高考物理选修气体习题

高考物理选修气体习题

学员姓名： 科目： 物理 年级：高三 时间： 2017 年 12 月 27 日 共 课时 授课教师： 黄勋强 总课时： 已上课时： 教学标题 模块训练，征服 3-3 考点、教学重点 重点： 掌握 3-3 的一些常见题型以及概念，深入了解并且学会举一反三，在考场 上更加得心应手，从而让辅导对象在理综上更胜一筹。 难点： 变质量气体的处理方法以及高二衔接高三的物理思维的培养和训练。 教学过程 1.（10 分）如图，两气缸 A、B 粗细均匀、等高且内壁光滑，其下部由体积可忽略的细管连通；A 的直径是 B 的 2 倍，A 上端封闭，B 上端与大气连通；两气缸除 A 顶部导热外，其余部分均绝热。两气缸中各有一厚度可忽 略的绝热轻活塞 a、b，活塞下方充有氮气，活塞 a 上方充有氧气。当大气压为 、外界和气缸内气体温度均为 7℃ 且平衡时，活塞 a 离气缸顶的距离是气缸高度的 1/4，活塞 b 在气缸正中间。 （i）现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞 b 恰好升至顶部时，求氮气的温度； （ⅱ）继续缓慢加热，使活塞 a 上升，当活塞 a 上升的距离是气缸高度的 1/16 时，求氧气的压强。 2. 如图甲，水银柱长度 h=10cm，外界大气压强 P0=76cm，求封闭气体的压强。 3. 如图乙，一端封闭的 U 形管内封闭了一段气柱 A ，已知水银柱长度 h=6cm ，外界大气压强 P0=76cmHg，求封闭气体 A 的压强。 4.如图所示，横截面积为 S 的粗细均匀的一端封闭一端开口的直玻璃管，内有长为 h 的水银柱封有 一部分气体 A，玻璃管在竖直方向有向下的加速度 a，设水银的密度为ρ，大气压压强为 P0，求被 封气体的压强。 5. 如图，托里折利实验装置中，玻璃管长=1 米，玻璃管截面积 S=1cm2, 外界大气压强 P0=75cmHg，玻璃管中混入 V=2cm3 气体，求水银柱的高度 h。 4．如图，气缸竖直固定在电梯内，一质量为 m、面积为 s 的活塞将一定量的气体封闭在气缸内，当电梯做加速 度大小为 a 的匀加速下降时活塞与气缸底相距 L。现让电梯匀加速上升，加速度大小也为 a，稳定时发现活塞相 对于气缸移动了距离 d。不计气缸和活塞间的摩擦，整个过程温度保持不变。求大气压强 p0． 5.一定质量的理想气体从状态 A 变化到状态 B，再变化到状态 C，其状态变化过程的 p﹣V 图象如图所示．已知该 气体在状态 A 时的温度为 27℃．则： （1）该气体在状态 B、C 时的温度分别为多少℃？ （2）该气体从状态 A 到状态 C 的过程中内能的变化量是多大？ （3）该气体从状态 A 到状态 C 的过程中是吸热，还是放热？传递的热量是多少？ 6.一圆筒形气缸静止在地面上，如图所示，气缸质量为 m1，活塞(连手柄)质量为 m2，气缸内截面 积为 S，大气压强 P0，平衡时气缸内容积为 V，现用手握住活塞手柄缓慢上提，设气缸足够长，且 整个过程是等温过程，不计气缸内气体重力及活塞与气缸壁的摩擦，求气缸恰好提离地面时，活塞 上移的距离。 7．如图所示,圆柱形的气缸上部有小挡板,可以阻止活塞滑离气缸,气缸内部的高度为 d ,质量不计的薄活塞将 一定质量的气体封闭在气缸内。开始时活塞离底部高度为 2d/3 ，温度为 t1=27℃ ，外界大气压强为 P0=1atm ,现 对气体缓缓加热,求: ①当气体温度升高到 t2=127℃时,活塞升高了多少? ②当气体温度升高到 t3=357℃时,缸内气体的压强。 8．一个水平放置的汽缸，由两个截面积不同的圆筒连接而成。活塞 A、B 用一长为 4L 的刚性细杆连接，L＝0．5 m，它们可以在筒内无摩擦地左右滑动。A、B 的截面积分别为 SA＝40 cm2，SB＝20 cm2，A、B 之间封闭着一定质量 的理想气体，两活塞外侧（A 的左方和 B 的右方）是压强为 p0＝1．0×105 Pa 的大气。当汽缸内气体温度为 T1＝ 525 K 时两活塞静止于如图所示的位置。 ①求此时气体的压强? ②现使汽缸内气体的温度缓慢下降，当温度降为多少时活塞 A 恰好移到两圆筒连接处？ 9. 如图，上端开口的竖直汽缸由大、小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞，两活塞用刚性轻杆连接， 两活塞间充有氧气，小活塞下方冲有氮气，已知，大活塞的质量为 2m，横截面积为 2S，小活塞的质量为 m，横 截面积为 S；两活塞间距为 L；大活塞导热性能良好，汽缸及小活塞绝热；初始时氮气和汽缸内大气的压强均为 ， 大活塞与大圆筒底部相距 ，两活塞与气缸壁之间的摩擦不计，重力加速度为 g，现通过电阻丝缓慢加热氮气， 求当小活塞缓慢上升至上表面与大圆筒底部平齐时，氮气的压强。 变质量气体有代表性的题目 1. 某房间的容积为 20m3，在温度为 17℃，大气压强为 74 cm Hg 时，室内空气质量为 25kg，则当 温度升高到 27℃，大气压强变为 76 cm Hg 时，室内空气的质量为多少千克？ 2. 向汽车轮胎充气，已知轮胎内原有空气的压强为 1.5 个大气压，温度为 20℃，体积为 20L，充 气后，轮胎内空气压强增大为 7.5 个大气压，温度升为 25℃，若充入的空气温度为 20℃，压强为 1 个大气压，则需充入多少升这样的空气(设轮胎体积不变)． 3. 贮气筒的容积为 100 L，贮有温度为 27℃，压强为 30atm 的氢气，使用后温度降为 20℃，压强 降为 20atm，求用掉的氢气质量． 4. 某容积为 20L 的氧气瓶装有 30atm 的氧气，现把氧气分装到容积为 5L 的小钢瓶中，使每个小 钢瓶中氧气的压强为 5atm。若每个小钢瓶中原有氧气压强为 1atm，则共能分装多少瓶？（设分装 过程中无漏气，且温度不变） 选择题 考点一 分子动理论 内能 1.[2015·新课标全国Ⅱ，33（1），5 分]（难度★★）（多选）关于扩散现象，下列 说法正确的是（ ） A.温度越高，扩散进行得越快 C.扩散现象是由物质分子无规则运动产生的 E.液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的 B.扩散现象是不同物质间的一种化学反应 D.扩散现象在气体、液体和固体中都能发生 2.[2015·福建理综，29（1），6 分]（难度★★））下列有关分子动理论和物质结构 的认识，其中正确的是 （ ） A.分子间距离减小时分子势能一定减小 B.温度越高，物体中分子无规则运动越剧烈 0p 2 L C.物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度无关 D.非晶体的物理性质各向同性而晶体的物理性质都是各向异性 3.[2015·山东理综,37]（难度★★）（多选）墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀.关于该现象的分析正确的是（ ） a.混合均匀主要是由于碳粒受重力作用 b.混合均匀的过程中，水分子和碳粒都做无规则运动 c.使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速 d.墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的 4.[2015·江苏单科，12A（1）]（难度★★）（多选）对下列几种固体物质的认识，正确的有（ ） A.食盐熔化过程中，温度保持不变，说明食盐是晶体 B.烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体 C.天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列不规则 D.石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的物质微粒排列结构不同 6.（2014·北京理综，13，6 分）（难度★★）下列说法中正确的是（ ） A.物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大 B.物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大 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 7.（2013·北京理综，13，6 分）（难度★★）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 C.物体从外界吸收热量，其内能一定增加 B.液体分子的无规则运动称为布朗运动 D.物体对外界做功，其内能一定减少 9.（2012·全国理综，14，6 分）（难度★★）（多选）下列关于布朗运动的说法， 正确的是（ ） A.布朗运动是液体分子的无规则运动 B.液体温度越高，悬浮粒子越小，布朗运动越剧烈 C.布朗运动是由于液体各部分的温度不同而引起的 D.布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的 10.（2012·广东理综，13，4 分）（难度★★）清晨，草叶上的露珠是由空气中的 水汽凝结成的水珠，这一 物理过程中，水分子间的（ ） A.引力消失，斥力增大 B.斥力消失，引力增大 C.引力、斥力都减小 D.引力、斥力都增大 考点二 固体 液体 气体 1.[2015·新课标全国Ⅰ，33（1），5 分]（难度★★）（多选）下列说法正确的是（ ） A.将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体 B.固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上有不同的光学性质 C.由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体 D.在合适的条件下，某些晶体可以转化为非晶体，某些非晶体也可以转化为晶体 E.在熔化过程中，晶体要 吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变 2.[2014·新课标全国Ⅱ，33（1），5 分]（难度★★）（多选）下列说法正确的是（ ） A.悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动 B.空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果 C.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点 D.高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故 E.干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示 的温度，这是湿泡外纱布中 的水蒸发吸热的结果 4.（2014·大纲全国，16，6 分）（难度★★）（多选）对于一定量的稀薄气体，下 列说法正确的是（ ） A.压强变大时，分子热运动必然变得剧烈 B.保持压强不变时，分子热运动可能变得剧烈 C.压强变大时，分子间的平均距离必然变小 D.压强变小时，分子间的平均距离可能变小 .[2012·福建理综，28（2），6 分]（难度★★）空气压缩机的储气罐中储有 1.0 atm 的空气 6.0 L，现再充入 1.0 atm 的空气 9.0 L.设充气过程为等温过程,空气可 看做理想气体，则充气后储气罐中气体压强为（ ） A.2.5 atm B.2.0 atm C.1.5 atm D.1.0 atm 7.（2012·重庆理综，16，6 分）（难度★★★）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 练习题：： 1．对一定质量的理想气体，下列说法正确的是( ) A．气体的体积是所有气体分子的体积之和 B．气体温度越高，气体分子的热运动就越剧烈 C．气体对容器的压强是由大量气体分子对容器不断碰撞而产生的 D．当气体膨胀时，气体分子的势能减小，因而气体的内能一定减少 2．(2011·深圳模拟)下列叙述中，正确的是( ) A．物体温度越高，每个分子的动能也越大 B．布朗运动就是液体分子的运动 C．一定质量的理想气体从外界吸收热量，其内能可能不变 D．热量不可能从低温物体传递给高温物体 3．以下说法中正确的是( ) A．熵增加原理说明一切自然过程总是向着分子热运动的无序性减小的方向进行 B．在绝热条件下压缩气体，气体的内能一定增加 C．布朗运动是在显微镜中看到的液体分子的无规则运动 D．水可以浸润玻璃，但是不能浸润石蜡，这个现象表明一种液体是否浸润某种固体与这两种 物质的性质都有关系 4．下列关于分子力和分子势能的说法中，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．当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小 C．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 D．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减小 5．(2011·西安模拟)一定质量气体，在体积不变的情况下，温度升高，压强增大的原因是( ) A．温度升高后，气体分子的平均速率变大 B．温度升高后，气体分子的平均动能变大 C．温度升高后，分子撞击器壁的平均作用力增大 D．温度升高后，单位体积内的分子数增多，撞击到单位面积器壁上的分子数增多了 6．(2011·抚顺模拟)下列说法中正确的是( ) A．布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动 B．叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用 C．液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点 D．当两分子间距离大于平衡位置的间距 r0 时，分子间的距离越大，分子势能越小 7．(2011·东北地区联合考试)低碳生活代表着更健康、更自然、更安全的生活，同时也是一 种低成本、低代价的生活方式．低碳不仅是企业行为，也是一项符合时代潮流的生活方 式．人类在采取节能减排措施的同时，也在研究控制温室气体的新方法，目前专家们正在研究 二氧化碳的深海处理技术．在某次实验中，将一定质量的二氧化碳气体封闭在一可自由压缩的导热 容器中，将容器缓慢移到海水某深处，气体体积减为原来的一半，不计温度变化，则此过程中( ) A．外界对封闭气体做正功 B．封闭气体向外界传递热量 C．封闭气体分子的平均动能增大 D．封闭气体由于气体分子密度增大，而使压强增大 8．下列关于分子运动和热现象的说法正确的是( ) A．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在斥力的缘故 B．一定量 100℃的水变成 100℃的水蒸气，其分子之间的势能增加 C．对于一定量的气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热 D．如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体分子的平均动能增大，因此压强必然增大 11．(6 分)体积为 4.8×10－3cm3 的一个油滴，滴在湖面上扩展为 16cm2 的单分子油膜，则 1mol 这种油的体积为________． 12．(6 分)汽车内燃机气缸内汽油燃烧时，气体体积膨胀推动活塞对外做功．已知在某次对外 做功的冲程中，汽油燃烧释放的化学能为 1×10J，因尾气排放、气缸发热等对外散失的热量为 8×10J.该内燃机的效率为________．随着科技的进步，可设法减少热量的损失，则内燃机的效率 能不断提高，其效率________(选填“有可能”或“仍不可能”)达到 100%. 13．(6 分)(2011·烟台模拟) 如图所示，一定质量的理想气体经历如图所示的 AB、BC、CA 三个 变化过程，则： 符合查理定律的变化过程是________；C→A 过程中气体 ____________(选填“吸收”或“放出”)热量，__________(选填“外界对 气体”或“气体对外界”)做功，气体的内能________(选填“增大”、“减小”或“不 变”)．