高中物理气体热现象的微观意义课后训练新人教选修

4 气体热现象的微观意义
课后集训
基础过关
1.关于气体分子运动的特点，正确的说法是( )
A.气体分子运动的平均速率与温度有关
B.当温度升高时，气体分子的速率分布不再是“中间多，两头少”
C.气体分子的运动速率可由牛顿第二定律求得
D.气体分子的平均速度随温度升高而增大
解析：气体分子的运动与温度有关，当温度升高时，平均速率变大，但仍然遵循“中间多，两头少”的统计规律.由于分子运动的无规性，不能用牛顿第二定律求得其速率.由于分子向各个方向运动机会均等，稳定时，平均速度几乎等于零，故温度升高，平均速度不一定增大，本题只有A 正确.
答案：A
2.两个相同的容器中，分别盛有质量相同、温度相同的氧气和氢气，则它们的( )
A.压强相同
B.平均速率相同
C.分子的平均动能相同，压强不相等
D.分子的平均动能相同，压强相等
解析：温度是物质分子平均动能的标志，其关系T=k E a .气体的压强，从微观看取决于分子无规则运动的剧烈程度和分子密度，氢气和氧气同温同体积、同质量，但由于氢气分子的质量小，氢气分子数多，分子密度大，氢气的压强大，所以ABD 均错，C 正确.
答案：C
3.封闭在体积一定的容器内的理想气体，当温度升高时，下列四个结论中正确的是( )
A.分子的密度增大
B.分子的平均动能增大
C.分子的平均速率增加
D.分子的势能增加
解析：一定质量的理想气体，分子总数一定，在体积不变的条件下，分子密度保持不变，A 选项错误.理想气体分子间作用力为零，无分子势能，故D 选项错误；温度升高时分子平均动能增加，由221mv E K 可知分子平均速率增大，故选项B 、C 均正确.
答案：BC
4.关于气体的压强、下列说法中正确的是( )
A.人造卫星内，气体完全失重，所以气体压强为零
B.人造卫星内，气体完全失重，但气体仍有压强
C.气体的压强是单纯由气体重力造成的
D.气体的压强是由气体分子的碰撞造成的
解析：气体分子不停地做无规则运动，对器壁频繁碰撞，使气壁受到持续均匀的压力；从而产生压强.所以选项C 错，D 对，人造卫星内，气体处于完全失重状态，但气体分子无规则热运动并不停息，因此选项A 错，选项B 正确.
答案：BD
5.一定质量的理想气体经历等温压缩过程时，气体压强增大，从分子运动理论观点来分析，这是因为( )
A.气体分子的平均动能增大
B.单位时间内，器壁单位表面积上分子碰撞的次数增多
C.气体分子数增加
D.气体分子数的密度加大
解析：一定质量的理想气体经历等温压缩过程，由于温度不变，气体分子的平均动能不变.所以选项A 错误.气体分子总数一定，体积缩小，单位体积内的分子数增多，因而单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数增多，因而压强增大，故选项BD 正确，选项C 错误.
答案：BD
综合运用
6.对于一定量的理想气体，下列论述中正确的是( )
A.当分子热运动变得剧烈时，压强必变大
B.当分子热运动变得剧烈时，压强可以不变
C.当分子间的平均距离变大时，压强必变小
D.当分子间的平均距离变大时，压强必变大
解析：一定质量的理想气体温度升高，分子的平均动能增大，分子热运动加剧，气体压强有增大的趋势.气体体积变大，分子间的平均距离变大，分子密度减小，气体的压强有减小的趋势，若两者效果恰好抵消，则气体压强保持不变，故A 、C 、D 选项均错误，B 正确.
答案：B
7.对一定质量的理想气体，用p 、V 、T 分别表示其压强、体积和温度，则有( )
A.若T 不变，p 增大，则分子热运动的平均动能增大
B.若p 不变，V 增大，则分子热运动的平均动能减小
C.若p 不变，T 增大，则单位体积中的分子数减小
D.若V 不变，p 减小，则单位体积中的分子数减小
解析：一定质量的理想气体的压强大小与分子平均动能k E 和分子密度n 0都有关系.k E 与n 0的增大都能导致p 的增大，k E 与n 0的减小都能导致p 的减小.温度T 不变，分子平均动能不变，压强增大是由于n 0的增大造成的，选项A 错，体积增大，则n 0减小，若保持p 不变，则k E 应增大，故B 选项错误，C 选项正确.V 不变，则n 0不变，若p 减小，则必然是温度升高，k E 增大，故D 错.
答案：C
8.恒温室内，一玻璃瓶装有理想气体，由于瓶盖有点漏气，则瓶内气体( )
A.分子势能增大
B.分子平均动能不变
C.温度不变
D.气体内能不变
解析：理想气体没有分子势能，故选项A 错误.由于温度保持不变，所以分子平均动能不变，故B 、C 正确.由于漏气，玻璃瓶中的气体分子数减少，因而瓶内气体的内能应减小，故D 选项错误.
答案：BC
9.A 、B 相同的两个气缸中都充有质量相同的氧气，其中P-V 图像如图8-4-3所示，从图中可得( )
图8-4-3
A.A 容器中氧气的压强小
B.B 容器中氧气的密度大
C.两个容器的气体的密度相同
D.两个容器的气体的温度相同
解析：由于两容器容积相同，且装有相同质量的氧气，所以两容器内氧气的密度、分子总数及分子密度均相同.从图8-4-3中可知，在体积相同时，A 容器中气体压强大，这说明A 容器中气体分子平均动能大，气体温度高.故选项A 、B 、D 均错误，选项C 正确.
答案：C
10.如图8-4-4，一个上下都与大气相通的直圆筒，内部横截面的面积S=0.01 m 2，中间用两个活塞A 和B
封住一定质量的理想气体，A 、B 都可沿圆筒无摩擦地上下滑动，但不漏气，A 的质量可不计，B 的质量为
M ，并与一劲度系数k=5×103 N/m 的较长的弹簧相连.已知大气压强p 0=1×105 Pa ，平衡时，两活塞间的距
离l 0=0.6 m ，现用力压A ，使之缓慢向下移动一定距离后，保持平衡.此时，用于压A 的力F=5×102 N ，
求活塞A 向下移动的距离.(假定气体温度保持不变)
图8-4-4
解析：活塞A 受压向下移动的同时，活塞B 也向下移动，已知达到平衡时，F=5×102 N.
设A 向下移动的距离为l,B 向下移动的距离为x ，由于气体温度不变，由玻意耳定律得
p 0l 0S=(p 0+S
F )(l 0－l+x)S ① 当气体的压强为p 0时，弹簧受B 的作用而有一定的压缩量，当气体的压强变为p 0+F/S 时，弹簧增加的压缩量就是B 向下移动的距离x ，由胡克定律
F=kx ②
将①和②式消去x ，代入数值得
l=0.3 m
答案：0.3 m
高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题
1．南方气温偏低，经常存在冰冻现象。

某校方同学和阳同学(校服材质一样)先后从倾斜坡面的同一位置由静止滑下，最终两人停在水平冰面上，如图所示(两人均可视为质点，且不计人经过B点时的能量损失)。

根据上述信息，不能确定方、阳两人（）
A．经过B点时速度大小相等
B．最终两人停在水平冰面上同一位置
C．损失的机械能相等·
D．运动的时间相等
2．如图甲所示，电源电动势为6V，内阻不计，先使开关S与1端相连，稳定后把开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电，传感器将电流信息传入计算机，由计算机给出电流随时间变化的I－t曲线如图乙所示。

该电容器的电容约为
A．700 F B．1400 F C．2800 F D．5600 F
3．如图所示，由竖直轴和双臂构成的“Y”型支架可以绕竖直轴转动，双臂与竖直轴所成锐角为一个质量为m的小球穿在一条臂上，到节点的距离为h，小球始终与支架保持相对静止。

设支架转动的角速度为，则
A．当时，臂对小球的摩擦力大小为
B．由零逐渐增加，臂对小球的弹力大小不变
C．当时，臂对小球的摩擦力为零
D．当时，臂对小球的摩擦力大小为mg
4．如图所示，a、b、c、d、e五条实线为电场中的等势面，相邻两个等势面间的电势差相等，且等势面b 的电势为零。

一个带电的粒子仅在静电力作用下从A点运动到B点，其在A点的动能为10J，到达B点时的动能为30J。

在此过程中，粒子动能是27.5J时的电势能为
A．- 2.5J B．2.5J C．12.5J D．-12.5J
5．如图所示，、为两个等量的正点电荷，在其连线中垂线上的点放一个负点电荷（不计重力），点为连线中垂线上一点且，点电荷从点由静止释放经点运动到点的过程中，下列说法正确的是（）
A．点电荷的速度一定先增大后减小
B．点电荷的加速度一定先减小后增大
C．点电荷的电势能一定先增大后减小
D．点电荷在点电势最大，动能为零
6．在高度为h的同一位置向水平方向同时抛出两个小球A和B，若A球的初速度v A大于B球的初速度v B，则下列说法中不正确的是（）
A．A比B先落地
B．在飞行过程中的任一段时间内，A的水平位移总是大于B的水平位移
C．若两球在飞行中遇到一堵竖直墙，A击中墙的高度大于B击中墙的高度
D．在空中飞行的任意时刻，A总在B的水平正前方，且A的速率总是大于B的速率
二、多项选择题
7．直线P1P2过均匀玻璃球球心O，细光束a、b平行且关于P1P2对称，由空气射入玻璃球的光路如图。

a、b光相比
A．玻璃对a光的折射率较小
B．b光在玻璃中的传播速度较大
C．b光在玻璃中的传播时间较长
D．用同一双缝干涉实验装置做实验，a光的相邻两明条纹之间的距离大
E. 用同一衍射实验装置做实验，b光的衍射条纹宽度相等且比a光的宽
8．如图所示，在圆心为O、半径为R的圆形区域内有垂直纸面向外，磁感应强度大小为B的匀强磁场。

一系列电子以不同的速率v（0≤v≤v m）从边界上的P点沿垂直于磁场方向与OP成60°角方向射入磁场，在1/3区域的磁场边界上有电子射出。

已知电子的电荷量为﹣e，质量为m，不考虑电子之间的相互作用力。

则电子在磁场中运动的（）
A．最大半径为r＝R B．最大速率为v m＝
C．最长时间为t＝D．最短时间为t＝
9．真空中，两个固定点电荷A、B所带电荷量分别为Q A和Q B，在它们共同形成的电场中，有一条电场线如图实线所示，实线上的箭头表示电场线的方向，电场线上标出了C、D两点，其中D点的切线与AB连线平行，O点为AB连线的中点，则
A．A带正电，B带负电，且
B．O点电势等于D点电势
C．点电荷A在D点产生的场强比点电荷B在D点产生的场强大
D．负检验电荷在C点的电势能大于在D点的电势能
10．在竖直方向的电场中一带电小球由静止开始竖直向上运动，运动过程中小球的机械能与其位移关系的图象如图所示，其中O～S1过程的图线为曲线，S1～S2过程的图线为直线．根据该图象，下列说法正确的是
A．小球一定带正电
B．O～S1过程中小球可能一直在做加速运动
C．S1～S2过程中所处的电场一定是匀强电场
D．S1～S2过程中小球的动能可能不变
三、实验题
11．如图，在xoy坐标中存在一方向垂直于纸面、磁感应强度为B的有界磁场磁场宽度x＝1．有一质量为m的带电粒子q无初速地从A点处进入加速电场，经加速度后垂直y轴且从y＝2处进入磁场，再经磁场偏转后从边界C点射出，最后打在x轴的P点上，CP与x轴的夹角为60°．不计粒子的重力，求：
（1）加速电场的电压U
（2）带电粒子在磁场中的运动时间t
（3）P点在x轴上的坐标xp。

12．如图，读出下列游标卡尺和螺旋测微器的读数。

(1)游标卡尺读数为______cm
(2)螺旋测微器读数为______mm
四、解答题
13．（8分）一质量为2m的物体P静止于光滑水平地面上，其截面如图所示。

图中ab为粗糙的水平面，长度为L；bc为一光滑斜面，斜面和水平面通过与ab和bc均相切的长度可忽略的光滑圆弧连接。

现有一质量为m的木块以大小为v0的水平初速度从a点向左运动，在斜面上上升的最大高度为h，返回后在到达a点前与物体P相对静止。

重力加速度为g。

求：
（i）木块在ab段受到的摩擦力f；
（ii）木块最后距a点的距离s。

14．如图所示，轻绳绕过两个固定在天花板上的定滑轮，与物块A和C'相连。

物块B放在水平地面上，与物块A通过轻弹簧相连，A、B在同一竖直线上，A、B、C的质量分别为m、m 、1.5m。

开始时用手托着物块使绳子刚好拉直，张力为零，弹簧的劲度系数为k，重力加速度为g，释放物块C。

求：
（1）当物块C的速度达到最大时，物块B对地面的压力多大?
（2）当物块B对地面的压力为零时，求物块C的加速度。

【参考答案】
一、单项选择题
题号 1 2 3 4 5 6
答案 C B C B A A
二、多项选择题
7．ACD
8．AD
9．AC
10．BCD
三、实验题
11．（1）（2）（3）
12．04 5.803（5.802~5.804）
四、解答题
13．（1）（2）
14．（1）0.5mg （2）0.2g
高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题
1．下列图中，A图是真空冶炼炉可以冶炼高质量的合金；B图是充电器工作时绕制线圈的铁芯中会发热；C图是安检门可以探测人身是否携带金属物品；D图是工人穿上金属丝织成的衣服可以高压带电作业。

属于涡流现象的是（）
A．B．
C．D．
2．假设人类登上火星后，在火星上进行了如下实验：在固定的半径为r的竖直光滑圆轨道内部，一小球恰好能做完整的圆周运动，小球在最高点的速度大小为v，如图所示。

若已知火星的半径为R，引力常量为G，则火星的质量为( )
A．B．C．D．
3．如图所示，一物块从粗糙斜面上从静止开始释放，运动到水平面上后停止，则运动过程中，物块与地球系统的机械能
A．不变 B．减少 C．增大 D．无法判断
4．如图所示，直杆BC的一端用铰链固定于竖直墙壁，另一端固定一个小滑轮C，细绳下端挂一重物，细绳的AC段水平。

不计直杆、滑轮及细绳的质量，忽略所有摩擦。

若将细绳的端点A稍向下移至A'点，使之重新平衡，则此时滑轮C的位置（）
A．在AA'之间B．与A'点等高
C．在A'点之下D．在A点之上
5．如图，理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1，原线圈一侧接一输出电压恒为U1的正弦交流电源，电阻R1、R2、R3、R4的阻值相等。

下列说法正确的是（）
A．S断开时，图中电压U1U2=2∶1
B．S断开时，R1消耗的电功率等于R2的2倍
C．S闭合后，R1、R3、R4消耗的电功率相同
D．S闭合后，R1两端电压比S闭合前的更小
6．下列关于光的性质说法正确的是
A．托马斯·杨通过光的单缝衍射实验，证明了光是一种波
B．日落时分，在岸上拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振光片可以使景象更清晰
C．马路积水上的油膜呈现彩色图样是光的衍射现象
D．照相机镜头表面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是应用了光的全反射现象
二、多项选择题
7．在“探究电磁感应现象”的实验中，按如图连接电路，在闭合S1瞬间发现灵敏电流计G指针向左偏，则将L2从L1中拔出，电流表指针______________，将滑动变阻器滑片迅速右移，电流表指针_______，断开S2，电流表指针_______________（填“左偏”、“右偏”或“不偏”）。

从该实验的探究可以得到的结论是________________________________________。

8．甲、乙两辆遥控小汽车在两条相邻的平直轨道上作直线运动，以甲车运动方向为正方向，两车运动的v-t图象如图所示。

下列说法正确的是（）
A．两车若在t=5s时相遇，则另一次相遇的时刻是t=10s
B．两车若在t=5s时相遇，则t=0时两车相距15m
C．两车若在t=10s时相遇，则另一次相遇的时刻是t=20s
D．两车若在t=10s时相遇，则相遇前两车的间距是逐渐减小的
9．如果不计重力的电子，只受电场力作用，那么电子在电场中可能做（）
A．匀速直线运动
B．匀加速直线运动
C．匀变速曲线运动
D．匀速圆周运动
10．在一静止点电荷的电场中，任一点的电势φ与该点到点电荷的距离r的关系如图所示．电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别E a、E b、E c和E d，点a到点电荷的距离r a与点a的电势φa已在图中用坐标（r a，φa）标出，其余类推．现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点，在相邻两点间移动的过程中，电场力所做的功分别为W ab、W bc和W cd．下列选项正确的是（）
A．E a：E b=4：1
B．E c：E d=2：1
C．W ab：W bc=3：1
D．W bc：W cd=1：3
三、实验题
11．一列简谐横波沿直线传播，在传播方向上有P、Q两个质点，它们相距为0.8 m，当t＝0时，P、Q两点的位移恰好是正最大值，t＝0.6 s末时，P、Q两点正好都处在平衡位置(波源的振动周期大于0.6s)，此时在Q点左侧，波峰与Q点的距离为λ/4，试求：
(1)若波由P传至Q，波的周期；
(2)若波由Q传至P，波的速度；
(3)若波由Q传至P，从t＝0时开始观察，哪些时刻P、Q两点正好处在平衡位置，并且波峰在P点的右侧，与P点的距离为λ/4。

12．在图甲中，不通电时电流表指针停在正中央，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏。

现在按图乙连接方式将电流表与螺线管B连成一个闭合回路，将螺线管A与电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合回路.
(1)将S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，电流表的指针将______（填“向左”“向右”或“不发生”）偏转；
(2)螺线管A放在B中不动，电流表的指针将______（填“向左”“向右”或“不发生”）偏转；
(3)螺线管A放在B中不动，滑动变阻器的滑片向右滑动，电流表的指针将_________（填“向左”“向右”或“不发生”）偏转；
(4)螺线管A放在B中不动，突然切断开关S时，电流表的指针将_______（填“向左”“向右”或“不发生”）偏转。

四、解答题
13．如图所示，竖直平面内有一半径为r、电阻为R1、粗细均匀的光滑半圆形金属环，在M、N处与相距为2r、电阻不计的平行光滑金属轨道ME、NF相接，EF之间接有电阻R2，已知R1＝12R，R2＝4R。

在MN 上方及CD下方有水平方向的匀强磁场I和Ⅱ，磁感应强度大小均为B。

现有质量为m、电阻不计的导体棒ab，从半圆环的最高点A处由静止下落，在下落过程中导体棒始终保持水平，与半圆形金属环及轨道接触良好，设平行轨道足够长。

已知导体棒ab下落r/2时的速度大小为v1，下落到MN处的速度大小为v2。

(1)求导体棒ab从A下落r/2时的加速度大小。

(2)若导体棒ab进入磁场Ⅱ后棒中电流大小始终不变，求磁场I和Ⅱ之间的距离h和R2上的电功率P2。

(3)若将磁场Ⅱ的CD边界略微下移，导体棒ab刚进入磁场Ⅱ时速度大小为v3，要使其在外力F作用下做匀加速直线运动，加速度大小为a，求所加外力F随时间变化的关系式。

14．如图所示，汽缸开口向下竖直放置，汽缸的总长度为L=0.8m，开始时，厚度不计的活塞处于处，
现将汽缸缓慢转动（转动过程中汽缸不漏气），直到开口向上竖直放置，稳定时活塞离汽缸底部的距离为
，已知汽缸的横截面积S=20cm2，环境温度为T0=290K保持不变，大气压强p0=1.02×105Pa，重力加速
度g取10m/s2。

（1）求活塞的质量；
（2）缓慢加热汽缸内的气体至活塞离汽缸底部的距离为，求此时气体的温度及此过程中气体对外做的
功。

【参考答案】
一、单项选择题
题号 1 2 3 4 5 6
答案 D C B D C B
二、多项选择题
7．右偏左偏不偏穿过闭合线圈中的磁通量变化，则会产生感应电流
8．BD
9．BCD
10．AC
三、实验题
11．(1)0.8s; (2)v＝＝m/s (n＝1,2,3…); (3)s (k＝0,1,2，…)。

12．向左不发生向右向右
四、解答题
13．（1）(2)(3)
14．（1）6.8kg；（2）580K， 54.4J。