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1、第 - 1 - 页 共 7 页 课时训练课时训练 10 气体状态参量气体状态参量 基础夯实 1.关于热力学温标与摄氏温标的说法正确的是( ) A.摄氏温度升高 10 ,则热力学温度升高 283 K B.摄氏温度升高 10 ,则热力学温度升高 10 K C.随着科学技术的进步,绝对零度是可以达到的 D.摄氏温标的零度与热力学温标的零度相同 答案 B 解析摄氏温标与热力学温标的零点不同,但温差是相同的,在现有的理论知识中,绝对零度是低 温的极限,永远也达不到,故选项 A、C、D 错误. 2.下列关于气体的体积和气体的压强的说法中,正确的是( ) A.气体的体积是所有气体分子体积的总和 B.气体的体
2、积与气体的质量和分子体积有关 C.气体的压强决定于气体的质量和温度 D.气体的压强决定于气体的密度和温度 答案 D 解析气体的体积等于容器的容积,与气体的质量、分子体积无关.气体的压强从宏观上来说取决 于气体的温度和密度. 3.下列关于气体的说法中,正确的是( ) A.由于气体分子运动的无规则性,所以密闭容器的器壁在各个方向上的压强可能会不相等 B.气体的温度升高时,所有的气体分子的速率都增大 C.一定体积的气体,气体分子的平均动能越大,气体的压强就越大 D.气体的分子数越多,气体的压强就越大 第 - 2 - 页 共 7 页 答案 C 解析由于气体分子运动的无规则性,遵循统计规律,气体向各个方
3、向运动的数目相等,器壁各个 方向上的压强相等,A 项错误;气体的温度升高,平均速率增大,并非所有分子的速率都变大,B 项 错误;一定体积的气体,分子密度一定,分子的平均动能越大,气体的压强就越大,C 项正确;气体的 压强大小取决于分子密度及分子的平均动能,气体的分子数多,压强不一定就大,D 项错误. 4.(多选)如图所示,内径均匀、 两端开口的 V 形管,B 支管竖直插入水银槽中,A 支管有一段长为 h 的水银柱保持静止,下列说法正确的是( ) A.B 管内水银面比管外水银面高 h B.B 管内水银面比管外水银面高 hcos C.B 管内水银面比管外水银面低 hcos D.管内封闭气体的压强比
4、大气压强小 hcos 汞柱 答案 BD 解析本题考查气体压强的确定.A 管内水银柱产生的压强为 hcos 汞柱,因而其封闭气体的压强 为(p0-hcos )汞柱,即封闭的气体压强比大气压强小 hcos 汞柱,故 D 项正确;而 B 管外水银面的 压强为大气压强p0,封闭气体的压强与B管中水银柱产生的压强之和为大气压强p0,因而B管内 水银柱的高度为 hcos ,比管外水银面高 hcos ,故 B 项正确.对压强的计算应用液柱对应的竖直 高度. 能力提升 5.有一段 12 cm 长的汞柱,在均匀玻璃管中封住一定质量的气体,若开口向上将玻璃管放置在倾 角为 30的光滑斜面上,在下滑过程中被封气体的
5、压强为(大气压强 p0=76 cmHg)( ) A.76 cmHgB.82 cmHg C.88 cmHgD.70 cmHg 第 - 3 - 页 共 7 页 答案 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图所 示,因玻璃管和水银柱组成系统的加速度 a=gsin ,所以对水银柱,由牛顿第二定律,得 p0S+mgsin -pS=ma,而 a=gsin ,故 p=p0. 6.如图所示,竖直放置的长直汽缸内密封有一定质量的气体,质量不能忽略的活塞可在缸内无摩 擦地滑动,活塞上方与大气相通,整个系统处于平衡状态,大气压强不变.现使缸内气体的温度缓 慢升高 T,则系
6、统再次达到平衡状态时( ) A.活塞位置没有改变,缸内气体压强不变 B.活塞位置没有改变,缸内气体压强增大 C.活塞向上移动一些,缸内气体压强不变 D.活塞向上移动一些,缸内气体压强增大 答案 C 解析设活塞的质量为m,大气压强为p0,活塞面积为S,分析活塞受力,由平衡条件可求出p=p0+, 当温度升高后,活塞再次平衡时,缸内压强不变;但温度升高,使缸内气体分子无规则运动加剧,要 使压强不变,缸内气体单位体积内的分子数必减少,气体的体积增大,活塞向上移动一些,所以只 有 C 项正确. 7.(多选)下列关于温度的物理意义的说法中,正确的是( ) A.人们如果感到某个物体越凉,说明这个物体温度越低
7、 B.温度越高,物体分子平均速率不一定越大 C.温度是分子平均动能的标志 第 - 4 - 页 共 7 页 D.就某个分子来讲,温度越高,动能越大 答案 BC 解析宏观上温度表示物体的冷热程度,微观上温度是分子热运动平均动能的标志,不同物体的 分子质量不同,因而平均速率可能不同,选项 A 错误,B、 C 正确;就某个分子而言,运动是不确定的, 温度越高,某时刻动能有可能还减小,D 项错误. 8.(多选)如图所示,质量为 m 的活塞将一定质量的气体封闭在汽缸内,活塞与汽缸壁之间无摩擦, a 态是汽缸放在冰水混合物中气体达到的平衡状态,b 态是汽缸从容器中移出后,在室温(27 )中 达到的平衡状态,
8、气体从 a 态变化到 b 态的过程中大气压强保持不变.下列说法正确的是( ) A.与 b 态相比,a 态的气体分子在单位时间内撞击活塞的个数较多 B.与 a 态相比,b 态的气体分子对活塞的平均压力较大 C.与 a 态相比,b 态的气体分子对活塞的平均压力较小 D.a、b 两态的气体分子对活塞的平均压力相等 答案 AD 解析对活塞进行受力分析可知 p=p0+,大气压强 p0不变,活塞质量 m、 面积 S 亦不变,可知由 a 态到 b 态是等压过程,a 态温度低,故气体分子在单位时间内撞击活塞的个数较多,才维持压强不 变,故 A 项正确.由压强的定义,a、b 两态的气体分子对活塞的平均压力相等,
9、D 项正确. 9.如图所示,汽缸内封闭一定质量的气体.不计活塞与缸壁间的摩擦,保持温度不变,当外界大气 压强变化时,不发生改变的是( ) A.封闭气体的压强B.封闭气体的体积 第 - 5 - 页 共 7 页 C.弹簧的弹力D.汽缸底部离地面的高度 答案 C 解析 对汽缸有 p0S=pS+Mg,p0变,则 p 变,因为温度不变,则 V 变化,A、B 错误;对整体有 kx=(M+m)g,弹簧的弹力不变,活塞高度不变,汽缸底部离地面高度发生变化,C 正确,D 错误. 10.(多选)如图所示,用弹簧测力计拉着一支薄壁平底玻璃试管,将它的开口端向下插入水银槽中, 由于管内有一部分空气,此时试管内水银面比
10、管外水银面高 h.若试管本身的重力与管壁的厚度 不计,此时弹簧测力计的读数( ) A.等于进入试管内的高 h0水银柱的重力 B.等于外界大气压与内部空气对试管平底部分的压力之差 C.等于试管内高出管外水银面的 h 高水银柱的重力 D.等于上面 A、C 所述的两个数值之差 答案 BC 解析取试管平底部分为研究对象,有pS+F=p0S,弹簧测力计对试管的拉力F=p0S-pS,故B项正确; 而试管内封闭气体的压强 p=p0-gh,代入上式,得 F=p0S-(p0-gh)S=ghS,故 C 项正确. 11.已知地球大气层的厚度 h 远小于地球半径 R,空气平均摩尔质量为 M,阿伏加德罗常数为 NA,
11、地面大气压强为 p0,重力加速度大小为 g.由此可估算得,地球大气层空气分子总数为 , 空 气分子之间的平均距离为 . 答案 4 A02 ( A0) 1 3或( A0 ( + )3 - 3 32 ) 1 3 解析设大气总质量为 m,大气总分子数为 n,则有 mg=p04R2, 第 - 6 - 页 共 7 页 n= NA, 可得 n=NA. 042 设空气分子间平均距离为 d,则单个空气分子平均占有的空间为 d3,有 nd3=4R2h, 或3= 4 3( + ) 3 - 4 3 3 可得 d=. ( A0) 1 3或( A0 ( + )3 - 3 32 ) 1 3 12.如图所示的试管内由水银封
12、闭有一定质量的气体,静止时气柱长为 l0,大气压强为 p0.当试管 绕竖直轴以角速度 在水平面内匀速转动时气柱长变为 l,其他尺寸如图所示,求转动时气体的 压强.(设温度不变,试管横截面积为 S,水银密度为 ) 答案 p0+l12(2+ 0- + 1 2) 解析选取水银柱为研究对象,转动所需向心力由液柱两侧气体压力差提供. (p-p0)S=m2R, 而 m=l1S,R=l2+(l0-l)+ , 1 2 所以 p=p0+l12. (2+ 0- + 1 2) 13.如图所示,重 G1=20 N 的活塞将一部分气体封闭在汽缸内,活塞可以在汽缸内无摩擦地滑动, 活塞的横截面积 S=100 cm2,外界
13、大气压强 p0=1.0105 Pa(g 取 10 N/kg). 第 - 7 - 页 共 7 页 (1)活塞上物体重 G2=200 N,求汽缸内气体压强 p1. (2)活塞受到竖直向上拉力 F 的作用,拉力 F=10 N,求汽缸内气体压强 p2. (3)将汽缸悬挂起来,汽缸及活塞均保持静止,求汽缸内气体压强 p3. (4)将活塞悬挂起来,汽缸及活塞均保持静止,汽缸质量 m=10 kg,汽缸壁厚度可忽略不计,求汽缸 内气体压强 p4. 答案(1)1.22105 Pa (2)1.01105 Pa (3)9.8104 Pa (4)9104 Pa 解析(1)对活塞:p1S=p0S+G1+G2, 所以 p1=1.22105 Pa. (2)对活塞:F+p2S-p0S-G1=0, 所以 p2=1.01105 Pa. (3)对活塞:p0S-p3S-G1=0, 所以 p3=9.8104 Pa. (4)对活塞:FT+p4S-G1-p0S=0, 又因为 FT=G1+mg,所以 p4=9104 Pa.