教科版高中物理選修3-3第二章氣體寒假復習題(解析版)

1、絕密啟用前教科版 高中物理 選修3-3第二章 氣體 寒假復習題本試卷分第I卷和第n卷兩部分，共100分，考t時間150分鐘。分卷I一、單選題（共10小題 每小題4.0分，共40分）1.關(guān)于分子勢能，下列說法正確的是（設(shè)兩分子相距無窮遠時分子勢能為0）（）A.體積增大，分子勢能增大，體積縮小，分子勢能減小B.當分子間距離r=r。時，分子間合力為 0,所以分子勢能為 0C.當分子間作用力為引力時，體積越大，分子勢能越大D.當分子間作用力為斥力時，體積越大，分子勢能越大【答案】C【解析】設(shè)想兩個分子相距無窮遠（r>10-9m）,此時分子間勢能為 0,當兩個分子越來越近時，分子B錯誤；分子力表現(xiàn)

2、C正確；分子力表間引力做正功，分子勢能減小，當r=r。時，分子勢能減小到最小為負值，故為引力時，體積越大，分子間距越大，分子間引力做負功，分子勢能增大，故現(xiàn)為斥力時，體積越大，分子間距越大，分子間斥力做正功，分子勢能減小，故A、D錯誤.12.如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài) 1變化到狀態(tài)2,其p-圖象為傾斜直線，氣體溫度I變化是（）A.逐漸升高B.逐漸降低C.可能不變D.可能先升高后降低【答案】BpVCT 1【解析】根據(jù)理想氣體方程知 、T=C,即p=f,其p-不圖象上點到原點連線斜率反應(yīng)溫度的高低，如圖知1點溫度大于2點的溫度，由1到2溫度降低.3.關(guān)于物體的內(nèi)能，下列說法中正確的是（）

3、A.機械能可以為零，但內(nèi)能永遠不為零B.溫度相同、質(zhì)量相同的物體具有相同的內(nèi)能C.溫度越高，物體的內(nèi)能越大D. 0 C的冰的內(nèi)能與等質(zhì)量的 0 c的水的內(nèi)能相等【答案】A【解析】機械能是宏觀能量，當物體的動能和勢能均為零時，機械能就為零；而物體內(nèi)的分子在永不停息地做無規(guī)則運動，且存在相互作用力，所以物體的內(nèi)能永不為零，A項對；物體的內(nèi)能與物質(zhì)的量、溫度和體積有關(guān)，B、C、D三項錯誤，故選 A.4 .下列四幅圖中，能正確反映分子間作用力F和分子勢能 Ep隨分子間距離r變化關(guān)系的圖線是【解析】當r<ro時，分子力表現(xiàn)為斥力，隨分子間距離 r增大，分子勢能 Ep減小；當r>r0時，分 子

4、力表現(xiàn)為引力，隨分子間距離 r增大，分子勢能 Ep增大；當r = r。時，分子力為零，此時分子勢 能最小，故選項 B正確.5 .關(guān)于分子運動，下列敘述正確的是（）A .如果氫氣的溫度低于氧氣的溫度，則氫分子的平均速率一定小于氧分子的平均速率B.同質(zhì)量同溫度的氮氣和僦氣的分子的總動能相等C.同物質(zhì)的量的氮氣和氧氣，當溫度相同時，它們的分子的總動能相等D.二氧化碳氣體在60 C時所有分子的運動速率都比它在50 C時任何分子的運動速率大【答案】C【解析】氫氣溫度低于氧氣溫度，氫分子的平均動能小于氧分子的平均動能，由于氫分子質(zhì)量小于氧分子的質(zhì)量，氫分子的平均速率不一定小于氧分子的平均速率，故A錯；同質(zhì)

5、量同溫度的氨氣、僦氣比較，它們的分子的平均動能相等，但是物質(zhì)的量不等，分子總數(shù)不等，它們的總動能 不等，而且氨氣分子總動能一定大于僦氣分子總動能，故 B錯；同物質(zhì)的量同溫度的氮氣與氧氣 相比，它們分子的平均動能相等，分子總數(shù)也相等，故它們的分子總動能一定相等，故C對；高溫下的二氧化碳氣體比低溫下的二氧化碳氣體的分子平均動能大，但不是所有分子的動能都大， 因此不能說 60 C的二氧化碳的所有分子的運動速率都比50 C的二氧化碳的分子運動速率都大，故D錯.6 .兩個分子由于距離發(fā)生變化而引起分子勢能增大，則這一過程中（）A. 一定克服分子間相互作用力做了功 B.兩分子間的相互作用力一定減小C.分子

6、間的距離一定變小D.分子間的相互作用力一定是引力【答案】A【解析】功是能量變化的量度，分子勢能增大，一定是克服分子力做了功.但無法確定分子力表 現(xiàn)為引力還是斥力，分子間距離變大還是變小.7 .溫度為27 C的一定質(zhì)量的氣體保持壓強不變，把體積減為原來的一半時，其溫度變?yōu)椋ǎ〢. 127 KB. 150KC. 13. 5 CD. 23. 5 C【答案】B【解析】由蓋呂薩克定律得 F1色FiTl 27*Ti = k=-；K = 150 K.8 .大氣壓強po=1. 0X105Pa.某容器的容積為 20 L,裝有壓強為20X105Pa的氣體，如果保持氣體溫度不變，把容器的開關(guān)打開，待氣體達到新的平衡

7、時，容器內(nèi)剩下氣體的質(zhì)量與原來氣體的質(zhì)量之比為（）A. 1 ： 19B. 1 ： 20C. 2 ： 39D. 1 ： 18【解析】由piVi=p2V2,得piV0=poV0+poV,因Vo=20 L,則V= 380 L,即容器中剩余 20 L壓強為po的氣體，而同樣大氣壓下氣體的總體積為400 L ,所以剩下氣體的質(zhì)量與原來氣體的質(zhì)量之比201等于同壓下氣體的體積之比，即,B項正確.400 209.關(guān)于機械能和內(nèi)能，下列說法中正確的是（）A.機械能大的物體，其內(nèi)能一定很大B.物體的機械能損失時，內(nèi)能卻可以增加C.物體的內(nèi)能損失時，機械能必然減少D.物體的內(nèi)能為零時，機械能可以不為零【答案】B【

8、解析】內(nèi)能和機械能是兩種不同形式的能量，兩者并不存在必然聯(lián)系，故A、C錯，B對；因為物質(zhì)分子總在不停地做無規(guī)則運動，故內(nèi)能不可能為零，D錯.10 .如圖所示，一定質(zhì)量的某種理想氣體，由狀態(tài)A沿直線AB變化到狀態(tài)B, A、C、B三點所對應(yīng)的熱力學溫度分別記為 TA、TC、TB,在此過程中，氣體的溫度之比TA： TB：化為（）"atmA. 1 ： 1 ： 1B. 1 ： 2 ： 3C. 3 ： 3： 4D. 4 ： 4 ： 3【答案】C【解析】由 p V 圖象可知，pa= 3 atm , va= 1 L , pB= 1 atm , vb= 3 L , pc= 2 atm , vc= 2

9、L ,由理想氣體狀態(tài)方程可得仁/，代入數(shù)據(jù)得TA ： TB ： TC= 3 ： 3 ： 4.1A IB JC二、多選題（共4小題,每小題5.0分，共20分）11 .（多選）下面關(guān)于氣體壓強的說法正確的是（）A .氣體對器壁產(chǎn)生的壓強是由于大量氣體分子頻繁碰撞器壁而產(chǎn)生的B .氣體對器壁產(chǎn)生的壓強等于作用在器壁單位面積上的平均作用力C.從微觀角度看，氣體壓強的大小跟氣體分子的平均動能和分子密集程度有關(guān)D.從宏觀角度看，氣體壓強的大小跟氣體的溫度和體積有關(guān)【答案】ABCD【解析】氣體壓強是大量氣體分子頻繁碰撞器壁而產(chǎn)生的，大小等于器壁單位面積上的平均作用 力.一定氣體的壓強大小，微觀上取決于分子的

10、平均動能和分子的密集程度，宏觀上取決于氣體 的溫度和體積.12 .（多選）甲、乙兩個相同的密閉容器中分別裝有等質(zhì)量的同種氣體，已知甲、乙容器中氣體的壓強 分別為p甲、p乙，且p甲p乙，則（）A .甲容器中氣體的溫度高于乙容器中氣體的溫度B .甲容器中氣體的溫度低于乙容器中氣體的溫度C.甲容器中氣體分子的平均動能小于乙容器中氣體分子的平均動能D .甲容器中氣體分子的平均動能大于乙容器中氣體分子的平均動能 【答案】BC【解析】相同的密閉容器，體積相同，且氣體為等質(zhì)量的同種氣體，所以有 E- .由p甲p乙1竄1 t得T甲T乙，B正確；氣體的溫度直接反映出氣體分子的平均動能大小，故 C正確.13 .（

11、多選）要使一定質(zhì)量的理想氣體發(fā)生由某一狀態(tài)經(jīng)過一系列狀態(tài)變化，最后再回到初始狀態(tài)，下 列各過程可能實現(xiàn)這個要求的是 （）A.先等壓升溫，再等容吸熱，最后等溫膨脹B.先等容吸熱，再等溫膨脹，最后等壓降溫C.先等溫膨脹，再等壓升溫，最后等容吸熱D.先等容放熱，再等壓升溫，最后等溫壓縮【答案】BD【解析】選項 A,先p不變，T瑁V瑁輝V不變，T瑁p瑁輝T不變，V瑁p紓不可能回到初狀 態(tài).選項B,先V不變，T瑁p瑁輝T不變，V瑁p紓輝p不變，T紓V紓可能回到初狀態(tài).選項 C,先T不變，V瑁p紓輝p不變，T瑁V瑁輝V不變，T瑁p瑁不可能回到初狀態(tài).選項D,先V不變，T紓p紓輝p不變，T瑁V瑁輝T不變，V

12、紓p瑁可能回到初狀態(tài)，也可作 p V圖象進行 分析.14.（多選）如圖所示，是氧氣在 0 C和100 C兩種不同情況下，各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的 百分比與分子速率間的關(guān)系.由圖可知（）A. 100 C的氧氣，速率大的分子比例較多B.具有最大比例的速率區(qū)間，0 C時對應(yīng)的速率大C.溫度越高，分子的平均速率大D.在0 C時，部分分子速率比較大，說明內(nèi)部有溫度較高的區(qū)域【答案】AC【解析】100 C的氧氣，速率大的分子比例較多，A項正確；具有最大比例的速率區(qū)間，100 C時對應(yīng)的速率大，B項錯；溫度越高，分子的平均速率大，C項正確；在0 C時，部分分子速率比較大，但內(nèi)部溫度處處相同，D項錯.分

13、卷II三、計算題（共4小題,每小題10.0分，共40分）15.如圖所示，一開口汽缸內(nèi)盛有密度為p的某種液體；一長為 l的粗細均勻的小瓶底朝上漂浮在液體中，平衡時小瓶露出液面的部分和進入小瓶中液柱的長度均為一.現(xiàn)用活塞將汽缸封閉（圖中未4畫出），使活塞緩慢向下運動，各部分氣體的溫度均保持不變.當小瓶的底部恰好與液面相平時，進入小瓶中的液柱長度為 二，求此時汽缸內(nèi)氣體的壓強.大氣壓強為p。，重力加速度為g.【解析】設(shè)當小瓶內(nèi)氣體的長度為工l時，壓強為p1；當小瓶的底部恰好與液面相平時，瓶內(nèi)氣體的壓強為P2,汽缸內(nèi)氣體的壓強為 p3.“ 1 依題息P1= P0+三p一311由玻思耳 7E 律 P1S

14、；= p2（l-）S2）式中S為小瓶的橫截面積，聯(lián)立 得：p2=|（p°+；p g111又有p2=p3+彳p gW聯(lián)立式，得P3 = ：P0+等.16.如圖所示，鋼筒質(zhì)量為 40 kg,活塞質(zhì)量為20 kg,橫截面積為100 cm2,鋼筒放在水平地面上時, 氣體長度為10 cm,大氣壓強為1x105Pa,溫度為7 C,活塞與鋼筒間的摩擦不計.則：所以p= P0 +=1 M05Pa+100XW4m22X105Pa.(1)當豎直向上提活塞桿，將鋼筒緩慢提起來時，氣柱多長？(2)當對桿施加豎直向上 750 N的拉力時氣柱多長？(g取10 m/s2)【答案】(1)20 cm (2)24 cm

15、【解析】鋼筒放在地面上和鋼筒緩慢提起來時，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，由力的平衡條件，可以求出氣體初、末狀態(tài)的壓強.當對桿施加豎直向上750 N的拉力時，F(xiàn)= 750 N>(M + m)g=600 N,則鋼筒豎直向上做加速運動，由牛頓第二定律可求出氣體末狀態(tài)的壓強.(1)設(shè)剛提起鋼筒日氣柱長為11,壓強為P"鋼筒放在地面上時氣體壓強為P,長度為1.pS= poS+ mg,選活塞為研究對象，鋼筒放在地面上尚未提活塞時，根據(jù)平衡條件有提起后對鋼筒受力分析得 p°S= p1 S+ Mg ,p0常小一40 螃 X1。N/kg100XW4m;= 6M04Pa.40 + 20設(shè)這時筒內(nèi)氣體

16、壓強為p2,氣柱長為以選鋼筒為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律，有選鋼筒內(nèi)封閉氣體為研究對象，根據(jù)玻意耳定律，有plS= p1 1iS,PL 1-2X10-X10-1i= =ccm = 20 cmPl 6X104(2)由于拉力F>(M+m)g,鋼筒將豎直向上做加速運動，根據(jù)牛頓第二定律，有F (M+ m)g= (M + m)a,m/s2=2. 5 m/s2.F-QIF況應(yīng) 75。一(40 *20) XI。poS p2S Mg = Ma ,則p2 =Pa= 5 M04Pa.1X1O5X 100X10 -40X10-40X2.5100X10-4再選鋼筒內(nèi)封閉氣體為研究對象，根據(jù)玻意耳定律，有： p

17、lS= P212S,PL 1-2X10X1012= cm = 24 cm .P； 5X10417 .如圖，一粗細均勻的U形管豎直放置，A側(cè)上端封閉，B側(cè)上端與大氣相通，下端開口處開關(guān)K關(guān)閉；A側(cè)空氣柱的長度為1=10. 0 cm, B側(cè)水銀面比 A側(cè)的高h=3. 0 cm.現(xiàn)將開關(guān) K打開, 從U形管中放出部分水銀，當兩側(cè)水銀面的高度差為hi=10. 0 cm時將開關(guān)K關(guān)閉.已知大氣壓強 po = 75. 0 cmHg .(1)求放出部分水銀后 A側(cè)空氣柱的長度；(2)此后再向B側(cè)注入水銀，使 A、B兩側(cè)的水銀面達到同一高度，求注入的水銀在管內(nèi)的長度.【答案】(1)12. 0 cm (2)13

18、. 2 cm【解析】(1)以cmHg為壓強單位.設(shè) A側(cè)空氣柱長度1=10. 0 cm時的壓強為p；當兩側(cè)水銀面的 局度差為h1= 10. 0 cm時，空氣柱的長度為 11,壓強為p1.由玻意耳定律得 pl = p111由力學平衡條件得 p= p0+ h打開開關(guān)K放出水銀的過程中，B側(cè)水銀面處的壓強始終為p°,而A側(cè)水銀面處的壓強隨空氣柱長度的增加逐漸減小，A、B兩側(cè)水銀面的高度差也隨之減小，直至 B側(cè)水銀面低于 A側(cè)水銀面h1為止.由力學平衡條件有 p=p0h1聯(lián)立式，并代入題給數(shù)據(jù)得11=12. 0 cm(2)當A、B兩側(cè)的水銀面達到同一高度時，設(shè)A側(cè)空氣柱的長度為12,壓強為p2.由玻意耳定律得 p1 = p212由力學平衡條件有 p2=p0聯(lián)立式，并代入題給數(shù)據(jù)得12=10. 4 cm設(shè)注入的水銀在管內(nèi)的長度Ah,依題意得Ah=2(11 12) + h1 聯(lián)立式，并代入題給數(shù)據(jù)得Ah=13. 2 cm.18 .如圖所示，兩個容器 A和B容積不同，內(nèi)部裝有氣體，其間用細管相連，管中有一段水銀柱將 兩部分氣體隔開.當 A中氣體溫度為tA=27 C, B