2.3气体实验定律的微观解释练习（word版含答案）

粤教版（2019）选择性必修三 2.3 气体实验定律的微观解释
一、单选题
1．下列说法正确的是（　　）
A．气体温度升高，则每个气体分子的动能都将变大
B．载重汽车卸去货物的过程中，外界对汽车轮胎内的气体做正功
C．分子间同时存在着引力和斥力，其中引力比斥力大
D．密闭容器内的气体压强是由于大量气体分子频繁撞击器壁产生的
2．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，负压病房内壁受到的气体压力等于外壁受到的气体压力
3．对一定质量的气体，通过一定的方法得到了分子数目f与速率v的两条关系图线，如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．曲线Ⅰ对应的气体温度较高
B．曲线Ⅰ对应的气体分子平均速率较小
C．曲线Ⅱ对应的图线与横坐标轴所围面积较大
D．曲线Ⅱ对应的图线与横坐标轴所围面积较小
4．下列说法中正确的是（　　）
A．扩散现象和布朗运动都与温度有关
B．当两个分子距离大于r0且继续减小时，分子间引力增大而斥力减小
C．在完全失重的情况下，容器内气体对容器壁的压强为零
D．物体的温度升高，其内部所有分子运动的动能都增大
5．如图所示为一导热汽缸，内封有一定质量理想气体，活塞与汽缸壁的接触面光滑，活塞上方用弹簧悬挂。活塞质量与汽缸质量，大气压，活塞横截面积均为已知，则缸内压强为多少；另当周围环境温度不变，大气压缓慢增大后，下列说法正确的是（　　）
A．，弹簧长度不变
B．，气体内能将增加
C．，气体向外放出热量
D．，单位时间碰撞汽缸壁单位面积的分子数不变
6．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
7．密闭的玻璃杯内气体温度升高时，气体（　　）
A．分子数增加 B．每个分子的动能增加
C．密度增加 D．每秒撞击单位面积的器壁的分子数增多
8．下列说法正确的是（　　）
A．扩散运动是由微粒和水分子发生化学反应引起的
B．某时刻某一气体分子向左运动，则下一时刻它一定向右运动
C．0 ℃和100 ℃氧气分子的速率都呈现“中间多、两头少”的分布规律
D．以上说法均错误
9．下列说法正确的是（　　）
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的过程中分子力做负功
D．由图丙可知，当分子间的距离r>r0时，分子间的作用力先减小后增大
10．下列说法中错误的是（　　）
A．布朗运动就是液体分子的无规则运动
B．理想气体的温度越高，分子的平均动能越大，所以内能越大
C．当分子间距离增大时，分子的引力和斥力都减小
D．气体压强产生的原因是大量气体分子对器壁持续频繁的撞击作用
11．从冰箱中拿出的空瓶，一段时间后瓶塞弹出，其原因是（　　）
A．瓶内气体分子数增加 B．瓶内所有气体分子的运动都更剧烈
C．瓶塞所受合外力变小 D．瓶塞受瓶内气体分子的作用力变大
12．下列说法正确的是（　　）
A．饱和汽压与温度和体积都有关
B．绝对湿度的单位是Pa，相对湿度没有单位
C．空气相对湿度越大，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越快
D．气体做等温膨胀，气体分子单位时间对汽缸壁单位面积碰撞的次数一定变大
13．如图所示，由导热材料制成的气缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞与气缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体。将一细管插入液体，因虹吸现象，活塞上方的液体逐渐流出。在此过程中，大气压强与外界的温度保持不变。关于封闭在气缸内的理想气体，下列说法正确的是（　　）
A．分子间的引力和斥力都增大
B．在单位时间内，气体分子对活塞撞击的次数增多
C．在单位时间内，气体分子对活塞的冲量保持不变
D．气体分子的平均动能不变
14．下列说法正确的是（　　）
A．布朗运动就是分子的无规则运动
B．两个分子间距离减小时，其分子势能一定增大
C．气体压强与气体分子的平均动能、单位体积内的分子数有关
D．压强较大的气体不易被压缩是因为气体分子间存在斥力
15．以下说法正确的是（　　）
A．气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，仅与单位体积内的分子数有关
B．气体的压强是由气体分子间的吸引和排斥产生的
C．布朗运动是悬浮在液体中的小颗粒的运动，它说明液体分子永不停息地做无规则热运动
D．如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体分子的平均动能一定增大，因此压强也必然增大
二、填空题
16．如图所示，图线1和2分别表示在温度和下的分子速率分布图线，则温度高低关系有_______（选填“>”“<”或“=”）．
17．不可能事件：在一定条件下______出现的事件。
18．某种气体分子束由质量m速度v的分子组成，各分子都向同一方向运动，垂直地打在某平面上后又以原速率反向弹回，如分子束中每立方米的体积内有n个分子，则被分子束撞击的平面所受到的压强p=_____．
19．一定质量的气体，温度不变时，气体分子的平均动能________(选填“增大”、“减小”或不变”）.体积减小，分子的密集程度________（选填“增大”、“减小”或“不变”），气体压强增大，这就是对玻意耳定律的微观解释.
三、解答题
20．一定质量的某种理想气体，保持体积不变时，分子的密集程度怎么变化？在这种情况下，气体的温度升高时，分子的平均动能增大从而气体的压强就怎么变化？
21．如图所示，由U形管和细管连接的玻璃泡A、B和C浸泡在温度均为0℃的水槽中，B的容积是A的4倍．阀门S将A和B两部分隔开．A内为真空，B和C内都充有气体，U形管内左边水银柱比右边的低50mm．打开阀门S，整个系统稳定后，U形管内左右水银柱高度相等．设U形管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的容积．
（1）求玻璃泡C中气体的压强（以mmHg为单位）；
（2）将右侧水槽的水从0℃加热到一定温度时，U形管内左右水银柱高度差变为100mm，求加热后右侧水槽的水温．
22．简述道尔顿分压定律及其原理。
23．如图所示，一名同学将一个用水柱封闭的玻璃瓶放入热水中，发现水柱向右移动。试用分子动理论解释这个现象。
24．如图所示，内壁光滑的圆柱形汽缸竖直放置，汽缸上、下两部分的横截面积分别为2S和S。在汽缸内有A、B两活塞封闭着一定质量的理想气体，两活塞用一根细轻杆连接，已知活塞A的质量是m，活塞B的质量是0.5m。当外界大气压强为p0时，两活塞静止于如图所示位置。求这时汽缸内气体的压强。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．气体温度升高，则气体分子的平均动能变大，但并不是每个气体分子的动能都变大，A错误；
B．载重汽车卸去货物的过程中，轮胎体积膨胀，汽车轮胎内的气体对外做正功，B错误；
C．分子间同时存在着引力和斥力，时引力比斥力大，时引力比斥力小，C错误；
D．密闭容器内的气体压强是由于大量气体分子频繁撞击器壁产生的，D正确。
故选D。
2．C
【解析】
【分析】
【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。
3．B
【解析】
【分析】
【详解】
AB．温度增大时，分子平均速率增大，即分子速率较大的分子占比增大，由图知气体在状态Ⅰ时分子平均速率较小，曲线Ⅱ对应的气体分子平均速率较大，则知气体在状态II时温度较高，A错误，B正确；
CD．由题图可知，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CD错误；
故选B。
4．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．扩散现象指不同的物质相互接触时，彼此进入对方的现象；布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，不是分子的无规则运动，温度越高，分子热运动越剧烈，故布朗运动和扩散现象都与温度有关，故A正确；
B．当分子间的距离减小时，分子间的引力和斥力都增大，故B错误；
C．被封闭气体的压强是由气体分子持续撞击器壁产生的，与气体是否失重无关，故C错误；
D．温度是分子热运动平均动能的标志，物体温度升高时分子的平均动能增大，但不是内部所有分子的动能都增大，故D错误。
故选A。
5．A
【解析】
【分析】
【详解】
对汽缸受力分析有
得
对活塞及汽缸整体受力分析，内部气体对活塞向上的压力和对汽缸向下的压力为内力，可以不予考虑，活塞上表面和汽缸下表面外部大气压力相等，相当于整体只受竖直向下的重力与向上的弹簧弹力，二力平衡，弹簧长度不变， BCD错误，A正确。
故选A。
6．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。
7．D
【解析】
【详解】
AC．由于是密闭玻璃杯内的气体，质量一定，体积一定，则分子数不变，密度不变，故AC错误；
B．温度升高，气体分子的平均动能增加，但不是每个分子的动能都增加，故B错误；
D．变化为等容变化，温度升高，分子密度不变但分子平均动能增大，故每秒撞击单位面积的器壁的分子数增多，故D正确。
故选D。
8．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．扩散运动是物理现象，没有发生化学反应，故A错误；
B．分子运动是杂乱无章的，无法判断分子下一时刻的运动方向，故B错误；
C．0 ℃和100 ℃氧气分子的速率都呈现“中间多、两头少”的分布规律，故C正确；
D．因为C选项正确，故D错误。
故选C。
9．A
【解析】
【分析】
【详解】
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，A正确；
B．直线AB的斜率
则直线AB的方程为
有
所以在 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，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，C错误；
D．由图丙可知，当分子间的距离 时，分子间的作用力先增大后减小，D错误。
故选A。
10．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动，是液体分子的无规则运动的表现，选项A错误，符合题意；
B．理想气体的内能只与温度有关，温度越高，分子的平均动能越大，所以内能越大，选项B正确，不符合题意；
C．当分子间距离增大时，分子的引力和斥力都减小，选项C正确，不符合题意；
D．气体压强产生的原因是大量气体分子对器壁持续频繁的撞击作用，选项D正确，不符合题意；
故选A。
11．D
【解析】
【详解】
A．瓶子是密封的，所以瓶内气体分子数不能增加，A错误；
B．温度是分子的平均动能的标志，当瓶子拿出冰箱一段时间后瓶内气体的温度升高，瓶内气体分子的平均动能增大，但不是每一个分子的平均动能都增大，即不是瓶内所有气体分子的运动更剧烈，B错误；
C．瓶子外是大气，大气压没有变化，所以瓶塞所受外力不变，而瓶内气体的温度增大而体积不变，由理想气体得状态方程可知，瓶内气体的压强将增大，瓶塞被弹出，瓶塞合外力变大，C错误；
D．瓶内气体的温度增大而体积不变，由理想气体得状态方程可知，瓶内气体的压强将增大，所以瓶塞所受气体分子的平均作用力变大，瓶塞被弹出，D正确。
故选D。
12．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．饱和汽压与温度有关，和体积无关，A错误；
B．绝对湿度的单位是Pa，相对湿度没有单位，B正确；
C．空气相对湿度越大，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越慢，C错误；
D．气体做等温膨胀，体积变大，所以气体分子单位时间对汽缸壁单位面积碰撞的次数一定变小，故D错误。
故选B。
13．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．活塞上方液体逐渐流出，对活塞受力分析可得，气缸内气体压强减小，又气缸内气体温度不变，气体体积变大，分子间距变大，则分子间的引力和斥力都减小，选项A错误；
BC．气体的温度不变，压强减小，分子数密度减小，则单位时间气体分子对活塞撞击的次数减少，单位时间气体分子对活塞的冲量减少．故BC错误；
D．外界的温度保持不变，导热材料制成的气缸内气体温度不变，气体分子的平均动能不变，故D正确。
故选D。
14．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动，是液体分子的无规则运动的表现，选项A错误；
B．当分子力表现为引力时，两个分子间距离减小时，分子力做正功，则其分子势能减小，选项B错误；
C．气体压强与气体分子的平均动能、单位体积内的分子数有关，选项C正确；
D．压强较大的气体不易被压缩，这是气体压强作用的结果，与气体分子间的斥力无关，选项D错误。
故选C。
15．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，与单位体积内的分子数有关，还与分子平均速率有关，故A错误；
B．气体的压强是由于气体分子对器壁的频繁撞击产生的，故B错误；
C．布朗运动是悬浮在液体中的小颗粒的运动，它说明液体分子永不停息地做无规则热运动。故C正确；
D．温度是分子平均动能的唯一标志，但不能决定压强，如温度升高，而膨胀，则其压强可能减小，故D错误；
故选C。
16．<
【解析】
【详解】
[1]由不同温度下的分子速率分布曲线可知，分子数百分率呈现“中间多，两头少”统计规律，温度是分子平均动能的标志，温度高则分子速率大的占多数，所以有T1＜T2.
17．不可能
【解析】
【分析】
【详解】
略
18．2nmv2
【解析】
【详解】
[1]设在△t时间内射到 S的某平面上的气体的质量为△M，则
△M=v△tS nm
取△M为研究对象，受到的合外力等于平面作用到气体上的压力F以v方向规定为正方向，由动量定理得
-F△t=△Mv-（-△Mv）
解得
F=2v2nSm
平面受到的压强p为
19． 不变 增大
【解析】
【详解】
[1][2]．温度是分子平均动能的标志，一定质量的气体，温度不变时，气体分子的平均动能不变；体积减小，分子的密集程度增大，气体压强增大，这就是对玻意耳定律的微观解释.
20．见解析
【解析】
【详解】
一定质量的某种理想气体，则分子个数不变，若保持体积不变时，所以分子的密集程度也不变．若气体的温度升高时，则分子的平均动能增大，导致气体的分子与接触面碰撞弹力增大，则气体的压强也增大．
21．(1) 200mmHg (2) 477.75K
【解析】
【详解】
(1) 在打开阀门S前，两水槽水温均为T0=273K．设玻璃泡B中气体的压强为p1，体积为VB，玻璃泡C中气体的压强为pC，依题意有：
p1=pC+△p
式中△p=50mmHg．打开阀门S后，两水槽水温仍为T0，设玻璃泡B中气体的压强为pB
pB=pC
玻璃泡A和B中气体的体积为：
V2=VA+VB
根据玻意耳定律得：
p1VB=pBV2
代入数据解得
pC=200mmHg
(2) 当右侧水槽的水温加热至T′时，U形管左右水银柱高度差为100mm，即
△p=100mmHg
玻璃泡C中气体的压强为
pc′=pB+△p
玻璃泡C的气体体积不变，发生等容变化，根据查理定理得：
解得：
T′=477.75K
22．见解析
【解析】
【详解】
道尔顿分压定律的内容：理想气体混合物总压力等于各组元气体的分压力之和；
在容器内的气体混合物中，若各组分气体间不发生化学反应，则每一组气体都均匀分布在容器中，每组气体产生的压强都等于在相同温度下单独充满容器时产生的压强，而混合气体的总压强等于各分气体的分压之和。其原因是每种气体分子在一定温度下容器的器壁都会产生碰撞力，则气体的压强应该等于所有气体对器壁单位面积上的碰撞力之和。
23．见解析
【解析】
【详解】
在实验过程中，封闭的气体压强保持不变。玻璃瓶放入热水中时，气体的温度升高，分子的平均动能增大，要保持气体的压强不变，只有使一定时间内撞击单位面积容器壁的分子数减少，也就是使气体分子密集程度减小，即气体的体积增大，所以水柱向右移动。
24．
【解析】
【分析】
【详解】
取两活塞整体为研究对象，初始气体压强为p1，有
解得
故气缸内气体的压强为。
答案第1页，共2页
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