第一章分子动理论与气体实验定律 同步训练（Word版含答案）

第1章分子动理论与气体实验定律
一、选择题（共15题）
1．如图所示，将一只倒置的试管竖直地插入容器内，试管内外水面的高度差为h，若使试管插入水中的深度增大一些，则试管内外水面的高度差将（ ）
A．增大 B．减少 C．保持不变 D．无法确定
2．关于物体的内能和分子势能，下列说法中正确的是（　　）
A．物体的速度增大，则分子的动能增加，内能也一定增加
B．物体温度不变，内能可能变大
C．物体的内能与温度有关，与物体的体积无关
D．把物体举得越高，分子势能越大
3．对分子动理论的认识，下列说法正确的是（　　）
A．布朗运动是液体分子的运动，表明了分子永不停息地做无规则运动
B．物体的温度越高，其分子的热运动越剧烈
C．扩散现象表明了分子之间存在斥力
D．两分子之间的距离越小，它们之间的斥力就越大、引力就越小
4．在用油膜法估测分子大小的实验中，体积为V的某种油，形成一圆形油膜，直径为d，则油分子的直径近似为（　　）
A． B． C． D．
5．下列说法中正确的是
A．气体对容器的压强是大量气体分子对容器的碰撞引起的，它跟气体分子的密集程度以及气体分子的平均动能有关
B．在使两个分子间的距离由很远(r>10-9m)减小到很难再靠近的过程中分子力先减小后增大，分子势能先减小后增大
C．温度相同的氢气和氧气，氧气分子的平均动能比较大
D．当气体分子热运动变得剧烈时，压强必变大
6．分子甲和乙相距较远时，它们之间的分子力可忽略．现让分子甲固定不动，将分子乙由较远处逐渐向甲靠近直到平衡位置，在这一过程中（ ）
A．先是分子力对乙做正功，然后是分子乙克服分子力做功
B．分子力先对乙做正功，再对乙做负功，最后又对乙做正功
C．分子力总是对乙做正功
D．分子乙总是克服分子力做功
7．下列说法正确的是（　　）
A．两分子间距离增大时，分子势能一定增大
B．两分子间距离减小时，分子间引力和斥力都增大
C．物体的动能和重力势能也是其内能的一部分
D．布朗运动是指在显微镜下观察到的组成悬浮颗粒的固体分子的无规则运动
8．一根足够长的试管开口竖直向下，中间用水银封闭了一定质量的理想气体，如图所示。现将试管绕定点缓慢向右转到虚线处，则下列图像中可能正确的是（　　）
A． B． C． D．
9．下列关于热运动的说法中，正确的是（　　）
A． 的物体中的分子不做无规则运动
B．存放过煤的混凝土地面下一段深度内都有黑色颗粒，说明煤分子和混凝土分子都在做无规则的热运动
C．因为布朗运动的激烈程度跟温度有关，所以布朗运动也叫做热运动
D．运动物体中的分子热运动比静止物体中的分子热运动激烈
10．如图所示开口向上的竖直玻璃管内有一段被水银封闭的空气柱，当玻璃管绕过下端的水平轴侧过一个小角度后，管内空气柱的长（ ）
A．变大
B．变小
C．不变
D．无法确定
11．水平放置、两端封闭的玻璃管中间有一段水银柱，A、B是管中的两部分气体。在初始状态，，，处于平衡。现在对玻璃管均匀加热，则（　　）
A．水银柱将向右移动 B．水银柱将向左移动
C．水银柱将不移动 D．水银柱将往复振动
12．关于下列实验及现象的说法正确的是
A．图甲说明蜂蜡是晶体
B．图乙说明气体速率分布随温度变化，且T1>T2
C．图丙说明气体压强的大小只与分子的密集程度有关
D．图丁中水黾能停在水面上是因为水的表面张力作用的缘故
13．如图所示为一定质量气体的三种变化过程，则下列说法正确的是（　　）
A．a→d过程气体体积增加 B．b→d过程气体体积不变
C．c→d过程气体体积增加 D．a→d过程气体体积减小
14．两个相距较远的分子仅在分子力的作用下由静止开始运动，直至不再靠近。在此过程中，下列说法正确的是（　　）
A．分子力先增大，后一直减小
B．分子动能先增大，后减小
C．分子势能先增大，后减小
D．分子势能和动能之和不变
15．关于分子动理论和物体的内能，下列说法正确的是（ ）
A．热量可以从低温物体传递给高温物体
B．物体放出热量，其内能一定减少
C．若两分子间的距离减小，则分子间的引力和分子间的斥力均增大
D．温度高的物体的内能一定大，但分子平均动能不一定大
E．若分子间的作用力表现为斥力，则分子间的势能随分子间距离的减小而增大
二、填空题
16．指出下列例子中，各是通过什么方式改变物体内能的？
(1)古人钻木取火______。
(2)写在纸上的墨水干了______。
(3)冬天使劲搓手，感到暖和______。
(4)锉刀锉铁块时，铁块发热______。
(5)用打气筒打气时，气筒壁会发热______。
(6)太阳能集热器中的水在阳光照射下温度升高______。
17．理想气体的状态方程表达式：______.
18．物体的内能是分子的______和______的总和，宏观上由物体的______、______和______决定。
19．如图所示，在水和汽达到动态平衡时，测得水柱长206 mm，水银柱长723.3 mm.已知大气压为760 mmHg，则水的饱和汽压为________mmHg.如把图中的管上提1 cm(未脱离水银槽)，则管中水银面将________(填“上升”“下降”或“不变”)，水的饱和汽压将________(填“变大”“变小”或“不变”)．(水银密度为13.6×103kg/m3)
三、综合题
20．如图所示，横截面积为0.01 m2的气缸内被重力G＝200 N的活塞封闭了高30 cm的气体．已知大气压p0＝1.0×105 Pa，现将气缸倒转竖直放置，设温度不变，求此时活塞到缸底的高度．
21．如图，容积均为V的汽缸A、B下端有细管（容积可忽略）连通，A、B的顶部各有一阀门K1、K2，B内有一可自由滑动的活塞（质量、体积均可忽略）。初始时，两个阀门均打开，活塞在汽缸B的底部。然后关闭K2，通过K1给汽缸A缓慢充气，直至汽缸B中的活塞，到达汽缸内一半高度的位置时，关闭K1。已知大气压强为p0，汽缸导热良好。求：
(1)此时汽缸B中气体的压强p1；
(2)接着关闭K1，打开K2，通过计算判断，系统稳定时，活塞能否上升到气缸B的顶部。
22．如图所示，粗细均匀的U形管两臂足够长且竖直，管内有水银（图示阴影部分），右管开口，左管封闭 一定质量的理想气体，环境温度为时左、右两水银面等高，左管气柱长度为。已知外界大气压强 恒为，不考虑温度变化对水银的影响。
（i）若环境温度缓慢升高到，求此时左、右两水银面的高度差；
（ii）若环境温度保持在不变，向右管中逐渐加入水银，使左管中气柱长度变回求右管中加入水 银柱的长度L。
23．如图所示，用绝热光滑活塞把气缸内的理想气体分为A、B两部分，初态时已知A、B两部分气体的热力学温度分别为330 K和220 K，它们的体积之比为2：1，末态时把A气体的温度升高70 ℃，把B气体的温度降低20 ℃，活塞可以再次达到平衡．求气体A初态的压强与末态的压强p的比值．
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】
当试管处于静止时，内外压强平衡，假设试管口处有一小液片，此液片外部的压强为大气压+液片所处深度处水的压强；液片内部的压强来自密闭液体的压强和试管内水柱产生的向下的压强。如果向下压试管，管口外水的深度增加，压强增大，管内的压强也会增大相等的值来与之平衡。而管内的空气同时会被压缩，压强增大，因为，管内液柱的上升高度始终小于试管向下插入的深度，即试管内外液面的高度差会增大。
故选A。
2．B
【详解】
A．物体的速度增大，是物体的动能增大，增加的是物体的机械能。分子动能的变化只与物体的温度有关，故A错误；
B．物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能。分子热运动的平均动能由温度决定，分子势能与物体的体积有关。当发生物态变化时，物体的温度不变，只是分子的平均动能不变，但分子势能可能变大，物体的内能可能增大，故B正确；
C．物体的内能由物体的物质的量、温度、物体的体积共同决定，同时会受物态变化的影响，故C错误；
D．分子势能与物体的体积有关。把物体举得越高，增加的是物体的重力势能，故D错误。
故选B。
3．B
【详解】
A．布朗运动是悬浮在液体中固体微粒的无规则运动，它是液体分子无规则运动的反映，故A错误；
B．分子的运动与温度有关，温度越高，分子热运动越剧烈，故B正确；
C．扩散现象表明了分子在永不停息地做无规则运动，且温度越高分子无规则运动越剧烈，故C错误；
D．分子间的引力f引和斥力f斥随着分子间距离减小而增大，故D错误。
故选B。
4．D
【详解】
油膜的面积为
油膜的油分子的直径为
故D正确。
故选D。
5．A
【详解】
A．气体对容器的压强是大量气体分子对容器的碰撞引起的，在微观上它跟气体分子的密集程度以及气体分子的平均动能有关，在宏观上与气体的压强及温度有关，选项A 正确；
B．在使两个分子间的距离由很远(r>10-9m)减小到很难再靠近的过程中分子力先增大再减小，再增大，分子势能先减小后增大，选项B错误；
C．温度是分子平均动能的标志，故温度相同的氢气和氧气，分子的平均动能相同，选项C错误；
D．当气体分子热运动变得剧烈时，气体的温度升高，但不知道体积的变化，故压强不一定变大，选项D 错误．
故选A。
6．C
【详解】
分子乙由较远处逐渐向甲靠近直到平衡位置，分子力为引力,故分子力对乙先一直做正功．故选项C正确，A、B、D错误．
7．B
【详解】
当分子间的距离增大时，分子之间的引力和斥力均同时减小，但斥力减小的更快，分子力的合力可能表现为引力，也可能表现为斥力；若是引力，分子势能增加；若是斥力，分子势能减小，故A错误；两分子间距离减小时，分子间引力和斥力都增大，只是斥力增大的快，故B正确；内能是组成物质的分子动能和分子势能之和，与宏观的动能和势能无关，故C错误；布朗运动是指在显微镜下观察到的组成悬浮颗粒的无规则运动，反映液体分子的运动，故D错误．所以B正确，ACD错误．
8．D
【详解】
设管内气体的压强为p、体积为V，水银柱的长度为h，转过的角度为θ。则
当θ增大时，cosθ减小，封闭气体的压强增大、体积减小、温度不变。
A．根据理想气体状态方程可得
压强增大、V-T图像中斜率应该减小，故A错误；
B．根据理想气体状态方程可得
气体体积减小、p-T图像的斜率增大，故B错误；
C．根据理想气体状态方程可得
温度不变，压强增大，图中箭头方向反了，故C错误；
D．p-V图像的等温线为双曲线的一支，由于封闭气体的压强增大、体积减小、温度不变，故D正确。
故选D。
9．B
【详解】
A．的物体中的分子仍然不停地做无规则运动，A错误；
B．存放过煤的混凝土地面下一段深度内都有黑色颗粒，说明煤分子和混凝土分子都在做无规则的热运动，B正确；
C．分子的无规则运动叫热运动，布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的运动，布朗运动不是热运动，C错误；
D．物体温度越高分子无规则运动越剧烈，物体的运动是机械运动，运动物体中的分子热运动不一定比静止物体中的分子热运动激烈，D错误。
故选B。
10．A
【详解】
设玻璃管内的水银柱的长度为h，当玻璃管竖直开口向上时，其产生的压强为ph，此时被封闭气体的压强为
P1=p0+ph，
当玻璃管顺时针方向转动一个小角度θ时，水银柱产生的压强为Phcosθ，被封闭气体的压强为：
P2=p0+phcosθ，
则可得封闭气体的压强变小，而转动过程温度不变，由公式:
可知气体的体积变大.
A．变大与分析结果相符；故A项正确.
B．变小与分析结果不相符；故B项错误.
C．不变与分析结果不相符；故C项错误.
D．无法确定与分析结果不相符；故D项错误.
11．C
【详解】
假设水银柱不动，则气体体积不变，由查理定律得
由于两部分气体的 、T1、p都相等，则气体压强的变化量 相等，水银柱受到两边气体压力的变化量相等，则水银柱保持不动。
故选C。
12．D
【详解】
图甲说明组成薄板的物质各向同性，可能是多晶体，或者非晶体，选项A错误；图乙看出温度越高，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；如图丙可以说明，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错误；水黾停在水面上的原因是水黾受到了水的表面张力的作用；故D正确．
13．AB
【详解】
在p-T图像中等容线是延长线过原点的倾斜直线，且气体体积越大，直线的斜率越小。因此，a状态对应的体积最小，c状态对应的体积最大，b、d状态对应的体积相等。
故选AB。
14．BD
【详解】
A．两个相距较远的分子仅在分子力的作用下由静止开始运动，直至不再靠近。在此过程中，分子力先增大后减小再增大，故A错误。
B．两个相距较远的分子仅在分子力的作用下由静止开始运动，直至不再靠近。在此过程中，分子力先做正功，后做负功，所以分子动能先增大，后减小，故B正确；
C．两个相距较远的分子仅在分子力的作用下由静止开始运动，直至不再靠近。在此过程中，分子力先做正功，后做负功，所以分子势能先减小，后增大，故C错误；
D．在整个过程中，只有分子势能和动能的相互转化，由能量守恒可知，分子势能和动能之和不变，故D正确。
故选BD。
15．ACE
【详解】
A、根据热力学第二定律可知，热量可以从低温物体传递给高温物体，但要引起其他的变化，选项A正确；
B、根据热力学第一定律可知，若物体放出热量，但外界对物体做功，则其内能可能增大，选项B错误；
C、若两分子间的距离减小，则分子间的引力和分子间的斥力均增大，选项C正确；
D、温度高的物体分子平均动能一定大，但是其内能不一定大，选项D错误；
E、若分子间的作用力表现为斥力，则随分子间距离的减小，分子力做负功，则分子间的势能增大，选项E正确．
故选ACE
16． 做功 热传递 做功 做功 做功 热传递
【详解】
(1)古人钻木取火，是通过做功改变物体内能的。
(2)写在纸上的墨水干了，是通过热传递改变物体内能的。
(3)冬天使劲搓手，感到暖和，是通过做功改变物体内能的。
(4)锉刀锉铁块时，铁块发热，是通过做功改变物体内能的。
(5)用打气筒打气时，气筒壁会发热，是通过做功改变物体内能的。
(6)太阳能集热器中的水在阳光照射下温度升高，是通过热传递改变物体内能的。
17． ＝C.
18． 动能 势能 质量 温度 体积
【详解】
物体的内能是所有分子的势能和动能的总和；
宏观上由物体的质量、温度和体积决定。
19． 21.6 上升 变小
【详解】
p水＝×206mm＝15.1mm，所以p汽＝p0－p汞－p水＝(760－723.3－15.1)mmHg＝21.6mmHg，若将管上提，设汽的体积不变，由p汽＝p0－(p汞＋p水)，可得p汞增大，所以p汽减小，V汽增大，即管中水银面上升，饱和汽压变小．
20．45cm
【详解】
以活塞为研究对象，由平衡条件得：
正放时
mg+p0S=p1S
倒放时
p0S=p2S+mg
温度不变由玻意耳定律得
p1h1S=p2h2S
联立解得
h2=45cm
此时活塞到缸低的高度45cm．
21．(1)2p0；(2)活塞会上升到B的顶部
【详解】
(1)阀门均打开时，汽缸B中的气体压强为p0，体积为V
活塞至汽缸中半高位置时，B中的气体压强设为p1，体积为
依题意经历等温过程，由玻意耳定律得
p0V=p1V1
解得
p1＝2p0
(2)活塞至汽缸中半高位置时，A中的气体压强pA＝p1，体积为
系统稳定时，A中的气体压强p2＝p0，体积设为V2
由玻意耳定律得
pAVA＝p2V2
解得
V2＝3V
由于V2>2V，所以活塞会上升到B的顶部。
22．（i）；（ii）
【详解】
（i）设U形管横截面积为S，初始时左管中气体压强等于大气压强，若环境温度缓慢升高到，左管液面下降，右管液面上升，则左管气体的压强变为
根据理想气体状态方程有
其中
、、、
解得
（另一解，不合题意舍去）
（ii）左管中气体发生等温变化，根据玻意耳定律有
其中
解得
23．
【详解】
设活塞原来处于平衡状态时A、B的压强相等，为P0，后来再次处于平衡状态时压强相等，为．根据理想气体状态方程，
对于A有：，
对于B有：，
联立上述两式，化简得： ，
由题意设， ，则气缸的总体积为
所以可得：
对A有：
答案第1页，共2页