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4（解析版）

2.1气体的状态
课时作业（解析版)
1．描述气体的三个状态参量是（
）
A．温度、体积、压强
B．质量、温度、密度
C．质量、压强、温度
D．密度、压强、温度
2．如图所示，两端开口的U型管中装有水银，在右管中用水银封闭着一段空气，要使两侧水银面高度差h
增大，应(
)
A．从左管滴入水银
B．从右管滴入水银
C．减小大气压强
D．增大大气压强
3．下列说法正确的是
A．扩散现象和布朗运动都与温度有关，所以扩散现象和布朗运动都是分子的热运动
B．气体的温度升高，气体分子的内能一定增大
C．两分子从无限远处逐渐靠近，直到不能再靠近为止的过程中，分子间相互作用的合力先变大，后变小，再变大
D．标准状况下冰水混合物与零摄氏度的水处于非平衡态
4．如图所示，该装置是某医院内给病人输液的部分装置示意图，乙瓶内液体不断通过Q管输入病人体内，刚开始输液时，甲、乙两瓶内药液量相等，液面相平．过了一会儿，观察两个输液瓶时会发现（此时两个输液瓶内还有大量的溶液）（　）
A．甲瓶中的液面高
B．乙瓶中的液面高
C．甲、乙两瓶中的液面一样高
D．以上三种情况均有可能
5．如图所示是理想气体经历的两个状态变化的p－T图象，对应的p－V图象应是
A．B．C．D．
6．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．
7．下列说法正确的是________
A．在围绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船中，自由漂浮的水滴呈球形，这是液体表面张力作用的结果
B．布朗运动指的是悬浮在液体里的花粉中的分子的运动
C．对气体而言，尽管大量分子做无规则运动，速率有大有小，但分子的速率是按一定的规律分布的
D．一定质量的理想气体，在等温膨胀的过程中，对外界做功，但内能不变
E.在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零
8．下列说法正确的有__________
A．1g水中所含的分子数目和地球的总人口数差不多
B．气体对容器壁的压强,是由气体分子对容器壁的频繁碰撞造成的
C．物体内能增加,温度不一定升高
D．物体温度升高,内能不一定增加
E.
能量在转化过程中守恒,所以我们可以将失去的能量转化回我们可以利用的能量,以解决能源需求问题
9．两个原来处于热平衡状态的系统分开后，由于外界的影响，其中一个系统的温度升高了5
K，另一个系统温度升高了5
℃，则下列说法不正确的是(　　)
A．两个系统不再是热平衡系统了
B．两个系统此时仍是热平衡状态
C．两个系统的状态都发生了变化
D．两个系统的状态没有变化
10．一定质量的理想气体处于平衡状态Ⅰ，现设法使其温度降低而压强升高，达到平衡状态Ⅱ，则
A．状态Ⅰ时气体的密度比状态Ⅱ时的大
B．状态Ⅰ时气体的平均动能比状态Ⅱ时的大
C．状态Ⅰ时分子间的平均距离比状态Ⅱ时的大
D．状态Ⅰ时每个分子的动能都比状态Ⅱ时的分子平均动能大
11．关于分子动理论的规律，下列说法正确的是（　　）
A．扩散现象说明物质分子在做永不停息的无规则运动
B．两个分子距离减小时，分子间引力和斥力都在增大
C．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
D．如果两个系统分别于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”的物理量叫做内能
12．关于理想气体，下列说法正确的是(　　)
A．理想气体就是温度不太低、压强不太大的气体
B．理想气体就是处于标准状况下的气体
C．通常气体只是近似遵守气体实验定律，而理想气体严格遵守气体实验定律
D．理想气体是一个理想化模型，实际并不存在
13．如图1所示，在斯特林循环的p–V图象中，一定质量理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，整个过程由两个等温和两个等容过程组成．B→C的过程中，单位体积中的气体分子数目
（选填“增大”、“减小”或“不变”）．状态A和状态D的气体分子热运动速率的统计分布图象如图2所示，则状态A对应的是
（选填“①”或“②”）．
14．1654年德国马德堡市市长格里凯曾做了两个中空的金属半球，直径约0.36m，把它们扣在一起，然后抽去里面的空气，两边共用16匹马才把球拉开，这就是科学史上传为美谈的“马德堡半球”．如果大气压强=105Pa，假设每匹马的拉力相等且在同一直线上，那么每匹马的拉力约为______N（取两位有效数字）
15．如图所示的容器，两端是直径不同的两个圆筒，里面各有一个活塞，其横截面积分别是=8cm2,=24cm2，质量分别为=8kg,=12kg.它们之间有一质量不计的轻杆相连，活塞可无摩擦滑动，但不漏气；活塞B的下面是和大气相通的，活塞A的上面是真空．若大气压强=1105,则被封闭气体的压强为______
参考答案
1．A
【解析】
描述气体的三个状态参量是：温度、体积、压强，故选A.
2．B
【解析】
以右侧管中封闭气体做为研究对象，封闭气体的压强P=P0+h=P0+h右，h=h右；
A.
从左侧管口滴入水银，h右不变，封闭气体压强P=P0+h右不变，两侧水银面高度差h不变，故A错误；
B.
从右侧管口滴入水银，h右变大，封闭气体压强P=P0+h右变大，由P=P0+h可知，两侧水银高度差h增大，故B正确；
C.
减小大气压强，根据封闭气体的压强P=P0+h=P0+h右，h=h右，两侧水银高度差h不变，故C错误；
D.
增大大气压强，根据封闭气体的压强P=P0+h=P0+h右，h=h右，两侧水银高度差h不变，故D错误．
故选B.
3．C
【解析】
A．分子的无规则的运动叫做热运动，布朗运动不是热运动，它是分子热运动的反映，故A错误；
B．温度升高，分子的平均动能增大，如果气体对外做功，其内能不一定增加，故B错误；
C．两分子从无限远处逐渐靠近，直到不能再靠近为止的过程中，分子间相互作用的合力先为引力再为斥力，其大小先变大，后变小，再变大，故C正确；
D．标准状况下冰水混合物的温度为，与0℃的水达到热平衡状态，故D错误；
故选C．
4．B
【解析】
读图分析该装置的工作过程可知，药液从乙瓶中流下，乙瓶中被封闭的空气体积增大，压强下降，甲瓶中空气将甲瓶中药液压入乙瓶补充，使乙瓶液面保持不变．药液从甲瓶中流至乙瓶后，甲瓶中空气部分的体积增大，压强下降，大气压将外界空气压入甲瓶，甲瓶中液面下降．液体如此流动，直到甲瓶中的药液全部流完，这时甲瓶中空气与外界直接连通，连接甲乙两瓶的管子相当于甲瓶当初的进气管．因此，在输液开始后不久，乙瓶中的液面便会始终高于甲瓶中的液面．故选B．
【点睛】分析此题的关键是找出两瓶中封闭空气的气压变化与外界大气压对瓶中气压的影响情况，明确乙瓶中空气是真正封闭的，而甲瓶中是有大气来不断补充的，这样便可以根据气压的变化做出相应的判断的．此题的易错点是：不要将这一装置简单的看成连通器，按连通器的原理来分析此题是错误的．
5．C
【解析】
根据查理定律可知，当气体状态发生沿图线A到B的变化时，气体的体积保持不变，P-V图为平行于P轴的直线，再根据玻意耳定律可知，当气体状态发生沿图线B到C的变化时，气体的温度保持不变，P-V图为双曲线，C正确；ABD错误；
故选C．
6．B
【解析】
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。
7．ACD
【解析】
试题分析：自由漂浮的水滴呈球形，是因为液体表面分子较稀疏，从而形成表面张力的原因；
布朗运动是固体小颗粒的运动；它反映了液体中分子的无规则运动．
气体分子的速率按一定的规律分布；
理想气体不计分子势能；故温度不变时，内能不变；
气体压强是由于气体分子持续撞击器壁产生的；与失重无关．
解：A、在围绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船中，由于处于完全失重状态，重力充当向心力；故不会出现地球上的水滴的形状，是由于液体表面张力作用而形成球形；故A正确；
B、布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的运动；不是分子的运动；故B错误；
C、对气体而言，其规律符合统计规律；即大量分子做无规则运动，速率有大有小，但分子的速率是按一定的规律分布的；故C正确；
D、一定质量的理想气体的内能仅仅与温度有关，温度不变时，则分子平均动能不变；故虽然对外做功，但内能不变；故D正确；
E、失重状态下，气体仍然有压强；故E错误；
故选ACD
【点评】本题考查对分子动理论、气体压强、热力学第三定律的理解．布朗运动既不是颗粒分子的运动，也不是液体分子的运动，而是液体分子无规则运动的反映．
8．BCD
【解析】
水的摩尔质量为18g/mol，故1g水的分子数为：N=×6×1023=3.3×1022个，远大于地球的总人口数，故A错误；气体对容器壁的压强，是由气体分子对容器壁的频繁碰撞造成的，取决于分子数密度和平均动能，故B正确；物体内能与温度和体积有关，故物体内能增加，温度不一定升高，故C正确；物体内能与温度和体积有关，物体温度升高，内能不一定增加，故D正确；能量在转化过程中守恒；总能量守恒，但能源可利用的品质是下降的，故我们不可能将失去的能量转化回我们可以利用的能量，故E错误；故选BCD．
点睛：本题考查了阿伏加德罗常数、气体压强的微观意义、内能、能量守恒定律和热力学第二定律，知识点多，难度小，关键是记住基础知识．
9．AD
【解析】
由于热力学温度和摄氏温度具有相同的变化量，故两系统均升高了5℃，故温度仍然相等，因此两个系统的状态虽然均已变化，但是仍是平衡态；则BC正确，AD错误；此题选择不正确的选项，故选AD．
10．BC
【解析】
A．气体温度降低而压强升高，由理想气体状态方程可知，体积V一定减小，则状态I时的密度小于状态Ⅱ时的密度，故A不符合题意；
B．因温度降低，气体的体积减小，可知是外界对气体做功，故B不符合题意；
C．由于体积减小，状态Ⅰ时分子间的平均距离比状态Ⅱ时的大，故C符合题意；
D．气体分子的平均动能减小，但是对于单个分子来说，其分子的动能不一定减小，甚至有可能增大，故D不符合题意。
故选C。
11．AB
【解析】
A．扩散现象是分子无规则运动的宏观表现，A正确；
B．两个分子距离减小时，分子间引力和斥力都增大，B正确；
C．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，C错误；
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”的物理量叫做温度，没有热量交换意味着两者的温度是一样的，但总的热量不一定一样，D错误．
故选AB.
12．CD
【解析】
理想气体是物理学上为了简化为题而引入的一个理想化模型，在现实生活中不存在；通常状况下，严格遵从气态方程的气体，叫做理想气体，故AB错误，CD正确．
故选CD．
13．不变①
【解析】
试题分析：由题图知B→C的过程中气体的体积不变，所以密度不变，即单位体积中的气体分子数目不变；因当温度升高，分子热运动加剧，速率较大的分子所占百分比增高，分布曲线的峰值向速率大的方向移动即向高速区扩展，峰值变低，曲线变宽，变平坦，由题中图12A-1知状态A的温度低，所以对应的是①．
【学科网考点定位】理想气体
【方法技巧】对一定质量的理想气体等容过程，气体的密度不变，即单位体积中的气体分子数目不变；理解气体分子热运动速率的统计分布图象．
14．1.3103
【解析】
半球的截面积，大气压在一半球面上的压力，两边共用16匹马，两边各有8匹马，每匹马的拉力
【点睛】
本题以马德堡半球实验为背景考查了大气压力的计算，其易错之处在于容易将球的表面积或球表面积的一半作为大气压的作用面积，大气压的作用面积是大气压作用的垂直截面积．
15．2.5104Pa
【解析】
设被封闭气体压强为，以A、B和轻杆整体为研究对象，对其受力分析，据平衡条件可得：
，代入数据解得：．
【点睛】
合理选择研究对象，可使问题简化．