第一章 分子动理论与气体实验定律 专项测试（Word版含答案）

第一章、分子动理论与气体实验定律
一、选择题（共16题）
1．下列关于布朗运动的说法，正确的是（　　）
A．布朗运动反映了分子在永不停息地做无规则运动
B．布朗运动是指在显微镜中看到的液体分子的无规则运动
C．悬浮颗粒越大，同一时刻与它碰撞的液体分子越多，布朗运动越显著
D．当物体温度达到0 °C时，物体分子的热运动就会停止
2．堵住打气筒的出气口，缓慢向下压活塞使气体体积减小，你会感到越来越费力．设此过程中气体的温度保持不变．对这一现象的解释正确的是
A．气体的密度增大，使得在相同时间内撞击活塞的气体分子数目增多
B．气体分子间没有可压缩的间隙
C．气体分子的平均动能增大
D．气体分子间相互作用力表现为斥力
3．下列关于物体内能的说法正确的是
A．温度为0℃的物体没有内能
B．物体的内能越大，分子热运动越剧烈
C．物体的体积增大时，内能一定增大
D．改变内能的两种常见方式分别是做功和热传递
4．氧气分子在0℃和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不相等
B．图中虚线对应于氧气分子平均动能较大的情形
C．图中实线对应于氧气分子在100℃时的情形
D．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目
5．在无外界影响情况下，容积不变的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．分子的平均动能保持不变 D．每个分子的温度保持不变
6．若阿伏伽德罗常数已知，用单分子油膜法测出油酸分子（视为球形）的直径后，则可求出下列哪个物理量（ ）
A．油滴的质量 B．油滴的密度
C．油酸的摩尔体积 D．油酸的摩尔质量
7．从气体分子热运动的观点分析判断，下列现象中不可能发生的是（　　）
A．一定质量的理想气体，保持气体的温度不变，体积越大，压强越小
B．一定质量的理想气体，保持气体的体积不变，温度越高，压强越大
C．一定质量的理想气体，保持气体的压强不变，温度越高，体积越大
D．一定质量的理想气体，气体的温度升高，体积减小，压强减小
8．水银气压计中混入了一些气泡，上升到水银柱的上方，使水银柱上方不再是真空，气压计的读数跟实际大气压存在一定的误差。下列情况（或操作）可减小这一误差（　　）
A．大气压强相同，环境温度较高
B．环境温度相同，大气压强较大
C．环境相同，玻璃管稍稍向上提一些
D．环境相同，玻璃管稍稍向一侧倾斜一些
9．如图是一定质量理想气体状态变化的图像，图中，平行于横轴，平行于纵轴，由图像可知（　　）
A．过程气体压强不变
B．过程气体内能不变
C．过程气体密度不变
D．过程气体对外做功
10．某物体的温度升高了，那么下列说法正确的是（　　）
A．物体内所有分子的动能都增大了
B．物体内分子的平均动能增大了
C．物体的分子势能一定增大了
D．物体一定吸收了热量
11．在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，下列实验操作会让测量结果偏大的是（　　）
A．配制好油酸酒精溶液置于敞口容器中一段时间，再使用该溶液进行实验
B．在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积时多数了一滴
C．在水面上撤的痱子粉偏多
D．在计算油膜面积时，把不满一格的油膜都算成了一格
12．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
13．一定质量的理想气体由状态经状态、到状态，其体积与热力学温度关系如图所示，、、三点在同一直线上，和平行于横轴，平行于纵轴，则下列说法正确的是（　　）
A．从状态到状态，气体放热
B．从状态到状态，每个气体分子的动能都增大
C．从状态到状态，气体对外做功，内能减小
D．从状态到状态，气体内能增加
14．下列说法正确的是（ ）
A．将红墨水滴入一杯清水中，水的温度越高整杯清水都变成红色的时间越短
B．从微观角度看，气体对器壁的压强就是由大量气体容器壁的持续碰撞引起的
C．封闭在汽缸中的气体，体积减小，压强一定减小
D．悬浮在液体中的颗粒越小，布朗运动越显著
15．下列各个状态中处于平衡态的是（　　）
A．将冰水混合物放在0 ℃的房间里
B．将铜块放在沸水中加热足够长的时间
C．电影院开空调5分钟内放映厅内的气体
D．一个密闭绝热匀速运动的容器突然停止时，运动容器内的气体
16．如图所示，水银柱上面封闭一段气体，管内外水银面高度差h=72cm，大气压强为76cmHg，下列说法不正确的是（　　）
A．将管稍上提，h不变
B．将管稍上提，h变大
C．将管下插至管顶与管外水银面高度差为70cm时，管内外水银面高度差也是70cm
D．将管下插至C项所述位置时，管内外水银面高度差小于70cm
E．将管下插至C项所述位置时，管内封闭气体的压强大于76cmHg
二、填空题
17．有一个氧气袋和一个氧气瓶，当所装氧气的压强不太大，可近似当成理想气体。它们的p-T图像如图所示．
（1）如果氧气袋中的氧气质量不变，经历了1→2过程，则此过程袋中的氧气_________（选填“吸热”或“放热”）；
如果氧气瓶中氧气质量发生了变化，经历了1→2过程，则此时氧气瓶正在__________（选填“用气”或“充气”）；
（2）如果氧气瓶的容积V=30L，由于用气，氧气瓶中的压强由p1=100atm降到p2=50atm，温度始终保持0℃，已知标准状况下1mol气体的体积是22.4L，则使用掉的氧气分子数为______？（已知阿伏伽德罗常数NA=6.0×1023mol-1，结果保留两位有效数字）
18．如图所示，左边的体积是右边的4倍，两边充以同种气体，温度分别为20 ℃和10 ℃，此时连接两容器的细玻璃管的水银柱保持静止，如果容器两边的气体温度各升高10 ℃，忽略水银柱及容器的膨胀，则水银柱将______（向左、向右）移动。
19．氧气分子在0℃和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分别如图中两条曲线所示，其中实线对应于氧气分子在________（选填“0℃”或“100℃”）时的情形；图中虚线对应于氧气分子平均动能________（选填“较小”或“较大”）的情形。
综合题
20．如图，开口向上的气缸内盛有一定深度的水银，一粗细均匀，长为l=12cm且下端开口的细玻管竖直漂浮在水银中。平衡时，玻璃管露出水银面的高度和进入玻管中的水银柱长度均为h1=3cm，轻质活塞到水银面的高度为h0=6cm，水银面上方的气体压强为p0=76cmHg。现施外力使活塞缓慢向下移动，当玻管上端恰好与水银面齐平时，进入玻管中的水银柱长度为h2=6cm。活塞与气缸壁间的摩擦不计且密封性良好，玻管的横截面积远小于气缸的横截面积，整个过程中各部分气体的温度保持不变，求:
（1）玻管上端恰好与水银面齐平时，玻管内气体的压强；
（2）整个过程中活塞向下移动的距离。
21．如图所示，粗细均匀的U形玻璃管（左右两侧管竖直）内用水银封闭有一定质量的理想气体，当环境温度为300K时，U形管两侧水银面的高度相同，封闭气柱长8cm，现缓慢升高封闭气体的温度，直到封闭气柱的长变为10cm，大气压强为76cmHg，（计算结果保留整数）
(1)求封闭气柱长为10cm时封闭气体的温度；
(2)若封闭气体的温度保持(1)问中的结果不变，从左端缓慢灌入水银，直到右侧封闭气柱的长度恢复到8cm，求应加入的水银柱的长度。
22．如图，内壁光滑且顶部开有小孔（与外界大气相通）的圆柱桶竖直放置，桶下部有被一定质量的活塞（厚度不计）密封的一定质量的理想气体，气体温度为T0=300K，活塞上下部分桶的容积比为 ，现用抽气机通过小孔向外抽气且在活塞上部被抽成真空时密封小孔，抽气过程气体温度保持不变，上部被抽为真空后，利用加热装置对密封气体缓慢加热，当活塞刚到桶顶部时，测得气体温度为T1=360K，已知外界大气压为P0．
（1）若活塞刚到桶顶部时，密封气体的压强P为多少？
（2）若活塞到达桶顶部后，继续加热气体，则当气体压强达到P0时，气体温度T多大？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】
AB．布朗运动不是液体分子的无规则运动，但它反映的是液体分子的无规则运动，故A正确，B错误；
C．布朗运动与悬浮颗粒的大小有关，颗粒也大，布朗运动越不明显，故C错误；
D．分子的运动是永不停息的，当物体温度达到0 °C时，物体分子的热运动不会停止。故D错误。
故选A。
2．A
【详解】
缓慢向下压活塞使气体体积减小，气体的密度增大时，单位体积的分子数增加，仍可以认为气体分子间相互作用力位零，气体温度不变，也就是气体分子的平均动能不变，气体分子的密度变大，使得在相同时间内撞击活塞的气体分子数目增多，故对活塞的压强变大，你会感到越来越费力。
故选A。
3．D
【详解】
A. 温度为0℃的物体，内部分子的无规则运动没有停止，分子动能不为零，分子势能也不为零，则仍然有内能，选项A错误；
B. 物体的内能与温度、体积以及物质的量等都有关系，则内能越大，温度不一定高，则分子热运动不一定越剧烈，选项B错误；
C. 物体的内能与温度、体积以及物质的量等都有关系，物体的体积增大时，内能不一定增大，选项C错误；
D. 改变内能的两种常见方式分别是做功和热传递，选项D正确；
4．C
【详解】
A．由题图可知，在0℃和100℃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，即相等，故A错误；
B．由图可知，具有最大比例的速率区间，0℃时对应的速率小，说明虚线为0℃的分布图象，故对应的平均动能较小，故B错误；
C．实线对应的最大比例的速率区间内分子动能大，说明实验对应的温度大，故为100℃时的情形，故C正确；
D．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子占据的比例，但无法确定分子具体数目，故D错误。
故选C。
5．C
【详解】
A．由于气体分子总在做永不停息的无规则运动，所以A错误；
B．由于气体分子总在做永不停息的无规则运动，每个分子的速度总是不确定的，所以B错误；
C．温度是分子平均动能的标志，则温度不变，分子的平均动能保持不变，所以C正确；
D．温度是整个系统的，不是某个分子的，所以D错误；
故选C。
6．C
【详解】
试题分析：油酸分子（视为球形）的直径测出后，根据V0=πd3可以计算出油酸分子体积；根据V=NAV0可以计算出油酸的摩尔体积；由于不知道密度，故无法求解油酸的摩尔质量，更不能求解油酸的质量；故选C．
7．D
【详解】
A．由理想气体的状态方程
当保持气体的温度不变，体积越大，压强越小，有可能保持C不变，所以这种现象可能发生，故A正确，与题意不符；
B．由理想气体的状态方程
当保持气体的体积不变，温度越高，压强越大，有可能保持C不变，所以这种现象可能发生，故B正确，与题意不符；
C．由理想气体的状态方程
当保持气体的压强不变，温度越高，体积越大，有可能保持C不变，所以这种现象可能发生，故C正确，与题意不符；
D．由理想气体的状态方程
当气体的温度升高，体积减小，压强不能减小，只能增大，才有可能保持C不变，故D错误，与题意相符。
本题选不可能发生的故选D。
8．C
【详解】
设大气压强为，水银柱上端气体压强为，水银柱压强为，平衡时有
所以当上端气体压强越小时，气压计的读数误差越小。
A．大气压强相同，环境温度较高，上端气体压强会越大，误差越大，A错误；
B．环境温度相同，大气压强较大，水银柱会压缩上端气体，导致气体压强变大，误差越大，B错误；
C．环境相同，玻璃管稍稍向上提一些，水银柱会下降，上端气体体积增大，压强减小，误差越小，C正确；
D．环境相同，玻璃管稍稍向一侧倾斜一些，水银柱上升，上端气体被压缩，压强变大，误差越大，D错误。
故选C。
9．B
【详解】
A．在图像中，过坐标原点的直线为等压变化，不过坐标原点，故不是等压变化，故A错误；
B．由题图可知，为等温变化，温度不变，故内能不变，故B正确；
C．到为等压变化，由到体积减小，由于质量不变，故密度增大，故C错误；
D．过程为等容变化，气体对外不做功，故D错误。
故选B。
10．B
【详解】
AB．温度是分子平均动能大小的标志，温度升高，则物体内分子的平均动能增大了，但物体内所有分子的动能不一定都增大，选项A错误，B正确；
C．分子势能大小取决于分子间的距离，温度升高，分子间的距离不一定增大，因此物体的分子势能不一定增大，选项C错误；
D．温度升高，可能是由于做功引起的，物体不一定吸收了热量，选项D错误。
故选B。
11．C
【详解】
A．配制好油酸酒精溶液置于敞口容器中一段时间，再使用该溶液进行实验，酒精挥发，导致油酸浓度增大，依旧按原来的计算则结果偏小，故A错误；
B．在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积时多数了一滴，这样一滴油酸酒精溶液的实际体积变小，算出的一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积变小，由
可知测量结果偏小，故B错误；
C．实验过程中，若撒的痱子粉过多，则油酸溶液在水面上形成的油膜面积偏小，由
可知实验测量的油酸分子的直径偏大，故C正确；
D．在计算油膜面积时，把不满一格的油膜都算成了一格，导致S偏大，由
可知实验测量的油酸分子的直径偏小，故D错误。
故选C。
12．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.
13．D
【详解】
A．气体从状态到状态体积不变，发生的是等容变化，气体不做功，而温度升高，内能增加，根据热力学第一定律可知气体吸收热量，故A错误；
B．气体从状态到状态体积不变，发生的是等容变化，气体不做功，温度升高，分子平均动能增大，但不是每个气体分子的动能都会增大，故B错误；
C．由状态变到状态的过程中，温度不变，内能不变，体积变大，气体对外界做功，故C错误；
D．从状态到状态温度升高，由于理想气体的内能只与温度有关，故气体内能增加，故D正确。
故选D。
14．ABD
【详解】
将红墨水滴入一杯清水中，水的温度越高则分子扩散的速度越快，整杯清水都变成红色的时间越短，A正确．依据压强产生的特点，从微观角度看，气体对器壁的压强就是由大量气体容器壁的持续碰撞引起的，故B正确．根据PV/T=C可知，封闭在汽缸中的气体，体积减小，压强不一定减小，由于还有温度的影响，故C错误．悬浮在液体中的微粒越小，或者液体的温度越高，布朗运动越显著，D正确．故选ABD．
15．AB
【详解】
系统处于平衡态时，其状态参量不随时间变化。
A．冰水混合物在0 ℃的房间里，其温度、压强、体积都不再变化，是平衡态，选项A正确；；
B．铜块在沸水中加热很长时间后，其温度、压强、体积也不再变化，是平衡态，故B正确；
C．开空调5分钟内放映厅内气体的温度、体积都要变化，不是平衡态，故C错误；
D．密闭绝热匀速运动的容器突然停止运动时，容器内的气体的温度升高，压强变大，故其不是平衡态，故D错误。
故选AB。
16．ACE
【详解】
AB．根据玻意耳定律
解得
上提细管时气体体积V变大，内外液面差h变大，A错误，B正确；
CD．将管下插至管顶与管外水银面高度差为70cm时，管内外水银面高度差也是70cm，那么气体体积等于零，违反玻意耳定律，气体体积不可能等于零，管内外水银面高度差小于70cm，D正确，C错误；
E． 如果将管下插至管顶与管外水银面高度差为70cm时，管内封闭气体的压强大于76cmHg，管内的水银面比管外水银面低，气体的体积和压强同时增大，违反玻意耳定律，E错误。
故选ACE。
17． 吸热 用气 4.0×1025个
【详解】
（1）1→2过程中气体的温度增大，内能增大。而氧气袋中的氧气质量不变，气体压强减小。根据理想气体状态方程可知气体体积增大，故气体对外做功。根据热力学第一定律可知此过程袋中的氧气需要吸热。
如果氧气瓶氧气质量发生了变化，1→2过程中气体的温度增大，气体压强减小，由于是氧气瓶，所以体积不变。根据理想气体状态方程，氧气的质量要减小，故氧气瓶正在用气。
（2）令用掉的这部分气体在p2压强下的体积为V2，温度不变，则根据理想气体状态方程有
解得
用掉的这部分气体在标准状况下的体积为
所以用掉的氧气分子数为
18．向左
【详解】
设左边的容器体积为，初始的压强为，右边容器的体积为，初始的压强为，所装气体的温度分别为293K和283K，当温度升高时，左边的压强由增至，则
左边的压强由增至，则
由查理定律得
因为，所以，即水银柱向左移。
19． 100℃ 较小
【详解】
实线对应的最大比例的速率区间内分子动能大，说明实线对应的温度大，故为100℃时的情形。
由图可知，具有最大比例的速率区间，0℃时对应的速率小，故说明虚线为0℃的分布图象，故对应的平均动能较小。
20．（1）123cmHg；（2）
【详解】
（1）设玻管的横截面积为，活塞的横截面积为，对玻管中的气体，初态体积和压强分别为
末态体积为
由玻意耳定律有
代入数据解得
（2）设玻管上端恰好与水银面齐平时，活塞到水银面的高度为，对水银面上方的气体，初态体积和压强分别为
，
末态体积和压强分别为
，
由玻意耳定律有
代入数据解得
活塞向下移动的距离为
21．(1)395K；(2)24cm
【详解】
(1)加热过程中封闭气体的温度和压强均发变化，当气柱的长度为10cm时左侧水银面应该比右侧的高4cm，则此时封闭气体的压强
p2=80cmHg
由理想气体状态程可知
即
解得
T2=395K
(2)气体从最初状态到最后状态，做等容变化，则有
其中
T3=T2=395K
解得
p3=100cmHg
故从右端应加入的水银柱的长度为
100cm-76cm=24cm
22．（1） （2）
【详解】
（1）设活塞重力产生的压强为p，初态时封闭气体的压强
设总体积为V，封闭气体初态体积
末态压强：，体积
根据理想气体状态方程，有：
代入数据解得：
（2）活塞到达顶部后继续加热气体，气体发生等容变化，根据查理定律，有：
代入数据解得：
答案第1页，共2页