3-3练习题

1物理暑假作业五1．下列说法正确的是(A)．A．气体的内能是分子热运动的动能和分子间的势能之和B．气体的温度变化时，其分子平均动能和分子间势能也随之改变C．一定量的气体，在体积不变时，分子每秒平均碰撞器壁的次数随着温度降低而增大D．布朗运动是液体分子的无规则运动2、下列说法中正确的是(D)．A．布朗运动是液体分子无规则的运动B．分子间不可能同时存在引力和斥力C．热量不可能从低温物体传到高温物体D．外界对物体做功，物体的内能不一定增加3、（多选）一定质量的理想气体，经等温压缩，气体的压强增大，用分子动理论的观点分析，这是因为(BD)A．气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大B．单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多C．气体分子的总数增加D．气体分子的密度增大4．（多选）如图所示的四幅图分别对应四种说法，其中正确的是(BD)．A．微粒运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动B．当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等C．食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的D．小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用25、（多选）两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图5中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0.相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近．若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是(ACE)A．在r＞r0阶段，F做正功，分子动能增加，势能减小B．在r＜r0阶段，F做负功，分子动能减小，势能也减小C．在r＝r0时，分子势能最小，动能最大D．在r＝r0时，分子势能为零E．分子动能和势能之和在整个过程中不变6、（多选）如图6所示，两端开口的弯管，左管插入水银槽中，右管有一段高为h的水银柱，中间封有一段空气，则(ACD)[来源:学科网]A．弯管左管内外水银面的高度差为h[B．若把弯管向上移动少许，则管内气体体积增大C．若把弯管向下移动少许，右管内的水银柱沿管壁上升D．若环境温度升高，右管内的水银柱沿管壁上升7、某同学利用DIS实验系统研究一定量理想气体的状态变化，实验后计算机屏幕显示如图的pt图象．已知在状态B时气体的体积为VB＝3L，则下列说法正确的是(D)．A．状态A到状态B气体的体积越来越大B．B．状态B到状态C气内能增加C．状态A的压强是0.5atmD．状态C体积是2L8．如图所示，上端开口的圆柱形汽缸竖直放置，截面积为5×10－3m2，一定质量的气体被质量为2.0kg的光滑活塞封闭在汽缸内，其压强为________Pa(大气压强取1.01×105Pa，g取10m/s2)．若从初温27℃开始加热气体，使活塞离汽缸底部的高度由0.50m缓慢地变为0.51m．则此时气体的温度为________℃.9、封闭在汽缸内一定质量的理想气体由状态A变到状态D，其体积V与热力学温度T的关系如图所示，该气体的摩尔质量为M，状态A的体积为V0，温度为T0，O、A、D三点在同一直线上，阿伏加德罗常数为NA.(1)由状态A变到状态D过程中()．A．气体从外界吸收热量，内能增加B．气体体积增大，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数减少C．气体温度升高，每个气体分子的动能都会增大D．气体的密度不变(2)在上述过程中，气体对外做功为5J，内能增加9J，则气体________(填“吸收”或“放3出”)热量________J.(3)在状态D，该气体的密度为ρ，体积为2V0，则状态D的温度为多少？该气体的分子数为多少？10．质量一定的某种物质，在压强不变的条件下，由液态Ⅰ到气态Ⅲ(可看成理想气体)变化过程中温度(T)随加热时间(t)变化关系如图所示，单位时间所吸收的热量可看做不变．(1)以下说法正确的是()．A．在区间Ⅱ，物质的内能不变B．在区间Ⅲ，分子间的势能不变C．在区间Ⅲ，气体膨胀对外做功，内能减小D．在区间Ⅰ，物质分子的平均动能随着时间的增加而增大(2)在区间Ⅲ，若将压强不变的条件改为体积不变，则温度升高________(选填“变快”、“变慢”或“快慢不变”)，请说明理由．11．在某高速公路发生一起车祸，车祸系轮胎爆胎所致．已知汽车行驶前轮胎内气体压强为2.5atm，温度为27℃，爆胎时胎内气体的温度为87℃，轮胎中的空气可看作理想气体．(1)求爆胎时轮胎内气体的压强；(2)从微观上解释爆胎前胎内压强变化的原因；(3)爆胎后气体迅速外泄，来不及与外界发生热交换，判断此过程胎内原有气体内能如何变化？简要说明理由．12．一汽缸竖直放在水平地面上，缸体质量M＝10kg，活塞质量m＝4kg，活塞横截面积S＝2×10－3m2，活塞上面的汽缸内封闭了一定质量的理想气体，下面有气孔O与外界相通，大气压强p0＝1.0×105Pa.活塞下面与劲度系数k＝2×103N/m的轻弹簧相连．当汽缸内气体温度为127℃时弹簧为自然长度，此时缸内气柱长度L1＝20cm，g取10m/s2，活塞不漏气且与缸壁无摩擦．(1)当缸内气柱长度L2＝24cm时，缸内气体温度为多少K?(2)缸内气体温度上升到T0以上，气体将做等压膨胀，则T0为多少K?413．如图8所示，一根两端开口、横截面积为S＝2cm2足够长的玻璃管竖直插1入水银槽中并固定(插入水银槽中的部分足够深)．管中有一个质量不计的光滑活塞，活塞下封闭着长L＝21cm的气柱，气体的温度为t1＝7℃，外界大气压取p0＝1.0×105Pa(相当于75cm高的汞柱压强)．(1)若在活塞上放一个质量为m＝0.1kg的砝码，保持气体的温度t1不变，则平衡后气柱为多长？(g＝10m/s2)(2)若保持砝码的质量不变，对气体加热，使其温度升高到t2＝77℃，此时气柱为多长？(3)若在(2)过程中，气体吸收的热量为10J，则气体的内能增加多少？14、如图4所示，两汽缸A、B粗细均匀，等高且内壁光滑，其下部由体积可忽略的细管连通；A的直径是B的2倍，A上端封闭，B上端与大气连通；两汽缸除A顶部导热外，其余部分均绝热，两汽缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞a、b，活塞下方充有氮气，活塞a上方充有氧气．当大气压为p0、外界和汽缸内气体温度均为7℃且平衡时，活塞a离汽缸顶的距离是汽缸高度的14，活塞b在汽缸正中间．(1)现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞b恰好升至顶部时，求氮气的温度；(2)继续缓慢加热，使活塞a上升，当活塞a上升的距离是汽缸高度的116时，求氧气的压强．5物理暑假作业五答案1234567ADBDBDACEACDD8、解析p1＝FS＝mgS＝2×105×10－3Pa＝0.04×105Pa，所以p＝p1＋p0＝0.04×105Pa＋1.01×105Pa＝1.05×105Pa，由盖—吕萨克定律得V1T1＝V2T2，即0.5S273＋27＝0.51S273＋t，所以t＝33℃.答案1.05×105339、解析(3)A→D，由状态方程pVT＝C，得TD＝2T0，分子数n＝2ρV0NAM.答案(1)AB(2)吸收14(3)2T02ρV0NAM10、解析(1)在区间Ⅱ，物质的压强、温度均不变，但从外界吸收热量，物质的内能增加，A错；在区间Ⅲ，物质已变成理想气体，分子间已无作用力，分子间的势能为0，由pVT＝常数及一定量理想气体内能与温度的关系知：当压强一定，温度升高时气体体积增大，膨胀对外做功，气体内能增大，所以B对C错；在区间Ⅰ，随着温度的升高，分子平均动能增大，D对．(2)根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W和理想气体的状态方程pVT＝C可知，在吸收相同的热量Q时：压强不变的条件下，V增大，W0，ΔU1＝Q－|W|体积不变的条件下，W＝0，ΔU2＝Q所以ΔU1ΔU2，体积不变的条件下温度升高变快．答案(1)BD(2)变快，理由见解析11、解析(1)气体作等容变化，由查理定律得：p1T1＝p2T2①T1＝t1＋273②T2＝t2＋273③p1＝2.5atmt1＝27℃t2＝87℃6由①②③得：p2＝3atm.答案(1)3atm(2)气体体积不变，分子密集程度不变，温度升高，分子平均动能增大，导致气体压强增大．(3)气体膨胀对外做功，没有吸收或放出热量，据热力学第一定律ΔU＝W＋Q得ΔU0，内能减少．12、解析：(1)V1＝L1S，V2＝L2S，T1＝400Kp1＝p0－mgS＝0.8×105Pap2＝p0＋F－mgS＝1.2×105Pa根据理想气体状态方程，得：p1V1T1＝p2V2T2解得T2＝720K(2)当气体压强增大到一定值时，汽缸对地压力为零，此后再升高气体温度，气体压强不变，气体做等压变化．设汽缸刚好对地没有压力时弹簧压缩长度为Δx，则kΔx＝(m＋M)gΔx＝7cmV3＝(Δx＋L1)Sp3＝p0＋MgS＝1.5×105Pa根据理想气体状态方程，得：p1V1T1＝p3V3T0解得T0＝1012.5K升高气体温度，气体压强不变，气体做等压变化．设汽缸刚好对地没有压力时弹簧压缩长度为Δx，则kΔx＝(m＋M)gΔx＝7cmV3＝(Δx＋L1)Sp3＝p0＋MgS＝1.5×105Pa7根据理想气体状态方程，得：p1V1T1＝p3V3T0解得T0＝1012.5K答案：(1)720K(2)1012.5K13、解析(1)被封闭气体的初状态为p1＝p0＝1.0×105PaV1＝LS＝42cm3，T1＝280K末状态压强p2＝p0＋mgS＝1.05×105PaV2＝L2S，T2＝T1＝280K根据玻意耳定律，有p1V1＝p2V2，即p1L＝p2L2得L2＝p1p2L＝20cm.(2)对气体加热后，气体的压强不变，p3＝p2，V3＝L3S，T3＝350K根据盖—吕萨克定律，有V2T2＝V3T3，即L2T2＝L3T3得L3＝T3T2L2＝25cm.(3)气体对外做的功W＝p2Sh＝p2S(L3－L2)＝1.05J根据热力学第一定律得ΔU＝W＋Q＝－1.05J＋10J＝8.95J即气体的内能增加8.95J.答案(1)20cm(2)25cm(3)8.95J答案(1)320K(2)43p014、解析(1)活塞b升至顶部的过程中，活塞a不动，活塞a、b下方的氮气经历等压变化，设汽缸A的容积为V0，氮气初态的体积为V1，温度为T1，末态体积为V2，温度为T2，按题意，汽缸B的容积为V04，则V1＝34V0＋12×V04＝78V0①V2＝34V0＋V04＝V0②由题给数据及盖—吕萨克定律有：8V1T1＝V2T2③由①②③式及所给的数据可得：T2＝320K④(2)活塞b升至顶部后，由于继续缓慢加热，活塞a开始向上移动，直至活塞上升的距离是汽缸高度的116时，活塞a上方的氧气经历等温变化，设氧气初态的体积为V1′，压强为p1′，末态体积为V2′，压强为p2′，由所给数据及玻意耳定律可得V1′＝14V0，p1′＝p0，V2′＝316V0⑤p1′V1′＝p2′V2′⑥由⑤⑥式可得：p2′＝43p0.