高二物理习题【气体】

高二物理习题【气体】

1.若已知阿伏加德罗常数、物质的摩尔质量、摩尔体积,则不能计算出( )

A.固体物质分子的大小和质量

B.液体物质分子的大小和质量

C.气体分子的大小和质量

D.气体分子的质量和分子间的平均距离

2.下列说法正确的是( )

A.当分子间有相互作用力时,随分子间距离增大,分子间的引力和斥力都减小

B.随着科学技术的不断进步,永动机终究是可以研制成功的

C.热量不可能由低温物体转移到高温物体

D.布朗运动就是液体分子的热运动

3.下列说法错误的是( )

A.单晶体、多晶体都具有固定的熔点

B.热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体

C.能量耗散说明能量不会凭空产生,但可以凭空消失

D.单晶体具有规则的几何外形,物理性质具有各向异性

4.根据分子动理论和热力学定律,下列说法正确的是( )

A.气体体积是指所有气体分子体积的总和

B.物体速度增大,则分子动能增大,内能也增大

C.空调既能制热又能制冷,说明热传递不存在方向性

D.悬浮在空气中的PM2.5颗粒的运动不是分子热运动

5.一定质量的理想气体,在某一状态变化过程中,气体对外界做功8J,气体内能减少

12 J,则在该过程中( )

A.气体吸热4 J

B.气体放热4 J

C.气体吸热20 J

D.气体放热20 J

6.(多选)甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上,甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示。F>0为斥力,F<0为引力。a、b、c、d为x 轴上四个特定的位置。现把乙分子从a处由静止释放,下图中A、B、C、D四个图分别表示乙分子的速度、加速度、势能、动能与两分子间距离的关系,其中错误

．．的是 ()

7.容积20L的钢瓶充满氧气后,压强为30 atm,打开钢瓶阀门,让氧气分装到容积为5 L的小瓶子中去。若小瓶子已抽成真空,分装到小瓶中的氧气压强均为 2 atm。在分装过程中无漏气现象,且温度保持不变。那么最多能装的瓶数是( )

A.4

B.12

C.56

D.60

8．(多选)右图表示一定质量理想气体状态变化时的V－T图象，下面的四个图象中，也能反映这个变化过程的是(p－V图象中AB是双曲线)()

A B C D

9.如图所示的p -V图像中A→B→C→A表示一定质量理想气体的状态变化过程。则以下说法正确的是( )

A.在状态C和状态A时,气体的内能一定相等

B.从状态C变化到状态A的过程中,气体一定放热

C.从状态B变化到状态C的过程中,气体一定吸热

D.从状态B变化到状态C的过程中,气体分子的平均动能减小

10.如图所示,U形气缸固定在水平地面上,用重力不计的活塞封闭着一定质量的气体,已知气缸不漏气,活塞移动过程无摩擦。初始时,外界大气压为p

,活塞紧压小

挡板。现缓慢升高缸内气体温度,气缸内气体压强p随热力学温度T的变化规律是( )

11．一汽缸竖直放在水平地面上，缸体质量M＝10kg，活塞质量m＝4 kg，活塞横截面积S＝2×10－3m2，活塞上面的汽缸内封闭了一定质量的理想气体，下面有气孔O与外界相通，大气压强p0＝1.0×105Pa.活塞下面与劲度系数k＝2×103 N/m的轻弹簧相连．当汽缸内气体温度为127℃时弹簧为自然长度，此时缸内气柱长度L1＝20 cm，g取10 m/s2，活塞不漏气且与缸壁无摩擦．

(1)当缸内气柱长度L2＝24 cm时，缸内气体温度为多少K?

(2)缸内气体温度上升到T0以上，气体将做等压膨胀，则T0为多少K?

12.如图所示，开口向上竖直放置的内壁光滑的汽缸，其侧壁是绝热的，底部导热，内有两个质量均为m的密闭活塞，活塞A导热，活塞B绝热，将缸内理想气体分成Ⅰ、Ⅱ两部分。初状态整个装置静止不动处于平衡，Ⅰ、Ⅱ两部分气体的长度均为l0，温度为T0。设外界大气压强为p0保持不变，活塞横截面积为S，且mg＝p0S，环境温度保持不变。求：

(1)在活塞A上逐渐添加铁砂，当铁砂质量等于2m，两活塞重新处于平衡时，活塞B下降的高度。

(2)现只对Ⅱ气体缓慢加热，使活塞A回到初始位置。此时Ⅱ气体的温度。

答案

1、答案:C

【解析】用M表示摩尔质量,即一摩尔物质的质量,而一摩尔物质中含有N个分子,

因此每个分子的质量为。由于固体和液体中分子间距离较小,可以近似地认为分子是紧密地排列在一起的,那么若用V表示摩尔体积,即N个分子所具有的总体积,显然就可以表示每个分子的体积。而气体分子间的距离很大,用只能表示每个气体分子平均占据的空间,而不是表示分子的体积,那么就可以表示气体分子间的平均距离了。所以应选C。

2、答案：A

【解析】由分子力和分子间距的图像可知:当分子间有相互作用力时,随着分子间距离增大,分子间的引力和斥力都减小,A正确;热机必有能量耗散,永动机终究是不可能研制成功的,B错误;热量不可能自发地由低温物体转移到高温物体,C错误;布朗运动是固体小颗粒的运动,D错误。

3、答案：C

【解析】根据晶体的特点,A项正确。根据热力学第二定律,B项正确。能量耗散说明了能量转化的方向性,C项错误。根据单晶体的特点,D项正确。

4、答案：D

解析：气体分子间距很大,气体体积大于所有气体分子体积的总和,A错误;物体速度与微观的分子动能无关,B错误;热力学第二定律说明热传递是有方向的,C错误;颗粒比分子大多了,D正确。

5、答案：B

【解析】热力学第一定律:ΔU=W+Q,W=-8J,ΔU=-12J,解得:Q=-4J,B正确。6、答案：ACD

解析：速度方向始终不变,A错误;加速度与力成正比,方向相同,故B正确;分子势能不可能增大到正值,故C错误;乙分子动能不可能为负值,故D错误。

7、答案：C

【解析】p 1V 1=p 2V 2,V 2=20×L=300L,瓶数n=

=56,C 正确。 8、答案：AC

解析：把气体状态变化列成下表进行比较，便能做出正确的选择. 过程

图号

A →

B B →

C C →A 题干图

等温过程 等容过程 等压过程 A 图

等温过程 等容过程 等压过程 B 图

等温过程 等压过程 等容过程 C 图

等温过程 等容过程 等压过程 D 图

等压过程 等容过程 等温过程

9、答案：D

【解析】理想气体状态方程pV=nRT,一定质量的理想气体的内能大小仅与温度有关,从状态C 变化到状态A 的过程中体积不变,压强增加,温度上升,内能增加,需要吸热,A 、B 错误;从状态B 变化到状态C 的过程中压强不变,体积减小,外界对气体做正功W>0,温度降低,内能减小,分子的平均动能减小,气体对外放热,C 错误,D 正确。

10、答案：B

【解析】当缓慢升高缸内气体温度时,气体先发生等容变化,根据查理定律,缸内气体的压强p 与热力学温度T 成正比,图线是过原点的倾斜的直线;当缸内气体的压强等于外界的大气压时,气体发生等压膨胀,图线是平行于T 轴的直线。

11、答案：(1)720 K (2)1 012.5 K

解析：(1)V 1＝L 1S ，V 2＝L 2S ，T 1＝400 K

p 1＝p 0－mg S ＝0.8×105 Pa p 2＝p 0＋F －mg S ＝1.2×105 Pa

根据理想气体状态方程，得：

p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2

解得T 2＝720 K (2) 当气体压强增大到一定值时，汽缸对地压力为零，此后再升高气体温度，气体压强不变，气体做等压变化．设汽缸刚好对地没有压力时弹簧压缩长度为Δx ， 则：k Δx ＝(m ＋M )g

Δx ＝7 cm ，V 3＝(Δx ＋L 1)S ，p 3＝p 0＋Mg S ＝1.5×105 Pa

根据理想气体状态方程，得：

p 1V 1T 1＝p 3V 3T 0

解得T 0＝1 012.5 K

升高气体温度，气体压强不变，气体做等压变化．设汽缸刚好对地没有压力时弹簧压缩长度为Δx ，则：k Δx ＝(m ＋M )g

Δx ＝7 cm ，V 3＝(Δx ＋L 1)S ，p 3＝p 0＋Mg S ＝1.5×105 Pa

根据理想气体状态方程，得：

p 1V 1T 1＝p 3V 3T 0 解得T 0＝1 012.5 K

12、答案：(1)0.4l 0 (2)2.5T 0

解析：(1)初状态Ⅰ气体压强p 1＝p 0＋mg S ＝2p 0

Ⅱ气体压强p 2＝p 1＋mg S ＝3p 0

添加铁砂后Ⅰ气体压强p 1′＝p 0＋3mg S ＝4p 0

Ⅱ气体压强p 2′＝p 1′＋mg S ＝5p 0

Ⅱ气体等温变化，根据玻意耳定律有：p 2l 0S ＝p 2′l 2S

可得：l2＝3

5l0，则B活塞下降的高度h2＝l0－l2＝0.4l0

(2)Ⅰ气体等温变化，根据玻意耳定律有：p1l0S＝p1′l1S

可得l1＝0.5l0 只对Ⅱ气体加热，Ⅰ气体状态不变，所以当A活塞回到原来位置时，Ⅱ气体此时长度l2″＝2l0－0.5l0＝1.5l0

根据理想气体状态方程有：p2l0S

T0＝

p2′l2″S

T2

得：T2＝2.5T0