2.3气体实验定律的微观解释同步练习(Word版含答案)

2.3气体实验定律的微观解释同步练习2021—2022学年高中物理粤教版（2019）选择性必修第三册
一、选择题（共15题）
1．如图所示，一定质量的理想气体经历的状态变化为a→b→c→a，其中纵坐标表示气体压强p、横坐标表示气体体积V，a→b是以p轴和V轴为渐近线的双曲线。则下列结论正确的是（　　）
A．状态a→b，理想气体的内能减小
B．状态b→c，单位时间内对单位面积器壁碰撞的分子数变少
C．状态b→c，外界对理想气体做正功
D．状态c→a，理想气体的温度降低
2．下列说法中正确的是（ ）
A．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
B．0℃的冰和0℃的铁，它们的分子平均动能不相同
C．花粉颗粒在液体中的布朗运动，是由花粉颗粒内部分子无规则运动引起的
D．一定质量的理想气体，在温度不变的条件下，外界对其做功，内能增加
3．根据分子动理论，可知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．把缝衣针小心地放在水面上，针可以把水面压弯而不沉没，是因为针的重力小，又受到液体的浮力的缘故
C．密封在体积不变的容器中的气体，若温度升高，则气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大
D．分子力随分子间的距离的变化而变化，当r>r0时，随着距离的增大，分子间的引力和斥力都增大，但引力比斥力增大的快，故分子力表现为引力
4．质量相同温度相同可看成理想气体的氢气和氧气，它们的
A．分子数相同
B．内能相同
C．分子的平均速率相同
D．分子的平均动能相同
5．一定质量的理想气体，在压强不变的条件下，温度升高，体积增大，从分子动理论的观点来分析，正确的是　　
A．此过程中分子的平均速率不变，所以压强保持不变
B．此过程中每个气体分子碰撞器壁的平均冲击力不变，所以压强保持不变
C．此过程中单位时间内气体分子对单位面积器壁的碰撞次数不变，所以压强保持不变
D．以上说法都不对
6．如图所示，两个完全相同的圆柱形密闭容器，甲中恰好装满水，乙中充满空气，则下列说法中正确的是（容器容积恒定）（　　）
A．两容器中器壁上的压强都是由于分子撞击器壁而产生的
B．两容器中器壁上的压强都是由所装物质的重力而产生的
C．甲容器中，乙容器中
D．当温度升高时，、变大，、也要变大
7．对于一定质量的理想气体,下列说法正确的是（ ）
A．若气体不和外界进行热传递,则气体内能一定不变
B．若气体发生等温膨胀,则气体对外做功和吸收的热量数值大小相等
C．足球充足气后很难压缩,是足球内气体分子间斥力作用的结果
D．在完全失重的情况下,气体对容器壁的压强为零
8．关于分子动理论，下列说法不正确的有（　　）
A．扩散现象是物质分子永不停息地做无规则运动的证明
B．布朗运动不是分子的运动，但间接地反映了液体分子运动的无规则性
C．压缩气体时，体积越小，压强越大，说明气体分子间存在着斥力
D．从微观角度来看，气体的压强与气体分子的平均动能和分子的密集程度有关
9．某密闭钢瓶中有一定质量的理想气体，在温度T1、T2时，各速率区间的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化图像分别如图中两条曲线所示。则下列说法正确的是（　　）
A．温度T1大于温度T2
B．图中两条曲线下面积不相等
C．同一温度下，气体分子的速率都呈“中间多、两头少”的分布
D．钢瓶中的理想气体的温度从T1变化到T2过程中，气体压强变小
10．关于密闭容器中气体的压强，下列说法正确的是（　　）
A．气体压强是由于气体分子相互作用产生的
B．气体压强是由于大量气体分子频繁碰撞容器壁产生的
C．气体压强只跟气体分子分子的密集程度有关
D．在完全失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁没有压强
11．如图所示为大量氮气分子在甲、乙两种状态下的速率分布统计规律图，则下列说法正确的是(　　)
A．氮气在甲状态下的温度较高
B．甲状态做无规则运动平均速率较大，氮气分子较多
C．乙状态下氮气分子做无规则运动更剧烈
D．某时刻速率为1000m/s的分子在下一时刻的速率一定还是1000m/s
12．一气泡从湖底上升到湖面，若温度保持不变，则气泡中的气体分子（　　）
A．平均动能减小
B．对气泡壁单位面积的平均作用力减小
C．平均动能增大
D．对气泡壁单位面积的平均作用力增大
13．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
14．玻璃杯中装入半杯热水后拧紧瓶盖，经过一段时间后发现瓶盖很难拧开。原因是（　　）
A．瓶内气体压强变小
B．瓶内气体分子热运动的平均动能增加
C．瓶内气体速率大的分子所占比例增大
D．瓶内气体分子单位时间内撞击瓶盖的次数增加
15．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
二、填空题（共4题）
16．夏季午后公路上地表温度可高达60℃，汽车在公路上高速行驶时，由于摩擦和高温的双重作用，汽车轮胎的温度会攀升得很快。如图所示为空气分子在和时各速率区间的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率变化的图像。根据图中提供的信息，图中曲线___________是空气分子在温度下各速率区间的分子数占总分子数的百分比随分子速率的变化曲线：空气的分子的平均速率比空气的分子的平均速率____________（填“大”或“小”），导致空气分子与轮胎壁碰撞时作用力更大，很容易造成胎压过高，甚至导致爆胎，因此，夏季到来后需要及时对轮胎进行正确的检查。
17．如图为密闭钢瓶中的理想气体分子在两种不同温度下的速率分布情况，可知，一定温度下气体分子的速率呈现_______________分布规律．T1温度下气体分子的平均动能_______(选填“大于”、“等于”或“小于”)T2温度下气体分子的平均动能．
18．如图所示，两端开口的倒U形管，B管插在水银槽中，A管内有一段h=5cm的水银柱，则B管水银面比槽中水银面________（需填“高5cm”、“低5cm”或“相齐”）．保持A中水银柱长度不变，如把B管缓慢上提2cm（使管口仍在水银槽中），则B管内水银面的高度________（填“上升”、“降低”或“不变”）．
19．从微观角度来看，气体压强的大小跟两个因素有关：一个是气体分子的平均动能，一个是分子的密集程度．如图所示，可以用豆粒做气体分子的模型，演示气体压强产生的机理．为了模拟演示气体压强与气体分子的平均动能的关系，应该如下操作：________________________________________________；
为了模拟演示气体压强与气体分子密集程度的关系，应该如下操作：________________________________________________．
三、综合题（共4题）
20．对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质．
（1）光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面．前者表明光子具有能量，后者表明光子除了具有能量之外还具有动量．我们知道光子的能量，动量，其中v为光的频率，h为普朗克常量，λ为光的波长．由于光子具有动量，当光照射到物体表面时，会对物体表面产生持续均匀的压力，这种压力会对物体表面产生压强，这就是“光压”，用I表示．一台发光功率为P0的激光器发出一束频率为的激光，光束的横截面积为S．当该激光束垂直照射到某物体表面时，假设光全部被吸收（即光子的末动量变为0）．求：
a．该激光器在单位时间内发出的光子数N；
b．该激光作用在物体表面时产生的光压I．
（2）从微观角度看，气体对容器的压强是大量气体分子对容器壁的频繁撞击引起的．正方体密闭容器中有大量运动的粒子，每个粒子质量为m，单位体积内粒子数量为n．为简化问题，我们假定：粒子大小可以忽略；速率均为v，且与容器壁各面碰撞的机会均等；与容器壁碰撞前后瞬间，粒子速度方向都与容器壁垂直，且速率不变．
a．利用所学力学知识，推导容器壁受到的压强P与m、n和v的关系；
b．我们知道，理想气体的热力学温度T与分子的平均动能成正比，即，式中α为比例常数．请从微观角度解释说明：一定质量的理想气体，体积一定时，其压强与温度成正比．
21．有甲、乙、丙、丁四瓶氢气。甲的体积为，质量为，温度为，压强为。乙、丙、丁的体积、质量、温度如下所述。
(1)乙的体积大于，质量、温度和甲相同。
(2)丙的温度高于，体积、质量和甲相同。
(3)丁的质量大于、温度高于，体积和甲相同。
试问：乙、丙、丁的压强是大于还是小于？或等于？请用气体压强的微观解释来说明。
22．若已知大气压强为p0，如图所示各装置处于静止状态，图中液体密度均为ρ，求下列各图中被封闭气体的压强。
23．根据气体分子动理论，气体分子运动的剧烈程度与温度有关，下列表格中的数据是研究氧气分子速率分布规律而列出的。
按速率大小划分的区间(m/s) 各速率区间的分子数占总分子数的百分比(%)
0 ℃ 100 ℃
100以下 1.4 0.7
100～200 8.1 5.4
200～300 17.0 11.9
300～400 21.4 17.4
400～500 20.4 18.6
500～600 15.1 16.7
600～700 9.2 12.9
700～800 4.5 7.9
800～900 2.0 4.6
900以上 0.9 3.9
试作出题中的分子运动速率分布图像。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
2．A
3．C
4．D
5．D
6．C
7．B
8．C
9．C
10．B
11．C
12．B
13．C
14．A
15．C
16． 乙 大
17． 中间多、两头少 小于
18． 高 不变
19． 将相同数量的豆粒先后从不同高度在相同时间内连续释放，使它们落在台秤上 将不同数量的豆粒先后从相同高度在相同时间内连续释放，使它们落在台秤上．
20．（1）a. b. （2）a.
b.由，解得，一定质量的理想气体，体积一定时，其压强与温度成正比．
21．(1)小于p；(2)大于p；(3) 大于p；
22．；，
23．
分子运动速率分布图像如图所示：
横坐标：表示分子的速率
纵坐标：表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比。
答案第1页，共2页