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襄阳四中2012年物理热学试题精选
一、选择题1.从微观的角度来看,一杯水是由大量水分子组成的,下列说法中正确的是A.当这杯水静止时,水分子也处于静止状态B.水的温度越高,水分子的平均动能越大C.每个水分子都在运动,且速度大小相等D.这些水分子的动能总和就是这杯水的动能答案B2.关于分子动理论的理解,下列说法正确的是A.当分子间的距离增大时,分子间的引力和斥力均减小,但斥力减小得更快,所以分子间的作用力总表现为引力B.当分子力表现为斥力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大C.布朗运动是固体分子的运动,它说明固体分子永不停息地做无规则运动D.已知某种液体的密度为ρ,摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为NA,则该液体分子间的平均距离可以表示为答案BD3.关于热力学定律,下列说法正确的是BA.在一定条件下物体的温度可以降到0KB.物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功C.吸收了热量的物体,其内能一定增加D.压缩气体总能使气体的温度升高4.下图为两分子系统的势能Ep与两分子间距离的关系曲线下列说法正确的是BCA.当大于r1时,分子间的作用力表现为引力B.当小于r1时,分子间的作用力表现为斥力C.当等于r2时,分子间的作用力为零D.当由r1变到r2的过程中,分子间的作用力做负功5.1859年麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律,后来有许多实验验证了这一规律若以横坐标表示分子速率,纵坐标fv表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比下面四幅图中能正确表示某一温度下气体分子速率分布规律的是D6.气体内能是所有气体分子热运动动能和势能的总和,其大小与气体的状态有关,分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的AA.温度和体积B.体积和压强C.温度和压强D.压强和温度7.下列说法正确的是A.区分晶体与非晶体的最有效方法是看有没有规则的几何外形B.区分晶体与非晶体的最有效方法是看有没有一定的熔点C.一定温度下,饱和汽的压强是一定的D.空气的相对温度等于水蒸气的实际压强与同温下水的饱和汽压的比值答案BCD8.以下关于晶体和液体的说法中正确的是A.荷叶上的露珠呈球形是表面张力作用的结果B.产生毛细现象时液体在毛细管中一定上升C.浸润液体呈凸液面,不浸润液体呈凹液面D.液晶对不同颜色光的吸收强度随电场强度的变化而变化答案AD9.2010年诺贝尔物理学奖授予安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究他们通过透明胶带对石墨进行反复的粘贴与撕开使得石墨片的厚度逐渐减小,最终寻找到了厚度只有
0.34nm的石墨烯,是碳的二维结构如图所示为石墨、石墨烯的微观结构,根据以上信息和已学知识判断,下列说法中正确的是A.石墨是晶体,石墨烯是非晶体B.石墨是单晶体,石墨烯是多晶体C.石墨、石墨烯与金刚石都是晶体D.他们是通过物理变化的方法获得石墨烯的答案CD10.在大气压为
1.0×105Pa相当于76cm水银柱产生的压强下做托里拆利实验时,由于管中混入少量空气,水银柱上方有一节空气柱,如图所示,这时管中稀薄气体的压强相当于多少厘米水银柱所产生的压强 A.90B.60C.30D.16解析 由平衡条件可知p0=p+h,所以p=p0-h=76-60cmHg=16cmHg.答案 D11.关于理想气体,下列说法正确的是 A.温度极低的气体也是理想气体B.压强极大的气体也遵从气体实验定律C.理想气体是对实际气体的抽象化模型D.理想气体实际并不存在解析 气体实验定律是在压强不太大、温度不太低的情况下得出的,温度极低、压强极大的气体在微观上分子间距离变小,趋向于液体,故答案为C、D.答案 CD12.对一定质量的气体,通过一定的方法得到了分子数目f与速率v的两条关系图线,如图所示,下列说法正确的是 A.曲线Ⅰ对应的温度T1高于曲线Ⅱ对应的温度T2B.曲线Ⅰ对应的温度T1可能等于曲线Ⅱ对应的温度T2C.曲线Ⅰ对应的温度T1低于曲线Ⅱ对应的温度T2D.无法判断两曲线对应的温度关系解析 对一定质量的气体,当温度升高时,速度增大的分子数目一定增加,因此曲线的峰值向速率增大的方向移动,且峰值变小,由此可知曲线Ⅱ对应的温度T2一定高于曲线Ⅰ所对应的温度T
1.答案 C13.如图所示,竖直放置的弯曲管ACDB,A管接一密闭球形容器,内有一定质量的气体,B管开口,水银柱将两部分气体封闭,各管形成的液面高度差分别为h1=5cm、h2=3cm和h3=7cm.外界大气压强为P0=76cmHg.则A.CD内气体的压强为78cmB.CD内气体的压强为83cmC.A内气体的压强为88cmD.A内气体的压强为85cm答案C14.如图所示,一导热性良好的气缸内用活塞封住一定量的气体不计活塞与缸壁摩擦,温度升高时,改变的量有 A.活塞高度hB.气缸高度HC.气体压强pD.弹簧长度L解析 以气缸整体为研究对象,由受力平衡知弹簧弹力等于总重力,故L、h不变,设缸壁的重力为G1,则封闭气体的压强p=p0-保持不变,当温度升高时,由盖—吕萨克定律知气体体积增大,H将减小,故只有B项正确.答案 B15.光滑绝热的活塞把密封的圆筒容器分成A、B两部分,这两部分充有温度相同的气体,平衡时VA∶VB=1∶2,现将A中气体加热到127℃,B中气体降低到27℃,待重新平衡后,这两部分气体体积的比V′A∶V′B为 A.1∶1B.2∶3C.3∶4D.2∶1解析 对A部分气体有=
①对B部分气体有=
②因为pA=pB,p′A=p′B,TA=TB,所以将
①式÷
②式得VA/VB=V′AT′B/V′BT′A.所以V′A/V′B=VAT′A/VBT′B==2/
3.答案 B16.如图为竖直放置的上细下粗的密闭细管,水银柱将气体分隔成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DVA、DVB,压强变化量为DpA、DpB,对液面压力的变化量为DFA、DFB,则ACA.水银柱向上移动了一段距离B.DVA<DVBC.DpA>DpBD.DFA=DFB17.如图所示,绝热气缸中间用固定栓将可无摩擦移动的导热隔板固定,隔板质量不计,左右两室分别充有一定量的氢气和氧气(视为理想气体)初始时,两室气体的温度相等,氢气的压强大于氧气的压强,松开固定栓直至系统重新达到平衡,下列说法中正确的是CDA.初始时氢分子的平均动能大于氧分子的平均动能B.系统重新达到平衡时,氢气的内能比初始时的小C.松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程中有热量从氧气传递到氢气D.松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程中,氧气的内能先增大后减小1.对一定质量的理想气体,下列说法正确的是 A.体积不变,压强增大时,气体分子的平均动能一定增大B.温度不变,压强减小时,气体的密度一定减小C.压强不变,温度降低时,气体的密度一定减小D.温度升高,压强和体积都可能不变解析 根据气体压强、体积、温度的关系可知体积不变,压强增大时,气体分子的平均动能一定增大,选项A正确.温度不变,压强减小时,气体体积增大,气体的密度减小.压强不变,温度降低时,体积减小,气体密度增大.温度升高,压强、体积中至少有一个发生改变.综上所述,正确答案为A、B.答案 AB18.一定质量的某种气体经历等温压缩时,气体的压强增大,从气体分子动理论的观点分析,这是因为 A.气体分子每次碰撞器壁的冲力加大B.气体分子对器壁的碰撞更频繁C.气体分子数增加D.气体分子密度加大解析 温度不变即分子平均动能不变,体积减小即单位体积内分子数增多,分子碰撞器壁频率增加,可见选项B、D正确.答案 BD19.大气压强p0=
1.0×105Pa.某容器容积为20L,装有压强为20×105Pa的理想气体,如果保持气体温度不变,把容器的开关打开,待气体达到新的平衡时,容器中剩下的气体质量与原来质量之比为 A.1∶19 B.1∶20C.2∶39D.1∶18解析 设容器内的气体在打开开关后体积变为V′,则由玻意耳定律得pV=p0V′所以V′==L=400L所以===,应选B.答案 B20.密封在压强不变的容器中的气体,当温度升高时 A.体积变大 B.体积变小C.体积不变D.都有可能解析 本题考查的知识点是气体的等压变化.压强不变时,体积V与温度T成正比,因此温度升高时,气体的体积应变大.故正确答案为A.答案 A21.下列说法中正确的是 A.一定质量的气体被压缩时,气体压强不一定增大B.一定质量的气体温度不变压强增大时,其体积也增大C.气体压强是由气体分子间的斥力产生的D.在失重的情况下,密闭容器内的气体对器壁没有压强解析 气体质量一定时,=恒量,显然A对、B错;由气体压强产生的原因知C错;D选项因为容器密闭,气体对器壁有压强,故选A.答案 A22.如图所示甲、乙为一定质量的某种气体的等容或等压变化图象,关于这两个图象的正确说法是 A.甲是等压线,乙是等容线B.乙图中p-t线与t轴交点对应的温度是-
273.15℃,而甲图中V-t线与t轴的交点不一定是-
273.15℃C.由乙图可知,一定质量的气体,在任何情况下都是p与t成直线关系D.乙图表明随温度每升高1℃,压强增加相同,但甲图随温度的升高压强不变解析 由查理定律p=CT=Ct+
273.15及盖—吕萨克定律V=CT=Ct+
273.15可知,甲图是等压线,乙图是等容线,故A正确;由“外推法”可知两种图线的反向延长线与t轴的交点温度为-
273.15℃,即热力学温度的0K,故B错;查理定律及盖—吕萨克定律是气体的实验定律,都是在温度不太低,压强不太大的条件下得出的,当压强很大,温度很低时,这些定律就不成立了,故C错;由于图线是直线,故D正确.答案 AD23.如图所示为A、B两部分理想气体的V-t图象,设两部分气体是质量相同的同种气体,根据图中所给条件,可知 A.当t=
273.15℃时,气体的体积A比B大
0.2m3B.当tA=tB时,VA∶VB=3∶1C.当tA=tB时,VA∶VB=1∶3D.A、B两部分气体都作等压变化,它们的压强之比pA∶pB=3∶1解析 由图象可知,A、B两部分气体都发生等压变化,由=C知它们在相同温度下体积之比不变.选择0℃读数,由y轴可知VA∶VB=3∶1,所以pA∶pB=VB∶VA=1∶
3.答案 B24.如图所示是一定质量的气体从状态A经B到状态C的p-T图象,由图象可知 A.VA=VB B.VB=VCC.VBVCD.VAVC解析 图线AB的延长线过p-T图象的坐标原点,说明从状态A到状态B是等容变化,故A正确;连接OC,该直线也是一条等容线,且直线的斜率比AB小,则C状态的体积要比A、B状态大,故C也正确;也可以由玻意耳定律来分析B到C的过程,该过程是等温变化,由pV=C知,压强p减小,体积V必然增大,同样可得C项是正确的.答案 AC25.一定质量的理想气体经历如图所示的一系列过程,ab、bc、cd和da这四段过程在p-T图上都是直线段,其中ab的延长线通过坐标原点,bc垂直于ab,而cd平行于ab,由图可以判断 A.ab过程中气体体积不断减小B.bc过程中气体体积不断减小C.cd过程中气体体积不断增大D.da过程中气体体积不断增大解析 在p-T图象中,过气体状态点b和坐标原点O的连线的斜率与气体在该状态下体积的倒数成正比.由于ab的延长线通过坐标原点,斜率不变,气体发生等容变化;若将Oc与Od连接起来,可得出另两条等容线,它们的斜率关系koc>kod>kab,故bc过程体积减小,cd过程体积增大,da过程体积增大.答案 BCD26.带有活塞的汽缸内封闭一定量的理想气体气体开始处于状态a,然后经过过程ab到达状态b或进过过程ac到状态c,b、c状态温度相同,如V-T图所示设气体在状态b和状态c的压强分别为Pb、和PC,在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac,则CA.PbPc,QabQacB.PbPc,QabQacC.PbPc,QabQacD.PbPc,QabQac27.一定质量的理想气体的p-t图象如图所示,在气体由状态A变化到状态B的过程中,其体积 A.一定不变B.一定减小C.一定增加D.不能判定解析 图中横坐标表示的是摄氏温度t,若BA的延长线与t轴相交在-
273.15℃,则表示A到B过程中体积是不变的.但是,由图中未表示出此点,故无法判定体积变化情况,D正确.答案 D28.已知理想气体的内能与温度成正比.如图所示的实线为汽缸内一定质量的理想气体由状态1到状态2的变化曲线,则在整个过程中汽缸内气体的内能 A.先增大后减小B.先减小后增大C.单调变化D.保持不变解析 由图知汽缸内理想气体状态的pV变化特点是先减小后增大,又因为=C常量可知温度T先减小后增大,故气体内能先减小后增大,B正确.答案 B29.一定质量的理想气体从状态A变化到状态B,其变化过程反映在p-T图中是一条直线,如图所示,则此过程中该气体A.体积增大B.体积减小C.内能增加D.内能减小答案AC30.如图所示,某同学用封有气体的玻璃管来测绝对零度,当容器水温是30℃时,空气柱长度为30cm,当水温是90℃时,空.气柱的长度是36cm,则该同学测得的绝对零度相当于 A.-273℃B.-270℃C.-268℃D.-271℃解析 设绝对零度相当于T0则T1=-T0+30,V1=30ST2=-T0+90,V2=36S由盖—吕萨克定律得=代入数据解得T0=-270℃故选B.答案 B31.对一定质量的理想气体,下列状态变化中不可能的是 A.使气体体积增大,同时温度降低、压强减小B.使气体温度升高,体积不变、压强减小C.使气体温度不变,而压强、体积同时增大D.使气体温度降低,压强减小、体积减小解析 根据理想气体状态方程=C知,V增大,T降低,如果压强减小,A可以实现;同理.D可以实现,B、C不可以实现,因此选B、C.答案 BC32.一定质量的某种气体自状态A经状态C变化到状态B,这一过程在V-T图上如图所示,则 A.在过程AC中,气体的压强不断变大B.在过程CB中,气体的压强不断变小C.在状态A时,气体的压强最大D.在状态B时,气体的压强最大答案 AD33.一定质量的气体做等压变化时,其V-t图象如图所示,若保持气体质量不变,使气体的压强增大后,再让气体做等压变化,则其等压线与原来相比,下列可能正确的是 A.等压线与t轴之间夹角变大B.等压线与t轴之间夹角不变C.等压线与t轴交点的位置不变D.等压线与t轴交点的位置一定改变解析 对于一定质量气体的等压线,其V-t图线的延长线一定过-273℃的点,故C项正确,D错.气体压强增大后,温度还是0℃时,由理想气体状态方程=C可知,V0减小,等压线与t轴夹角减小,A、B错.答案 C34.如图所示为一定质量的理想气体沿着所示的方向发生状态变化的过程,则该气体压强变化是 A.从状态c到状态d,压强减小B.从状态d到状态a,压强不变C.从状态a到状态b,压强增大D.从状态b到状态c,压强不变解析 在V-T图象中,过原点的直线表示等压变化,直线的斜率越大,气体的压强越小.分别做过a、b、c、d四点的等压线,则有pbpcpdpa,故A、C正确.答案 AC35.如图所示,一定质量的某种理想气体,由状态A沿直线AB变化到状态B,A、C、B三点所对应的热力学温度分别记为TA、TC、TB,在此过程中,气体的温度之比TA∶TB∶TC为 A.1∶1∶1B.1∶2∶3C.3∶3∶4D.4∶4∶3解析 由p-V图象可知,pA=3atm,VA=1L,pB=1atm,VB=3L,pC=2atm,VC=2L,由理想气体状态方程可得==,代入数据得TA∶TB∶TC=3∶3∶
4.答案 C36.如图所示是一定质量的理想气体的p-V图线,若其状态由A→B→C→A,且A→B等容,B→C等压,C→A等温,则气体在ABC三个状态时 A.单位体积内气体的分子数na=nB=nCB.气体分子的平均速率vA>vB>vCC.气体分子在单位时间内对器壁的平均作用力FA>FB,FB=FCD.气体分子在单位时间内,对器壁单位面积碰撞的次数是NA>NB,NA>NC解析 由图可知B→C,体积增大,密度减小,A错.C→A等温变化,分子平均速率vA=vC,B错.而气体分子对器壁产生作用力,B→C为等压过程,pB=pC,FB=FC,FA>FB,则C正确.A→B为等容降压过程,密度不变,温度降低,NA>NB,C→A为等温压缩过程,温度不变,密度增大,应有NA>NC.答案 CD37.如图所示,一定质量的理想气体,由状态A沿直线AB变化到B,在此过程中,气体分子的平均速率的变化情况是 A.不断增大B.不断减小C.先减小后增大D.先增大后减小解析 图象问题的解答,首先要明确图象的物理意义.由图可知,A、B两点的pV乘积相同,因此A、B两点的温度也相同,在AB直线的中点C,其pV乘积比A、B两点要大,所以C点温度比A、B两点高,即TA=TBTC,又因为气体分子的平均速率随温度升高而增大,所以气体分子的平均速率是先增大后减小,故应选D.答案 D38.一定质量的某种理想气体的压强为p,热力学温度为T,单位体积里气体分子数为n,则 A.p增大,n一定增大 B.T减小,n一定增大C.p/T增大时,n一定增大D.p/T增大时,n一定减小解析 根据理想气体的状态方程=C可知,当p增大时,V不一定是增大还是减小,故n无法确定,A错;同理,T减小时,n的变化也无法确定,B错;当增大时,V减小,故n增大,C对D错.答案 C39.如图所示,一定质量的某种气体的等压线,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解析 由图可知一定质量的气体a、b两个状态压强相等,而a状态温度低,分子的平均动能小,平均每个分子对器壁的撞击力小,而压强不变,则相同时间内撞在单位面积上的分子数a状态一定较多,故A、C错,B对;一定质量的气体、分子总数不变,VbVa,单位体积的分子数a状态较多,故D错.答案 B40.一定质量理想气体的状态经历了如图所示的ab、bc、cd、da四个过程,其中bc的延长线通过原点,cd垂直于ab且与水平轴平行,da与bc平行,则气体体积在 A.ab过程中不断增加B.bc过程中保持不变C.cd过程中不断增加D.da过程中保持不变解析 首先,因为bc的延长线通过原点,所以bc是等容线,即气体体积在bc过程中保持不变,B正确;ab是等温线,压强减小则体积增大,A正确;cd是等压线,温度降低则体积减小,C错误;如图所示,连接ao交cd于e,则ae是等容线,即Va=Ve,因为Vd<Ve,所以Vd<Va,所以da过程中体积不是保持不变,D错误.答案 AB41.如图所示,内壁光滑的气缸和活塞都是绝热的,缸内被封闭的理想气体原来体积为V,压强为p,若用力将活塞向右压,使封闭的气体体积变为,缸内被封闭气体的 A.压强等于2p B.压强大于2pC.压强小于2pD.分子势能增大了解析 气缸绝热,压缩气体,其温度必然升高,由状态方程=恒量可知T增大,体积变为,则压强大于2p,故B正确,A、C错,理想气体分子无势能,D错.答案 B42.若某种实际气体分子之间的作用力表现为引力,则一定质量的该气体内能的大小与气体的体积和温度的关系是 A.如果保持其体积不变,温度升高,内能不变B.如果保持其体积不变,温度升高,内能减小C.如果保持其温度不变,体积增大,内能增大D.如果保持其温度不变,体积增大,内能减小解析 对一定质量的某种实际气体,分子总数一定.1若保持体积不变,则分子间距离不变,分子势能不变;温度升高,则分子的平均动能增大,而分子总数一定,故所有分子的总动能增大,即内能增大.2若保持温度不变,则所有分子的总动能不变;体积增大,则分子间距离增大,分子引力做负功,分子势能增大,所以气体的内能增大.答案 C43.如图所示的气缸中封闭着一定质量的理想气体,一重物用绳索经滑轮与缸中活塞相连接,活塞和气缸都导热,活塞与气缸间无摩擦,原先重物和活塞均处于平衡状态,因温度下降使气缸中气体做等压变化,下列说法正确的是()A.重物上升,气体放出热量B.重物上升,气体吸收热量C.重物下降,气体放出热量D.重物下降,气体吸收热量答案A44.如图所示,气缸和活塞与外界均无热交换,中间有一个固定的导热性良好的隔板,封闭着两部分气体A和B,活塞处于静止平衡状态,现通过电热丝对A气体加热一段时间,后来活塞达到新的静止平衡状态,不计气体分子势能,不计活塞与气缸壁的摩擦,大气压强保持不变,则()A.气体A分子的平均动能增大B.气体B分子的平均动能增大C.气体A吸热,内能增加D.气体B吸热,对外做功,内能不变答案ABC45.右图是密闭的气缸,外力推动活塞P压缩气体,对缸内气体做功800J,同时气体向外界放热200J,缸内气体的AA.温度升高,内能增加600JB.温度升高,内能减少200JC.温度降低,内能增加600JD.温度降低,内能减少200J46.一个带活塞的气缸内密封一定量的气体,已知气体的温度随其内能的增大而升高,则DA.当温度升高时,气体一定吸热B.当温度升高时,气体一定被压缩C.压缩气体,同时气体向外界放热,其温度必定不变D.压缩气体,同时气体从外界吸热,其温度必定升高47.地面附近有一正在上升的空气团,它与外界的热交热忽略不计.已知大气压强随高度增加而降低,则该气团在此上升过程中(不计气团内分子间的势能)CA.体积减小,温度降低B.体积减小,温度不变C.体积增大,温度降低D.体积增大,温度不变48.如图是密闭的气缸,外力推动活塞P压缩气体,对缸内气体做功800J,同时气体向外界放热200J,缸内气体的A.温度升高,内能增加600JB.温度升高,内能减少200JC.温度降低,内能增加600JD.温度降低,内能减少200J答案A49.关于理想气体,以下说法正确的是A.一定质量的理想气体温度升高时,每个气体分子的速率都增大B.一定质量理想气体的温度保持不变,其内能就保持不变C.一定质量理想气体吸收热量,其内能一定增大D.理想气体对外做功内能一定减小答案B50.如图所示,一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中,容器内装有一可以活动的绝热活塞今对活塞施以一竖直向下的压力F,使活塞缓慢向下移动一段距离后,气体的体积减小若忽略活塞与容器壁间的摩擦力,则被密封的气体CA.温度升高,压强增大,内能减少B.温度降低,压强增大,内能减少C.温度升高,压强增大,内能增加D.温度降低,压强减小,内能增加51.甲、乙两个相同的密闭容器中分别装有等质量的同种气体,已知甲、乙容器中气体的压强分别为p甲、p乙,且p甲p乙,则 A.甲容器中气体的温度高于乙容器中气体的温度B.甲容器中气体的温度低于乙容器中气体的温度C.甲容器中气体分子的平均动能小于乙容器中气体分子的平均动能D.甲容器中气体分子的平均动能大于乙容器中气体分子的平均动能解析 甲、乙两容器中的气体由于质量相等,可以看成同一气体的两个不同状态.则=,由于V甲=V乙,所以T甲T乙,B、C正确.答案 BC52.一定质量的理想气体处于某一平衡状态,此时其压强为p0,经历下列过程后可能使气体压强恢复到p0的是 A.先保持体积不变,降低压强,再保持温度不变,使体积膨胀B.先保持体积不变,使气体升温,再保持温度不变,使体积膨胀C.先保持温度不变,压缩体积,再保持体积不变,使气体升温D.先保持温度不变,使体积膨胀,再保持体积不变,使气体升温解析 在p-V图象中画出每个过程中对应的图线,由图线可知,选项B、D对.答案 BD53.甲、乙两个相同的密闭容器中分别装有等质量的同种气体,已知甲、乙容器中气体的压强分别为p甲、p乙,且p甲p乙,则 A.甲容器中气体的温度高于乙容器中气体的温度B.甲容器中气体的温度低于乙容器中气体的温度C.甲容器中气体分子的平均动能小于乙容器中气体分子的平均动能D.甲容器中气体分子的平均动能大于乙容器中气体分子的平均动能解析 由理想气体状态方程可得V一定、p越大,T越大,即压强与热力学温度成正比,故A错,B对.温度是分子平均动能的标志,故C对,D错.答案 BC
二、计算题1.如图5所示,一个圆筒形容器放置在地面上,活塞(涂黑部分)的上表面是水平的,下表面是倾斜的,下表面与水平面的夹角为θ,活塞上表面的面积为S,活塞的质量为M活塞封闭住容器内的气体,不计活塞与容器内壁之间的摩擦大气压强为P01)请对活塞进行受力分析2)求被活塞封闭在容器中的气体的压强P2.如图所示,一端开口另一端封闭的玻璃管内有12cm长的水银柱,水银柱封闭住管内的空气若将玻璃管放置在倾角为30°的无限长的光滑斜面上(玻璃管开口向上),玻璃管将在斜面上运动(大气压强P0=76cmHg)在下滑的过程中被封闭住气体的压强为多少?若将玻璃管倒置,则又如何?3.如图所示,两个导热良好的圆柱形金属筒A和B套在一起,底部到顶部的高度为20厘米,两者横截面积相等,光滑接触且不漏气.将A系于天花板上,用一块绝热板托住B,使它们内部密封的气体压强与外界大气压相同,均为
1.1×105Pa,然后缓慢松开绝热板,让B下沉,当B下沉了2cm时,停止下沉并处于静止状态.求
(1)此时金属筒内气体的压强.
(2)若此过程中气体对外做功10J,则气体吸热还是放热?并求出吸(或放)热的数值.答案
(1)
(2)放热10J4.有一导热气缸,缸内有一定质量的密封活塞,气缸内密封一部分稀薄气体,如图气缸水平放置时,活塞距离气缸底部的距离为L,现将气缸竖立起来,活塞缓慢下降,稳定后,活塞距离气缸底部的距离为,若气缸活塞的横截面积为S,大气压强为求:活塞的质量m..答案题号分数131415161718总分5.某地区空气污染较严重,一位同学受桶装纯净水的启发,提出用桶装的净化压缩空气供气设一个人1min内呼吸16次,每次需吸入1atm的净化空气500mL,而每个桶能装10atm的净化空气20L,假定这些空气可以被全部吸完1设温度保持不变,试估算一个人每小时需吸多少桶净化空气;(可用小数表示)2已知空气的密度为ρ空气的摩尔质量为M,阿伏加得罗常数,人一次吸入的空气体积用V0表示,求这个人一次吸入空气分子的个数(用字母表示)答案
(1)
2.4L26.如图所示,为医院用于静脉滴注的装置示意图,倒置的输液瓶上方有一气室A,密封的瓶口处的软木塞上插有两根细管,其中a管与大气相通,b管为输液软管,中间又有一气室B,而其c端则通过针头接人体静脉.1若气室A、B中气体的压强分别为pA、pB则它们与外界大气压强p0间的大小关系应为________;2当输液瓶的悬挂高度与输液软管内径确定时,药液滴注的速度________.填“越滴越快”、“越滴越慢”或“恒定不变”解析 1因a管与大气相通,故可以认为a管上端处压强即为大气压强,这样易得pA<p0,而pB>p0,即有pB>p0>pA.2当输液瓶的悬挂高度与输液软管的内径确定时,由于a管上端处的压强与人体血管中的压强都保持不变,故b管中气体的压强也不变,所以药液滴注的速度是恒定不变的.答案 1pB>p0>pA 2恒定不变7.有一块防水仪表,密封性能良好,表内外压强差超过
6.0×104Pa时表盘玻璃将爆裂某运动员携带此表攀登珠峰,山下温度为27°C,表内气压为
1.0×105Pa气体的摩尔体积为V登上珠峰时,表盘玻璃发生爆裂,此时山上气温为-23°C表内气体体积的变化可忽略不计阿伏加德罗常数为NA
(1)写出表内气体分子间距的估算表达式
(2)分析说明表盘玻璃是向外还是向内爆裂,并求山顶大气压强是多少?(结果保留两位有效数字)22.(8分)解
(1)设气体分子间距为,则
①得
②
(2)以表内气体为研究对象,初状态压强为其末状态的压强为,温度为根据气体状态方程
③解得
④若表盘是向内爆裂则山上气压为因为山上气压小于山脚下气压,故向内爆裂是不可能的,所以表盘是向外爆裂
⑤由得
⑥即山上大气压为8.如图,一根粗细均匀、内壁光滑、竖直放置的玻璃管下端密封,上端封闭但留有一抽气孔.管内下部被活塞封住一定量的气体(可视为理想气体),气体温度为T1.开始时,将活塞上方的气体缓慢抽出,当活塞上方的压强达到p0时,活塞下方气体的体积为V1,活塞上方玻璃管的容积为
2.6V1活塞因重力而产生的压强为
0.5p0继续将活塞上方抽成真空并密封.整个抽气过程中管内气体温度始终保持不变.然后将密封的气体缓慢加热.求
①活塞刚碰到玻璃管顶部时气体的温度;
②当气体温度达到
1.8T1时气体的压强.23.(8分)解
①由玻意耳定律得,式中V是抽成真空后活塞下方气体体积由盖·吕萨克定律得解得T/=
1.2T
②由查理定律得解得p2=
0.75p09.一气象探测气球,在充有压强为
1.00atm(即
76.0cmHg)、温度为
27.0℃的氦气时,体积为
3.50m3在上升至海拔
6.50km高空的过程中,气球内氦气压强逐渐减小到此高度上的大气压
36.0cmGg,气球内部因启动一持续加热过程而维持其温度不变此后停止加热,保持高度不变已知在这一海拔高度气温为-
48.0℃求
(1)氦气在停止加热前的体积;
(2)氦气在停止加热较长一段时间后的体积www.ks5u.com24.
(1)在气球上升至海拔
6.50km高空的过程中,气球内氦气经历一等温过程根据玻意耳—马略特定律有
①式中,是在此等温过程末氦气的体积由
①式得
②
(2)在停止加热较长一段时间后,氦气的温度逐渐从下降到与外界气体温度相同,即这是一等过程根据盖—吕萨克定律有
③式中,是在此等压过程末氦气的体积由
③式得
④10.一粗细均匀的U型玻璃管竖直放置,短臂端封闭,长臂端(足够长)开口向上,短臂内封有一定质量的理想气体初始状态时管内各段长度如图(a)所示,密闭气体的温度为27℃大气压强为75cmHg,求
(1)若沿长臂的管壁缓慢加入5cm的水银柱并与下方的水银合为一体,为使密闭气体保持原来的长度,应使气体的温度变为多少?
(2)在第
(1)小题的情况下,要使封闭端玻璃管中刚好无水银,则气体的温度变为多少?答案
(1)320K
(2)622K11.如图所示为一简易火灾报警装置,其原理是竖直放置的试管中装有水银,当温度升高时,水银柱上升,使电路导通,峰鸣器发出报警的响声.27℃时,被封闭的理想气体气柱长L1为20cm.水银上表面与导线下端的距离L2为5cm.1当温度达到多少℃时,报警器会报警?2如果大气压降低,试分析说明该报警器的报警温度会受到怎样的影响?解析 1温度升高时,下端气体做等压变化=解得T2=375K,即t2=102℃.2同样温度下,大气压降低则下端气柱变长,即V1变大.而刚好报警时V2不变,由=可知,T2变小,即报警温度降低.答案 1102℃ 2报警温度降低12.如图所示,密闭圆筒的中央有一个活塞,活塞两边封闭着两部分气体,它们的压强都是750mmHg.现在用力把活塞向右移动,使活塞右边气体的体积变为原来的一半,那么活塞两边的压强差为多大?假定气体温度不变解析 在分析气体的变化规律时,由于质量一定且温度不变可以分别利用玻意耳定律研究左、右两部分气体的等温变化.左边p0V0=p1·V0,得p1=p0=500mmHg右边p0V0=p2·V0,得p2=2p0=1500mmHg活塞两边的压强差Δp=p2-p1=1000mmHg答案 1000mmHg13.如图所示,汽缸A中封闭有一定质量的气体,活塞B与A的接触面是光滑的且不漏气,B上放一重物C,B与C的总重力为G,大气压为1atm.当汽缸内气体温度是20℃时,活塞与汽缸底部距离为h1;当汽缸内气体温度是100℃时活塞与汽缸底部的距离是多少?解析 汽缸内气体温度发生变化时,汽缸内气体的压强保持不变,大小为p=p0+,其中S为活塞的横截面积,应用盖—吕萨克定律即可求解.以汽缸内气体为研究对象.初状态温度T1=273+20K=293K,体积V1=h1S;末状态温度T2=273+100K=373K.由盖—吕萨克定律可得=式中温度为热力学温度求得V2=V1=h1S变化后活塞与汽缸底部的距离为h2==h1=
1.27h
1.答案
1.27h113.一定质量的理想气体,由A状态沿AB直线变化到B状态,如图所示,求1如果气体在A点的温度为27℃,问气体在B点的温度是多少?2在由A变化到B的过程中,气体的最高温度是多少?解析 1由图可直接读出pA=3大气压,pB=1大气压,VA=1升,VB=3升.∴由理想气体状态方程=,即=.∴TB=300K,tB=27℃.2解法一 由理想气体状态方程=c可知,要使温度最高,要求p·V值最大,由图中可看出当p=2大气压,V=2l时,p和V所围成面积最大.∴=,∴Tm=400K,tm=127℃.解法二 据直线方程的两点式,可建立直线A的方程=,即=.∴p=-V+4,即p+V=
4.由均值定理,当p=V=2时,p·V最大,代入方程计算结果同上.答案 127℃ 2127℃14.一个半径为
0.1cm的气泡,从18m深的湖底上升.如果湖底水的温度是8℃,湖面的温度是24℃,湖面的大气压强是76cmHg,那么气泡升至湖面时体积是多少?解析 由题意可知V1=πr3≈
4.19×10-3cm3p1=p0+=cmHg≈208cmHgT1=273+8K=281Kp2=76cmHgT2=273+24K=297K根据理想气体的状态方程=得V2==cm3≈
0.012cm
3.答案
0.012cm315.一活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内,初始时气体体积为
3.0×10-3m
3.用DIS实验系统测得此时气体的温度和压强分别为300K和
1.0×105Pa.推动活塞压缩气体,测得气体的温度和压强分别为320K和
1.0×105Pa.求1求此时气体的体积;2保持温度不变,缓慢改变作用在活塞上的力,使气体压强变为
8.0×104Pa,求此时气体的体积.解析 1由理想气体状态方程得=所以此时气体的体积为V1==m3=
3.2×10-3m32由玻意耳定律得p1V1=p2V2,所以V2==m3=
4.0×10-3m
3.答案
13.2×10-3m3
24.0×10-3m316.图为一定质量的某种气体的等温线,设B点温度为300K,求E点温度.若由B点沿直线BF变化到F点,则F点的温度多高?解析 由查理定律=得TE=600K,由B→F,根据理想气体状态方程=得TF=600K.答案 600K 600K1。