2019—2020学年高中物理沪科版选修3-3：2.1气体的状态 课时作业3（解析版）

2.1气体的状态
课时作业（解析版)
1．如图所示，一圆筒形汽缸静置于地面上，汽缸筒的质量为M，活塞(连同手柄)的质量为m，汽缸内部的横截面积为S，大气压强为p0．现用手握住活塞手柄缓慢向上提，不计汽缸内气体的重量及活塞与汽缸壁间的摩擦，若将汽缸刚提离地面时汽缸内气体的压强为p、手对活塞手柄竖直向上的作用力为F，则(　　)
A．p＝p0＋，F＝mg
B．p＝p0＋，F＝p0S＋(m＋M)g
C．p＝p0－，F＝(m＋M)g
D．p＝p0－，F＝Mg
2．如图所示，A、B是两个装有气体的气缸，它们的横截面积之比是1∶5，活塞C可以在两个气缸内无摩擦地左右滑动．大气压为1atm，整个装置保持静止．已知这时A气缸内封闭气体的压强是6atm，则B气缸内封闭气体的压强是（
）
A．6atm
B．1.2atm
C．1.5atm
D．2atm
3．如图所示，只有一端开口的U形玻璃管，竖直放置，用水银封住两段空气柱I和II，大气压为，水银柱高为压强单位，那么空气柱I的压强p1为（　　）
A．
B．
C．
D．
4．如图所示，一圆筒形汽车静置于地面上，汽缸筒的质量为M，活塞（连同手柄）的质量为m，汽缸内部的横截面积为S．大气压强为，现用手握住活塞手柄缓慢向上提，不计汽缸内气体的重量及活塞与汽缸壁间的摩擦，若将汽缸刚提离地面时汽缸内气体的压强为p、手对活塞手柄竖直向上的作用力为F，则（
）
A．
B．
C．
D．
5．用如图所示的装置可以测量液体的密度．将一个带有阀门的三通U形管倒置在两个装有液体的容器中，用抽气机对U形管向外抽气，再关闭阀门K，已知左边液体的密度为ρ1，左右两边液柱高度分别为h1、h2，下列说法正确的是（
）
A．实验中必须将U形管内抽成真空
B．关闭阀门K后，管内气体压强大于管外大气压
C．右边液体的密度ρ2=ρ1h1/h2
D．右边液体的密度ρ2=ρ1h2/h1
6．关于温度和温标，下列说法正确的是（　　）
A．温度就是温标的俗称
B．某物体的温度升高1℃和升高1K冷热程度的改变是不同的
C．两个系统达到热平衡时，温度一定是相同的
D．在实际应用中，热力学温度的单位可根据实际情况选择℃或者K
7．下列对理想气体的理解，正确的有
A．理想气体实际上并不存在，只是一种理想模型
B．只要气体压强不是很高就可视为理想气体
C．一定质量的某种理想气体的内能与温度、体积都有关
D．在任何温度、任何压强下，理想气体都遵循气体实验定律
8．某同学用下图所示装置测量液体的密度.将一个带有阀门的三通U形管倒置在两个装有液体的容器中，右侧容器中装的待测液体.用抽气机对U形管向外抽气，再关闭阀门K，下列说法正确的是
A．实验中要将U形管内抽成真空
B．实验中要已知左侧液体的密度
C．实验中必须已知外界大气压和重力加速度
D．实验中要测量左右两管的液柱到容器液面的高度和
E.右边液体的密度
9．关于分子动理论的规律，下列说法正确的是
(　
　)
A．压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体分子间存在斥力的缘故
B．扩散现象说明物质分子在做永不停息的无规则运动
C．液体中的扩散现象不是由于液体的对流形成的
D．如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，用来表征它们所具有的“共同热学性质”的物理量是内能
E.已知某种气体的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则该气体分子之间的平均距离可以表示为
10．关于分子动理论，下列说法正确的是_____________
A．扩散现象说明物质分子永不停息做无规则运动
B．压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体分子间存在斥力的缘故
C．布朗运动是指悬浮在液体里的微小颗粒的运动
D．两个系统处于热平衡时，它们必定具有某个共同的热学性质，我们把表征这一“共同热学性质”的物理量叫做内能
E.已知某种气体的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏伽德罗常数为NA，则该气体分子之间的平均距离可以表示为
11．下列说法正确的是_______．
A．只要知道水的摩尔质量和水分子的质量，就可以计算出阿伏加德罗常数
B．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是气体分子的无规则热运动造成的
C．在使两个分子间的距离由很远(r>10-9m)减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先减小后增大，分子势能不断增大
D．达到热平衡的两物体的内能一定相等
E.大量气体分子做无规则运动，速率有大有小，但分子的速率按“中间多，两头少”的规律分布
12．对于相同质量、体积、温度的氧气和氢气，在温度不太低、压强不太大时，下列说法正确的是（　　）
A．两种气体分子的平均动能相同
B．两种气体的压强相同
C．两种气体的内能不同
D．若氢气的温度升高，则每个氢份子的动能都增大
13．在一端封闭的足够长的玻璃管中注入一段长为15cm的水银柱，当管口向上竖直放置时，被封闭在管内的气柱长为20cm，当管口向下竖直放置时气柱长为30cm，则大气压强为______
cmHg，使管与水平面成30°角且管口向下时，封闭气体的压强为____
cmHg。
14．如图所示，在左端封闭的U形管中，用水银封住了A、B两段空气柱，外界大气压强为76cmHg，则PA=_________，PB=_________．
参考答案
1．C
【解析】
对缸筒受力分析可知：p0S=pS+Mg，解得；对整体受力分析可得：F=(M+m)
g；故选C.
2．D
【解析】
由题意知，pA=6atm，p0=1atm，SB=5SA，
活塞静止，处于平衡状态，由平衡条件得：
pASA+p0(SB?SA)=pBSB，
代入数据解得：pB=2atm；
故选D.
【点睛】
根据图示情景，活塞静止，处于平衡状态，对活塞应用平衡条件可以求出B中气体的压强．
3．B
【解析】
据液体产生的压强II部分气体的压强为
I部分气体的压强为
联立解得
故选B。
4．C
【解析】
对整体，对汽缸，解得，故C正确，ABD错误；
故选C．
5．C
【解析】
A．用抽气机对U形管向外抽气后关闭阀门K，管内气体压强（p气）小于管外大气压（p0），在大气压作用下液体进入两管中，待液体静止两管中压强平衡：
p气+p液1=p0=p气+p液2
ρ1gh1=ρ2gh2
只要管内压强小于管外大气压，就会有液体进入两管中，没必要将U形管内抽成真空，故A错误；
B．关闭阀门K后，管内气体压强小于管外大气压，选项B错误；
CD．由ρ1gh1=ρ2gh2，可得
ρ2=ρ1h1/h2
故C正确，D错误．
故选C．
点睛：此题考查液体压强的计算与理解，注意分析题意整个状态平衡，利用平衡关系分析解决是能力的考查重点．
6．C
【解析】
A．“温标”是指温度的标度方法，与“温度”是不同的概念，选项Ａ错误；
B．热力学温度与摄氏温度的分度值在数值上是相等的，温度升高1℃，也可以说温度升高1K，故B错误；
C．两个系统达到热平衡时，温度一定是相同的，选项C正确；
D．热力学温度的单位是K，不是℃，选项D错误。
故选C。
7．AD
【解析】
在任何温度、任何压强下，理想气体都遵循气体的实验定律的称为理想气体，理想气体实际上并不存在，只是一种理想模型，一定质量的某种理想气体的内能只与温度有关，故AD正确，BC错误；故选AD．
8．BDE
【解析】
用抽气机对U形管向外抽气后关闭阀门K,管内气体压强(p气)小于管外大气压(p0)，在大气压作用下液体进入两管中，待液体静止两管中压强平衡：
p气+p液1=p0=p气+p液2
即：
ρ1gh1=ρ2gh2
A．只要管内压强小于管外大气压，就会有液体进入两管中，没必要将U形管内抽成真空，故A错误；
BDE．由：
ρ1gh1=ρ2gh2
可得：
ρ2=
所以左侧液体的密度必须已知，要测量左右两管的液柱到容器液面的高度，故BDE正确；
C．根据上式分析可知，外界大气压和重力加速度g都已经消去，不需要已知，故C错误。
故选BDE．
【点睛】
用抽气机对U形管向外抽气后管内压强小于管外大气压，在大气压作用下液体进入两管中．根据液体压强p=ρgh和压力平衡角度分析解决．
9．BCE
【解析】
气体压缩可以忽略分子间作用力，压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体压强的原因，A错误；扩散运动是分子无规则热运动的宏观表现，液体中的扩散现象是液体分子无规则运动的结果，BC正确；如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，用来表征它们所具有的“共同热学性质”的物理量叫做温度，不是内能，D错误；已知某种气体的密度为ρ，摩尔质量为M，则该气体的摩尔体积，把分子看成立方体模型，则有V0=d3，解得该气体分子之间的平均距离，E正确．
10．ACE
【解析】
A．扩散运动说明了分子在永不停息地做无规则运动，并且也说明了分子间有间隙，故A正确；
B．气体压缩可以忽略分子间作用力，压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体压强的原因，故B错误；
C．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的运动，不是液体分子的运动；固体颗粒是由于液体分子无规则的碰撞造成的，则布朗运动反映了液体中分子的无规则运动，故C正确；
D．如果两个系统处于热平衡时，用来表征它们所具有的“共同热学性质”的物理量是温度，故D错误；
E．气体的摩尔体积为：
每个分子占据的空间体积为：，分子的平均间距为：，故E正确。
故选ACE。
11．ABE
【解析】
A、水的摩尔质量与水分子的质量之比，即为阿佛加德罗常数，故选项A正确；
B、气体分子间距大于，分子间作用力很小，打开容器，气体散开是气体分子的无规则热运动造成的，故选项B正确；
C、在使两个分子间的距离由很远减小到很难在靠近的过程中，分子间作用力先增大后减小在增大，分子势能先减小后增大，故选项C错误；
D、达到热平衡的两物体的温度一定相等，内能不一定相等，故选项D错误；
E、分子速率分布规律是“中间多，两头少”，故选项E正确．
点睛：本题考查了热学中较多的知识点，平时要在学习过程中注意积累、训练．
12．AC
【解析】
A．温度是分子平均动能的标志，温度相同，分子的平均动能相同，选项A正确；
B．温度相同，分子的平均动能相同，氢气分子摩尔质量小，质量相等时，氢气分子数多，体积又相同，故氢气的压强大，选项B错误；
C．温度相同，它们的平均动能相同，而氢气分子摩尔质量小，质量相等时，氢气分子数多，所以氢气内能多，选项C正确；
D．温度相同，分子的平均动能相同，对单个的分子动能没有意义，选项D错误。
故选AC。
13．75，
67.5
【解析】
设此时大气压为P0，当玻璃管口向上时，管内气压为P0+15，当玻璃管口向下时，管内气压为P0-15，
根据公式有：（P0+15）×20=(
P0-15)×30
解得：P0=75mmHg
管与水平面成30°角且管口向下时，封闭气体的压强
P=
P0-15sin30°=67.5cmHg
14．75cmHg
81cmHg
【解析】
对于B部分气体，气体的压强为：；
对于A部分气体，气体的压强为：．