气体练习题一

热学练习一一、选择题：在下列每小题给出的四个答案中，至少有一个答案是正确的．把正确答案全选出来．1．关于温度的概念，下述说法中正确的是（）A．温度是分子平均动能的标志，物体温度高，则分子的平均动能大B．温度是分子平均动能的标志，温度升高，则物体的每一个分子的动能都增大C．某物体当其内能增大时，则该物体的温度一定升高D．甲物体的温度比乙物体的温度高，则甲物体分子平均速率比乙物体分子平均速率大答案：A3．下列说法正确的是（）A．布朗运动的激烈程度仅与温度有关B．已知气体分子间的作用力表现为引力，若气体等温膨胀，则气体对外做功且内能增加C．热量不可能从低温物体传递到高温物体D．内燃机可以把内能全部转化为机械能答案：B4．将液体分子看做是球体，且分子间的距离可忽略不计，则已知某种液体的摩尔质量，该液体的密度以及阿伏加德罗常数AN，可得该液体分子的半径为（）A.343ANB.343ANC.36AND.36AN答案：B5．已知铜的摩尔质量为M(kg/mol)，铜的密度为（kg/m3)，阿伏加德罗常数为N(mol-1)．下列判断错误的是（）A.1kg铜所含的原子数为N/MB.1m3铜所含的原子数为MN/C.1个铜原子的质量为M/N(kg)D.1个铜原子的质量为M/N(m3)答案：B6．关于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是（）A．温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大B．一定质量的理想气体在等温变化时，内能不改变，因而与外界不发生热交换C．布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做规则运动D．扩散现象说明分子间存在斥力答案：A7.1827年，英国植物学家布朗发现了悬浮在水中的花粉微粒的运动．图所示的是显微镜下观察到的三颗花粉微粒做布朗运动的情况．从实验中可以获取的正确信息是（）A．实验中可以观察到微粒越大，布朗运动越明显B．实验中可以观察到温度越高，布朗运动越明显C．布朗运动说明了花粉分子的无规则运动D．布朗运动说明了水分子的无规则运动答案：BD8．只要知道下列哪一组物理量，就可估算出气体分子间的平均距离（）A．阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和质量B．阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度C．阿伏加德罗常数、气体的质量和体积D．气体的密度、体积和摩尔质量答案：B9．如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于r轴上距原点r3的位置．虚线分别表示分子间斥力斥f和引力引f的变化情况，实线表示分子间的斥力与引力的合力f的变化情况．若把乙分子由静止释放，则乙分子（）A．从r3到r1做加速运动，从r1向O做减速运动B．从r3到r2做加速运动，从r2向r1做减速运动C．从r3到r1，分子势能先减少后增加D．从r3到r1，分子势能先增加后减少答案：A10．根据分子动理论，物质分子之间的距离为r0时，分子所受的斥力和引力相等，以下关于分子势能的说法正确的是（）A．当分子间距离为r0时，分子具有最大势能，距离增大或减小时，势能都变小B．当分子间距离为r0时，分子具有最小的势能，距离增大或减小时，势能都变大C．分子间距离越大，分子势能越小，分子间距离越小，分子势能越大D．分子间距离越大，分子势能越大，分子间距离越小，分子势能越小答案：B11．堵住打气筒的出气口，下压活塞使气体体积减小，你会感到越来越费力．其原因是（）A．气体的密度增大，使得在相同时间内撞击活塞的气体分子数目增多B．分子间没有可压缩的间隙C．压缩气体要克服分子力做功D．分子力表现为斥力，且越来越大答案：A12．如图所示，设有一分子位于图中的坐标原点O处不动，另一分子可位于x轴上不同位置处，图中纵坐标表示这两个分子间分子力的大小，两条曲线分别表示斥力和吸引力的大小随两分子间距离变化的关系，e为两曲线的交点，则（）A.ab表示吸引力，cd表示斥力，e点的横坐标可能为10-15mB.ab表示斥力，cd表示吸引力，e点的横坐标可能为10-10mC.ab表示吸引力，cd表示斥力，e点的横坐标可能为10-10mD.ab表示斥力，cd表示吸引力，e点的横坐标可能为10-15m答案：C13一定质量的理想气体处于某一平衡态，此时其压强为p0，欲使气体状态发生变化后压强仍为p0，通过下列过程能够实现的是（）A．先保持体积不变，使气体升温，再保持温度不变，使气体压缩B．先保持体积不变，使压强降低，再保持温度不变，使气体膨胀C．先保持温度不变，使气体膨胀，再保持体积不变，使气体升温D．先保持温度不变，使气体压缩，再保持体积不变，使气体降温答案：CD14．下面的表格是某地区1～7月份气温与气压的对照表：7月份与1月份相比较，正确的是（）A．空气分子无规则热运动的情况几乎不变B．空气分子无规则热运动减弱了C．单位时间内空气分子对地面的撞击次数增多了D．单位时间内空气分子对单位面积地面撞击次数减少了答案：D如图所示，竖直放置的弯曲管A端开口，B端封闭，密度为ρ的液体将两段空气封闭在管内，管内液面高度差分别为h1、h2、h3，则B端气体压强为（己知大气压强为p0）BA、0123()pghhhB、013()pghh0132()pghhh012()pghh9.（08年上海卷）如图所示，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()A.弯管左管内外水银面的高度差为hB.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，则右管内的水银柱沿管壁上升D.若环境温度升高，则右管内的水银柱沿管壁上升答案：ACD【解析】：封闭气体的压强等于大气压与水银柱产生压强之差，故左管内外水银面高度差也为h，A对；弯管上下移动，封闭气体温度和压强不变，体积不变，B错C对；环境温度升高，封闭气体体积增大，则右管内的水银柱沿管壁上升，D对。8.（08年上海卷）已知理想气体的内能与温度成正比。如图所示的实线汽缸内一定质量的理想气体由状态1到状态2的变化曲线，则在整个过程中汽缸内气体的内能()A.先增大后减小B.先减小后增大C.单调变化D.保持不变答案：B6.（09·上海物理·2）气体内能是所有气体分子热运动动能和势能的总和，其大小与气体的状态有关，分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的（A）A．温度和体积B．体积和压强C．温度和压强D．压强和温度解析：由于温度是分子平均动能的标志，所以气体分子的动能宏观上取决于温度；分子势能是由于分子间引力和分子间距离共同决定，宏观上取决于气体的体积。因此答案A正确。4．一定质量的理想气体经过如图10所示的变化过程，在0℃时气体压强p0=3×105Pa，体积Vo=100mL.，那么气体在状态A的压强为Pa，在状态B的体积为mL.答案：5.49×1051835．在做“研究温度不变时气体压强与体积的关系”实验时，要采取以下做法：A．用橡皮帽堵住注射器的小孔B．移动活塞要缓慢C．实验时，不要用手握住注射器以上做法中是为了保证实验的恒温条件，是为了保证气体的质量不变．（填入相应的字母代号）答案：B、CA7．如图所示，一定质量的理想气体可由状态1经等容过程到状态2，再经过等压过程到状态3,也可先经等压过程到状态4，再经等容过程到状态3．已知状态1的温度和状态3的温度相同，状态2的温度为2T，状态4的温度为4T，则温度4321、T、T、TT满足的关系为31TT。答案：42TT2．一足够高的直立气缸上端开口，用一个厚度不计的活塞封闭了一段高为80cm的气柱，活塞的横截面积为0.01m2，活塞与气缸间的摩擦不计，气缸侧壁通过一个开口与U形管相连，开口离气缸底部的高度为70cm，开口管内及U形管内的气体体积忽略不计．已知图所示状态时气体的温度为70C,U形管内水银面的高度差h1=5cm，大气压强p0=1.0×105Pa保持不变，水银的密度=13.6×103kg/m3．求：(1)活塞的重力．(2)现在活塞上添加沙粒，同时对气缸内的气体加热，始终保持活塞的高度不变，此过程缓慢进行，当气体的温度升高到37℃时，U形管内水银的高度差为多少？(3)保持上题中的沙粒质量不变，让气缸内的气体逐渐冷却，那么当气体的温度至少降为多少时，U形管内的水银面变为一样高？解：(1),100ghpSGp活塞SghG1活塞=13.6×103×10×0.05×0.01N=68N.(2)因为活塞的位置保持不变，所以气缸内的气体近似做等容变化。由220110TghpTghp可得h2=0.134m.(3)气体温度下降时，气体的体积会减小，当活塞向下移动到支口下方时，U形管的两臂均与大气相通，两侧液面变为一样高，在此前气体做等压变化．根据3211TVTV可得3273703727380t，Ct0375.1。笔者在最近组织的一次学生考试中，发现大部分学生对一道关于玻意耳定律的应用的题目做出了错误的解答。由此引起了笔者的深思。图1题目如图1所示，一端封闭粗细均匀的玻璃管内有一段H＝15cm的水银柱。开始时将玻璃管水平放置，封闭端与开口端气柱长均为L＝20cm。现将玻璃管缓慢倒转，开口向下竖直插入水银槽中，这对管中上方的空气柱长为20cm，已知大气压强。求进入管中水银柱的高度。(假设在整个过程发生变化)图2错解如图2所示，设有水银柱进入玻璃管，以开口端气体作为研究对象，分别以图1和图2所示状态作为初、末状态，列出状态参量如下初状态：末状态：根据玻意耳定律，则：，代入数据解得：。这种解法看似正确，实则错误。分析在新版高中《物理》(必修加选修)第二册第十三章中，玻意耳定律的内容是：“一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比。”由该定律的表述可知，玻意耳定律的适用条件有两个：(1)气体的质量保持不变；(2)气体的温度保持不变。学生在应用玻意耳定律解题时往往只注重“气体的温度保持不变”这一个条件，而忽视“气体的质量保持不变”这个条件。在上述题目中，当把玻璃管由水平位置转到竖直位置时，由于封闭端气体的压强发生了变化，开口端有部分气体逸出，导致开口端气体的质量发生了变化。如果不考虑气体的质量发生了变化，而盲目使用玻意耳定律求解，便会做出错误的解答。正解把玻璃管由水平位置转到竖直位置而未插入水银槽之前作为过程1，把玻璃管由竖直位置开始直到插入水银槽之后作为过程2，如图3所示。对于过程1，选取封闭端气体作为研究对象，分别以水平放置和竖直放置作为初、末状态，列出状态参量如下初状态：末状态：根据玻意耳定律，则：，代入数据解得：L`＝25cm。对于过程2，选取开口端气体作为研究对象，把玻璃管竖直放置插入水银槽之前作为初状态，插入水银槽之后作为末状态，列出状态参量如下：初状态：末状态：根据玻意耳定律，则：，代入数据解得：。由此可见，任何一个定律、定理或公式都有其适用条件或适用范围，如果不注重适用条件或适用范围，盲目进行求解，往往会做出错误的解答。