2.3气体实验定律的微观解释 自主提升过关练（Word版含解析）

2.3气体实验定律的微观解释 自主提升过关练（含解析）
一、选择题
1．下列说法错误的是（　　）
A．由图甲可知，状态①的温度比状态②的温度高
B．由图乙可知，气体由状态A变化到B的过程中，气体分子平均动能一直增大
C．由图丁可知，在r由r1变到r2的过程中分子力做正功
D．由图丙可知，当分子间的距离r>r0时，分子间的作用力先增大后减小
2．比较45C的热水和100C的水蒸汽，下列说法正确的是（　　）
A．热水分子的平均动能比水蒸汽的大 B．热水的内能比相同质量的水蒸汽的小
C．热水分子的速率都比水蒸汽的小 D．热水分子的热运动比水蒸汽的剧烈
3．如图所示是一定数量的氧气分子在0℃和100℃两种不同情况下的速率分布图，下列说法正确的是（　　）
A．虚线对应于分子在100℃的速率分布情形
B．虚线对应于分子在0℃的速率分布情形
C．随着温度的升高，速率小的分子所占的百分比变高
D．与低温状态相比，高温时图线与横轴所围的面积大
4．氧气分子在和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分别如图中两条曲线所示。下列说法正确的是（　　）
A．图中两条曲线下面积相等
B．图中虚线对应于氧气分子平均动能较大的情形
C．图中虚线对应于氧气分子在时的情形
D．与时相比，时氧气分子速率出现在区间内的分子数占总分子数的百分比较大
5．关于分子动理论，下列说法正确的是（　　）
A．用手捏面包，面包体积会缩小，这是分子间有间隙的缘故
B．分子间的引力随着分子间距离的增大而增大，分子间的斥力随着分子间距离的增大而减小
C．布朗运动是由悬浮在液体中的微粒之间的相互碰撞引起的
D．物体的温度升高，物体内可能存在部分分子热运动的速率减小
6．某种气体在两种不同温度下的气体分子速率分布曲线分别如图中实线和虚线所示，横坐标v表示分子速率，纵坐标表示单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比，从图中可得（　　）
A．温度升高，曲线峰值向左移动 B．实线对应的气体分子温度较高
C．虚线对应的气体分子平均动能较大 D．图中两条曲线下面积不相等
7．如图，在固定的汽缸A和B中分别用活塞封闭一定质量的理想气体，活塞面积之比为SA：SB＝1：2。两活塞以穿过B的底部的刚性细杆相连，可沿水平方向无摩擦滑动。两个汽缸都不漏气。某状态下系统平衡时，A中气体压强为pA＝1.5p0，p0是汽缸外的大气压强，则此时B中气体压强为（　　）
A．0.75p0 B．0.25p0 C．0.5p0 D．p0
8．对于气体，下列说法中正确的是（　　）
A．气体的体积是所有气体分子的体积之和
B．气体的质量是所有气体分子的质量之和
C．气体温度升高，每个气体分子的热运动动能都增大
D．封闭气体的压强是由于气体受到重力而产生的
9．下列说法中正确的是（　　）
A．气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，从而气体的压强一定增大
B．破碎的玻璃不能重新拼接在一起是因为其分子间存在斥力作用
C．把两块纯净的铅压紧，它们会“粘”在一起，说明分子间存在引力
D．分子a从远处趋近固定不动的分子b，只受分子之间作用力，当a加速度为零时，a的分子势能也为零
10．下列关于热学现象和热学规律说法正确的是（　　）
A．一个气体分子的体积等于气体的摩尔体积与阿伏伽德罗常数之比
B．相同容器中，分别盛有质量相等温度相同的氧气和氢气，它们的平均动能相等，各自对容器壁压强不等
C．分子间相互作用力一定随分子间距离的增大而减小
D．液体中悬浮微粒越大，某一瞬间撞击它们的液体分子数越多，布朗运动越明显
11．在没有外界影响的情况下，密闭容器内的理想气体静置足够长时间后，该气体（　　）
A．分子的无规则运动停息下来 B．每个分子的速度大小均相等
C．每个分子的动能保持不变 D．分子的密集程度保持不变
12．一定质量的理想气体置于体积一定的容器中，在温度为T1和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分别如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．图中实线对应于气体的内能较大
B．图中两条曲线下面积不相等
C．图中曲线给出了任意速率区间的气体分子数目
D．理想气体温度为T1时，单位时间单位面积上气体分子对器壁撞击的次数多
13．如图所示，质量为m的活塞将一定质量的气体封闭在气缸内，活塞与气缸壁之间无摩擦。a态是气缸放在冰水混合物中气体达到的平衡状态，b态是气缸从容器中移出后，在室温（27℃）下达到的平衡状态。若大气压强始终保持不变，下列说法中正确的是（　　）
A．与a态相比，b态的气体对活塞的压力较大
B．a、b两态的气体对活塞的压力相等
C．从a态到b态，气体的内能增加，速率大的分子数所占的比例升高
D．与a态相比，b态的气体单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数较少
14．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（　　）
A．两容器中器壁的压强都是由于分子撞击器壁而产生的
B．两容器中器壁的压强产生的原因不同
C．甲容器中、乙容器中
D．当温度升高时，、变大，、也变大
15．某同学记录2021年3月10日教室内温度如下：
时刻 6：00 9：00 12：00 15：00 18：00
温度 12℃ 15℃ 18℃ 23℃ 17℃
教室内气压可认为不变，则当天15：00与9：00相比，下列说法正确的是（　　）A．教室内所有空气分子动能均增加
B．教室内空气密度减少
C．教室内单位体积内的分子个数一定增加
D．单位时间碰撞墙壁单位面积的气体分子数一定减少
二、解答题
16．把一颗豆粒拿到台秤上方约10 cm的位置，放手后使它落在秤盘上，观察秤的指针的摆动情况，如图乙所示，再从相同高度把100粒或更多的豆粒连续地倒在秤盘上，观察指针的摆动情况，使这些豆粒从更高的位置落在秤盘上，观察指针的摆动情况，用豆粒做气体分子的模型，试说明气体压强产生的原理。
17．观察表1和图，思考并回答下列问题。
表1氧气分子的速率分布
速率区间 不同温度下各速率区间的分子数占总分子数的百分比
0 100
1.4% 0.7%
8.1% 5.4%
17.0% 11.9%
21.4% 17.4%
20.4% 18.6%
15.1% 16.7%
9.2% 12.9%
4.5% 7.9%
2.0% 4.6%
0.9% 3.9%
（1）由图可以发现，氧气分子的速率分布具有什么特点？
（2）由表可得如图所示的0℃氧气分子的速率分布直方图，实验时速率区间取得越窄，图中整个直方图锯齿形边界就越接近一条光滑曲线．该曲线有何意义？曲线与横坐标所围的面积代表什么意义？能否求得该面积的值？
参考答案：
1．B
【解析】
A．由图可知，①中速率大的分子占据的比例较大，说明①对应的平均动能较大，故①对应的温度较高，故A正确；
B．由图可知，直线AB的方程为
则
由数学知识可知在处温度最高，在A和B状态时，pV乘积相等，说明在AB处的温度相等，所以从A到B的过程中，温度先升高，后又减小到初始温度，温度是分子平均动能的标志，所以在这个过程中，气体分子的平均动能先增大后减小，故B错误；
C．当在r由r1变到r2的过程中，分子势能减小，分子间的作用力做正功，故C正确。
D．由图丙可知，当分子间的距离r>r0时，分子间的作用力先增大后减小，故D正确。
本题选择错误的，故选B。
2．B
【解析】
A．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，故热水分子的平均动能比水蒸汽的小，故A错误；
B．内能与物质的量、温度、体积有关，相同质量的热水和水蒸汽，热水变成水蒸汽，温度升高，体积增大，吸收热量，故热水的内能比相同质量的水蒸汽的小，故B正确；
C．温度越高，分子热运动的平均速率越大，45C的热水中的分子平均速率比100C的水蒸汽中的分子平均速率小，由于分子运动是无规则的，并不是每个分子的速率都小，故C错误；
D．温度越高，分子热运动越剧烈，故D错误。
故选B。
3．A
【解析】
AB．随着温度的升高，图像峰值对应的平均速率变大。A正确，B错误；
C．随着温度的升高，分子的平均速率变大，所以速率小的分子所占的百分比变小。C错误；
D．与低温状态相比，高温时图像与横轴所围面积相等。D错误。
故选A。
4．A
【解析】
A．由题图可知，在和两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积都应该等于1，即两条曲线下面积相等，A正确；
BC．由图可知，具有最大比例的速率区间，时对应的速率大，说明实线为的分布图像，对应的平均动能较大，虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形，BC错误；
D．由图可知，0～400m/s段内，对应的占据的比例均小于与时所占据的比值，因此时氧气分子速率出现在0～400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较小，D错误。
故选A。
5．D
【解析】
A．用手捏面包，面包体积会缩小，这是物体的形变。A错误；
B．分子间的引力和分子间的斥力均随着分子间距离的增大而减小。B错误；
C．布朗运动是由悬浮在液体中的微粒受到液体分子撞击的不平衡引起的。C错误；
D．物体的温度升高，物体内可能存在部分分子热运动的速率减小。D正确；
故选D。
6．B
【解析】
AB．温度越高，速率大的所占百分比较大，故温度升高，曲线峰值向右移动，实线对应的气体分子温度较高，A错误，B正确；
C．虚线对应的气体分子温度较低，分子平均动能较小，C错误；
D．图中两条曲线下的面积表示总的分子数，由题意可知为同一种气体，故面积相等，D错误。
故选B。
7．A
【解析】
对A中气体，有
对B中气体，有
联立，可得
故选A。
8．B
【解析】
A．由于气体分子间隙较大，故气体的体积远大于所有气体分子体积之和，A错误；
B．封闭在容器的一定质量气体的质量等于组成这些气体的所有分子的质量之和，B正确；
C．气体的温度升高，平均动能变大，不是每个分子的动能都变大，C错误；
D．气体压强是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力，与重力无关， D错误。
故选B。
9．C
【解析】
A．由得，若温度T升高，若同时体积V增大，则压强p不一定增大，故A错误；
B．当分子间距离r>10r0（r0的数量级为10-10m）时，分子引力和斥力几乎都减为零，破碎的玻璃不能重新拼接在一起是因为其分子间的距离不能达到引力范围之内，故B错误；
C．把两块纯净的铅压紧，使分子间距离减小到引力的作用效果，它们就会“粘”在一起，故C正确；
D．a从远处运动到与b的作用力为零处时加速度为零，此过程中，分子力表现为引力，对a做正功，分子势能减小，取无穷远处分子势能为零，则此处的分子势能为负数，故D错误。
故选C。
10．B
【解析】
A．由于气体分子间距较大，根据气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数能计算出每个气体分子占据的空间大小，但不能计算每个分子的体积，故A错误；
B．质量相等，温度相等，体积相等得两种气体，他们的平均动能相等，但氢气分子的质量小，所以氢气分子的数多，分子密度大，所以氢气的压强大，故B正确；
C．分子间相互作用力有引力和斥力，他们都随距离的增大而减小，但是合力不是一直减小，故C错误；
D．悬浮在液体中的微粒越小，碰撞的不平衡性越明显，布朗运动就越明显，故D错误。
故选B。
11．D
【解析】
【详解】
A．物体中分子永不停息地做无规则运动，与放置时间长短无关，故A错误；
BC．物体中分子热运动的速率大小不一，各个分子的动能也有大有小，而且在不断改变，故BC错误。
D．由于容器密闭，所以气体体积不变，则分子的密集程度保持不变，故D正确。
故选D。
12．A
【解析】
【详解】
A.图中实线对应速率大的分子比例较多，说明气体温度较高，即气体的内能较大，故A正确；
B.图中两条曲线下面积表示容器内分子总数，所以图中两条曲线下面积相等，故B错误；
C.图中曲线给出了任意速率区间的气体分子数目占总分子数的比例，由于总分子数未知，所以任意速率区间的气体分子数未知，故C错误；
D.设理想气体温度在T1、T2时的压强分别为p1、p2，则根据查理定律可得
由此可知
p2＞p1
所以理想气体温度为T2时，单位时间单位面积上气体分子对器壁撞击的次数多，故D错误。
故选A。
13．BCD
【解析】
AB．大气压强始终保持不变，两种状态下由活塞平衡可得，a、b两态的气体对活塞的压力相等，故A错误，B正确；
C．状态a到状态b，气体的温度升高，气体内能增加，则分子平均动能增大，所以速率大的分子数所占的比例升高，故C正确；
D．气体压强不变，由a态到b态过程气体温度升高，由盖吕萨克定律可知，气体体积变大，故单位体积内的分子个数减少，即b态的气体单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数较少，故D正确。
故选BCD。
14．BC
【解析】
A．甲容器压强产生的原因是水受到重力的作用，而乙容器压强产生的原因是分子撞击器壁，A错误，B正确；
C．水的压强
，可知，而密闭容器中气体压强各处均相等，与位置无关，
C正确；
D．温度升高时，、与温度无关，不变，由可知，、变大，D错误。
故选BC。
15．BD
【解析】
A．温度是分子平均动能的标志，温度升高则分子的平均动能增大，不是所有空气分子动能均增加，故A错误；
B．压强不变，当温度升高时，气体体积增大，因此教室内的空气质量将减少，教室体积不变，则密度减小，故B正确；
C．由B可知密度减小，单位体积内分子数减小，故C错误；
D．与9点相比，15点时教室内的温度变大，空气分子的平均动能增大，教室内气体分子密度减小，又因为教室内气压不变，那么单位时间内碰撞墙壁单位面积的气体分子数一定减少，故D正确。
故选BD。
16．气体压强等于大量气体分子在器壁单位面积上的平均作用力，气体压强大小与气体分子的数密度和气体分子的平均速率有关
17．（1）见解析；（2）见解析
【解析】
【详解】
（1）由图可以看到，0℃和100℃氧气分子的速率分布都呈现“中间多、两头少”的分布规律，但这两个温度下具有最大比例的速率区间是不同的，0℃时的分子最多，100℃时的分子最多。100℃的氧气，速率大的分子比例较多，其分子的平均速率比0℃的大；
（2）该曲线体现的是0℃氧气分子在不同速率分子数目的分布情况，即氧气分子速率分布情况．曲线与横坐标所围面积为所有速率区间的分子数占气体总分子数的比例，故该面积的值为1。
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