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33.doc

气体热现象的微观意义一、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， c2p，2 d，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7x、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p076cmhg，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，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1【答案】b、c 【解析】理想气体做等容变化时，由查理定律得，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。4【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，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】d7【答案】a、c、d 【解析】分子的平均动能取决于温度，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9【答案】1.9103 10【答案】3 11【答案】90 12【答案】273三、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，代入数据 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h397.57