擦，兩室中氣體的溫度相等．現利

8、用右室中的電熱絲對右室加熱一段時間，達到平衡后，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，由查理定律得，，當溫度升高時，其壓強增大。故當T增大時，分子的平均動能增大，分子的平均速率增大，而分子的密度和分子勢能都不變，故只有B、C正確。 2．【答案】A、C 【解析】理想氣體溫度升高時，分子的平均動能一定增大，選項A正確；對于一定質量的理想氣體，當體積減小時，單位體積的分子數增多，但是氣體的壓強不一定增大，還與分子的平均動能有關．選項B錯

9、誤；壓縮處于絕熱容器中的理想氣體時，氣體不會吸熱及放熱，則由熱力學第一定律可知內能一定增加；選項C正確；兩分子之間的距離大于r0，分子力表現為引力，分子力隨著分子間距的增大而減小，分子勢能隨著分子間距的增大而增大．選項D錯誤。 3．【答案】A 【提示】密封容器內氣體各處的壓強和密度均相同，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)Ⅰ到狀態(tài)Ⅱ，溫度降低，分子的平均動能減小，B項正確；由，得從狀態(tài)態(tài)Ⅰ到狀態(tài)Ⅱ，T減小而p增大，理想氣體的體積V應當減小，故C項正確、A項錯誤。 5．【答案】B、D 6．【答案】D 7．【答案】A、C、D

10、 【解析】分子的平均動能取決于溫度，溫度越高，分子的平均動能越大，故A項正確；但對于任一個氦氣分子來說并不一定成立，故B項錯；分子的動能也應遵從統計規(guī)律：即“中間多、兩頭少”，溫度較高時，動能大的分子數一定多于溫度較低容器中動能大的分子數，C項正確；溫度越高，分子的無規(guī)則熱運動越劇烈，D項正確。 8．【答案】BD 【解析】A、氣體壓強產生的原因是大量氣體分子?對容器壁的持續(xù)的、無規(guī)則撞擊產生的．在完全失重的情況下，密閉容器內的氣體對器壁的頂部有作用力，故A錯誤； B、若氣體膨脹對外界做功，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，則分子勢能一定增大，故B正確； C、若氣體被

11、壓縮，外界對氣體做功，若氣體同時對外做功，則氣體內能不一定增加，故C錯誤； D、若氣體從外界吸收的熱量等于膨脹對外界做的功，氣體的內能不變，而分子勢能一定增大，則氣體分子的平均動能一定減小，故D正確。 故選：BD 二、填空題 9．【答案】1.9×103 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）對甲容器，上壁的壓強為零，底面的壓強最大，其數值為p=gh（h為上下底面間的距離）。側壁的壓強自上而下，由小變大，其數值大小與側壁上各點距水面的豎直距離x的關系是p=gx，對乙容器，各

12、處器壁上的壓強大小都相等，其大小決定于氣體的密度和溫度。 （2）甲容器做自由落體運動時器壁各處的壓強均為零。乙容器做自由落體運動時，器壁各處的壓強不發(fā)生變化。 14．【答案】（1）T2＝455K；（2）37cm3 【解析】（1）S1h1＝S2h2，h2＝2cm 初狀態(tài)：p1＝p0＋ph1＝80cmHg，V1＝LS1＝6cm3，T1＝280K 末狀態(tài)：p2＝p0＋ph2＝78cmHg，V2＝（L＋h1）S1＝10cm3 根據，代入數據 得T2＝455K （2）等溫變化，P2 V2＝P3 V3 78×10＝P3×8，得P3＝97.5 cmHg 此時水銀柱的液面高度差h3＝97.5－76＝21.5cm 注入的水銀柱體積V注＝（21.5－3）×2＝37cm3 15．【答案】見解析 【解析】根據題意對汽缸中左、右兩室中氣體的狀態(tài)進行分析： 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。