四川省内江第六中学2019-2020学年高中物理教科版选修3-3：3.2气体实验定律的微观解释及图像表示 课时作业（含解析）

3.2气体实验定律的微观解释及图像表示
课时作业（含解析)
1．对于一定质量的理想气体，下列叙述中正确的是（　　）
A．当分子间的平均距离变大时，气体压强一定变小
B．当分子热运动变剧烈时，气体压强一定变大
C．当分子热运动变剧烈且分子平均距离变小时，气体压强一定变大
D．当分子热运动变剧烈且分子平均距离变大时，气体压强一定变大
2．有一段12cm长汞柱，在均匀玻璃管中封住一定质量的气体．若管口向上将玻璃管放置在一个倾角为30°的光滑斜面上（如图所示），在下滑过程中被封闭气体的压强（设大气压强为p0=76cmHg）为（　　）
A．76cmHg
B．82cmHg
C．88cmHg
D．70cmHg
3．如图所示，A、B两容器容积相等，用粗细均匀的细玻璃管相连，两容器内装有不同气体，细管中央有一段水银柱，在两边气体作用下保持平衡时，A中气体的温度为0℃，B中气体温度为20℃，如果将它们的温度都降低10℃，那么水银柱将（　　）
A．向A移动
B．向B移动
C．不动
D．不能确定
4．关于理想气体的下列说法正确的有（　　）
A．气体压强是由气体的重力产生的
B．气体压强是由大量气体分子对器壁的频繁碰撞产生的
C．一定质量的气体，分子的平均速率越大，气体压强也越大
D．压缩理想气体时要用力，是因为分子之间有斥力
5．如图，由于下落的许多小钢珠不断地撞击托盘，托盘就受到一个持续的压力，这个现象可以类比说明（
）
A．气体温度的实质
B．气体体积的可变性
C．气体压强产生的原因
D．气体密度的可变性
6．水银气压计中混入了一个气泡，上升到水银柱的上方，使水银柱上方不再是真空。当实际大气压相当于768mm高的水银柱产生的压强时，这个水银气压计的读数只有750mm，此时管中的水银面到管顶的距离为80mm。当这个气压计的读数为740mm水银柱时，实际的大气压相当于（设温度保持不变）（　　）
A．755mm高的水银柱产生的压强
B．756mm高的水银柱产生的压强
C．757mm高的水银柱产生的压强
D．758mm高的水银柱产生的压强
7．如图所示为一定质量理想气体的压强p与体积V的关系图象，气体状态经历A→B→C→A完成一次循环，A状态的温度为290K，下列说法正确的是(
)
A．A→B的过程中，每个气体分子的动能都增加
B．B→C的过程中，气体温度先升高后降低
C．C→A的过程中，气体温度一定减小
D．B，C两个状态温度相同，均为580K
8．如图（甲）所示，竖直放置的均匀细管上端封闭，下端开口，在玻璃管上、水银柱下端做一标记A，轻弹图（甲）中细管使两段水银柱及被封闭的两段气柱分别合在一起成图（乙）状，发现稳定后水银下端仍在A处，则该过程中（　　）
A．可能发生了漏气
B．气体温度可能升高了
C．乙图中玻璃管倾斜了
D．可能有部分水银流出玻璃管
9．如图所示，表示一定质量的理想气体沿箭头所示的方向发生状态变化的过程，则该气体压强变化情况是(　　)
A．从状态c到状态d，压强减小
B．从状态d到状态e，压强增大
C．从状态e到状态a，压强减小
D．从状态a到状态b，压强不变
10．下列说法正确的是（　　）
A．布朗运动反映了悬浮小颗粒内部分子在永不停息地做无规则运动
B．气体的温度升高，个别气体分子运动的速率可能减小
C．一定质量的理想气体，在温度不变而体积增大时，单位时间碰撞容器壁单位面积的分子数一定减少
D．密闭容器中有一定质量的理想气体，当其在完全失重状态下，气体的压强为零
11．一只装有水银的玻璃管插入装有水银的水槽中，玻璃管内上方有少量空气，如果把玻璃管向上拉起一些（不离开液面），等到重新平衡后,玻璃管中空气柱长度将_________（选填“增大”“减小”“不变”）玻璃管内外液面高度差将______（选填“增大”“减小”“不变”）
12．足够长内径均匀的细玻璃管，一端封闭，另一端开口，当开口竖直向上时，用20厘米水银柱封住49厘米长的空气柱，管外大气压相当76厘米高水银柱产生的压强，如图所示，此时气体的压强p=_________。当开口竖直向下时，管内被封闭空气柱的长度是_________厘米。
13．某同学利用DIS实验系统研究一定质量理想气体的状态变化，实验后计算机屏幕显示如图的P-t图像，已知在状态B时气体的体积VB=4.5L，则气体在状态A的压强为________
atm，气体在状态C的体积为________
L．
14．实验室内，某同学用导热性能良好的气缸和活塞将一定质量的理想气体密封在气缸内（活塞与气缸壁之间无摩擦），活塞的质量为m，气缸内部的横截面积为S。用滴管将水缓慢滴注在活塞上，最终水层的高度为h，如图所示．在此过程中，若大气压强恒为，室内的温度不变，水的密度为，重力加速度为g，则：
(1)图示状态气缸内气体的压强为________。
(2)图中的图像能反映密闭气体状态变化过程的是________。
参考答案
1．C
【解析】
气体压强在微观上与分子的平均动能和分子密集程度有关。当分子热运动变剧烈且分子平均距离变大时，气体压强可能变大、可能不变、也可能变小；当分子热运动变剧烈且分子平均距离变小时，气体压强一定变大。
故选C。
2．A
【解析】
水银柱所处的状态不是平衡状态，因此不能用平衡条件来处理．水银柱的受力分析如题图所示，因玻璃管和水银柱组成系统的加速度a＝gsinθ，所以对水银柱由牛顿第二定律得：
p0S＋mgsinθ－pS＝ma，
解得p＝p0.
3．A
【解析】
假定两个容器的体积不变，即V1，V2不变，所装气体温度分别为273k和293k，当温度降低△T时，左边的压强由p1降至p'1，△p1=p1-p'1，右边的压强由p2降至p′2，△p2=p2-p′2．由查理定律得：
，，因为p2=p1，所以△p1＜△p2，即水银柱应向A移动．故选A.
点睛：本题涉及两部分气体状态变化问题，所用的方法是假设的方法；除了隔离研究两部分之外，关键是把握它们之间的联系，比如体积关系、温度关系及压强关系.
4．B
【解析】
AB．气体对容器的压强是大量气体分子对器壁频繁碰撞产生的，故A错误，B正确；
C．一定质量的气体，分子的平均动能越大，气体的压强不一定增大，还与分子的密集程度有关，故C错误；
D．压缩理想气体时用力，是因为气体压强的原因，故D错误．
故选B．
5．C
【解析】
大量气体分子无规则的热运动会不断的碰撞接触面而产生一个持续的压力，单位面积的压力就是压强，故下落的许多小钢珠不断地撞击托盘，托盘就受到一个持续的压力的现象与气体压强产生的原因相类似，故C正确，ABD错误。
故选C。
6．B
【解析】
取水银柱上方封闭的空气作为研究对象，1mm水银柱产生的压强为133Pa，令133Pa
=?Y?Pa，当实际大气压相当于768mm水银柱产生的压强时，气体的压强为
这时气体的（为玻璃管的横截面积），当气压计读数为740mm水银柱时，气体体积
由玻意耳定律可求出这时气体的压强
此时实际的大气压
即相当于756
mm水银柱产生的压强。
故选B。
7．BC
【解析】
A→B的过程中，体积不变，压强变大，则温度升高，分子平均动能变大，但并非每个气体分子的动能都增加，选项A错误；BC两态的PV乘积相等，可知BC两态的温度相同，由数学知识可知，B→C的过程中，PV乘积先增加后减小，则气体温度先升高后降低，选项B正确；C→A的过程中，气体压强不变，体积减小，根据V/T=K可知则气体的温度一定减小，选项C正确；对AB两态，由查理定律：，即，解得TB=3×290K=870K，则B、C两个状态温度相同，均为870K，选项D错误；故选BC.
8．ACD
【解析】
A．正常情况下，把之前封闭的气体分为上下两部分，上部分变化后压强温度不变，体积保持不变，下部分气体压强减小，根据玻意耳定律可知，下部分气体的体积增大，故稳定后水银下端应在A处下方。若封闭气体发生了漏气，则体积减小，则水银下端仍可在A处，选项A正确；
B．当水银合在一起后，水银下端应该在A处下方，若此时再升高温度，气体的压强不变，故气体的体积要增大，水银下端一定将会在A处下方，选项B错误；
C．若将乙图中玻璃管倾斜，则封闭气体的压强增大，根据玻意耳定律可知气体的体积减小，则水银下端有可能回到A处，选项C正确；
D．部分水银流出玻璃管后，封闭气体压强增大，根据玻意耳定律可知封闭气体的体积减小，则水平下端有可能回到A处，选项D正确。
故选ACD。
9．AC
【解析】
在V－T图象中等压线是过坐标原点的直线。由理想气体状态方程知。可见当压强增大，等压线的斜率变小。由题图可确定
pa故选AC。
10．BC
【解析】
A．布朗运动是指悬浮在液体中的固体颗粒所做的无规则的运动，而固体颗粒是由大量的分子组成的，所以布朗运动不是颗粒内部分子的运动，故A错误；
B．气体的温度升高，分子平均动能增大，由于气体分子的运动是无规则的，所以个别气体分子运动的速率可能减小，故B错误；
C．一定质量的理想气体，在温度不变而体积增大时，在温度不变时，分子平均速率不变，而体积增大时单位体积内的分子个数减小，故单位时间碰撞容器壁单位面积的分子数一定减少，故C正确；
D．气体的压强不是由于分子的重力产生的，而是由于大量气体分子频繁碰撞容器壁产生的，所以在完全失重状态下，气体的压强不为0，故D错误。
故选BC。
11．增大
增大
【解析】
[1][2]刚开始时当试管拉起而水银柱高不变，上提玻璃管会使空气柱的体积增大，那么空气柱变长压强减小，封闭空气产生的压强加水银柱的压强与外界大气压平衡，因此，水银柱的压强会相应增大，即水银柱会变长一些，玻璃管内外液面高度差增大。
12．96
84
【解析】
[1]玻璃开口向上时，水银柱产生的压强为20cmHg，故封闭气体压强为：
；
[2]玻璃开口向下时，水银柱产生的压强为20cmHg，故封闭气体压强为：
；
根据玻意耳定律，有：
解得：
13．0.65；
3；
【解析】
由图可知：，因pB=1atm，则pA=0.65atm；气体从B到C是等温变化，根据，解得.
点睛：本题考查了求气体压与体积问题，由图象求出气体在各状态的状态参量，判断气体的状态变化，应用玻意耳定律即可正确解题．
14．
A
（1）以水和活塞整体为研究对象,分析受力可知:竖直向下的重力,大气压力和竖直向上的封闭气体的压力,由平衡条件得
得：
（2）据题意,气缸和活塞的导热性能良好,封闭气体的温度与环境温度相同,保持不变,气体发生等温压缩,故A正确，BCD错误。