3-3热学习题

-1-第八章气体(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分)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．气体分子的密度增加B．气体分子的平均动能增加C．气体分子的平均速率增加D．气体分子的势能增加2．一定质量的理想气体被等温压缩时，压强增大，从微观来分析是因为()A．气体分子每次碰撞器壁的平均冲量加大B．器壁单位面积上在单位时间内受到分子碰撞次数增多C．气体分子数增加D．气体分子数密度增大3．下述说法正确的是()A．气体分子的平均动能越大，每个气体分子的温度就越高B．气体的压强是由气体的重力引起的C．封闭容器内气体对各个方向的压强大小相等D．对一定质量的气体，温度改变，体积、压强均不变是不可能的4.图1如图1所示，在热气球下方开口处燃烧液化气，使热气球内部气体温度升高，热气球开始离地，徐徐升空．分析这一过程，下列表述正确的是()①气球内的气体密度变小，所受重力也变小②气球内的气体密度不变，所受重力也不变③气球所受浮力变大④气球所受浮力不变A．①③B．①④C．②③D．②④5.图2如图2所示是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6．一定质量的理想气体，经历一膨胀过程，这个过程可以用图3上的直线ABC来表示，在A、B、C三个状态上，气体的温度TA、TB、TC相比较，大小关系为()-2-图3A．TB＝TA＝TCB．TATBTCC．TBTA＝TCD．TBTA＝TC7．对一定质量的理想气体，从状态A开始按下列顺序变化，先等压降温，再等温膨胀，最后等容升温回到状态A，图中曲线为双曲线，能正确表示这一过程的是()8.图4如图4所示，左边的体积是右边的4倍，两边充以同种气体，温度分别为20℃和10℃，此时连接两容器的细玻璃管的水银柱保持静止，如果容器两边的气体温度各升高10℃，忽略水银柱及容器的膨胀，则水银柱将()A．向左移动B．向右移动C．静止不动D．条件不足，无法判断9．如图5所示是医院给病人输液的部分装置示意图．在输液过程中()图5A．A瓶中的药液先用完B．B瓶中的药液先用完C．随着液面下降，A瓶内C处气体压强逐渐增大D．随着液面下降，A瓶内C处气体压强保持不变10.图6如图6所示，一定质量的空气被水银封闭在静置于竖直平面的U形玻璃管内，右管上端开口且足够长，右管内水银面比左管内水银面高h，能使h变大的原因是()A．环境温度升高B．大气压强升高C．沿管壁向右管内加水银D．U形玻璃管自由下落-3-题号12345678910答案二、填空题(本题共2小题，共16分)11．(7分)如图7所示，两段水银柱将U形管内的空气分成A、B两部分，若B气柱长L＝19cm，封闭A气体的水银柱上端面跟右管水银柱液面相平，外界大气压p0＝76cmHg＝1.0×105Pa，则A部分气体的压强pA＝______________Pa.图712．(9分)对于一定质量的理想气体，以p、V、T三个状态参量中的两个为坐标轴建立直角坐标系，在坐标系上描点能直观地表示这两个参量的数值．如图8所示，每个坐标系中的两个点都表示相同质量的某种理想气体的两个状态．根据坐标系中不同点的位置来比较第三个参量的大小．图8(1)p－T图象(图甲)中A、B两个状态，________状态体积小．(2)V－T图象(图乙)中C、D两个状态，________状态压强小．(3)p－V图象(图丙)中E、F两个状态，________状态温度低．三、计算题(本题共4小题，共44分)13．(10分)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，气球内的氦气压强逐渐减小到此高度处的大气压36.0cmHg，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．14．(12分)汽车行驶时轮胎的胎压太高容易造成爆胎事故，太低又会造成耗油量上升．已知某型号轮胎能在－40℃～90℃正常工作，为使轮胎在此温度范围内工作时的最高胎压不超过3.5atm，最低胎压不低于1.6atm，那么，在t＝20℃时给该轮胎充气，充气后的胎压在什么范围内比较合适(设轮胎的体积不变)．-4-15.(10分)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3.0×10－3m3.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.(1)求此时气体的体积．(2)再保持温度不变，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．16.图9(12分)如图9甲是一定质量的气体由状态A经过状态B变为状态C的V—T图象．已知气体在状态A时的压强是1.5×105Pa.(1)说出A→B过程中压强变化的情形，并根据图象提供的信息，计算图中TA的温度值．(2)请在图乙坐标系中，作出由状态A经过状态B变为状态C的p—T图象，并在图线相应位置上标出字母A、B、C.如果需要计算才能确定有关坐标值，请写出计算过程．第八章气体1．BC[理想气体做等容变化时，由查理定律得，pT＝C，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．BD[理想气体被等温压缩，因温度不变，所以分子的平均动能不变，该气体分子的平均速率不变；而气体被压缩时，气体的体积变小，分子数密度增大，所以单位时间、单位器壁上碰撞的分子数增多，故选项B、D正确，A、C错误．]3．CD4．B[由pρT＝C得ρ＝pCT，故热气球内部气体温度升高，其内空气密度减小，整体重力减小；又因浮力F＝ρ空气gV，故浮力不变．]5．B[b状态比a状态体积大，故单位体积的分子数b比a少，D错；b状态比a状态温度高，其分子平均动能较大，而a、b压强相等，故相同时间内撞到单位面积上的分子数a状态较多，-5-B对．]6．C[由图中各状态的压强和体积的值可知：pAVA＝pCVCpBVB，由pVT＝C可知，TA＝TCTB.另外从图中也可知A、C处在同一等温线上，而B处在离原点更远的一条等温线上，所以TBTA＝TC.]7．A[根据气体状态变化的图象特点分析，B图中，C→A过程非等容升温；C图中A→B为等容降温，B→C为等温压缩，C→A为等压升温；D图中A→B为等压升温，B→C为等容降温，C→A为等温压缩，只有A图中，A→B为等压降温，B→C为等温膨胀，C→A为等容升温过程，所以选择A.]8．A[假设水银柱不动，则此问题变为等容变化，设气体原压强为p、温度为T，变化后的压强为p′，温度为T′，则由pT＝p′T′得pT＝p′－pT′－T＝ΔpΔT得Δp＝ΔTTp，由于开始时右边部分的气体温度低，变化中升高的温度相同，故Δp右Δp左，所以水银柱向左移动．]9．AC[根据连通器原理，两瓶液面等高处压强相等．随着液体的减少，瓶内上方的气体压强减小，大气将通入瓶内，因大气首先是进入A瓶，所以A瓶液体先输完．A瓶上方C处的压强为p＝p0－ρ液gh，随着h的减小，C处压强增大．]10．ACD[环境温度升高，密封气体要膨胀，体积变大，则h变大；大气压强升高，密封气体体积减小，则h变小；沿管壁向右管内加水银，密封气体体积减小，压强变大，由p＝p0＋ρgh可知，h变大；玻璃管自由下落，水银完全失重，密封气体的压强等于外界大气压，故体积增大，高度差h变大．]11．1.25×105解析如右图：pB＝p0＋ph＋pL，而pA＝pB－ph，所以pA＝pB－ph＝(p0＋ph＋pL)－ph＝p0＋pL＝1.0×105Pa＋1976×1.0×105Pa＝1.25×105Pa.注意压强的求解：(1)气体内部压强处处相等；(2)同种均匀连续的液体中，同一液面上压强相等．12．(1)A(2)C(3)F解析甲图画出的倾斜直线为等容线，斜率越小，体积越大，所以VBVA.乙图画出的倾斜直线为等压线，斜率越小，压强越大，所以pDpC.丙图画出的双曲线为等温线，离原点越远，温度越高，所以TETF.13．(1)7.39m3(2)5.54m3解析(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．根据玻意耳定律有p1V1＝p2V2①式中，p1＝76.0cmHg，V1＝3.50m3，p2＝36.0cmHg，V2是在此等温过程末氦气的体积．由①式得V2＝7.39m3②(2)在停止加热较长一段时间后，氦气的温度逐渐从T1＝300K下降到与外界气体温度相同，即T2＝225K．这是一等压过程，根据盖—吕萨克定律有V2T1＝V3T2③式中，V3是在此等压过程末氦气的体积．由③式得V3＝5.54m314．2.01atm～2.83atm解析对于胎内气体，体积不变，根据查理定律，知p1T1＝p2T2，t1、p1分别为－40℃、1.6atm-6-20℃时轮胎的压强为p2＝T2T1p1＝293233×1.6atm≈2.01atm若t3、p3分别为90℃、3.5atm根据查理定律得p2′T2＝p3T320℃时轮胎的压强为p2′＝T2T3p3＝293363×3.5atm≈2.83atm故胎压范围为2.01atmp2.83atm15．(1)3.2×10－3m3(2)4.0×10－3m3解析(1)以汽缸内封闭气体为研究对象，初始状态：V1＝3.0×10－3m3，T1＝300K，p1＝1.0×105Pa末状态：T2＝320K，p2＝1.0×105Pa由理想气体状态方程p1V1T1＝p2V2T2得V2＝p1V1T2p2T1＝3.2×10－3m3(2)由玻意耳定律p2V2＝p3V3得V3＝p2V2p3＝4.0×10－3m316．(1)200K(2)见解析解析由图甲所示可以看出，A与B的连线的延长线过原点O，所以A→B是一个等压变化过程，即pA＝pB.根据盖—吕萨克定律可得：VATA＝VBTB，所以TA＝VAVB·TB＝0.40.6×300K＝200K(2)由图甲可知，由B→C是等容变化，根据查理定律得：pBTB＝pCTC，所以pC＝TCTB·pB＝400300pB＝43pB＝43×1.5×105Pa＝2.0×105Pa则可画出由状态A→B→C的p—T图象如下图所示．