高中物理理想气体的状态方程试题

（1）下列说法正确的是（）

A．	当一定量气体吸热时，其内能可能减小
B．	玻璃、石墨和金刚石都是晶体，木炭是非晶体
C．	单晶体有固定的熔点，多晶体和非晶体没有固定的熔点
D．	当液体与大气相接触时，液体表面层内的分子所受其它分子作用力的合力总是指向液体内部
E．	气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，与单位体积内气体的分子数和气体温度有关

（2）如右图，体积为、内壁光滑的圆柱形导气缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞；气缸内密封有温度为、压强的理想气体，与分别为大气的压强和温度。已知：气体内能与温度的关系为，为正的常量；容器内气体的所有变化过程都是缓慢的。求：
（i）气缸内气体与大气达到平衡时的体积；

（ii）在活塞下降过程中，气缸内气体放出的热量。

（1）1859年麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律，后来有许多实验验证了这一规律。若以横坐标表示分子速率，纵坐标表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比。下面四幅图中能正确表示某一温度下气体分子速率分布规律的是。（填选项前的字母）

A．

B．

C．

D．

（2）如图所示，一定质量的理想气体密封在绝热（即与外界不发生热交换）容器中，容器内装有一可以活动的绝热活塞。今对活塞施以一竖直向下的压力，使活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小。若忽略活塞与容器壁间的摩擦力，则被密封的气体。（填选项前的字母）

A．	温度升高，压强增大，内能减少	B．	温度降低，压强增大，内能减少
C．	温度升高，压强增大，内能增加	D．	温度降低，压强减小，内能增加

如图所示，绝热的汽缸与绝热的活塞A、B密封一定质量的空气后水平放置在光滑地面上，不计活塞与汽缸壁的摩擦，现用电热丝给汽缸内的气体加热，在加热过程中

A．汽缸向左移动
B．活塞A、B均向左移动
C．密封气体的内能一定增加
D．汽缸中单位时间内作用在活塞A和活塞B的分子个数相同

水平放置的汽缸被活塞分为体积相同的A、B两部分，活塞可以无摩擦自由移动且不漏气，气缸和活塞均用绝热材料制成．A、B中分别装有等质量的同种理想气体，初始时A、B的温度相同．现接通电源，对A缓慢加热一段时间后，断开电源，活塞移动到新的位置后处于平衡状态．加热后分别用p_a、V_a、T_a，p_b、V_b、T_b表示A、B两部分气体的状态参量，N_a、N_b分别表示A、B两部分气体分子单位时间与活塞碰撞的次数，则(  )

A．pa>pb	B．Ta>Tb
C．Va<Vb	D．Na>Nb

【物理-选修3-3】
（1）对于一定质量的理想气体，若设法使其温度升高而压强减小，则在这一过程中，下列说法正确的是：

A．气体的体积可能不变

B．气体必定从外界吸收热量

C．气体分子的平均动能必定增大

D．单位时间内，气体分子撞击器壁单位面积的次数一定减少

（2）如图所示，放置在水平地面上一个高为h=40cm的金属容器内有温度为t₁=27℃空气，容器侧壁正中央有一阀门，阀门细管直径不计。活塞质量为m=5.0kg，横截面积为s=20cm²。现打开阀门，让活塞下降直至静止。不计摩擦，外界大气压强为p₀=1.0×10⁵Pa 。阀门打开时，容器内气体压强与大气压相等，g取10 m/s²。求：

①若不考虑气体温度变化，则活塞静止时距容器底部的高度h₂；
②活塞静止后关闭阀门，对气体加热使容器内气体温度升高到327℃，求此时活塞距容器底部的高度h₃。

汽缸内用活塞密闭一定质量的气体，由状态A到B的过程中压强随体积变化的规律如图所示．若忽略气体分子间的势能，则下列判断正确的是

A．由状态A到B，气体温度升高 
B．由状态A到B，气体吸收热量
C．相同时间内，A、B两状态气体分子对活塞的冲量相等
D．状态A比状态B气体分子在单位时间内撞击活塞的数 目较多

如图所示，静止的导热汽缸和活塞共同封闭一定质量的气体，缸内活塞可无摩擦移动且不漏气．现将汽缸从足够高处竖直上抛（环境温度恒定，不计气体分子间作用力，且运动过程中活塞始终没有脱离汽缸），则下列说法正确的是：         （   ）

A．由于失重，气体对容器壁和活塞压力为零

B．气体分子数密度增大

C．气体的压强增大，内能增大

D．气体对外界做功，同时一定从外界吸热

选做题(请从A、B和C三小题中选定两小题作答，如都作答，则按A、B两小题评分．)
A．(选修模块3-3)
（1）下列说法正确的是                                           （      ）
A．熵是物体内分子运动无序程度的量度
B．由氢气的摩尔体积和每个氢分子的体积可估算出阿伏加德罗常数
C．满足能量守恒定律的客观过程都不是可以自发进行的
D．液体表面层的分子比液体内部的分子有更大的分子势能
（2）一定质量的理想气体由状态A经状态B变化到状态C的p-V图象如图所示．在由状态A变化到状态B的过程中，理想气体的温度         （填“升高”、“降低”或“不变”）．在由状态A变化到状态C的过程中，理想气体吸收的热量      它对外界做的功（填“大于”、“小于”或“等于”）．

（3）已知阿伏加德罗常数为6.0×10²³mol^-1，在标准状态（压强p₀=1atm、温度t₀=0℃）下任何气体的摩尔体积都为22.4l，设第（2）问中理想气体在状态A下的温度为0℃，求该气体的分子数．（计算结果取两位有效数字）
B．(选修模块3-4)
（1）以下说法中正确的是                                           (      )
A．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度
B．全息照片往往用激光来拍摄，主要是利用了激光的相干性
C．根据宇宙大爆炸学说，遥远星球发出的红光被地球接收到时可能是红外线
D．超声波可以在真空中传播
（2）平行光a垂直射向一半径为R的玻璃半球的平面，其截面如图所示，发现只有P、Q之间所对圆心角为60°的球面上有光射出，则玻璃球对a光的折射率为        ，若仅将a平行光换成b平行光，测得有光射出的范围增大，设a、b两种色光在玻璃球中的速度分别为v_a和v_b，则v_a       v_b（选填“>”、“<”或“=”）．

（3）在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点间的距离均为0.1m，如图(a)所示．一列横波沿该直线向右传播，t=0时到达质点1，质点1开始向下运动，振幅为0.2m，经过时间0.3s第一次出现如图（b）所示的波形．试写出质点1的振动方程．

C．(选修模块3-5)
（1）下列说法正确的有                                              （   ）
A．卢瑟福的α粒子散射实验可以估测原子核的大小
B．氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能增大，核外电子的运动加速度增大
C．物质波是一种概率波，在微观物理学中不可以用“轨迹”来描述粒子的运动
D．若氢原子从 n =" 6" 能级向 n =" 1" 能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从 n =" 6" 能级向 n =" 2" 能级跃迁时辐射出的光能使该金属发生光电效应
（2）正电子发射计算机断层显象(PET)的基本原理是：将放射性同位素注入人体，在人体内衰变放出的正电子与人体内的负电子相遇而湮灭，转化为一对γ光子，被探测器探测到，并经计算机处理后产生清晰的图象．根据PET的原理，在人体内衰变的方程式是               ；在PET中，的主要用途是作为              ．
（3）如图所示，质量分别为m₁和m₂的两个小球在光滑水平面上分别以速度v₁、v₂同向运动，并发生对心碰撞，碰后m₂被右侧墙壁原速弹回，又与m₁碰撞，再一次碰撞后两球都静止．求第一次碰后m₁球速度的大小.

如图所示，放置在升降机地板上的盛有水的容器中，插有两根相对容器的位置是固定的玻璃管a和b，管的上端都是封闭的，下端都是开口的。管内被水各封有一定质量的气体。平衡时，a管内的水面比管外低，b管内的水面比管外高。现令升降机从静止开始加速下降，已知在此过程中管内气体仍被封闭在管内，且经历的过程可视为绝热过程，则在此过程中（   ）

A．a中气体内能将增加，b中气体内能将减少

B．a中气体内能将减少，b中气体内能将增加

C．a、b中气体内能都将增加

D．a、b中气体内能都将减少

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，内能增大

B．如果保持其体积不变，温度升高，内能减少

C．如果保持其温度不变，体积增高，内能增大

D．如果保持其温度不变，体积增高，内能减少

[物理——选修3-3]
（1）（5分）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

（2）如图20所示，开口向上竖直放置的内壁光滑气缸，其侧壁是绝热的，底部导热，内有两个质量均为m的密闭活塞，活塞A导热，活塞B绝热，将缸内理想气体分成I、II两部分。初状态整个装置静止不动处于平衡，I、II两部分气体的长度均为l₀，温度为T₀。设外界大气压强为P₀保持不变，活塞横截面积为S，且mg=P₀S，环境温度保持不变。求：
①在活塞A上逐渐添加铁砂，当铁砂质量等于2m时，两活塞在某位置重新处于平衡，活塞B下降的高度。
②现只对II气体缓慢加热，使活塞A回到初始位置，此时II气体的温度。

在光滑水平面上有一个内外壁都光滑的气缸，质量为M，气缸内有一质量为m的活塞，已知M>m。活塞密封一部分理想气体。现对气缸施一水平向左的拉力F（如图A）时，气缸的加速度为a₁，封闭气体的压强为p₁，体积为V₁；若用同样大小的力F水平向左推活塞，如图B，此时气缸的加速度为a₂，封闭气体的压强为p₂、体积为V₂，设密封气体的质量和温度均不变。则（       ）

A．a₁>a₂，p₁> p₂，V₁>V₂
B．a₁<a₂，p₁> p₂，V₁<V₂
C．a₁=a₂，p₁< p₂，V₁<V₂
D．a₁=a₂，p₁< p₂，V₁>V₂

（1）以下说法正确的是　　　　　　　　　．

A．达到热平衡的系统内部各处都具有相同的温度

B．分子间距增大，分子势能就一定增大

C．浸润与不浸润均是分子力作用的表现

D．液体的表面层分子分布比液体内部密集，分子间的作崩体现为相互吸引

（2）某热机在工作中从高温热库吸收了8×10⁶ kJ的热量，同时有2×10⁶ kJ的热量排放给了低温热 库（冷凝器或大气），则在工作中该热机对外做了　　　　kJ的功，热机的效率　　　％．
（3）实验室内，某同学用导热性能良好的气缸和活塞将一定质量的理想气体密封在气缸内（活塞与气缸壁之间无摩擦），活塞的质量为m，气缸内部的横截面积为S．用滴管将水缓慢滴注在活塞上，最终水层的高度为h，如图所示．在此过程中，若大气压强恒为p₀，室内的温度不变，水的密度为，重力加速度为g，则：
①图示状态气缸内气体的压强为        ；
②以下图象中能反映密闭气体状态变化过程的是         ．

如图所示，A、B、C、D分别为p-V图中矩形的顶点，其中AB、CD为等容线，BD、AC为等压线。在A、B和C三点气体温度分别为T_A、T_B和T_C，求：
（1）D点的温度T_D。
（2）矩形对角线交点H处的温度T_H。

下列两图中，P表示压强，T表示热力学温度，t表示摄氏温度，甲图反映的是一定质量气体的状态变化规律，a、b分别是图线与两坐标的交点，现将纵坐标向左平移至b，得到图乙．则下列说法错误的是（   ）

A．甲图中a表示气体在零摄氏度时的压强

B．甲图中b表示气体的实际温度可以达到-273^oC

C．单从甲图不能判断气体是否作等容变化

D．气体压强P随温度t发生变化，且体积保持不变