第8章章综合

1高中物理选修3-3同步训练试题解析章综合(A卷)一、选择题1．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：CD2.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T1.答案：C3．一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：BD4．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2D．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：BC5.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：D6．一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pVT＝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pT增大时，V减小，故n增大，C对D错．答案：C7．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3D．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：B8．如图所示，质量为m的活塞将一定质量的气体封闭在汽缸内，活塞与汽缸壁之间无摩擦．a态是汽缸放在冰水混合物中气体达到的平衡状态，b态是汽缸从容器中移出后，在室温(27℃)中达到的平衡状态．气体从a态变化到b态的过程中大气压强保持不变．若忽略气体分子之间的势能，下列说法中正确的是()A．与b态相比，a态的气体分子在单位时间内撞击活塞的个数较多B．与a态相比，b态的气体对活塞的冲击力较大C．a、b两态的气体对活塞的冲击力相等D．从a态到b态，气体的内能增加，气体的密度增加解析：由题知两状态的压强相等，由于Tb＞Ta，故a状态分子碰撞的力较小，则单位时间内撞击的个数一定多，A对；由于压强不变，故气体对活塞的力是相同的，B错C对；从a态到b态温度升高，体积增加大，内能增加，故气体密度减小，D错．答案：AC9．一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．4答案：AB二、非选择题10.如图所示，导热的汽缸固定在水平地面上，用活塞把一定质量的理想气体封闭在汽缸中，汽缸的内壁光滑．现有水平外力F作用于活塞杆，使活塞缓慢地向右移动，由状态①变化到状态②，在此过程中(1)如果环境保持恒温，下列说法正确的是________．A．每个气体分子的速率都不变B．气体分子平均动能不变C．水平外力F逐渐变大D．气体内能减少(2)如果环境保持恒温，分别用p、V、T表示该理想气体的压强、体积、温度．气体从状态①变化到状态②，此过程可用下列哪几个图象表示________．解析：(1)温度不变，分子的平均动能不变，分子的平均速率不变，但并不是每个分子的速率都不变，B对，A错；由玻意耳定律知，体积增大，压强减小，活塞内外的压强差增大，水平拉力F增大，C对；由于温度不变，内能不变，故D错．(2)由题意知，从状态①到状态②，温度不变，体积增大，压强减小，所以只有A、D正确．答案：(1)BC(2)AD11．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p1T1＝p2T2得TE＝600K，由B→F，根据理想气体状态方程p1V1T1＝p2V2T2得TF＝600K.答案：600K600K12.如图所示，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管，下部有长l1＝66cm的水银柱，中间封有长l2＝6.6cm的空气柱，上部有长l3＝44cm的水银柱，此时水银面恰5好与管口平齐．已知大气压强为p0＝76cmHg.如果使玻璃管绕底端在竖直平面内缓慢地转动一周，求在开口向下和转回到原来位置时管中空气柱的长度．封入的气体可视为理想气体，在转动过程中没有发生漏气．解析：设玻璃管开口向上时，空气柱的压强为p1＝p0＋ρgl3①式中，ρ和g分别表示水银的密度和重力加速度．玻璃管开口向下时，原来上部的水银有一部分会流出，封闭端会有部分真空．设此时开口端剩下的水银柱长度为x，则p2＝ρgl1，p2＋ρgx＝p0②式中，p2为管内空气柱的压强．由玻意耳定律得p1(Sl2)＝p2(Sh)③式中，h是此时空气柱的长度，S为玻璃管的横截面积，由①②③式和题给条件得h＝12cm④从开始转动一周后，设空气柱的压强为p3，则p3＝p0＋ρgx⑤由玻意耳定律得p1(Sl2)＝p3(Sh′)⑥式中，h′是此时空气柱的长度．由①②③⑤⑥式得h′≈9.2cm.答案：12cm9.2cm6高中物理选修3-3同步训练试题解析章综合(B卷)一、选择题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：AB2．一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：BD3．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：C4．下列关于布朗运动的说法中正确的是()A．大风天常常看到风沙弥漫、尘土飞扬，这就是布朗运动7B．布朗运动是由于液体分子对固体小颗粒的撞击引起的，固体小颗粒的体积越大，液体分子对它的撞击越多，布朗运动就越显著C．布朗运动是分子的运动，用肉眼不能直接观测到D．温度越高，布朗运动越显著解析：布朗运动不是分子的运动，是固体小颗粒的运动，用眼睛不能直接观测到，C错．沙尘的运动基本上属于在气流作用下的定向移动，而布朗运动是无规则运动，A错．布朗运动的确是由于液体(或气体)分子对固体微粒的碰撞引起的，但只有在固体微粒很小，各个方向的液体分子对它的碰撞不均匀才引起它做布朗运动．颗粒越小，温度越高，布朗运动越显著，D对，B错．答案：D5．一房间内，上午10时的温度为15℃，下午2时的温度为25℃，假设大气压强无变化，则下午2时与上午10时相比较，房间内的()A．空气密度增大B．空气分子的平均动能增大C．空气分子的速率都增大D．空气质量增大解析：温度升高，气体分子的平均动能增大，平均每个分子对器壁的冲力将变大，但气压并未改变，可见单位体积内的分子数一定减小，所以有ρ空减小，m空＝ρ空·V随之减小．答案：B6.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＝(76－60)cmHg＝16cmHg.答案：D7.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pVT＝C知它们在相同温度8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：B8．一定质量的理想气体，初状态是(p0，V0，T0)，经过一个等压过程，温度升高到3T0/2，再经过一个等容变化，压强减小到p0/2，则气体最后的状态是()A．3p0/4,3V0/2,3T0/2B．p0/2,3V0/2,3T0/4C．p0/2，V0，T0/2D．