气体热现象的微观意义-同步练习-(1).doc

完整版)气体热现象的微观意义 同步练习 (1)
气体热现象的微观意义 同步练习
能力训练
（一）选择题
1.把一只质量为M的玻璃杯开口向下，当杯子一半竖直插入水中时，杯子刚好平衡,此时若使杯子再下降一小段距离，则杯子将 ( ）
A。加速上浮,最后仍在原平衡位置 B。加速下沉，直至水底部
C。仍保持平衡 D。加速下沉到某个位置又平衡
2.一定质量的理想气体其状态变化过程的p与V的关系如图所示，该过程p-T图应是 ( ）

3。如右图所示，已知大气压强为p0=750mmHg,粗细均匀玻璃管中有A、B两段气体，被4cm长水银柱隔开，下面水银柱高为66cm，A、B两段空气柱长度各为4cm和8cm，现欲使A段气柱长度增加1cm并保持稳定，应将管慢慢竖直提高 （ )
A。9cm B.3cm C.2cm D.1cm
4。如图所示，一个粗细均匀的圆筒,B端用塞子塞紧,需要12N的压力才能被顶出，A处有一小孔，距B端30cm,圆筒截面积S=0。8cm2，外界大气压p0=105Pa.当推压活塞距B端多远时塞子将被推出，设温度保持不变 （ ）
A。距B端12cm B.距B端18cm C。距B端20cm D。距B端10cm
5.分子间的势能与体积的关系,正确的是 ( ）
A。物体的体积增大，分子间的势能增加
B。气体分子的距离增大，分子间的势能减小
C。物体的体积增大，分子间的势能有可能增加
D。物体的体积减小，分子间的势能增加

4题图 6题图 7题图
6.如右图所示的图中，表示查理定律内容的是 ( )
A。只有(2） B。只有(2)、（3) C.都是 D.只有(1）、(2)、(4)
7。如图所示是一定质量的理想气体的两条等容线a和b，如果气体由状态A等压变化到状态B,则在此变化过程中是 ( ）
A。气体不对外做功，外界也不对气体做功,吸热，内能增加
B.外界对气体做功，放热，内能增加
C。外界对气体做功，吸热,内能增加
D.气体对外做功，吸热，内能增加
8。关于内能和温度的下列说法中正确的是 （ )
A。物体的速度加大时，内能增加
B.物体的动能减少时,温度可能增加
C。分子的动能和分子的势能的总和叫分子的内能
D。物体内部分子的势能由物体的温度和体积决定
9。如图所示，用光滑的木塞把容器分隔成二部分A和B，当温度为0℃时，体积VA∶VB=1∶2，当外界气温升到273℃时，活塞 （ ）
A.不动 B。向右移动
C.向左移动 D。不能判定
10.下列数据组中，可算出阿伏加德罗常数的是 ( )
A。水分子的体积和水分子的质量
B。水分子的质量和水的摩尔质量
C.水的摩尔质量和水的密度
D.水的摩尔质量和水分子体积

11.如图所示，甲、乙两玻管两端封闭，竖直放置，室温时空气柱长度l甲上=2l甲下, 1乙上=·l乙下,现将两玻管全都浸没在0℃的冰水中，则甲、乙两管中水银柱移动方向是 ( ）
A.甲向上，乙向下 B。甲向下,乙向上
C。甲、乙均向上 D。甲、乙均向下
12.如右图所示,一个开口向上的绝热容器中,有一个活塞封闭着一定质量的理想气体,活塞的质量以及活塞和容器壁之间的摩擦忽略不计，活塞原来静止在A处，质量为m的小球从活塞上方h处自由下落，随同活塞一起下降到最低位置B处，接着又从B处往上反弹，则下列说法中正确的 ( ）
A.活塞从A到B的过程中，速度先增大后减小
B.活塞在B处所受合力为零
C.活塞在B处,气体压强最大，温度最高
D.活塞最终将静止在B处
13一定质量的理想气体，在压强不变的条件下，当气体温度从100℃升高到200℃时,则 ( )
A.其体积增大到原来的2倍
B。体积的增量△V是原体积的
C.体积的增量△V是原体积的
D.体积的增量△V是0℃时体积的
14题图
14.如图所示，一只贮有空气的密闭烧瓶，用玻璃管与水银气压计连接，气压计两管内的水银面在同一水平面上。现降低烧瓶内空气的温度,同时移动气压计右管，使水银气压计左管的水银面保持在原来的水平面上，则表示气压计两管内水银面高度差△h与烧瓶内所降低的温度△t之间的关系图线是图中的 ( )
A.a图 B。b图 C。c图 D.d图
15.一定质量的理想气体沿p-V坐6标图中曲线所示的方向发生变化,其中曲线DBA是以p轴、V轴为渐近线的双曲线的一部分,则 （ )
A。气体由A变到B，一定是吸热的
B.气体由B变为A，一定是吸热的
C。气体由A变到B再变到A，吸热多于放热
D.气体由A变到B再变到A，放热多于吸热
16.一定质量的理想气体,经历如图所示的a→b→c→d的状态变化过程，有可能向外放热的过程是 ( )
A.a→b的过程 B.b→c的过程
C.c→d的过程 D。以上三个过程都不能向外界放热

17。绝热密闭的房间中有一台电冰箱，把这台正在工作的是冰箱的门打开,工作一段时间。关于房间的平均温度，以下说法正确的是 ( ）
A.平均温度降低 B.平均温度升高
C.平均温度不变 D.无法判断
(二)填空题
1.如图所示，用线挂着的下方开口的玻璃管和管中长h的水银柱，质量均为m,水银的密度为ρ,被封闭着的空气柱长L，若大气压强为p0，当烧断线的瞬间，玻璃管的加速度为 ，下落过程中空气柱的最后长度为 。（设整个过程温度不变）

1题图 2题图 4题图
2.如图所示有一小段水银柱的较长的玻璃管，竖直插入较深的水银槽中时，把一部分空气封闭在管中，在水银柱处于静止,环境温度不变的情况下,缓慢地竖直往下插，则玻璃内外水银面的高度差将 .

3。一容积为2L的容器盛有某种气体，当它温度为20℃时压强为2。0×10-5mmHg，已知阿佛伽德罗常数为6.0×1023mol—1,则该容器气体分子个数约为 个.（取两位有效数字）

4。如图所示，一气缸被a、b两个活塞分成A、B两部分,平衡时体积之比VA∶VB=1∶3，活塞和气缸壁之间的摩擦不计现用力推活塞b，使b向左移动12cm而固定，则重新平衡时a活塞向左移动 cm。

5.由右图可知，1mol的气体在状态A时体积VA= L，在状态B时体积VB= L,在状态C时VC= L。

6。验证查理定律的实验装置如图所示，在这个实验中，测得压强和温度的数据中,必须测出的一组数据是 和 ；再把烧瓶放进盛着冰水混合物的容器里，瓶里空气的温度下降至跟冰水混合物的温度一样,等于 ，这时B管水银面将 ；再将A管 ，使B管水银面 ,这时瓶内空气压强等于 这样又可得到一组数据。
7.银导线的截面积S=1mm2，通过I=2A的电流，若每个银原子可提供一个自由电子，则银导线1m长度上的自由电子数为 个.(已知银的密度ρ=10.5×103kg/m3，摩尔质量M=0。108kg/mol，保留一位有效数字）
8。一块金刚石的体积为6。0×10-8m3、密度为3。5×103kg/m3，则其质量为 kg,含有 个碳原子，每个碳原子体积为 m3。
（三）论述和计算
1。一气球内气体压强p0=1×105Pa时，容积V0=10L,设气球的容积和球内气体压强成正比，现保持温度不变，再向球内充入压强为1×105Pa的气体30L,求气球内气体的压强.

2。如图所示，长为l、粗细均匀的玻璃管开口向上竖直放置，玻璃管的最上端有高为h厘米的水银柱，封闭了一段空气柱，设大气压强为H0＝1.013×105Pa,温度保持不变。
(1）从开口端再注入一些水银而不溢出的条件是什么？
(2)若将玻管在竖直平面内缓慢倒转180°。试讨论水银全部刚溢出和水银流完还有气体溢出的条件分别是什么?（讨论l和H0、h关系)？

3。如图，质量9kg的气缸与水平地面间摩擦因数为0.4，质量1kg、截面积20cm2的活塞与气缸接触光滑且不漏气。气缸静止时，活塞与气缸底的距离为8cm。现用水平向右F=50N的力拉活塞,如活塞始终未脱离气缸，求稳定时活塞与气缸底的距离.（大气压p0=105Pa)

4.如图所示，可沿缸壁自由滑动的活塞，将圆筒形气缸分隔成A、B两部分,气缸底部通过装有阀门K的细管与一密闭容器C相连，活塞与气缸的顶部间有一弹簧相连，当活塞位于气缸底部时，弹簧恰好无形变，开始时，B内充有一定量气体，A、C为真空，B部分高l1=0。1m，B与C的容积正好相等，此时弹簧对活塞的作用力大小正好等于活塞重，今将阀门打开，并使整个装置倒置，当达到新平衡时，B部分高l2为多少?
5.一个T形粗细均匀玻璃管竖直封闭放置，A端封闭，B端开口,管中有长为25cm的水银柱，当温度为300K时，气柱长为50cm,其它尺寸见图,图中单位：cm.大气压p0相当于75cmHg产生的压强。

（1）为了使管中水银仅从竖直部分排出,所需的最低温度为多少？
(2)为了使管中水银完全排出管外，所需的最低温度为多少？(由水平管的内径引起对气体压强的影响不计)

6。如图所示，用活塞将一定质量的空气封闭在气缸内，开始时气缸的开口朝下放置在水平地面上,活塞位于气缸的正中央，活塞的下表面仍与大气相通.设活塞的质量为m，气缸的质量为M=2m，大气压强为p0，温度不变，活塞的横截面积为S，活塞与气缸的摩擦不计。今用竖直向上的力F将气缸非常缓慢地提起,当活塞位于气缸的开口处时，两者相对静止,并以共同的加速度向上运动,求此时力F的大小。（用m，g，p0，S表示)

7.室温为0℃,大气压强为1atm。如图所示的水银气压计两边水银面高度差H=76cm，水银气压计细管的容积不计,水平放置的汽缸被无摩擦可左右自由移动的活塞分A、B两部分。汽缸A内装有2L空气，汽缸B内充有3L氧气.已知氧气在标准大气压下其密度为32/g22.4L，设温度保持不变,令1atm=1.0×105Pa，求：
7题图
(1）当K打开后，被排出的氧气的质量。
(2）当K打开瞬间，从阀门逸出的氧气流的瞬时速度.

8。某同学自己设计制作了一个温度计，其构造如图所示，玻璃泡A内封有一定质量的气体，与A相连的细玻璃管插入水银槽中，管内水银面的高度即可反映A内气体温度，如在B管上刻度，即可直接读出.设B管体积忽略不计。
（1）在标准大气压下在B管上进行刻度,已知当t1=27℃时的刻度线在管内水银柱高度16cm处，则t=0℃时的刻度线在x为多少的cm处?
(2）当大气压为75cm汞柱时,利用该装测量温度时若所得读数仍为27℃，求此时实际温度。

9。如图所示，一传热性能很好的容器，两端是直径不同的两个圆筒,里面各有一个活塞,其横截面积分别为SA=10cm2和SB=4cm2，质量分别是MA=6kg，MB4kg。它们之间有一质量不计的轻质细杆相连。两活塞可在筒内无摩擦滑动，但不漏气。在气温是-23℃时，用销子M把B拴住，并把阀门K打开，使容器和大气相通，随后关闭K，此时两活塞间气体体积是300cm2，当气温升到27℃时把销子M拔去.设大气压强为1.10×103Pa不变，容器内气体温度始终和外界相同.求(1)刚拔去销子M时两活塞的加速度大小和方向。(2）活塞在各自圆筒范围内运动一段位移后速度达到最大，这段位移等于多少?

10.容器A和气缸B都是透热的,A放在127℃的恒温箱中，而B放置在27℃、1atm的空气中。开始时阀门K关闭，A内为真空，其容积为VA=2.4L，B内活塞下方装有理想气体，其体积为VB=4。8L，活塞上方与大气相通,设活塞与气缸壁之间无摩擦无漏气，连接A和B的细管容积不计。若打开K，使气缸B内气体流入容器A中，活塞将发生移动,待活塞停止移动时，B内活塞下方剩余气体的体积是多少？不计A与B之间的热传递.

能力训练参考答案
（一）选择题
1.A 2。C 3。B 4.A 5。C 6。D 7。D 8。B 9.A 10。B 11。D 12。AC 13。CD 14。C 15.ACD 16。D 17。B
(二)填空题
1。20m/s2,L 2.不变 3。1.3×1015
4。3 5。22。4 33.6 33。6
6.当时大气压强 温度 0℃— 上升 下降 回复原位置 等于当时大气压强减去 左、右两则高度差
7。5.85×1022 8.2.1×10-4kg 1。1×1022个 5。5×10—30m3
(三）论述和计算
1。设比例系数为k，则V=kp，
由玻意耳定律得V2=kp2，
代入p2V2=p1V1得
kp22=p1V1。
由初始条件V0=kp0得k=
p2===2。0×105Pa.
同时可求得V2=kp2=20L.
2.(1）选取封闭的气柱为研究对象，
初态
根据题意，设注入x厘米汞柱而不溢出，则
末态
代入p1V1＝p2V2，得
（H0+h)（l—h)≤（H0+h+x)（l—h—x), （1)
根据题意要注入水银而不能溢出的条件，并要求x＞0，整理式（1)，得
x2—x(l-H0—2h)≤0, x［x-(lH0-2h)]≤0，
即0＜x≤(l—H0-2h)，
得l＞H0+2h，
题设要求是玻璃管长度l要大于（H2+2h)。
(2)在玻璃管翻转180°的过程中，会出现三种情况:水银部分溢出；水银刚全部溢出；有部分空气溢出。
上述三种物理过程怎样和气态方程的参量挂起钩来，这是解题的基本思路；假设玻管倒转后的压强即为H0，则由玻意耳定律得
(H0+h)(l-h）＝H0·lx,则
lx＝，
根据题意,若:
①lx＝l，即水银全部溢出的条件.
②lx＜l,即部分水银溢出的条件。
③lx＞l，即部分空气溢出的条件。
(H0+h)(l-h）
H0 ＝l，得
①h＝l—H0；同理可得：
②h＜l-H0；
③h＞l-H0.
3。稳定时活塞和气缸一起向右作加速运动,此时气缸内气体压强为p，设整体的加速度为a。则：
气缸所受摩擦力 f=μ(M+m)g， （1）
对整体立方程 F-μ（M+m）g=(M+m）a, (2）
对活塞立方程 F+pS—p0S=ma， (3)
对气体立方程 p0LS=pL′S， （4)
由上述各式解得：
a=1m/s2，p=0。76×105Pa，L′=10.52cm.
p1＝(mg+kl1)/S＝2kl1/S，
4.倒置前
倒置后
解得：l2＝l1＝0.173m
5。（1)提示：第一问是极值问题：

.当x＝12。5cm时,pV之积最大.
(2）提示：第2问是空气进入水平部分后，气体作等压变化，体积最大，对应温度也最高.
选始、末状态：

。解之T3＝472。5K.
6。设活塞位于气缸的开口处时，缸内气体压强p，对缸内气体进行分析可知
初态：p1=p0— V1=
末态:p2=p V2=V
由玻意耳定律可知:p1v1=p0v2
（p0—)=pV
p=(p0-)
对活塞进行受力分析可知：
p0s-ps-mg=ma
p0s—p0s+ —mg=ma
a= —g
对气缸整体进行受力分析可知：
F-(M+m）g=(m+M）a
F=3m×（mp0s-g）+3mg=p0s+mg
7.(1)对空气A：pA=2atm,pA′=1atm,VA=2L,VA′=？
由玻一马定律pAVA=pA′vA′ 可得VA′=4（L）
所以VB′=5-4=1（L)
对氧气B：VB=3L，VB′=1L,pB=2atm，pB′=1atm
pB=32×2g/22。4L，pB′=32g/22。4L
则mB—mB′=64×3/22.4—32×1/22.4=7.1(g)
（2）设阀门横截面积为S，在△t时间内△m的氧气逸出,其速度从0增加到v.
（pB-p）S△t=△mv
其中△m=△tSpB=v△SpB/2
所以（pB—p0)S△t=vS△tpBv/2=S2p0△tv2/2=p0S△tv2
所以v=(△p/p0）1/2=265（m/s）
8。（1)气体为等容变化，设27℃时压强为p1温度为T1，0℃时的压强为p，温度为T。
由查理定律:= ①
将数值代入,p1=76-16=60(cmHg）,T1=300K，T=273K,得p1=54.6cmHg.
x=po-p=76—54。6=21。4（cmHg）
(2）当外界大气压变为75cmHg时，气泡内压强设为p′，其实际温度为T′。
由查理定律：= = ②
其中p′=75—16=59（cmHg)代入数据后，解出T′=295K,t′=22℃。
9.这是一道力热综合性习题，所以其研究对象有两个，一是封闭住的一定质量的气体，另一个是两活塞和杆，而解决此题的关键是分析好状态的变化过程。
（1)对于容器中的气体，在K关闭至M拔去前的过程中,是等容变化。
初态：p1=1。0×105pa T1=273+(-23）=250(K)
末态：p2=？ T2=273+27=300(K）
根据查理定律=
得：p2=p1==1.2×105(Pa)
选取活塞和杆为研究对象，当拔去M时，其受力情况分析如下图所示。

根据牛顿第二定律
a= =
=
=
=2。(m/s2) 方向：水平向左。
(2)由于SA＞SB，当活塞向左移动时，气体的体积增大，而气体的温度不变，故气体的压强减小,从上一问可知活塞和杆的加速度在减小，速度却增大，当减小到与外界压强相等时，加速度为零，这时速度达到最大,利用玻意耳定律：pV=p′V′
初态：p=1。2×105Pa V=300cm3
末态：P′=1.0×105Pa V′
所以 V′= ==360(cm3）
设所求移动位移为x，则
V′-V=SAx-SBx
所以 x= ==10（cm）
10.3L