学年物理人教版选修3384气体热现象的微观意义同步练习含答案解析.docx

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学年物理人教版选修3384气体热现象的微观意义同步练习含答案解析

【最新】物理人教版选修3-38.4气体热现象的微观意义同步练习

学校:

___________姓名：

___________班级：

___________考号：

___________

一、单选题

1．如图所示，两端开口的U形长玻璃管开口朝下，左管竖直插在水银槽中，右管中有一段水银柱封闭了部分空气，水银柱中间部分右侧壁上有一塞子K，拔掉塞子即可与外界大气相通，大气压不变．将塞子拔掉至稳定后

A．左管内水银面a上升，右管内水银面b下降

B．左管内水银面a下降，右管内水银面b上升

C．两管内水银面a、b均上升

D．两管内水银面a、b均下降

2．如图，两端开口、粗细均匀的U形管竖直放置，用两段水银柱封闭一段气体。

能使气柱变长的措施是（　　）

A．增大外界气压

B．减小外界气压

C．在U形管的左管滴入水银

D．在U形管的右管滴入水银

3．图示为竖直放置、上细下粗、两端封闭的玻璃细管，水银柱将气体分隔成A、B两部分，初始温度相同．缓缓加热气体，使A、B升高相同温度，系统稳定后，A、B两部分气体对液面压力的变化量分别为△FA和△FB，压强变化量分别为△pA和△pB．则（　　）

A．水银柱向下移动了一段距离

B．水银柱不发生移动

C．△FA＜△FB

D．△pA=△pB

4．如图，一定质量的理想气体，由a经过ab过程到达状态b或者经过ac过程到达状态c．设气体在状态b和状态c的温度分别为Tb和Tc，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac．则．

A．Tb＞Tc，Qab＞QacB．Tb＞Tc，Qab＜Qac

C．Tb=Tc，Qab＞QacD．Tb=Tc，Qab＜Qac

5．如图所示，一两头开口的圆柱形容器竖立在水平面上，上部圆筒较细，下部圆筒较粗且足够长容器下部圆筒中有一可沿圆筒无摩擦移动的活塞S，用细绳通过测力计F将活塞提着，容器中盛有一定量的水现提着活塞的同时使活塞缓慢地下移在这一过程中，测力计的读数　　

A．一直保持不变

B．先变小，然后保持不变

C．先变大，然后保持不变

D．先变小，然后变大

6．物质的宏观性质往往是大量微观粒子运动的集体表现。

下面对气体温度和压强的微观解释，正确的是

A．气体的温度升高，气体的每一个分子运动速率都会变快

B．气体的温度升高，运动速率大的分子所占比例会增多

C．气体的压强变大，气体分子的平均动能一定变大

D．气体的压强变大，气体分子的密集程度一定变大

7．如图所示，封有空气的气缸挂在测力计上，测力计的读数为已知气缸质量为，内截面积为活塞质量为，气缸壁与活塞间摩擦不计，外界大气压强为，则气缸内空气的压强为　　

A．

B．

C．

D．

8．一定质量的理想气体在体积不变温度升高时，压强增大，从微观角度分析是因为（　）

A．气体分子每次碰撞器壁的平均冲力都增大

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

二、多选题

9．气体压强是由大量气体分子撞击器壁引起的下列因素中，与气体压强大小有关的是　　

A．容器壁的面积B．气体分子的数量

C．气体分子的质量D．气体分子的运动速度大小

10．如图所示，两端开口的弯管，左管插入水银槽中，管内外高度差为，右管有一段水银柱，高度差为，中间封有一段空气则 　　

A．若大气压升高，减小

B．若环境温度升高，增大

C．若把弯管向上移动少许，则管内气体体积不变

D．若把弯管向下移动少许，则管内气体压强增大

11．封闭在气缸内的一定质量的气体，如果保持气体体积不变，当温度从300K升高到600K时，以下说法正确的是　　

A．气体的密度增大一倍

B．气体分子的平均动能减小一半

C．气体的压强增大一倍

D．每秒撞击单位面积的器壁的分子数变大

12．如图所示，一导热性能良好的金属气缸静放在水平面上，活塞与气缸壁间的摩擦不计．气缸内封闭了一定质量的理想气体．现缓慢地向活塞上倒一定质量的沙土，忽略环境温度的变化，在此过程中

A．气体的内能增大

B．气缸内分子平均动能增大

C．气缸内气体分子密度增大

D．单位时间内撞击气缸壁单位面积上的分子数增多

三、解答题

13．一粗细均匀的U形管ABCD的A端封闭，D端与大气相通。

用水银将一定质量的理想气体封闭在U形管的AB一侧，并将两端向下竖直放置，如图所示。

此时AB侧的气体柱长度。

管中AB、CD两侧的水银面高度差。

现将U形管缓慢旋转，使A、D两端在上，在转动过程中没有水银漏出。

已知大气压强。

求旋转后，AB、CD两侧的水银面高度差。

14．如图所示，一质量为2m的气缸，用质量为m的活塞封有一定质量的理想气体，当气缸开口向上且通过活塞悬挂静止时，空气柱长度为如图甲所示现将气缸旋转悬挂缸底静止如图乙所示，已知大气压强为，活塞的横截面积为S，气缸与活塞之间不漏气且无摩擦，整个过程封闭气体温度不变求：

图乙中空气柱的长度；

从图甲到图乙，气体吸热还是放热，并说明理由．

15．如图所示，一端封闭且粗细均匀的“L”型细玻璃管，竖直部分长为l＝50cm，水平部分足够长.当温度为288K时，竖直管内有一段长为h＝20cm的水银柱，封闭着一段长l1＝20cm的空气柱，外界大气压强始终保持76cmHg.求：

①被封闭气柱长度为l2＝40cm时的温度；

②温度升高至627K时，被封闭空气柱的长度l3．

参考答案

1．B

【解析】

试题分析：

先对a部分液柱进行分析，得出封闭气体的压强小于大气压强；拔掉塞子再以管中封闭气体为研究对象，由理想气体的状态方程可知温度不变压强变大，体积减小，左管内水银面a下降，右管内水银面b上升．

故选B．

考点：

理想气体的状态方程．

点评：

本题中应抓住关键因素：

因外部大气压强不变，且右侧水银柱质量不变，故内部压强会始终保持不变．

2．B

【解析】

【详解】

A．使气柱变长，即为是被封闭的气体的体积增大，由是恒量可知，在温度不变的情况下，减小气体的压强，可以使气柱变长。

设右端气柱上方的水银柱的高度为h。

若增大外界气压，由

可知，被封闭气体的压强增大，气体的体积减小，气柱长度变短，选项A错误；

B．若减小外界气压，由

可知，被封闭气体的压强减小，气体的体积增大，气柱长度变长，选项B正确；

C．若在U形管的左管滴入水银，右端气柱上方的水银柱的高度不发生变化，被封闭气体的压强不变，气柱长度不变，选项C错误；

D．若在U形管的右管滴入水银，由

可知，被封闭气体的压强增大，气体的体积减小，气柱长度变短，选项D错误；

故选B。

【点睛】

该题考查到了被封闭气体的压强的分析，确定被封闭的气体的压强常用的方法有：

①平衡法；②取等压面法。

3．C

【解析】

【详解】

AB：

假设液柱不动，则A、B两部分气体发生等容变化．对气体A：

；则得即；对气体B，同理可得：

．据题意初始温度相同，，升高相同的温度，且，则，液柱将向上移动．故AB两项错误．

CD：

系统稳定后，液注的上下表面的高度差将变大，液注上下表面的压强差变大，即系统稳定后，；又，所以．故C项正确，D项错误．

【点睛】

本题可采取假设法，假设气体的体积不变，根据等容变化判断出上下气体的压强变化量，从而判断出水银柱的移动方向．

4．C

【解析】

试题分析：

设气体在a状态时的温度为Ta，由图可知：

VC=Va=V0、Vb=2V0=2Va，

①从a到b是等压变化：

解得：

Tb=2Ta

从a到c是等容变化：

，由于Pc=2P0=2Pa解得：

Tc=2Ta，所以：

Tb=Tc

②因为从a到c是等容变化过程，体积不变，气体不做功，故a→c过程增加的内能等于a→c过程吸收的热量；而a→b过程体积增大，气体对外做正功，由热力学第一定律可知a→b过程增加的内能大于a→b过程吸收的热量，Qac＜Qab．

故选C

考点：

理想气体的状态变化曲线

【名师点睛】该题考查了气体的状态方程和热力学第一定律的应用，利用气体状态方程解决问题时，首先要确定气体状态和各状态下的状态参量，选择相应的气体变化规律解答；在利用热力学第一定律解决问题时，要注意气体的做功情况，区分对内做功和对外做功，同时要注意区分吸热还是放热．

5．B

【解析】

【详解】

细绳对活塞的拉力，等于活塞的重力和水对活塞的压力之和。

水对活塞的压力，S不变，压强，深度h的变化直接影响了压强的大小。

由图可知，当活塞向下移动时，水深h在逐渐减小，压强p也在减小，压力F也在减小；当活塞下移到上面细筒中的水全部进入粗筒时，再下移活塞水深不再改变，压强p不再改变，压力F保持不变。

因此，测力计的示数应该是先变小，后保持不变。

故B项正确，ACD三项错误。

6．B

【解析】气体的温度升高，气体分子的平均速率变大，并非每一个分子运动速率都会变快，运动速率大的分子所占比例会增多，选项A错误，B正确；气体的压强变大，但是温度不一定升高，则气体分子的平均动能不一定变大，选项C错误；气体的压强变大，体积不一定减小，则气体分子的密集程度不一定变大，选项D错误；故选B.

点睛：

此题关键要知道，温度是分子平均动能的标志，温度升高，气体的平均速度变大；一定质量的气体的分子密度取决于气体的体积.

7．B

【详解】

AB．设缸内气体的压强为，以活塞为研究对象，活塞受重力mg、大气压向上的压力和气缸内气体的向下的压力；根据平衡条件得

解得．故A项错误，B项正确．

CD．以气缸为研究对象，气缸受重力Mg、大气压向下的压力和气缸内气体的向上的压力，测力计向上的拉力F；根据平衡条件得

解得，故CD两项错误。

8．B

【解析】

气体经历等温压缩，温度是分子热运动平均动能的标志，温度不变，分子热运动平均动能不变；故气体分子每次碰撞器壁的冲力不变；故A错误；由玻意耳定律可知气体的体积减小，分子数密度增加，故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．故B正确；气体的体积减小，分子数密度增加，但分子总数是一定的，故C错误，D正确；故选BD．

点睛：

本题考查了气体压强的微观意义和温度的微观意义；气体压强与大气压强不同，指的是封闭气体对容器壁的压强，气体压强产生的原因是大量气体分子​对容器壁的持续的、无规则撞击产生的．气体压强由气体分子的数密度和平均动能决定．

9．CD

【解析】

【详解】

气体压强是气体分子撞击器壁引起的，从微观角度讲，气体压强与气体分子的密集程度和气体分子的平均动能有关，所以与气体压强有关的是气体分子的质量和气体分子运动的速度大小。

故CD两项正确，AB两项错误。

【点睛】

气体压强与大气压强不同，指的是封闭气体对容器壁的压强，气体压强产生的原因是大量气体分子对容器壁的持续的、无规则撞击产生的。

气体压强由气体分子的数密度和平均动能决定．

10．ABD

【解析】

【详解】

A：

管中封闭气体的压强，则。

若大气压升高时，假设与气体接触的两处液面不动，封闭气体与液体接触处液体的压强增大，封闭气体被压缩，体积减小，水银柱将发生移动，使和同时减小。

故A项正确。

B：

若环境温度升高，假设与气体接触的两处液面不动，封闭气体的压强增大，水银柱将发生移动，封闭气体的体积增大，使和同时增大。

故B项正确。

C：

若把弯管向上移动少许，假设与气体接触的两处液面随管移动，封闭气体左管与液体相连处液体压强减小，封闭气体右管与液体相连处液体压强不变，则左管与液体相连处液面将下降，管内气体体积增大。

故C项错误。

D：

若把弯管向下移动少许，假设与气体接触的两处液面随管移动，封闭气体左管与液体相连处液体压强增大，封闭气体右管与液体相连处液体压强不变，则左管与液体相连处液面将上升，管内气体体积减小，压强增大。

故D项正确。

11．CD

【解析】

【详解】

A：

气体的质量和体积均不变，密