2.3气体实验定律的微观解释 课时练习（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 课时练习（解析版）
1．某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示，三条曲线所对应的温度分别为TI、TII、TIII，则
A．TI> TII > TIII B．TI< TII < TIII C．TI= TII = TIII D．TI< TII， TII > TIII
2．关于下列实验现象的说法，正确的是（　　）
A．图甲说明薄板一定是晶体
B．图乙说明气体速率分布随温度变化，且
C．图丙说明气体压强的大小既与分子动能有关，也与分子的密集程度有关
D．图丁说明水黾受到了浮力作用
3．关于分子的热运动，下列说法正确的是（　　）
A．扩散现象说明分子间存在斥力
B．物体对外做功，其内能一定减少
C．温度升高，物体的每一个分子的动能都增大
D．气体密封在容积不变的容器内，若温度升高，则气体的压强增大
4．汽缸内封闭着一定质量的气体，如果保持气体体积不变，当温度升高（　　）
A．气体的分子数密度增大
B．气体的压强减小
C．气体分子的平均速率减小
D．每秒钟撞击器壁单位面积上的气体分子数增多
5．从分子动理论的观点看，下列表述中正确的是（　　）
A．物体的内能就是分子的平均动能和势能的总和
B．一定质量100℃的水转变成100℃的水蒸气，其分子的平均动能增加
C．一定质量的理想气体，如果压强不变而体积增大，其分子的平均动能增加
D．如果气体温度升高，物体中所有分子的速率都一定增大
6．负压病房是收治传染性极强的呼吸道疾病病人所用的医疗设施，可以大大减少医务人员被感染的机会，病房中气压小于外界环境的大气压。若负压病房的温度和外界温度相同，负压病房内气体和外界环境中气体都可以看成理想气体，则以下说法正确的是（　　）
A．负压病房内气体分子的平均速率小于外界环境中气体分子的平均速率
B．负压病房内每个气体分子的运动速率都小于外界环境中每个气体分子的运动速率
C．负压病房内单位体积气体分子的个数小于外界环境中单位体积气体分子的个数
D．相同面积下，负压病房内璧受到的气体压力等于外壁受到的气体压力
7．如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．随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增大
B．随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例高
C．同一温度下，氧气分子呈现出“中间多，两头少”的分布规律
D．随着温度的升高，氧气分子的平均速率变小
8．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．
9．下列关于气体压强的说法，正确的是（　　）
A．大气压强是由于大气分子永不停息地做无规则热运动而产生的
B．容器内的大量气体分子对器壁的碰撞满足统计规律，机会均等，故器壁各部分气体压强相等
C．一定质量的理想气体，只要温度升高，气体分子的平均速率就增大，在单位时间内对单位面积器壁的平均撞击力就增大
D．一定质量的理想气体，只要体积减小，单位体积内气体的分子数就增多，气体分子对器壁的碰撞就更加频繁，压强就增大
10．有关理想气体的压强，下列说法正确的是（　　）
A．气体分子的平均速率增大，则气体的压强可能增大
B．气体分子的密集程度增大，则气体的压强一定增大
C．气体分子的平均动能减小，则气体的压强一定减小
D．气体分子的内能减小，则气体的压强一定减小
11．研究气体的性质时，可以设想有一种气体可以不计分子大小和分子间相互作用力，我们把它叫做理想气体。对于一定质量的某种理想气体，下列说法正确的是（　）
A．气体温度升高，每一个分子的动能都增大
B．气体温度升高，气体分子的平均动能增大
C．气体压强是气体分子间的斥力产生的
D．气体对外界做功，气体内能一定减小
12．如图所示为模拟气体压强产生机理的演示实验。操作步骤如下：①把一颗豆粒从距秤盘20cm处松手让它落到秤盘上，观察指针摆动的情况；②再把100 颗左右的豆粒从相同高度均匀连续地倒在秤盘上，观察指针摆动的情况；③使这些豆粒从更高的位置均匀连续倒在秤盘上，观察指针摆动的情况。下列说法正确的是（　　）
A．步骤①和②模拟的是气体压强与气体分子平均动能的关系
B．步骤②和③模拟的是气体压强与分子密集程度的关系
C．步骤②和③模拟的是大量气体分子分布所服从的统计规律
D．步骤①和②模拟的是大量气体分子频繁碰撞器壁产生压力的持续性
13．某种密闭气缸内装有一定质量的理想气体，气体从状态开始，经历四个过程回到初始状态，其图象如图所示，其中平行纵轴，平行，平行横轴，所在的直线过坐标原点，下列判断正确的是（　　）
A．过程中气体分子的平均动能不变
B．过程中气体对外做功，并吸收热量
C．过程中气体向外界放出热量
D．过程中气体的压强与摄氏温度成正比
E.两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数
14．氧气分子在不同温度下的速率分布规律如图所示，横坐标表示速率，纵坐标表示某一速率内的分子数占总分子数的百分比，由图可知（　　）
A．随着温度的升高，氧气分子中速率大的分子所占的比例增大
B．随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增大
C．①状态的氧分子平均动能比②状态的氧分子平均动能小
D．同一温度下，氧气分子呈现“中间多，两头少”的分布规律
15．恒温环境中，在导热良好的注射器内，用活塞封闭了一定质量的理想气体．用力缓慢向外拉活塞，此过程中（ ）
A．封闭气体分子间的平均距离增大
B．封闭气体分子的平均速率减小
C．活塞对封闭气体做正功
D．封闭气体的内能不变
E.封闭气体从外界吸热
16．我们知道，大量随机事件的整体会表现出一定的规律性。例如，某一区域各辆共享单车的行驶方向是随机事件，但大量随机事件的统计结果就能显示出一定的规律。
某人想利用共享单车的大数据为本市规划的几条公交线路提供设计思路。图显示了共享单车停放位置的分布图，共享单车的数据系统中也能记录用户每次使用共享单车的时间、路程等信息（图）。据此可以统计“在某区域、某时段沿不同道路骑行的人数”“在某区域、某时段沿某道路骑行超过、、的人数”等。你认为还可以统计哪些对规划公交线路有价值的统计数据？请说出利用这些统计数据的思路。
17．如图所示，两个完全相同的圆柱形密闭容器，甲中装有与容器容积相等的水，乙中充满空气，试问：
(1)两容器各侧壁压强的大小情况及压强的大小取决于哪些因素（容器容积恒定）？
(2)若让两容器同时做自由落体运动，容器侧壁上所受的压强将怎样变化？
参考答案
1．B
【解析】
【分析】
温度是分子的平均动能的标志，大量的分子的速率的分布规律，满足麦克斯韦分布的规律。
【详解】
根据麦克斯韦分布律，气体的温度越高，速率大的分子所占的比例越大。所以Ⅰ的温度最低，Ⅲ的温度最高，故B正确，ACD错误。
【点睛】
该题考查图f（v）表示v处单位速率区间内的分子数百分率与所对应的温度个关系，其实质是考查麦克斯韦分布规律，掌握其特点即可解答。
2．C
【详解】
A.图甲说明薄板具有各向同性，多晶体和非晶体都具有各向同性，故A错误；
B. 图乙中温度越高，各速率区间的分子数占总分子数的百分比的最大值向速度大的方向迁移，可知T2>T1，故B错误；
C. 图丙的模拟实验可以说明，气体压强的大小既与分子动能有关，也与分子的密集程度有关。故C正确；
D. 图丁中水黾是由于受到了水的表面张力才停留在水面上的。故D错误。
故选C。
3．D
【详解】
A．扩散现象表明了一切物体的分子都在不停地做无规则运动且分子间有间隙，不能说明分子之间存在着斥力，故A错误；
B．物体对外做功，如同时从外界吸收更多的热量，根据热力学第一定律可知若吸收的热量大于对外做的功，则内能增加，故B错误；
C．温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子平均动能增大，不是第一个分子的动能都增大，故C错误；
D．密封在容积不变的容器内的气体，若温度升高，则分子热运动的平均动能增加，而分子数密度不变，故气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大，则气体的压强增大，故D正确；
故选D。
4．D
【详解】
A．当温度升高时，由于气体的体积均不变，因此气体的分子数密度不变，A错误；
BD．保持气体体积不变，当温度升高时，气体的压强增大，因此每秒钟撞击器壁单位面积上的气体分子数增多，B错误，D正确；
C．当温度升高时，分子的平均动能增大，平均速率增大，C错误；
故选D。
5．C
【详解】
A．物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能，故A错误；
B．一定质量的100℃的水变成100℃的水蒸气，温度不变，其分子平均动能不变，故B错误；
C．一定质量的理想气体，压强不变，体积增大，由气态方程
知温度升高，则分子平均动能增加，故C正确；
D．温度是分子的平均动能的标志，是大量分子运动的统计规律，当温度升髙时，分子的平均动能增大，并不是物体内每一个分子热运动的速率都增大，故D错误。
故选C。
6．C
【详解】
A．负压病房的温度和外界温度相同，故负压病房内气体分子的平均速率等于外界环境中气体分子的平均速率，故A错误；
B．负压病房内气体分子的平均运动速率相等，故不可能负压病房内每个气体分子的运动速率都小于外界环境中每个气体分子的运动速率，故B错误；
C．决定气体压强的微观因素：单位体积气体分子数和气体分子的平均速率，现内外温度相等，即气体分子平均速率相等，压强要减小形成负压，则要求负压病房内单位体积气体分子的个数小于外界环境中单位体积气体分子的个数，故C正确；
D．压力，内外压强不等，相同面积下，负压病房内壁受到的气体压力小于外壁受到的气体压力，故D错误。
故选C。
7．C
【详解】
A．温度升高使得氧气分子的平均速率增大，不一定每个分子的速率都增大，故A错误；
B．温度升高使得速率较小的氧气分子所占的比例变小，故B错误；
C．同一温度下，中等速率大的氧气分子数所占的比例大，出现“中间多、两头少”的分布规律，故C正确；
D．温度升高使得氧气分子的平均速率增大，故D错误。
故选C。
8．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。
9．B
【详解】
A．气体的压强是由大量气体分子对容器壁的频繁碰撞引起，不是由于大气分子永不停息地做无规则热运动而产生的，A错误；
B．容器内的大量气体分子对器壁的碰撞满足统计规律，机会均等，故器壁各部分气体压强相等，B正确；
C．温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子的平均动能增大，每次碰撞对容器壁的作用力增大，由于气体体积的变化情况不确定，在单位时间内对单位面积器壁的平均撞击力不一定增大，C错误；
D．对于一定质量的理想气体，当温度不变时，分子的平均动能不变，如果气体体积减小，分子密集程度增大，单位体积内分子的个数增加，在单位时间、单位面积上气体分子对器壁碰撞的次数增多，作用力增大，压强增大，D错误 。
故选B。
10．A
【详解】
A．从微观角度讲，决定气体压强大小的因素：气体分子的数密度、平均动能；气体分子的平均速率增大，分子数密度可能减小，故气体的压强可能增大，故A正确；
B．气体分子的密集程度增大，分子热运动的平均动能可能减小，故气体的压强不一定增大，故B错误；
C．气体分子的平均动能增大，分子数密度可能减小，故气体的压强不一定减小，故C错误；
D．如果该气体分子经过等压冷却过程，此时气体分子的内能减小，气体压强却保持不变，故D错误。
故选A。
11．B
【详解】
AB．气体温度升高，气体分子的平均动能增大，但也有少数气体分子的动能减小，A错误，B正确；
C．气体压强是气体分子持续撞击产生的， C错误；
D．根据热力学第一定律
当气体对外界做功时，同时气体从外界吸收热量，内能不一定减小，D错误。
故选B。
12．D
【详解】
步骤①和②都从相同的高度下落，不同的是豆粒的个数，故它模拟的气体压强与分子密集程度的关系，也说明大量的豆粒连续地作用在盘子上能产生持续的作用力；而步骤②和③的豆粒个数相同，让它们从不同的高度落下，豆粒撞击的速率不同，所以它们模拟的是分子的速率与气体压强的关系，或者说是气体的分子平均动能与气体压强的关系；
故选D。
13．ABE
【详解】
过程中温度不变，气体分子的平均动能不变，A正确；过程中斜率减小，体积增大，气体对外做功，温度升高，内能增大，由热力学第一定律可知，气体吸收热量，B正确；过程中斜率减小，体积增大，气体对外做功，温度升高，内能增大，由热力学第一定律知，气体吸收热量，C错误；过程中气体的压强与热力学温标成正比，D错误；两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数，E正确．
14．ACD
【详解】
A．随着温度的升高，氧气分子中速率大的分子所占的比例增大，从而使分子平均动能增大，故A正确；
B．温度升高使得氧气分子的平均速率增大，不一定每一个氧气分子的速率都增大，故B错误；
C．由图可知，②中速率大的分子占据的比例较大，则说明②对应的平均动能较大，故C正确；
D．同一温度下，中等速率大的氧气分子数所占的比例大，即氧气分子呈现“中间多，两头少”的分布规律，故D正确．故选ACD。
故选ACD。
15．ADE
【详解】
BD．对于一定质量的理想气体，气体的内能和分子平均速率只取决于温度，由题目可知，温度不变，则封闭气体的内能不变，封闭气体分子的平均速率也不变，故B错误，D正确；
AC．用力向外缓慢拉动活塞过程中，气体体积增大，则分子间的平均距离增大，气体对活塞做正功，则活塞对气体做负功，故A正确，C错误；
E．根据可知，温度不变，则内能U不变，即，用力向外缓慢拉动活塞，则，故，即气体从外界吸收热量，故E正确．
16．见解析
【详解】
每一辆共享单车的运动类似与一个气体中无规则运动的分子，要想知道共享单车运动的大数据，从而为公交线路提供设计思路，除了统计“在某区域、某时段沿不同道路骑行的人数”“在某区域、某时段沿某道路骑行超过、、的人数”等外，还可以统计向不同方向运动的共享单车的快慢分布以及轨迹的分布等，从而为政府合理规划车道提供重要的决策参考。
17．(1)见解析；(2)见解析
【详解】
(1)对甲容器，上壁的压强为零，底面的压强最大，其数值为
p=ρgh
其中h为上、下底面间的距离。侧壁的压强自上而下，由小变大，其数值大小与侧壁上各点距水面的竖直距离x的关系是
p=ρgx
对乙容器，各处器壁上的压强大小都相等，其大小取决于气体的分子数密度和温度。
(2)甲容器做自由落体运动时，处于完全失重状态，器壁各处的压强均为零；乙容器做自由落体运动时，器壁各处的压强不发生变化。