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第六节 气体状态参量课时训练10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 KB.摄氏温度升高10 ,则热力学温度升高10 KC.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()(导学号51140073)A.B管内水银面比管外水银面高hB.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压强为(大气压强p0=76 cmHg)() A.76 cmHgB.82 cmHgC.88 cmHgD.70 cmHg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,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()(导学号51140074)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,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()(导学号51140075)A.封闭气体的压强B.封闭气体的体积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.(2015海南单科)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,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解析设大气总质量为m,大气总分子数为n,则有mg=p04R2,n=NA,可得n=NA.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,可得d=.12.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,外界大气压强p0=1.0105 Pa(g取10 N/kg).(导学号51140076)(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.
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