2.3气体实验定律的微观解释 达标练习（Word解析版）

2021-2022学年粤教版（2019）选择性必修第三册
2.3气体实验定律的微观解释 达标练习（解析版）
1．下列说法中正确的是（ ）
A．一定质量的气体被压缩时，气体压强不一定增大
B．一定质量的气体温度不变压强增大时，其体积也增大
C．气体压强是由气体分子间的斥力产生的
D．在失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁没有压强
2．氧气分子在100℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化如图中曲线所示。下列说法中不正确的是（　　）
A．100℃时也有部分氧气分子速率大于900m/s
B．曲线反映100℃时氧气分子速率呈“中间多，两头少”的分布
C．在100℃时，部分氧气分子速率比较大，说明内部也有温度较高的区域
D．温度降低时，氧气分子单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比的最大值将向速率小的方向移动
3．右图是氧气分子在不同温度(0℃和100℃)下的速率分布，由图可得信息(　　)
A．同一温度下，氧气分子呈现出“中间多，两头少”的分布规律
B．随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增大
C．随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例变高
D．随着温度的升高，氧气分子的平均速率变小
4．一定质量的理想气体，保持体积不变．下列说法正确的是（　　）
A．压强增大时，气体的内能增加
B．压强增大时，单位体积的气体分子数增加
C．温度升高时，每个气体分子的动能都增加
D．温度降低时，每个气体分子的动能都减小
5．关于气体压强的理解，哪一种理解是错误的（　　）
A．将原先敞口的开口瓶密闭后，由于瓶内气体重力太小，它的压强将远小于外界大气压强
B．气体压强是由于气体分子不断撞击器壁而产生的
C．气体压强取决于单位体积内气体分子数及其平均动能
D．单位面积器壁受到气体分子碰撞产生的平均压力在数值上等于气体压强的大小
6．下列说法中正确的是（　　）
A．气体压强是由气体分子间的斥力产生的
B．在失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁没有压强
C．气体分子的平均动能增大，气体的压强一定增大
D．气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力
7．在一定温度下，某种理想气体分子的速率分布应该是（　　）
A．每个分子的速率都相等
B．每个分子的速率一般都不相等，速率很大和速率很小的分子数目都很少
C．每个分子的速率一般都不相等，但在不同速率范围内，分子数的分布是均匀的
D．每个分子的速率一般都不相等，速率很大和速率很小的分子数目都很多
8．以下说法正确的是（　　）
A．水流速度越大，水分子的热运动越剧烈
B．水的体积很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现
C．给汽车轮胎充气时很费力，说明分子间存在斥力
D．阳光射入屋内，可以看见尘埃乱舞，这属于布朗运动
9．如图为气体速率分布图，纵坐标表示该速率的分子占总分子数的百分比，图线下的面积为，图线下的面积为，下列说法正确的是（　　）
A． B． C． D．
10．下列说法正确的是（　　）
A．布朗运动是分子的无规则运动
B．液体表面层分子之间的引力等于斥力
C．的水和的水蒸气相比较，分子的平均动能和分子的总动能都相同
D．大量分子做无规则运动的速率按“中间少，两头多”的规律分布
11．关于一定质量的理想气体，下列说法正确的是（　　）
A．当分子热运动变剧烈且分子平均间距变大时，气体压强一定变大
B．在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零
C．一定质量的理想气体压强增大，其分子的平均动能一定增加
D．气体在等压膨胀过程中温度内能一定变大
12．以下说法正确的是（ ）
A．做布朗运动的微粒的无规则运动是液体分子无规则运动的反映
B．分子运动的平均速度可能为零，瞬时速度不可能为零
C．液体与大气相接触，表面层内分子所受其他分子的作用表现为相互吸引
D．热量可以自发地从低温物体向高温物体传递
E.气体分子单位时间内对单位面积器壁碰撞的次数与单位体积内的分子数和温度有关
13．如图所示，一定质量的理想气体在封闭容器中，从图示A状态开始，经历了B、C，最后到D状态，下列判断中正确的是（ ）
A．A→B过程，单位时间内气体分子对单位面积容器壁平均撞击次数减小
B．A→B过程，气体吸收热量
C．B→C体积不变，压强不变
D．C→D体积变小，内能不变
14．如图所示，在斯特林循环P-V图象中，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A.其中，A→B和C→D为等温过程，该循环过程中，下列说法正确的是（ ）
A．A→B过程中，气体从外界吸收热量
B．B→C过程中，气体分子的热运动变得更激烈
C．C→D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多
D．D→A过程中，气体分子的速率分布曲线发生变化
E.A→B过程比C→D过程气体分子的平均动能小
15．如图所示，内部横截面积为S的圆筒形绝热容器，封有一定质量的理想气体，开口向上放在硬板上．设活塞质量为，现有一质量为的橡皮泥从距活塞上表面高为处的A点由静止开始下落，碰到活塞后，随活塞—起下降的最大距离为，若不计活塞与容器壁的摩擦，求容器内气体内能的最大变化量是多少？
16．如图所示，由U形管和细管连接的玻璃泡A、B和C浸泡在温度均为0℃的水槽中，B的容积是A的4倍．阀门S将A和B两部分隔开．A内为真空，B和C内都充有气体，U形管内左边水银柱比右边的低50mm．打开阀门S，整个系统稳定后，U形管内左右水银柱高度相等．设U形管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的容积．
（1）求玻璃泡C中气体的压强（以mmHg为单位）；
（2）将右侧水槽的水从0℃加热到一定温度时，U形管内左右水银柱高度差变为100mm，求加热后右侧水槽的水温．
参考答案
1．A
【解析】
根据理想气体状态方程 压缩后的压强，知压缩后的压强还与压缩后的温度有关，如果压缩后的温度降低足够大，则气体压强可以减小，故A正确；根据理想气体状态方程可知温度不变时，压强增大，则体积减小，故B错误；气体压强由于分子热运动时气体分子不断撞击容器壁形成持续压力而形成的，与气体分子间的斥力无关，故C错误；气体压强由于分子热运动时气体分子不断撞击容器壁形成持续压力而形成的，与气体的重力无关，故在失重的情况下，密闭容器中的气体对器壁仍然有压强，故D错误．故选A．
点睛：本题主要考查气体压强的形成原因以及理想气体的状态方程，正确掌握规律是解决问题的关键，尤其是气体的压强的产生与大气压强的产生机制不同．
2．C
【详解】
A．由图可知，100℃时也有部分氧气分子速率大于900m/s，A正确，不符合题意；
B．曲线反映100℃时氧气分子速率呈“中间多，两头少”的分布，B正确，不符合题意；
C．温度是平均动能的标志，100℃时，也有少部分分子的速率较大，少部分分子的速率较小，但不是说明内部有温度较高的区域，C错误，符合题意；
D．温度降低时，分子平均速率减小，则氧气分子单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比的最大值将向速率小的方向移动，D正确，不符合题意。
故选C。
3．A
【详解】
A．由图可知，同一温度下，氧气分子速率都呈现“中间多，两头少”的分布特点，A正确．
B．温度是分子热运动平均动能的标志，是大量分子运动的统计规律，对单个的分子没有意义，所以温度越高，平均动能越大，平均速率越大，单不是所有分子运动速率变大，B错误；
CD．由图知，随着温度升高，速率较大的分子数增多，所以氧气分子的平均速率变大，氧气分子中速率小的分子所占比例变低，故CD错误。
故选A。
4．A
【详解】
A、一定质量的理想气体，其体积不变，则分子的密度不变；当压强增大时，其气体的温度升高，则气体分子的平均动能增大，内能增加，故A正确；B、压强改变，不能改变单位体积内的分子数，单位体积内的分子数与气体体积有关，体积不变，单位体积内的分子数就不变，故B错误．CD、当温度升高时，气体的平均动能增大，但并不是每个的动能都增大，有的甚至减小，对分子讲个别情况是无意义的，而是看平均效果，同样当温度降低时，分子的平均动能减小，但并不能说明每个分子的动能都减小．故C错误，D错误．故选A．
【点睛】
由压强的微观解释可以判定A；单位体积内的分子数与气体体积有关，与压强无关；温度是分子平均动能的标志．
5．A
【详解】
A．将开口瓶密闭后，瓶内气体脱离大气，瓶内气体压强等于外界大气压强，故A错误符合题意；
B．气体压强是由于气体分子不断撞击器壁而产生的，故B正确不符合题意；
C．根据气体压强的微观解释可知，气体压强取决于单位体积内气体分子数及其平均动能，故C正确不符合题意；
D．根据可知，单位面积器壁受到气体分子碰撞产生的平均压力在数值上等于气体压强的大小，故D正确不符合题意。
故选A。
6．D
【详解】
A．气体的压强是由于大量分子无规则地运动而碰撞器壁形成的，选项A错误；
B．失重并不影响分子的无规则热运动，选项B错误；
C．气体的压强微观上取决于分子的平均动能和分子数密度，由这两个因素共同决定，故选项C错误；
D．根据气体压强的微观定义，气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力，故D项正确。
故选D。
7．B
【详解】
由不同温度下的分子速率分布曲线可知，分子数百分率呈现“中间多，两头少”统计规律，温度是分子平均动能的标志，温度高则分子速率大的占多数，所以分子的速率不等，在一定温度下，速率很大和很小的分子数目很少，每个分子具有多大的速率完全是偶然的，故ACD错误，B正确。
8．B
【详解】
A．水分子的热运动与温度有关，温度越高运动越剧烈，与水流的宏观速度无关，故A错误；
B．水分子不同于气体分子，间隙可以忽略，水的体积很难被压缩，是分子间存在斥力的宏观表现，故B正确；
C．由于气体分子间的距离很大，分子间的作用力可以忽略不计，给汽车轮胎充气时很费力，这是压强导致的结果，故C错误；
D．阳光射入屋内，可以看见尘埃乱舞，是空气的流动造成的，不是布朗运动，布朗运动是分子碰撞的不平衡性造成的，要通过显微镜才能看到，故D错误。
故选B。
9．B
【详解】
AB．由图可知，T2中速率大分子占据的比例较大，则说明T2对应的平均动能较大，故T2对应的温度较高，，故A错误，B正确。
CD．曲线下的面积表示分子速率从0-∞所有区间内分子数的比率之和，均为1，相等，即，故CD错误；
故选B。
10．C
【详解】
A．布朗运动是固体小颗粒的运动，它是分子热运动的间接反应，但不是分子热运动；故A错误；
B．液体产生表面张力是因为液体表面层分子较稀疏，分子间引力大于斥力；故B错误；
C．温度是分子平均动能的标志，则知，的水要变为的水蒸气分子的平均动能不变，分子总数相等，所以分子的总动能相同，故C正确；
D．大量分子做无规则运动的速率按“中间多，两头少”的规律分布，故D错误。
故选C。
11．D
【详解】
A．当分子热运动变剧烈时，气体分子的平均动能变大；当气体间的平均距离变大，气体分子的密集程度变小，则压强不知道如何变化，故A错误；
B．气体对容器壁的压强是分子对容器壁的碰撞产生的，与气体的重力无关，故在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强不变，故B错误；
C．一定质量的理想气体压强增大，可以通过减小体积或者升高温度来实现，如果保持温度不变，减小体积的话，其分子的平均动能保持不变，故C错误；
D．气体在等压膨胀过程中由理想气体状态方程可知，温度一定升高，内能也一定增大，故D正确。
故选D。
12．ACE
【详解】
A.布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，是液体分子无规则运动的反映，故A正确；
B.分子做永不停息的无规则运动，分子运动的平均速度不可能为零，瞬时速度有可能为零，故B错误；
C.液体表面表现为张力，是由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离引起的，即分子间表现为引力，故C正确；
D.根据热力学第二定律可知，热量热可以自发地由高温物体向低温物体传递，但不能自发地由低温向高物体物体传递，故D错误；
E.气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数产生的作用力即等于压强大小，它与单位体积内的分子数和分子运动的剧烈程度即温度有关，故E正确。
故选ACE.
13．ABD
【解析】
直线AB的体积与热力学温度的比值相等，所以直线AB表示等压变化，由图可知A→B温度升高，压强不变，所以单位时间内气体分子对单位面积容器壁平均撞击次数减小，根据理想气体状态方程：，可知体积增大，气体对外做功，温度升高内能增大，根据热力学第一定律可知，气体将会吸热，故AB正确；B与C比较，B点的压强大，所以B→C体积不变，压强减小，故C错误；D点与A点的体积比较，D点的体积大，温度不变，压强减小，内能不变，故D正确．所以ABD正确，C错误．
14．ACD
【分析】
考查理想气体P-V图。
【详解】
A．A→B为等温过程，内能 U=0，V变大，对外做功，W<0,由 U=W+Q可知Q>0，则吸热，选项A正确；
B．B→C过程V不变，P减小，由可知温度降低，故分子热运动减慢，选项B错误；
C．C→D，V减小，气体密度变大，T不变，压强变大，则单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，则选项C正确；
D．D→A，V不变，P增大，由可知，T升高，气体分子的速率分布曲线发生变化，选项D正确；
E．由B→C可知，温度降低，分子平均动能减小，故选项E错误．
故选ACD。
15．
【解析】
【详解】
橡皮泥落到活塞上的速度为v，则有
与活塞相撞时动量守恒：
气体内能的增加主要是动能转化加外力对气体做功，所以
气体内能的最大变化量是
16．(1) 200mmHg (2) 477.75K
【详解】
(1) 在打开阀门S前，两水槽水温均为T0=273K．设玻璃泡B中气体的压强为p1，体积为VB，玻璃泡C中气体的压强为pC，依题意有：
p1=pC+△p
式中△p=50mmHg．打开阀门S后，两水槽水温仍为T0，设玻璃泡B中气体的压强为pB
pB=pC
玻璃泡A和B中气体的体积为：
V2=VA+VB
根据玻意耳定律得：
p1VB=pBV2
代入数据解得
pC=200mmHg
(2) 当右侧水槽的水温加热至T′时，U形管左右水银柱高度差为100mm，即
△p=100mmHg
玻璃泡C中气体的压强为
pc′=pB+△p
玻璃泡C的气体体积不变，发生等容变化，根据查理定理得：
解得：
T′=477.75K