高考物理選修知識(shí)點(diǎn)鞏固練習(xí) 氣體熱現(xiàn)象的微觀意義

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1、 【鞏固練習(xí)】 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(shuō)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.(2015 肇慶三測(cè))下列說(shuō)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

2、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( ). A.p, B., C.2p,2 D., 4.一定質(zhì)量的理想氣體處于平衡狀態(tài)Ⅰ,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)Ⅱ,則( ). A.狀態(tài)Ⅰ時(shí)氣體的密度比狀態(tài)Ⅱ時(shí)的大 B.狀態(tài)Ⅰ時(shí)分子的平均動(dòng)能比狀態(tài)Ⅱ時(shí)的大 C.狀態(tài)Ⅰ時(shí)分子間的平均距離比狀態(tài)Ⅱ時(shí)的大 D.狀態(tài)Ⅰ時(shí)每個(gè)分子的動(dòng)能都比狀態(tài)Ⅱ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(guò)程時(shí),氣體壓強(qiáng)增大,從分子運(yùn)動(dòng)理論觀點(diǎn)來(lái)分析,這是因?yàn)椋? ).

3、 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(shuō)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 7.x、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

4、氦氣的溫度,但壓強(qiáng)卻低于y中氦氣的壓強(qiáng).由此可知( ). A.x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 B.x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 C.x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) D.x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.(2015 日照聯(lián)合檢測(cè))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(shuō)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(méi)有作用力 B.若氣體膨脹對(duì)外界做功,則分子勢(shì)能

5、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1.0×107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_(kāi)_______升(取1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=1.0×105帕). 10.如圖所示,一端封閉,一端開(kāi)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(kāi)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(lái)的氣柱長(zhǎng)度是_____

6、___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(lái)的l/10,則此時(shí)氣體的溫度為_(kāi)_______℃. 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_(kāi)_______。 三、解答題 13.如圖8-5-5所示,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(wèn): (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

7、落體運(yùn)動(dòng),容器側(cè)壁上所受壓強(qiáng)將怎樣變化? 14.(2015 上海金山期末)如圖,上粗下細(xì)且上端開(kāi)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S1=1cm2、S2=2cm2,細(xì)管內(nèi)水銀長(zhǎng)度為h1=4cm,封閉氣體長(zhǎng)度為L(zhǎng)=6cm。大氣壓強(qiáng)為p0=76cmHg,氣體初始溫度為T(mén)1=280K,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(kāi)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(méi)有摩

8、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?lái)的,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

9、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)Ⅰ到狀態(tài)Ⅱ,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)Ⅰ到狀態(tài)Ⅱ,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】D

10、 7.【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(lái)說(shuō)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(wú)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(wú)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

11、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】1.9×103 10.【答案】3 11.【答案】90 12.【答案】273℃ 三、解答題 13.【答案】見(jiàn)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

12、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)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(jù),代入數(shù)據(jù) 得T2=455K (2)等溫變化,P2 V2=P3 V3 78×10=P3×8,得P3=97.5 cmHg 此時(shí)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(jiàn)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。

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