人教版高中物理选修33第8章《章综合》同步训练解析文档格式.docx
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C．先保持温度不变，压缩体积，再保持体积不变，使气体升温
D．先保持温度不变，使体积膨胀，再保持体积不变，使气体升温
在p－V图象中画出每个过程中对应的图线，由图线可知，选项B、D对．
BD
4．甲、乙两个相同的密闭容器中分别装有等质量的同种气体，已知甲、乙容器中气体的压强分别为p甲、p乙，且p甲<
p乙，则（ ）
A．甲容器中气体的温度高于乙容器中气体的温度
B．甲容器中气体的温度低于乙容器中气体的温度
C．甲容器中气体分子的平均动能小于乙容器中气体分子的平均动能
D．甲容器中气体分子的平均动能大于乙容器中气体分子的平均动能
由理想气体状态方程可得：
V一定、p越大，T越大，即压强与热力学温度成正比，故A错，B对．温度是分子平均动能的标志，故C对，D错．
BC
5.如图所示，一定质量的理想气体，由状态A沿直线AB变化到B，在此过程中，气体分子的平均速率的变化情况是（ ）
A．不断增大B．不断减小
C．先减小后增大D．先增大后减小
图象问题的解答，首先要明确图象的物理意义．由图可知，A、B两点的pV乘积相同，因此A、B两点的温度也相同，在AB直线的中点C，其pV乘积比A、B两点要大，所以C点温度比A、B两点高，即TA＝TB<
TC，又因为气体分子的平均速率随温度升高而增大，所以气体分子的平均速率是先增大后减小，故应选D.
D
6．一
定质量的某种理想气体的压强为p，热力学温度为T，单位体积里气体分子数为n，则（ ）
A．p增大，n一定增大 B．T减小，n一定增大
C．p/T增大时，n一定增大D．p/T增大时，n一定减小
根据理想气体的状态方程
＝C可知，当p增大时，V不一定是增大还是减小，故n无法确定，A错；
同理，T减小时，n的变化也无法确定，B错；
当
增大时，V减小，故n增大，C对D错．
7．如图所示，一定质量的某种气体的等压线，等压线上的a、b两个状态比较，下列说法正确的是（ ）
A．在相同时间内撞在单位面积上的分子数b状态较多
B．在相同时间内撞在单位面积上的分子数a状态较多
C．在相同时间内撞在相同面积上的分子数两状态一样多
D．单位体积的分子数两状态一样多
由图可知一定质量的气体a、b两个状态压强相等，而a状态温度低，分子的平均动能小，平均每个分子对器壁的撞击力小，而压强不变，则相同时间内撞在单位面积上的分子数a状态一定较多，故A、C错，B对；
一定质量的气体、分子总数不变，Vb>
Va，单位体积的分子数a状态较多，故D错．
B
8．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．若忽略气体分子之间的势能，下列说法中正确的是（ ）
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态的气体对活塞的冲击力较大
C．a、b两态的气体对活塞的冲击力相等
D．从a态到b态，气体的内能增加，气体的密度增加
由题知两状态的压强相等，由于Tb＞Ta，故
a状态分子碰撞的力较小，则单位时间内撞击的个数一定多，A对；
由于压强不变，故气体对活塞的力是相同的，B错C对；
从a态到b态温度升高，体积增加大，内能增加，故气体密度减小，D错．
AC
9．一定质量理想气体的状态经历了如图所示的ab、bc、cd、da四个过程，其中bc的延长线通过原点，cd垂直于ab且与水平轴平行，da与bc平行，则气体体积在（ ）
A．ab过程中不断增加B．bc过程中保持不变
C．cd过程中不断增加D．da过程中保持不变
首先，因为bc的延长线通过原点，所以bc是等容线，即气体体积在bc过程中保持不变，B正确；
ab是等温线，压强减小则体积增大，
A正确；
cd是等压线，温度降低则体积减小，C错误；
如图所示，连接ao交cd于e，则ae是等容线，即Va＝Ve，因为Vd＜Ve，所以Vd＜Va，所以da过程中体积不是保持不变，D错误．
AB
二、非选择题
10.如图所示，导热的汽缸固定在水平地面上，用活塞把一定质量的理想气体封闭在汽缸中，汽缸的内壁光滑．现有水平外力F作用于活塞杆，使活塞缓慢地向右移动，由状态①变化到状态②，在此过程中
（1）如果环境保持恒温，下列说法正确的是________．
A．每个气体分子的速率都不变B．气体分子平均动能不变
C．水平外力F逐渐变大D．气体内能减少
（2）如果环境保持恒温，分别用p、V、T表示该理想气体的压强、体积、温度．气体从状态①变化到状态②，此过程可用下列哪几个图象表示________．
（1）温度不变，分子的平均动能不变，分子的平均速率不变，但并不是每个分子的速率都不变，B对，A错；
由玻意耳定律知，体积增大，压强减小，活塞内外的压强差增大，水平拉力F增大，C对；
由于温度不变，内能不变，故D错．
（2）由题意知，从状态①到状态②，温度不变，体积增大，压强减小，所以只有A、D正确．
（1）BC
（2）AD
11．图为一定质量的某种气体的等温线，设B点温度为300K，求E点温度．若由B点沿直线BF变化到F点，则F点的温度多高？
由查理定律
＝
得TE＝600K，
由B→F，根据理想气体状态方程
得TF＝60
0K.
600K 600K
12.
如图所示，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管，下部有长l1＝66cm的水银柱，中间封有长l2＝6.6cm的空气柱，上部有长l3＝44cm的水银柱，此时水银面恰好与管口平齐．已知大气压强为p0＝76cmHg.如果使玻璃管绕底端在竖直平面内缓慢地转动一周，求在开口向下和转回到原来位置时管中空气柱的长度．封入的气体可视为理想气体，在转动过程中没有发生漏气．
设玻璃管开口向上时，空气柱的压强为
p1＝p0＋ρgl3①
式中，ρ和g分别表示水银的密度和重力加速度．
玻璃管开口向下时，
原来上部的水银有一部分会流出，封闭端会有部分真空．设此时开口端剩下的水银柱长度为x，则
p2＝ρgl1，p2＋ρgx＝p0②
式中，p2为管内空气柱的压强．由玻意耳定律得
p1（Sl2）＝p2（Sh）③
式中，h是此时空气柱的长度，S为玻璃管的横截面积，由①②③式和题给条件得
h＝12cm④
从开始转动一周后，设空气柱的
压强为p3，则
p3＝p0＋ρgx⑤
由玻意耳定律得
p1（Sl2）＝p3（Sh′）⑥
式中，h′是此时空气柱的长度．
由①②③⑤⑥式得h′≈9.2cm.
12cm 9.2cm
高中物理选修3-3同步训练试题解析
章综合（B卷）
1．对一定质量的理想气体，下列说法正确的是（ ）
A．体积不变，压强增大时，气体分子的平均动能一定增大
B．温度不变，压强减小时，气体的密度一定减小
C．压强不变，温度降低时，气体的密度一定减小
D．温度升高，压强和体积都可能不变
根据气体压强、体积、温度的关系可知：
体积不变，压强增大时，气体分子的平均动能一定增大，选项A正确．温度不变，压强减小时，气体体积增大，气体的密度减小．压强不变，温度降低时，体积减小，气体密度增大．温度升高，压强、体积中至少有一个发生改变．综上所述，正确答案为A、B.
2．一定质量的某种气体经历等温压缩时，气体的压强增大，从气体分子动理论的观点分析，这是因为（ ）
A．气体分子每次碰撞器壁的冲力加大B．气体分子对器壁的碰撞更频繁
C．气体分子数增加D．气体分
子密度加大
温度不变即分子平均动能不变，体积减小即单位体积内分子
数增多，分子碰撞器壁频率增加，可见选项B、D正确．
3．若某种实际气体分子之间的作用力表现为引力，则一定质量的该气体内能的大小与气体的体积和温度的关系是（ ）
A．如果保持其体积不变，温度升高，内能不变
B．如果保持其体积不变，温度升高，内能减小
C．如果保持其温度不变，体积增大，内能增大
D．如果保持其温度不变，体积增大，内能减小
对一定质量的某种实际气体，分子总数一定．
（1）若保持体积不变，则分子间距离不变，分子势能不变；
温度升高，则分子的平均动能增大，而分子总数一定，故所有分子的总动能增大，即内能增大．
（2）若保持温度不变，则所有分子的总动能不变；
体积增大，则分子间距离增大，分子引力做负功，分子势能增大，所以气体的内能增大．
4．下列关于布朗运动的说法中正确的是（ ）
A．大风天常常看到风沙弥漫、尘土飞扬，这就是布朗运动
B．布朗运动是由于液体分子对固体小颗粒的撞击引起的，固体小颗粒的体积越大，液体分子对它的撞击越多，布朗运动就越显著
C．布朗运动是分子的运动，用肉眼不能直接观测到
D．温度越高，布朗运动越显著
布朗运动不是分子的运动，是固体小颗粒的运动，用眼睛不能直接观测到，C错．沙尘的运动基本上属于在气流作用下的定向移动，而布朗运动是无规则运动，A错．布朗运动的确是由于液体（或气体）分子对固体微粒的碰撞引起的，但只有在固体微粒很小，各个方向的液体分子对它
的碰撞不均匀才引起它做布朗运动．颗粒越小，温度越高，布朗运动越显著，D对，B错．
5．一房间内，上午10时的温度为15℃，下午2时的温度为25℃，假设大气压强无变化，则下午2时与上午10时相比较，房间内的（ ）
A．空气密度增大 B．空气分子的平均动能增大
C．空气分子的速率都增大D．空气质量增大
温度升高，气体分子的平均动能增大，平均每个分子对器壁的冲力将变大，但气压并未改变，可见单位体积内的分子数一定减小，所以有ρ空减小，m空＝ρ空·
V随之减小．
6.在大气压为1.0×
105Pa（相当于76cm水银柱产生的压强）下做托里拆利实验时，由于管中混入少量空气，水银柱上方有一节空气柱，如图所示，这时管中稀薄气体的压强相当于多少厘米水银柱所产生的压强（ ）
A．90B．60
C．30D．16
由平衡条件可知：
p0＝p＋h，所以p＝p0－h＝（76－60）cmHg＝16cmHg.
7.
如图所示为A、B两部分理想气体的V－t图象，设两部分
气体是质量相同的同种气体，根据图中所给条件，可知（ ）
A．当t＝273.15℃时，气体的体积A比B大0.2m3
B．当tA＝tB时，VA∶VB＝3∶1
C．当tA＝tB时，VA∶VB＝1∶3
D．A、B两部分气体都作等压变化，它
们的压强之比pA∶pB＝3∶1
由图象可知，A、B两部分气体都发生等压变化，由
＝C知它们在相同温度下体积之比不变．选择0℃读数，由y轴可知VA∶VB＝3∶1，所以pA∶pB＝VB∶VA＝1∶3.
8．一定质量的理想气体，初状态是（p0，V0，T0），经过一个等压过程，温度升高到3T0/2，再经过一个等容变化，压强减小到p0/2，则气体最后的状态是（ ）
A．3p0/4,3V0/2,3T0/2B．p0/2,3V0/2,3T0/4
C．p0/2，V0，T0/2D．以上答案均不对
根据理想气体状态方程
＝C来进行判断，当一定质量的理想气体经过一个等压过程后，温度升高到
T0，则由盖—吕萨克定律可知，其体积变为
V0，再经过一个等容变化，体积为
V0不变，最后的压强为
，由
得T＝
T0，对比选项中的内容，可知B项正确．
9．大气压强p0＝1.0×
105Pa.某容器容积为20L，装有压强为20×
105Pa的理想气体，如果保持气体温度不变，把容器的开关打开，待气体达到新的平衡时，容器中剩下的气体质量与原来质量之比为（ ）
A．1∶19 B．1∶20
C．2∶39D．1∶18
设容器内的气体在打开开关后体积变为V′，
则由玻意耳定律得：
pV＝p0V′
所以V′＝
L＝400L
所以
，应选B.
10.
如图所示为一简易火灾报警装置，其原理是：
竖直放置的试管中装有水银，当温度升高时，水银柱上升，使电路导通，峰鸣器发出报警的响声.27℃时，被封闭的理想气体气柱长L1为20cm.水银上表面与导线下端的距离L2为5cm.
（1）当温度达到多少℃时，报警器会报警？
（2）如果大气压降低，试分析说明该报警器的报警温度会受到怎样的影响？
（1）温度升高时，下端气体做等压变化：
解得T2＝375K，即t2＝102℃.
（2）同样温度下，大气压降低则下端气柱变长，即V1变大．而刚好报警时V2不变，由
可知，T2变小，即报警温度降低．
（1）102℃
（2）报警温度降低
11．某同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验前，查阅数据手册得知：
油酸的摩尔质量M＝0.283kg·
mol－1，密度ρ＝0.895×
103kg·
m－3.若100滴油酸的体积为1mL，则1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是多少？
（取NA＝6.02×
1023mol－1，球的体积V与直径D的关系为V＝
πD3，结果保留一位有效数字）
一个油酸分子的体积
V＝
由球的体积与直径的关系得分子直径D＝
最大面积S＝
，解得S＝10m2.
10
12.如图所示，圆柱形汽缸倒置在水平粗糙地面上，汽缸内被活塞封闭有一定质量的空气．汽缸质量为M＝10kg，缸壁厚度不计，活塞质量m＝5.0kg，其圆面积S＝50cm2，与缸壁摩擦不计．在缸内气体温度为27℃时，活塞刚好与地面接触并对地面恰好无压力．现设法使缸内气体温度升高，问当缸内气体温度升高到多少摄氏度时，汽缸对地面恰好无压力？
（大气压强p0＝105Pa，g取10m/s2）
当温度T1＝273K＋27K＝300K时，活塞对地面无压力，列平衡方程：
p1S＋mg＝p0S，
解得p1＝p0－
＝105Pa－
Pa＝0.9×
105Pa.
若温度升高，气体压强增大，汽缸恰对地面无压力时，列平衡方程：
p2S＝p0S＋Mg，
解得p2＝p0＋Mg/S＝105Pa＋
Pa＝1.2×
根据查理定律：
，
，解得t＝127℃.
127℃
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