高中物理人教版选修3-3作业题 第八章 气体 章末检测题 Word版含解析
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| 名称 | 高中物理人教版选修3-3作业题 第八章 气体 章末检测题 Word版含解析 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 344.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-10-17 12:54:03 | ||
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文档简介
一、单项选择题(本大题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求)
1．民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，方法是将点燃的纸片放入一个小罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地被“吸”在皮肤上．其原因是，当火罐内的气体( )
A．温度不变时，体积减小，压强增大
B．体积不变时，温度降低，压强减小
C．压强不变时，温度降低，体积减小
D．质量不变时，压强增大，体积减小
解析：纸片燃烧时，罐内气体的温度升高，将罐压在皮肤上后，封闭气体的体积不再改变，温度降低时，由＝C(恒量)知封闭气体压强减小，罐紧紧“吸”在皮肤上，B选项正确．
答案：B
2.对于一定质量的理想气体，当它们的压强和体积发生变化时，下列说法不正确的是（ ）
A.压强和体积都增大时，其分子平均动能不可能不变
B.压强和体积都增大时，其分子平均动能有可能减小
C.压强增大，体积减小时，其分子平均动能有可能不变
D.压强减小，体积增大时，其分子平均动能有可能增大
解析：质量一定的理想气体，分子总数不变，体积增大，单位体积内的分子数减小；体积减小，单位体积内的分子数增大，根据气体的压强与单位体积内的分子数和分子的平均动能有关，可判知A、C、D选项正确，B选项错误.
答案：B
3.一端封闭的玻璃管开口朝下浸入水中，在某一深度恰好能保持静止.如果水面上方大气压突然降低一些，玻璃管在水中的运动情况是（ ）
A.加速上升，直到玻璃管一部分露出水面
B.加速下降，直到水底
C.先加速下降，后减速下降至某一深度平衡
D.仍然静止
解析：上方大气压突然降低，玻璃管中的气体体积增大，将管中的水挤出一部分而上升，上升过程中压强进一步减小，管内气体进一步膨胀，继续加速上升，直到玻璃管一部分露出水面，A正确.
答案：A
4．下面的表格是某地区1～7月份气温与气压的对照表：
月份/月 1 2 3 4 5 6 7
平均最高 气温/℃ 1.4 3.9 10.7 19.6 26.7 30.2 30.8
平均大气 压/105Pa 1.021 1.019 1.014 1.008 1.003 0.998 4 0.996 0
7月份与1月份相比较，正确的是( )
A．空气分子无规则热运动的情况几乎不变
B．空气分子无规则热运动减弱了
C．单位时间内空气分子对地面的撞击次数增多了
D．单位时间内空气分子对单位面积地面撞击次数减少了
解析：由表中数据知，7月份与1月份相比，温度升高，压强减小，温度升高使气体分子热运动更加剧烈，空气分子与地面撞击一次对地面的冲量增大，而压强减小，单位时间内空气分子对单位面积地面的冲量减小．所以单位时间内空气分子对单位面积地面的撞击次数减少了，因而只有D项正确．
答案：D
5.温度计是生活、生产中常用的测温装置．如图为一个简易温度计，一根装有一小段有色水柱的细玻璃管穿过橡皮塞插入烧瓶内，封闭一定质量的气体．当外界温度发生变化时，水柱位置将上下变化．已知A、D间的测量范围为20～80 ℃，A、D间刻度均匀分布．由图可知，A、D及有色水柱下端所示温度分别为( )
A．20 ℃、80 ℃、64 ℃
B．20 ℃、80 ℃、68 ℃
C．80 ℃、20 ℃、32 ℃
D．80 ℃、20 ℃、34 ℃
解析：由热胀冷缩原理可知A点为80 ℃，D点为20 ℃，由题意可知，每格表示4 ℃，则有色水柱下端表示32 ℃，选C.
答案：C
6.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，活塞移动过程中与气缸内壁无摩擦.初始时，外界大气压强为p0，活塞紧压小挡板.现缓慢升高气缸内气体的温度，则选项图中能反映气缸内气体的压强p随热力学温度T变化的图象是（ ）
解析：当缓慢升高气缸内气体温度时，气体发生等容变化，根据查理定律可知，缸内气体的压强p与气缸内气体的热力学温度T成正比，在p－T图象中，图线是过原点的倾斜的直线；当活塞开始离开小挡板时，缸内气体的压强等于外界的大气压，气体发生等压膨胀，在p－T图象中，图线是平行于T轴的直线，B正确.
答案：B
7.用活塞式抽气机抽气，在温度不变的情况下，从玻璃瓶中抽气，第一次抽气后，瓶内气体的压强减小到原来的，要使容器内剩余气体的压强减为原来的，抽气次数应为（ ）
A.2次 B.3次
C.4次 D.5次
解析：设玻璃瓶的容积是V，抽气机的容积是V0，
气体发生等温变化，由玻意耳定律，可得
pV＝p（V＋V0），V0＝V，
设抽n次后，气体压强变为原来的，
由玻意耳定律，可得
抽一次时：pV＝p1（V＋V0），p1＝p，
抽两次时：p1V＝p2（V＋V0），
得p2＝p，
抽n次时：pn＝p，令pn＝p，
则n＝4.
答案：C
8.如图所示，活塞质量为m，缸套质量为M，通过弹簧吊放在地上，气缸内封住一定质量的空气，缸套与活塞无摩擦，活塞截面积为S，大气压强为p0，则( )
A．气缸内空气的压强等于p0＋
B．气缸内空气的压强等于p0－
C．内外空气对缸套的作用力为(M＋m)g
D．内外空气对活塞的作用力为mg
解析：对缸套受力分析如图所示．
由力的平衡：
pS＝p0S＋Mg，
所以p＝p0＋，
A对、B错；
内外空气对缸套和活塞的作用力为pS－p0S＝Mg，所以C、D均错．
答案：A
9.如图所示，两端开口的均匀玻璃管竖直插入水银槽中，管中有一段水银柱（高为h1）封闭一定质量的气体，这时管下端开口处内、外水银面高度差为h2，若保持环境温度不变，当外界压强增大时，下列分析正确的是（ ）
A.h2变长 B.h2变短
C.h1上升 D.h1下降
解析：被封闭气体的压强p＝p0＋ph1＝p0＋ph2，故h1＝h2，随着大气压强的增大，被封闭气体压强也增大，由玻意耳定律知气体的体积减小，空气柱长度变短，但h1、h2长度不变，h1液柱下降，D项正确.
答案：D
10.如图为伽利略设计的一种测温装置示意图，玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，下端插入水中，玻璃泡中封闭有一定量的空气．若玻璃管内水柱上升，则外界大气的变化可能是( )
A．温度降低，压强增大
B．温度升高，压强不变
C．温度升高，压强减小
D．温度不变，压强减小
解析：对于一定质量的理想气体＝C，得出V＝C.当温度降低，压强增大时，体积减小，故A正确；当温度升高，压强不变时，体积增大，故B错；当温度升高，压强减小时，体积增大，故C错；当温度不变，压强减小时，体积增大，故D错．
答案：A
二、多项选择题(本大题共4小题，每小题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求)
11.如图所示为一定质量的理想气体沿着如图所示的方向发生状态变化的过程，则该气体压强的变化是（ ）
A.从状态c到状态d，压强减小
B.从状态d到状态a，压强不变
C.从状态a到状态b，压强增大
D.从状态b到状态c，压强增大
解析：在V-T图上，等压线是延长线过原点的倾斜直线，对一定量的气体，图线的斜率表示压强的倒数，斜率大的，压强小，因此A、C正确，B、D错误.
答案：AC
12.如图所示是一定质量的理想气体的p－V图线，若其状态由A→B→C→A，且A→B等容，B→C等压，C→A等温，则气体在ABC三个状态时( )
A．单位体积内气体的分子数nA＝nB＝nC
B．气体分子的平均速率vA>vB>vC
C．气体分子在单位时间内对器壁的平均作用力FA>FB，FB＝FC
D．气体分子在单位时间内，对器壁单位面积碰撞的次数NA>NB，NA>NC
解析：由图可知B→C，体积增大，密度减小，A错．C→A等温变化，分子平均速率vA＝vC，B错．而气体分子对器壁产生作用力，B→C为等压过程，pB＝pC，FB＝FC，FA>FB，C正确．A→B为等容降压过程，密度不变，温度降低，NA>NB，C→A为等温压缩过程，温度不变，密度增大，应有NA>NC，D正确．
答案：CD
13.如图所示，粗细均匀的U形管竖直放置，管内有水银柱封住一段空气柱，如果沿虚线所示的位置把开口一侧的部分截掉，保持弯曲部分管子位置不动，则封闭在管内的空气柱将（ ）
A.体积减小 B.体积变大
C.压强变大 D.压强减小
解析：设玻璃管两侧水银面高度差是h，大气压为p0，封闭气体压强p＝p0－h，沿虚线所示的位置把开口一侧的部分截掉，h变小，封闭气体压强p＝p0－h变大；气体温度不变，压强变大，由玻意耳定律可知，封闭气体体积变小，故A、C正确，B、D错误.
答案：AC
14.如图所示为竖直放置的上细下粗密闭细管，水银柱将气体分隔为A、B两部分，初始温度相同．使A、B升高相同温度达到稳定后，体积变化量为ΔVA、ΔVB，压强变化量ΔpA、ΔpB，对液面压力的变化量为ΔFA、ΔFB，则( )
A．水银柱向上移动了一段距离
B．ΔVA<ΔVB
C．ΔpA>ΔpB
D．ΔFA＝ΔFB
解析：假定水银柱不动，升高相同的温度，对气体A：＝，得＝，同理知＝，又因为pA>pB，故pA′－pA>pB′－pB，所以水银柱向上移动，水银柱上下液面压强差更大，所以ΔpA>ΔpB，因此A、C两项正确；因为水银不可压缩，故ΔVA＝ΔVB，B项错误；因为ΔFA＝ΔpA·SA，ΔFB＝ΔpB·SB，故D项错．故正确答案为A、C.
答案：AC
三、非选择题(本题共5小题，共54分．把答案填在题中的横线上或按照题目要求作答．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
15．(6分)一定质量的理想气体，当体积保持不变时，其压强随温度升高而增大，用分子动理论来解释，当气体的温度升高时，其分子的热运动加剧，因此：(1)__________；(2)__________．从而导致气体的压强增大．
答案：(1)每个分子每次碰撞器壁的平均作用力增大 (2)单位时间内对器壁单位面积上的碰撞次数增多
16．(9分)对于一定质量的理想气体，以p、V、T三个状态参量中的两个为坐标轴建立直角坐标系，在坐标系上描点能直观地表示这两个参量的数值．如图甲、图乙和图丙所示，三个坐标系中，两个点都表示相同质量某种理想气体的两个状态．根据坐标系中不同点的位置来比较第三个参量的大小．
(1)p－T图象(图甲)中A、B两个状态，________状态体积小．
(2)V－T图象(图乙)中C、D两个状态，________状态压强小．
(3)p－V图象(图丙)中E、F两个状态，________状态温度低．
解析：图甲画出的倾斜直线为等容线，斜率越小，体积越大，所以VB>VA.图乙画出的倾斜直线为等压线，斜率越小，压强越大，所以pD>pC.图丙画出的双曲线为等温线，离原点越远，温度越高，所以TE>TF.
答案：(1)A (2)C (3)F
17.（13分）U形管两臂粗细不同，开口向上，封闭的粗管横截面积是开口的细管的三倍，管中装入水银，大气压为76 cmHg.开口管中水银面到管口距离为11 cm，且水银面比封闭管内高4 cm，封闭管内空气柱长为11 cm，如图所示.现在开口端用小活塞封住，并缓慢推动活塞，使两管液面相平，推动过程中两管的气体温度始终不变，试求：
（1）粗管中气体的最终压强；
（2）活塞推动的距离.
解析：设左管横截面积为S，则右管横截面积为3S，
（1）以右管封闭气体为研究对象，
p1＝80 cmHg，V1＝11×3S＝33S
V2＝10×3S＝30S
等温变化：p1V1＝p2V2
80×33S＝p2·30S
p2＝88 cmHg
（2）以左管被活塞封闭气体为研究对象，
p1＝76 cmHg，V1＝11S，p2＝88 cmHg
等温变化：p1V1＝p2V2
V2＝9.5S
活塞推动的距离：L＝11 cm＋3 cm－9.5 cm＝4.5 cm.
答案：（1）88 cmHg （2）4.5 cm
18.(13分)如图所示，足够长的圆柱形气缸竖直放置，其横截面积为1×10－3 m2，气缸内有质量m＝2 kg的活塞，活塞与气缸壁封闭良好，不计摩擦．开始时活塞被销子K销于如图位置，离缸底12 cm，此时气缸内被封闭气体的压强1.5×105 Pa，温度为300 K．外界大气压为1.0×105 Pa，g＝10 m/s2.
(1)现对密闭气体加热，当温度升到400 K时，其压强为多大？
(2)若在此时拔去销子K，活塞开始向上运动，当它最后静止在某一位置时，气缸内气体的温度为360 K，则这时活塞离缸底的距离为多少？
解析：(1)气体体积不变，由查理定律得
＝，即＝，
解得：p＝2×105 Pa.
(2)p3＝p0＋＝1.2×105Pa，T3＝360 K，
由理想气体状态方程得＝，
即＝，
解得：l3＝18 cm.
答案：(1)2×105 Pa (2)18 cm
19.（13分）如图甲所示，一定质量的理想气体从状态A经B、C、D再回到A，问AB、BC、CD、DA是什么过程？已知在状态A时容积为1 L，请试把pT图改画为pV图（在图乙中画出）.
图甲 图乙
解析：（1）AB过程是等容升温升压，BC过程是等压升温增容即等压膨胀，CD过程是等温减压增容即等温膨胀，DA过程是等压降温减容即等压压缩.
（2）已知VA＝1 L，VB＝1 L（等容过程）.
由＝（等压过程），得
VC＝TC＝×900 L＝2 L.
由pDVD＝pCVC（等温过程），得
VD＝＝`L＝6`L.
（3）所改画的p-V图如图所示.
答案：见解析
1．民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，方法是将点燃的纸片放入一个小罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地被“吸”在皮肤上．其原因是，当火罐内的气体( )
A．温度不变时，体积减小，压强增大
B．体积不变时，温度降低，压强减小
C．压强不变时，温度降低，体积减小
D．质量不变时，压强增大，体积减小
解析：纸片燃烧时，罐内气体的温度升高，将罐压在皮肤上后，封闭气体的体积不再改变，温度降低时，由＝C(恒量)知封闭气体压强减小，罐紧紧“吸”在皮肤上，B选项正确．
答案：B
2.对于一定质量的理想气体，当它们的压强和体积发生变化时，下列说法不正确的是（ ）
A.压强和体积都增大时，其分子平均动能不可能不变
B.压强和体积都增大时，其分子平均动能有可能减小
C.压强增大，体积减小时，其分子平均动能有可能不变
D.压强减小，体积增大时，其分子平均动能有可能增大
解析：质量一定的理想气体，分子总数不变，体积增大，单位体积内的分子数减小；体积减小，单位体积内的分子数增大，根据气体的压强与单位体积内的分子数和分子的平均动能有关，可判知A、C、D选项正确，B选项错误.
答案：B
3.一端封闭的玻璃管开口朝下浸入水中，在某一深度恰好能保持静止.如果水面上方大气压突然降低一些，玻璃管在水中的运动情况是（ ）
A.加速上升，直到玻璃管一部分露出水面
B.加速下降，直到水底
C.先加速下降，后减速下降至某一深度平衡
D.仍然静止
解析：上方大气压突然降低，玻璃管中的气体体积增大，将管中的水挤出一部分而上升，上升过程中压强进一步减小，管内气体进一步膨胀，继续加速上升，直到玻璃管一部分露出水面，A正确.
答案：A
4．下面的表格是某地区1～7月份气温与气压的对照表：
月份/月 1 2 3 4 5 6 7
平均最高 气温/℃ 1.4 3.9 10.7 19.6 26.7 30.2 30.8
平均大气 压/105Pa 1.021 1.019 1.014 1.008 1.003 0.998 4 0.996 0
7月份与1月份相比较，正确的是( )
A．空气分子无规则热运动的情况几乎不变
B．空气分子无规则热运动减弱了
C．单位时间内空气分子对地面的撞击次数增多了
D．单位时间内空气分子对单位面积地面撞击次数减少了
解析：由表中数据知，7月份与1月份相比，温度升高，压强减小，温度升高使气体分子热运动更加剧烈，空气分子与地面撞击一次对地面的冲量增大，而压强减小，单位时间内空气分子对单位面积地面的冲量减小．所以单位时间内空气分子对单位面积地面的撞击次数减少了，因而只有D项正确．
答案：D
5.温度计是生活、生产中常用的测温装置．如图为一个简易温度计，一根装有一小段有色水柱的细玻璃管穿过橡皮塞插入烧瓶内，封闭一定质量的气体．当外界温度发生变化时，水柱位置将上下变化．已知A、D间的测量范围为20～80 ℃，A、D间刻度均匀分布．由图可知，A、D及有色水柱下端所示温度分别为( )
A．20 ℃、80 ℃、64 ℃
B．20 ℃、80 ℃、68 ℃
C．80 ℃、20 ℃、32 ℃
D．80 ℃、20 ℃、34 ℃
解析：由热胀冷缩原理可知A点为80 ℃，D点为20 ℃，由题意可知，每格表示4 ℃，则有色水柱下端表示32 ℃，选C.
答案：C
6.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，活塞移动过程中与气缸内壁无摩擦.初始时，外界大气压强为p0，活塞紧压小挡板.现缓慢升高气缸内气体的温度，则选项图中能反映气缸内气体的压强p随热力学温度T变化的图象是（ ）
解析：当缓慢升高气缸内气体温度时，气体发生等容变化，根据查理定律可知，缸内气体的压强p与气缸内气体的热力学温度T成正比，在p－T图象中，图线是过原点的倾斜的直线；当活塞开始离开小挡板时，缸内气体的压强等于外界的大气压，气体发生等压膨胀，在p－T图象中，图线是平行于T轴的直线，B正确.
答案：B
7.用活塞式抽气机抽气，在温度不变的情况下，从玻璃瓶中抽气，第一次抽气后，瓶内气体的压强减小到原来的，要使容器内剩余气体的压强减为原来的，抽气次数应为（ ）
A.2次 B.3次
C.4次 D.5次
解析：设玻璃瓶的容积是V，抽气机的容积是V0，
气体发生等温变化，由玻意耳定律，可得
pV＝p（V＋V0），V0＝V，
设抽n次后，气体压强变为原来的，
由玻意耳定律，可得
抽一次时：pV＝p1（V＋V0），p1＝p，
抽两次时：p1V＝p2（V＋V0），
得p2＝p，
抽n次时：pn＝p，令pn＝p，
则n＝4.
答案：C
8.如图所示，活塞质量为m，缸套质量为M，通过弹簧吊放在地上，气缸内封住一定质量的空气，缸套与活塞无摩擦，活塞截面积为S，大气压强为p0，则( )
A．气缸内空气的压强等于p0＋
B．气缸内空气的压强等于p0－
C．内外空气对缸套的作用力为(M＋m)g
D．内外空气对活塞的作用力为mg
解析：对缸套受力分析如图所示．
由力的平衡：
pS＝p0S＋Mg，
所以p＝p0＋，
A对、B错；
内外空气对缸套和活塞的作用力为pS－p0S＝Mg，所以C、D均错．
答案：A
9.如图所示，两端开口的均匀玻璃管竖直插入水银槽中，管中有一段水银柱（高为h1）封闭一定质量的气体，这时管下端开口处内、外水银面高度差为h2，若保持环境温度不变，当外界压强增大时，下列分析正确的是（ ）
A.h2变长 B.h2变短
C.h1上升 D.h1下降
解析：被封闭气体的压强p＝p0＋ph1＝p0＋ph2，故h1＝h2，随着大气压强的增大，被封闭气体压强也增大，由玻意耳定律知气体的体积减小，空气柱长度变短，但h1、h2长度不变，h1液柱下降，D项正确.
答案：D
10.如图为伽利略设计的一种测温装置示意图，玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，下端插入水中，玻璃泡中封闭有一定量的空气．若玻璃管内水柱上升，则外界大气的变化可能是( )
A．温度降低，压强增大
B．温度升高，压强不变
C．温度升高，压强减小
D．温度不变，压强减小
解析：对于一定质量的理想气体＝C，得出V＝C.当温度降低，压强增大时，体积减小，故A正确；当温度升高，压强不变时，体积增大，故B错；当温度升高，压强减小时，体积增大，故C错；当温度不变，压强减小时，体积增大，故D错．
答案：A
二、多项选择题(本大题共4小题，每小题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求)
11.如图所示为一定质量的理想气体沿着如图所示的方向发生状态变化的过程，则该气体压强的变化是（ ）
A.从状态c到状态d，压强减小
B.从状态d到状态a，压强不变
C.从状态a到状态b，压强增大
D.从状态b到状态c，压强增大
解析：在V-T图上，等压线是延长线过原点的倾斜直线，对一定量的气体，图线的斜率表示压强的倒数，斜率大的，压强小，因此A、C正确，B、D错误.
答案：AC
12.如图所示是一定质量的理想气体的p－V图线，若其状态由A→B→C→A，且A→B等容，B→C等压，C→A等温，则气体在ABC三个状态时( )
A．单位体积内气体的分子数nA＝nB＝nC
B．气体分子的平均速率vA>vB>vC
C．气体分子在单位时间内对器壁的平均作用力FA>FB，FB＝FC
D．气体分子在单位时间内，对器壁单位面积碰撞的次数NA>NB，NA>NC
解析：由图可知B→C，体积增大，密度减小，A错．C→A等温变化，分子平均速率vA＝vC，B错．而气体分子对器壁产生作用力，B→C为等压过程，pB＝pC，FB＝FC，FA>FB，C正确．A→B为等容降压过程，密度不变，温度降低，NA>NB，C→A为等温压缩过程，温度不变，密度增大，应有NA>NC，D正确．
答案：CD
13.如图所示，粗细均匀的U形管竖直放置，管内有水银柱封住一段空气柱，如果沿虚线所示的位置把开口一侧的部分截掉，保持弯曲部分管子位置不动，则封闭在管内的空气柱将（ ）
A.体积减小 B.体积变大
C.压强变大 D.压强减小
解析：设玻璃管两侧水银面高度差是h，大气压为p0，封闭气体压强p＝p0－h，沿虚线所示的位置把开口一侧的部分截掉，h变小，封闭气体压强p＝p0－h变大；气体温度不变，压强变大，由玻意耳定律可知，封闭气体体积变小，故A、C正确，B、D错误.
答案：AC
14.如图所示为竖直放置的上细下粗密闭细管，水银柱将气体分隔为A、B两部分，初始温度相同．使A、B升高相同温度达到稳定后，体积变化量为ΔVA、ΔVB，压强变化量ΔpA、ΔpB，对液面压力的变化量为ΔFA、ΔFB，则( )
A．水银柱向上移动了一段距离
B．ΔVA<ΔVB
C．ΔpA>ΔpB
D．ΔFA＝ΔFB
解析：假定水银柱不动，升高相同的温度，对气体A：＝，得＝，同理知＝，又因为pA>pB，故pA′－pA>pB′－pB，所以水银柱向上移动，水银柱上下液面压强差更大，所以ΔpA>ΔpB，因此A、C两项正确；因为水银不可压缩，故ΔVA＝ΔVB，B项错误；因为ΔFA＝ΔpA·SA，ΔFB＝ΔpB·SB，故D项错．故正确答案为A、C.
答案：AC
三、非选择题(本题共5小题，共54分．把答案填在题中的横线上或按照题目要求作答．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
15．(6分)一定质量的理想气体，当体积保持不变时，其压强随温度升高而增大，用分子动理论来解释，当气体的温度升高时，其分子的热运动加剧，因此：(1)__________；(2)__________．从而导致气体的压强增大．
答案：(1)每个分子每次碰撞器壁的平均作用力增大 (2)单位时间内对器壁单位面积上的碰撞次数增多
16．(9分)对于一定质量的理想气体，以p、V、T三个状态参量中的两个为坐标轴建立直角坐标系，在坐标系上描点能直观地表示这两个参量的数值．如图甲、图乙和图丙所示，三个坐标系中，两个点都表示相同质量某种理想气体的两个状态．根据坐标系中不同点的位置来比较第三个参量的大小．
(1)p－T图象(图甲)中A、B两个状态，________状态体积小．
(2)V－T图象(图乙)中C、D两个状态，________状态压强小．
(3)p－V图象(图丙)中E、F两个状态，________状态温度低．
解析：图甲画出的倾斜直线为等容线，斜率越小，体积越大，所以VB>VA.图乙画出的倾斜直线为等压线，斜率越小，压强越大，所以pD>pC.图丙画出的双曲线为等温线，离原点越远，温度越高，所以TE>TF.
答案：(1)A (2)C (3)F
17.（13分）U形管两臂粗细不同，开口向上，封闭的粗管横截面积是开口的细管的三倍，管中装入水银，大气压为76 cmHg.开口管中水银面到管口距离为11 cm，且水银面比封闭管内高4 cm，封闭管内空气柱长为11 cm，如图所示.现在开口端用小活塞封住，并缓慢推动活塞，使两管液面相平，推动过程中两管的气体温度始终不变，试求：
（1）粗管中气体的最终压强；
（2）活塞推动的距离.
解析：设左管横截面积为S，则右管横截面积为3S，
（1）以右管封闭气体为研究对象，
p1＝80 cmHg，V1＝11×3S＝33S
V2＝10×3S＝30S
等温变化：p1V1＝p2V2
80×33S＝p2·30S
p2＝88 cmHg
（2）以左管被活塞封闭气体为研究对象，
p1＝76 cmHg，V1＝11S，p2＝88 cmHg
等温变化：p1V1＝p2V2
V2＝9.5S
活塞推动的距离：L＝11 cm＋3 cm－9.5 cm＝4.5 cm.
答案：（1）88 cmHg （2）4.5 cm
18.(13分)如图所示，足够长的圆柱形气缸竖直放置，其横截面积为1×10－3 m2，气缸内有质量m＝2 kg的活塞，活塞与气缸壁封闭良好，不计摩擦．开始时活塞被销子K销于如图位置，离缸底12 cm，此时气缸内被封闭气体的压强1.5×105 Pa，温度为300 K．外界大气压为1.0×105 Pa，g＝10 m/s2.
(1)现对密闭气体加热，当温度升到400 K时，其压强为多大？
(2)若在此时拔去销子K，活塞开始向上运动，当它最后静止在某一位置时，气缸内气体的温度为360 K，则这时活塞离缸底的距离为多少？
解析：(1)气体体积不变，由查理定律得
＝，即＝，
解得：p＝2×105 Pa.
(2)p3＝p0＋＝1.2×105Pa，T3＝360 K，
由理想气体状态方程得＝，
即＝，
解得：l3＝18 cm.
答案：(1)2×105 Pa (2)18 cm
19.（13分）如图甲所示，一定质量的理想气体从状态A经B、C、D再回到A，问AB、BC、CD、DA是什么过程？已知在状态A时容积为1 L，请试把pT图改画为pV图（在图乙中画出）.
图甲 图乙
解析：（1）AB过程是等容升温升压，BC过程是等压升温增容即等压膨胀，CD过程是等温减压增容即等温膨胀，DA过程是等压降温减容即等压压缩.
（2）已知VA＝1 L，VB＝1 L（等容过程）.
由＝（等压过程），得
VC＝TC＝×900 L＝2 L.
由pDVD＝pCVC（等温过程），得
VD＝＝`L＝6`L.
（3）所改画的p-V图如图所示.
答案：见解析