2019—2020学年高中物理教科版选修3-3：第三章 气体 章末复习精炼4（解析版）

气体
章末复习精炼（解析版)
1．下列说法正确的是（　　）
A．液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动
B．液体分子的无规则运动称为布朗运动
C．物体温度降低，其内能一定增大
D．物体温度不变，其内能一定不变
2．伽耳顿板可以演示统计规律．如图，让大量小球从上方漏斗形入口落下，最终小球都落在槽内．重复多次实验后发现
A．某个小球落在哪个槽是有规律的
B．大量小球在槽内的分布是无规律的
C．大量小球落入槽内后均匀分布在各槽中
D．越接近漏斗形入口处的槽内，小球聚集越多
3．下列关于物体内能的说法正确的是(　　)
A．同一个物体，运动时比静止时的内能大
B．1kg、0℃的水的内能比1kg、0℃的冰的内能大
C．静止的物体的分子平均动能为零
D．物体被举得越高，其分子势能越大
4．下列有关“温度”的说法中正确的是（
）
A．温度反映了每个分子热运动的剧烈程度
B．温度是分子平均动能的标志
C．一定质量的某种物质，内能增大，温度一定升高
D．温度升高时物体的每个分子的动能都将增大
5．一定质量的理想气体，在温度T1和T2下的压强p与体积V的关系曲线如图所示。气体由状态A等容变化到状态B的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．温度降低，吸收热量
B．温度降低，放出热量
C．温度升高，吸收热量
D．温度升高，放出热量
6．关于分子动理论，下列说法正确的是（　　）
A．扩散现象是物质分子永不停息地做无规则运动的证明
B．布朗运动是花粉分子的无规则运动
C．两个分子在相互靠近的过程中，其分子力逐渐增大，而分子势能一定先减小后增大
D．一定质量的理想气体，当温度升高时，内能和压强都一定增大
7．关于热力学温度和摄氏温度，以下说法正确的是(　　)
A．热力学温度的单位“K”是国际单位制中的基本单位
B．某物体的摄氏温度为10℃，即其热力学温度为10K
C．0℃可用热力学温度粗略地表示为273K
D．热力学温度和摄氏温度的温标不同，两者表示的温度无法比较
8．如图所示，一绝热气缸由导热隔板分为左右两部分，隔板可沿气缸内壁无摩擦滑动，气缸两侧充有同种气体（可视为理想气体）。缓慢推动绝热活塞压缩右侧气体，当左右两侧气体达到新的热平衡时，以下说法正确的是（　　）
A．两侧气体的温度相等
B．两侧气体分子的平均速率相等
C．右侧气体压强大于左侧气体压强
D．气缸内每个气体分子的动能均相等
9．如图所示，将甲分子固定于坐标原点O处，乙分子放置于r轴上距离O点很远的r4处，r1、r2、r3为r轴上的三个特殊的位置，甲、乙两分子间的分子力F和分子势能Ep随两分子间距离r的变化关系分别如图中实线和虚线所示，设两分子间距离很远时，下列说法正确的是（　　）
A．当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而增大
B．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大
C．当分子间距离时，甲、乙两分子间只有分子斥力，且分子斥力随r减小而增大
D．乙分子从r4到r2的过程中做加速度先增大后减小的加速运动，从r2到r1的过程中做加速度增大的减速运动
10．下面关于分子力和分子势能的说法中不正确的是（　　　）
A．当分子间距离等于r0时，分子力为零，分子势能也为零
B．当分子间离r＜r0时，分子力表现为斥力此时随分子间距的减小，分子势能要增大
C．当分子间距离等于r0，分子力为零，而分子势能最小
D．当分子间距r＞r0时，分子力表现为引力，此时随分子间距的增大分子势能要减小
11．家用温度计经常标有摄氏温度和华氏温度，摄氏温度是把冰点的温度定为____，水沸点的温度定为100，两温度之间分为100等份，每一份为1:而华氏温度把冰点定为32华氏度，把水的沸点定为212华氏度，中间分为180等份，每一等份为1华氏度.某天柳州市中午温度比早上温度升高了1，那么相当于升高____华氏度，人的正常体温若取36.8，为______华氏度?
12．如图表示一定质量的理想气体经历从1→2→3的状态，用、分别表示1→2、2→3两个过程内能变化量的绝对值，用、表示1→2、1→2→3两个过程气体对外界所做的功，、分别表示1、2这两个状态下气体分子在单位时间内对器壁单位面积的碰撞次数，则________，________，________。（均填“>”“<”或“=”）
13．如图所示，是一定质量的气体从状态A经状态B、C到状态D的图象，已知气体在状态C时的体积是6L，则：
(1)问A到B、B到C、C到D分属于什么变化（等温变化、等压变化、等容变化）；
(2)求状态D时的体积VD；
(3)求状态A时的气体体积VA。
14．如图，容积均为V的汽缸A、B下端有细管（容积可忽略）连通，阀门K2位于细管的中部，A、B的顶部各有一阀门K1、K3，B中有一可自由滑动的活塞（质量、体积均可忽略）。初始时，三个阀门均打开，活塞在B的底部；关闭K2、K3，通过K1给汽缸充气，使A中气体的压强达到大气压p0的3倍后关闭K1。已知室温为27℃，汽缸导热。
(1)打开K2，求稳定时活塞上方气体的体积和压强；
(2)接着打开K3，求稳定时活塞的位置；
(3)再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20℃，求此时活塞下方气体的压强。
15．如图所示，两水平放置的导热气缸其底部由管道连通，轻质活塞a、b用钢性轻杆相连，可在气缸内无摩擦地移动，两活塞横截面积分别为Sa和Sb，且Sb=2Sa。缸内封有一定质量的气体，系统平衡时，活塞a、b到缸底的距离均为L，已知大气压强为p0，环境温度为T0，忽略管道中的气体体积。求：
（1）缸中密闭气体的压强；
（2）若活塞在外力作用下向左移动，稳定后密闭气体的压强；
（3）若环境温度升高到，活塞移动的距离。
16．如图所示，一定质量的理想气体被封闭在体积为V0的容器中，室温为T0=300K，有一光滑导热活塞C（不占体积）将容器分成A、B两室，B室的体积是A室的三倍，A室容器上连接有一U形管（U形管内气体的体积忽略不计），两边水银柱高度差为76cm，B室容器中连接有一阀门K，可与大气相通（外界大气压等于76cmHg）。求：
(1)将阀门K打开后，A室的体积变成多少？
(2)打开阀门K后将容器内的气体从300K分别加热到500K和900K时，U形管内两边水银面的高度差各为多少？
参考答案
1．A
【解析】
AB.布朗运动是指液体中悬浮固体小颗粒的运动，不是液体分子的运动，故选项A正确，选项B错误；
CD.物体的内能与物体的体积、温度、摩尔数等因素都有关，所以温度降低，其内能不一定增大；温度不变，其内能不一定不变。故CD错误；
故选A。
2．D
【解析】
根据统计规律可知，某个小球落在哪个槽是无规律的，选项A错误；大量小球在槽内的分布是有规律的，离槽口越近的地方分布小球较多，选项B错误；大量小球落入槽内后不能均匀分布在各槽中，而是越接近漏斗形入口处的槽内，小球聚集越多，选项C错误，D正确；故选D.
3．B
【解析】
A．物体的内能与宏观状态的机械能无关，选项A错误；
B．0℃的冰化成同温度的水要吸收热量，则1kg、0℃的水的内能比1kg、0℃的冰的内能大，选项B正确；
C．分子的运动是绝对的，分子处于永不停息的无规则的运动中，所以静止的物体其分子的平均动能不为零，故C错误；
D．物体被举得越高，其重力势能越大，与微观的分子势能无关，故D错误。
故选B。
4．B
【解析】
A．温度反映了大量分子热运动的剧烈程度，故A错误；
B．温度是分子平均动能的标志，故B正确；
C．温度是分子平均动能的标志，一定质量的某种物质，内能增大，温度不一定升高，如晶体的熔化的过程，故C错误；
D．温度是分子平均动能的唯一标志，是大量的分子的统计规律，不是对每一个分子，故D错误。
故选B。
5．C
【解析】
气体由状态A等容变化到状态B的过程中，压强增大，由等容变化规律可知，温度升高，理想气体内能增大，再根据热力学第一定律可知，由于所体发生等容变化，则气体不对外做功，外界也不对气体做功，所以气体吸收热量，故C正确，ABD错误。
故选C。
6．A
【解析】
A．不同的物质在相互接触时彼此进入对方的现象叫做扩散现象，扩散现象是分子运动的结果，是物质分子永不停息地做无规则运动的证明，故A正确；
B．布朗运动是悬浮在液体中花粉颗粒的无规则运动，不是花粉分子的无规则运动，布朗运动反映了液体分子的无规则运动，故B错误；
C．两个分子在相互靠近的过程中，开始两分子间的距离大于平衡间距，在两分子相互靠近过程中，分子引力先增大后减小，到平衡位置时，分子力变为0，距离再小，分子力就变成斥力，并随距离的减小而增大；而分子势能是先减小后增大，在平衡位置处，分子势能最小，故C错误；
D．对于一定质量的理想气体，温度升高，气体的内能一定增大；由理想气体状态方程（常数）知，一定质量的理想气体，当温度升高时，压强不一定增大，还与体积有关，故D错误。
故选A。
7．AC
【解析】
A．热力学温度的单位“K”是国际单位制中七个基本单位之一，故A正确；
B．某物体的摄氏温度为10℃，即其热力学温度为283.15K，故B错误；
C．热力学温标与摄氏温标两者大小关系为T=t+273.15K，因此0℃可用热力学温度粗略地表示为273K，故C正确；
D．热力学温度和摄氏温度的温标不同，但是两者大小关系为T=t+273.15K，可以进行转换，所以两者表示的温度可以换算单位之后进行比较，故D错误。
故选AC。
8．AB
【解析】
A．由热平衡定律可知，当左右两侧气体达到新的热平衡时，两侧气体温度相等，故A正确；
B．温度是分子平均动能的标志，所以两侧气体分子的平均动能相等，由于气缸两侧充有同种气体，则两侧气体分子的平均速率相等，故B正确；
C．当左右两侧气体达到新的热平衡时，右侧气体压强等于左侧气体压强，故C错误；
D．两侧气体分子的平均动能相等，但不能说明气缸内每个气体分子的动能均相等，故D错误。
故选AB。
9．BD
【解析】
A．当分子力表现为引力时，说明分子间距离大于平衡距离，随着分子间距离的增大分子力先增大后减小，但分子力一直做负功，分子势能增大，故A错误；
B．当分子力表现为斥力时，说明分子间距离小于平衡距离，随着分子间距离的减小分子力增大，且分子力一直做负功，分子势能增大，故B正确；
C．分子间同时存在着斥力和引力，当分子距离减小时，分子间的引力和斥力都要增大，只是斥力增大的更快些；当分子间距离时，甲、乙两分子间斥力大于引力，分子力表现为斥力，故C错误；
D．乙分子从r4到r2的过程中所受的分子力（表现为引力）先增大后减小，根据牛顿第二定律，乙分子的加速度先增大后减小；从r2到r1的过程中乙分子所受的分子力（表现为斥力）一直增大，乙分子做加速度增大的减速运动，故D正确。
故选BD。
10．AD
【解析】
A．在平衡距位置处时，分子间的引力和斥力大小相等，方向相反，故分子间作用力为零，分子势能是否为0与零势能点的选取有关，则此时分子势能不一定为0，故A错误；
B．当分子间离r＜r0时，分子力表现为斥力，此时随分子间距的减小，分子力做负功，分子势能增大，故B正确；
CD．当分子间距离r＞r0，随着距离的增大，分子引力和斥力都减小，但斥力减小快，分子力表现为引力，分子力做负功，分子势能增大；相反，当分子间距离r＜r0，分子力表现为斥力，分子间距离越小，分子力做负功，分子势能增大，可知当分子间距离r=r0时，分子间斥力等于引力，实际表现出的分子力为零，分子具有最小势能，故C正确，D错误。
本题选不正确的，故选AD。
11．0
1.8
98.24
【解析】
[1][2]摄氏温度是把冰点的温度定为0，因为华氏温标规定：1标准大气压下沸水的温度为212华氏度，冰水混合物的温度是32华氏度，中间分为180等分，每一等分代表1华氏度；所以摄氏温差100度等同华氏温差180度；即
华氏度=1.8华氏度
又知：华氏温度起点为32华氏度等于摄氏温度的0度；
[3]所以，华氏温度与摄氏温度之间的关系为
若人的正常体温若取36，华氏度为
华氏度
12．=
=
>
【解析】
[1]由图象可知1、3状态pV相等，故温度相同，因此，1→2、2→3内能变化量的绝对值相等。
[2]1→2过程气体对外做功，2→3过程气体不做功，因此，。
[3]1→2过程压强不变，体积变大，所以气体分子在单位时间内对器壁单位面积的碰撞次数减少，则有。
13．(1)
A到B等温过程、B到C等容过程、C到D等压过程；(2)8L；(3)3L
【解析】
(1)根据图像可知：
A到B等温过程；B到C图像是过原点直线，所以是等容过程；C到D等压过程。
(2)C到D过程，属于等压变化，由等压变化规律可知：
体积与热力学温度成正比，即
解得：
VD=8L
(3)由图可知，B到C过程属于等容变化，所以
VB=VC=6L
A到B过程为等温变化，压强与体积成反比，即
代入数据，有
2VA=VB=6L
解得
VA=3L
14．(1)，2p0　；(2)上升直到B的顶部；(3)1.6p0
【解析】
(1)设打开K2后，稳定时活塞上方气体的压强为p1，体积为V1。依题意，被活塞分开的两部分气体都经历等温过程。由玻意耳定律得
对B有
对于A有
联立式得
，
(2)刚打开K3时，活塞上方气体压强变为大气压强，则活塞下方气体压强大，活塞将上升。设活塞运动到顶部之前重新稳定，令下方气体与A中气体的体积之和为V2（）。由玻意耳定律得
得
则打开K3后活塞上会升直到B的顶部为止。
(3)活塞上升到B的顶部，令气缸内的气体压强为，由玻意耳定律得
设加热后活塞下方气体的压强为p3，气体温度从T1=300K升高到T2=320K的等容过程中，由查理定律得
联立可得
p3=1.6p0
15．（1）；（2）；（3）
【解析】
（1）设缸内气体压强为力p1，以活塞a、b和杆为研究对象，由平衡条件得
解得
（2）开始时，气体的体积
活塞向左移动后，气体的体积
，
由玻意耳定律得
解得
（3）环境温度升高到，此时气体压强仍为p0，气缸体积将增大，设活塞向左移动的距离为x，由盖·吕萨克定律得
，
解得
16．(1)；(2)
【解析】
(1)阀门未打开时，A室气体状态为
，（是外界大气压）
阀门打开后
根据玻意耳定律得
解得
(2)打开阀门后将容器内的气体加热时，A室气体先发生等压变化。设等压变化过程，最终活塞C到最右边时温度为，则对C有
解得
由于
所以A室中的气体发生的是等压变化，故此时A室中气体压强为，U型管中高度差为0。
由于
所以从，A室气体发生等容变化。故有
解得
故U形管内两边水银面的高度差为