选考内容 选修3-3 第2讲
一、选择题
1．(2014·广东揭阳一模)如图所示，容积一定的测温泡，上端有感知气体压强的压力传感器，待测物体温度升高时，泡内封闭气体( )
A．内能不变，压强变大 B．体积不变，压强变大 C．温度不变，压强变小 D．温度降低，压强变小 [答案] B
[解析] 待测物体温度升高时，泡内封闭气体温度升高，内能变大，因体积不变，气体的压强变大。故B正确。
2．(2014·江苏淮安第二次调研) 下列说法中正确的是( ) A．空气中PM2.5的运动属于分子热运动 B．露珠呈球形是由于液体表面张力的作用 C．液晶显示屏是利用液晶的光学各向异性制成的 D．分子间相互作用力随着分子间距离的增大而减小 [答案] BC
[解析] PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，不是分子，因此不属于分子热运动，A错误。露珠呈球形确实是由于表面引力的作用而形成的，B正确。液晶显示屏是利用液晶的各向异性制成的，C正确。分子间距离为r0时，分子引力与斥力大小相等，分子力为零，增大分子间距离，在一定范围内，分子间表现为引力且增大，D错误。
3．(2014·广州质检)一太阳能空气集热器，底面及侧面为隔热材料，顶面为透明硬质玻璃板，集热器容积为V0，开始时内部密闭气体的压强为p0，气体的温度为T0。经过太阳曝晒后，密闭气体的体积为V1，气体的压强为p1，气体的温度为T1，则有( )
T1A．V1＝V0，p1＝p0
T0T1C．V1 T0[答案] A [解析] 集热器容积不变，选项C、D错误；由查理定律可知选项A正确。 4．(2014·湖北武汉部分学校调研)下列说法正确的是( ) A．布朗运动就是分子的无规则运动 B．理想气体的热力学温度与分子的平均动能成正比 C．空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比叫做空气的相对湿度 T0B．V1＝V0，p1＝p0 T1T0D．V1>V0，p1＝p0 T1 D．一定质量的物质，在一定的温度和压强下，汽化时吸收的热量与液化时放出的热量相等 [答案] BCD [解析] 布朗运动是固体小颗粒在液体分子的撞击下发生的无规则运动，不是分子的无规则运动，但是可以反映出液体分子的无规则运动，A错误，理想气体的分子运动的快慢和温度有关，温度越高分子平均速率越大就是平均动能大，B对。C为相对湿度的定义，正确。由于能量是守恒的，汽化时吸收的热量与液化时放出的热量是逆向的两个变化过程，热量相等，D对。 5．(2014·福建理综)如图为一定质量理想气体的压强p与体积V的关系图象，它由状态A经等容过程到状态B，再经等压过程到状态C。设A、B、C状态对应的温度分别为TA、TB、TC，则下列关系式中正确的是( ) A．TA [解析] A→B是等容变化，由查理定律得 pApB＝ TATB 由图象知pA>pB，所以TA>TB 由B→C是等压变化，由盖·吕萨克定律，得 VBVC ＝ TBTC 由图象知VC>VB，所以TB 6．(2014·河南新乡、许昌、平顶山三市调研)下列有关物质属性及特征的说法中，正确的是( ) A．液体的分子势能与液体的体积有关 B．晶体的物理性质都是各向异性的 C．温度升高，每个分子的动能都增大 D．分子间的引力和斥力同时存在 E．露珠呈球状是由于液体表面张力的作用 [答案] ADE B．TA>TB，TB＝TC D．TA＝TB，TB>TC [解析] 物体(包括固体、液体和气体)的分子势能与物体的体积有关，选项A正确；单晶体的物理性质都是各向异性的，多晶体的物理性质具有各向异性，选项B错误；温度升高，分子的平均动能增大，但并不是每个分子的动能都增大，选项C错误；分子间同时存在引力和斥力，选项D正确；表面张力使液体表面有收缩到最小的趋势，所以露珠呈球形，选项E正确。 7．(2014·福建厦门一模)容积20L的钢瓶充满氧气后，压强为30atm，打开钢瓶阀门，让氧气分装到容积为5L的小瓶子中去。若小瓶子已抽成真空，分装到小瓶中的氧气压强均为2atm。在分装过程中无漏气现象，且温度保持不变。那么最多能装的瓶数是( ) A．4 C．56 [答案] C [解析] 初态：p1＝30atm V1＝20L 末态：p2＝2atm V2＝(V1＋n×5L)(n为瓶数) 由p1V1＝p2V2 代入数据解得n＝56 则A、B、D错误，C正确。 8．(2014·黄冈模拟)如图，固定的导热气缸内用活塞密封一定质量的理想气体，气缸置于温度不变的环境中。现用力使活塞缓慢地向上移动，密闭气体的状态发生了变化。下列图象中p、V和U分别表示该气体的压强、体积和内能，Ek表示该气体分子的平均动能，n表示单位体积内气体的分子数，a、d为双曲线，b、c为直线。能正确反映上述过程的是( ) B．12 D．60 [答案] ABD [解析] 气缸置于温度不变的环境中说明气体做等温变化，其p－V图象是双曲线，A正确；理想气体的内能由分子动能决定，温度不变，气体的内能不变，B正确，C错误；单位体积内气体的分子数与体积的乘积为容器内分子总数，容器内分子总数不变，D正确。 二、非选择题 9．(2014·重庆理综)如图为一种减震垫，上面布满了圆柱状薄膜气泡，每个气泡内充满体积为V0，压强为p0的气体，当平板状物品平放在气泡上时，气泡被压缩。若气泡内气体可视为理想气体，其温度保持不变，当体积压缩到V时气泡与物品接触面的面积为S，求此时每个 气泡内气体对接触面处薄膜的压力。 [答案] V0pS V0 [解析] 应用玻意耳定律和压强公式可求得结论。 设压力为F，压缩后气体压强为p。 由p0V0＝pV和F＝pS V0得F＝p0S V 10．(2014·吉林白山二模)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下的p－t图象。已知在状态B时气体的体积VB＝3L，求： (1)气体在状态A的压强； (2)气体在状态C的体积。 [答案] (1)0.75atm (2)2L [解析] (1)从图中可知气体由A到B是等容变化，初态pB＝1.0atm，TB＝(273＋91)K＝pApB364K，末态TA＝273K，由＝得 TATB pA1＝ 273364所以pA＝0.75atm (2)气体由B到C是等温变化，pB＝1.0atm，VB＝3L，pC＝1.5atm，由pBVB＝pCVC得： VC＝2L。 11．(2014·山东济宁一模)如图所示，在一端封闭的U形管中用水银柱封闭一段空气柱L，当空气柱的温度为27℃时，左管水银柱的长度h1＝10cm，右管水银柱长度h2＝7cm，气柱长度L＝13cm；当空气柱的温度变为127℃时，h1变为7cm。求：当时的大气压强和末状态空气柱的压强。(单位用cmHg)。 [答案] 75cmHg 78cmHg [解析] 设封闭空气柱的初状态压强、体积、温度分别为p1、V1、T1；封闭空气柱的末状 态压强、体积、温度分别为p2、V2、T2；当时的大气压强为p0，U形管的横截面积为S。则初状态： p1＝(p0－3)cmHg V1＝13S T1＝(273＋27)K＝300K 末状态：p2＝(p0＋3)cmHg V2＝16S T2＝(273＋127)K＝400K 根据理想气体的状态方程： p1V1p2V2＝ T1T2即 ?p0－3?×13S?p0＋3?×16S ＝ 300400 解得当时的大气压强： p0＝75cmHg。 末状态的压强：p2＝78cmHg。 12．(2014·河北邯郸一模)(1)关于一定量的气体，下列说法正确的是( ) A．气体体积指的是该气体所有分子能到达的空间的体积，而不是该气体所有分子体积之和 B．气体分子热运动的剧烈程度增强时，气体的温度可能降低 C．外界对气体做功时，其内能可能会减少 D．在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零 (2)燃气公司在给用户的一封信中提醒用户：厨房内泄漏的煤气与厨房内的空气混合，当混合后厨房内气体的压强达到1.05atm时(厨房内原来的空气压强为1.00atm)，遇到火星将发生爆炸。设某居民家厨房(4m×2m×3m)发生煤气泄漏时门窗紧闭，煤气管道内的压强为4.00atm，且在发生煤气泄漏时管内压强保持不变。 ①求管道内多少升煤气泄漏到该居民的厨房时，遇到火星会发生爆炸？ ②假如煤气泄漏使得厨房内的气体压强恰好达到1.05atm时遇到了火星，并发生了爆炸。爆炸时厨房的温度由27℃迅速上升至约2 727℃，试估算此时产生的气体压强。 [答案] (1)AC (2)①300L ②10.5atm [解析] (1)气体分子间有很大的空隙且气体具有流动性，所以气体体积指的是该气体所有分子能到达的空间的体积，而不是该气体所有分子体积之和，A正确；温度是分子平均动能的标志，气体分子热运动的剧烈程度增强时，气体的温度升高，B错误；若外界对气体做功的同时放出热量，当放出的热量多于外界对气体做的功时内能会减少，C正确；在完全失重的情况下，分子运动不停息，气体对容器壁的压强不为零，故D错误。 (2)①居民厨房的容积为V2＝24m3＝24 000L 设有V1升煤气泄漏出来，将其作为研究对象，它经历等温过程，泄漏前后的气压分别为p1和p2。达到发生爆炸的气压条件是 p2＝0.05atm 由p1V1＝p2V2，得 p2V2V1＝ p1 代入数值，得V1＝300L。 ②爆炸瞬间气体来不及外泄，经历的是一个等容过程。 爆炸前的温度为T1＝(27＋273K)＝300K， 压强为p1′＝1.05atm 爆炸后的温度T2＝(2727＋273)K＝3000K 由 p1′p2′ ＝得 T1T2 T2p2′＝p1′ T1代入数值，得 p2′＝10.5atm
