2.3气体实验定律的微观解释（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
2．一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
3．下列说法正确的是（　　）
A．相同温度的10克冰和10克水比较，内能不相等
B．氢气和氧气的温度相同时，它们分子的平均速率相同
C．如果气体温度升高，那么每一个分子热运动的速率都增加
D．一定质量的某种理想气体，体积减小时，分子的密集程度也将减小
4．一定质量的气体，温度不变仅体积减小后，气体的压强增大，用分子动理论的观点分析，这是因为（　　）
A．气体分子的总数增加
B．单位体积内的分子数目不变
C．气体分子每次碰撞器壁的平均作用力增大
D．单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多
5．在一定温度下，当气体的体积增大时，气体的压强减小，这是（　　）
A．气体分子的密度变小，单位体积内分子的质量变小
B．气体分子密度变大，分子对器壁的吸引力变小
C．每个气体分子对器壁的平均撞击力变小
D．单位体积内的分子数减小，单位时间内对器壁碰撞的次数减小
6．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
7．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。下列说法不正确的是（　　）
A．在任一温度下，气体分子的速率分布都呈现“中间多、两头少”的分布规律
B．图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形
C．图中实线对应于氧气分子在100℃时的情形
D．与0℃时相比，100℃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大
8．概率统计的方法是科学研究中的重要方法之一，以下是某一定质量的氧气（可看成理想气体）在和时统计出的速率分布图像，结合图像分析以下说法正确的是（　　）
A．其中某个分子，时的速率一定比时要大
B．时图线下对应的面积比时要小
C．如果两种情况气体的压强相同，则时单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数比时少
D．如果两种情况气体的体积相同，则时单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数与时相同
9．下列说法正确的是（　　）
A．物体运动速度大，物体内分子的动能一定大
B．物体运动速度大，物体的内能一定大
C．温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，所有分子的速率都增大
D．物体内分子的平均动能与物体做机械运动的速度大小无关
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．下列说法中正确的是（　　）
A．布朗运动就是液体分子的无规则运动
B．当分子间距离增大时，分子的引力和斥力都增大
C．单位时间内气体分子对容器壁单位面积上碰撞次数减少，气体的压强一定减少
D．物体的温度越高，分子热运动越剧烈，分子的平均动能越大
12．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
13．25℃室外，氧气贮存罐贮存高压氧气，打开阀门，氧气向外喷出，喷气过程中，关于贮存罐表面温度和贮存罐内气体分子单位时间撞击内表面的次数，下列说法中正确的是（　　）
A．表面温度比室温低，碰撞次数减少
B．表面温度与室温相等，碰撞次数不变
C．表面温度比室温高，碰撞次数减少
D．表面温度比室温低，碰撞次数增加
14．下列关于气体压强的说法，正确的是（　　）
A．大气压强是由于大气分子永不停息地做无规则热运动而产生的
B．一定质量的理想气体，只要体积减小，单位体积内气体的分子数就增多，气体分子对器壁的碰撞就更加频繁，压强就增大
C．一定质量的理想气体，只要温度升高，气体分子的平均速率就增大，在单位时间内对单位面积器壁的平均撞击力就增大
D．容器内的大量气体分子对器壁的碰撞满足统计规律，机会均等，故器壁各部分气体压强相等
15．有关分子动理论的描述，下列说法正确的是（　　）
A．若不计分子势能，则质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能
B．随着分子间距离增大，分子间作用力减小，分子势能可能增大
C．用打气筒给自行车车胎充气时要用力才能压缩空气，这说明空气分子间存在斥力
D．单位时间内，气体分子对容器壁单位面积上的碰撞次数减少，气体的压强一定减小
二、填空题
16．对一定质量的气体，通过一定的方法得到了各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子的速率的两条关系图线，如图所示，则___________（选填“大于”或“小于”）。
17．判断下列说法的正误．
（1）理想气体在超低温和超高压时，气体的实验定律不适用了．( )
（2）对于不同的理想气体，其状态方程＝C中的常量C相同．( )
（3）一定质量的理想气体，温度和体积均增大到原来的2倍时，压强增大到原来的4倍．( )
（4）一定质量的某种理想气体，若p不变，V增大，则T增大，是由于分子数密度减小，要使压强不变，需使分子的平均动能增大．( )
18．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A2中两条曲线所示．图中实线对应于氧气分子在_____℃时的情形；图中虚线下面积_____实线下面积．（填“大于”、“等于”、“小于”）
19．当一定量的气体温度保持不变而体积减小时，单位体积内的分子数将___________，单位时间内撞到单位面积上的分子数会___________，导致压强___________．
三、解答题
20．如图所示的容器A里封闭有气体，粗细均匀的玻璃管里有水银柱，若测得h1＝10cm，h2＝20cm，大气压强为1标准大气压，则可知A中气体的压强是多少Pa。（水银的密度为：13.6×103kg/m3）
21．体积都是的两个容器，装着质量相等的氧气，其中一个容器内的温度是，另一个容器的温度是。请说明：这两个容器中关于氧分子运动速率分布的特点有哪些相同？有哪些不同？
22．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。
23．如图甲所示，密闭容器内封闭一定质量的气体，气体的压强是由气体分子间的斥力产生的吗？
24．大量分子频繁地碰撞，使得某个分子的速度方向和大小完全是随机的，而向各个方向运动的分子数量相等，那么各个速率区间的分子数为什么不相等？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【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．B
【详解】
AC．气泡的温度不变，则平均动能不变，选项AC错误；
BD．气泡从湖底上升到湖面，则气泡内气体的压强减小，则对气泡壁单位面积的平均作用力减小，选项B正确，D错误。
故选B。
3．A
【详解】
A．相同温度的10克冰和10克水，温度相同，平均动能相同，但冰吸热融化为水，故内能不相同，故A正确；
B．温度相同时，分子的平均动能相同，但由于它们的质量不同，故平均速率不同，故B错误；
C．如果气体温度升高，分子的平均动能增大，并不是每一个分子热运动的速率都增加，故C错误；
D．一定质量的某种理想气体，体积减小时，分子的密集程度将增大，故D错误。
故选A。
4．D
【详解】
气体的质量一定，则分子数一定，当体积减小时，分子总数不变，单位体积的分子数增加，因温度不变，则分子的平均速率不变，则气体分子每次碰撞器壁的平均作用力不变，气体的压强变大，则单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多。
故选D。
5．D
【详解】
一定量气体，在一定温度下，分子的平均动能不变，分子撞击器壁的平均作用力不变；
气体的体积增大时，单位体积内的分子数减小，单位时间内对器壁的碰撞次数减少，
单位时间内器壁单位面积上受到的压力变小，气体产生的压强减小。
故选D。
6．A
【详解】
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。
7．D
【详解】
A．由图可知，气体分子的速率分布都呈现“中间多、两头少”的分布规律，故A正确；
B．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，故B正确；
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．图可知，0～400m/s段内，100°C对应的占据的比例均小于与0°C时所占据的比值，因此100°C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，故D错误。
本题选不正确的，故选D。
8．C
【详解】
A．由图可知，时的分子速率有时比时要小，故A错误；
B．速率分布曲线的面积的意义，就是将每个单位速率的分子数占总分子数的百分比进行累加，累加的结果都是1，面积相等，故B错误；
CD．如果两种情况气体的压强相同，由于时分子的平均动能比较大，所以单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数比时少，故C正确，D错误。
故选C。
9．D
【详解】
AD．分子的平均动能与机械运动的速度无关，故A错误，D正确；
B．物体内能的大小与物体速度大小无关，故B错误；
C．温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，大部分分子的速率增大，极个别分子速率有可能不变，也有可能减小，故C错误。
故选D。
【点睛】
（1）内能是一种与分子热运动及分子间相互作用相关的能量形式，与物体的机械运动无关，它取决于物质的量、温度和体积；
（2）温度是分子平均动能的标志，与单个分子的动能以及物体的动能无任何关系。
10．B
【详解】
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
【详解】
A．布朗运动就是悬浮在液体中的小颗粒的无规则运动，故A错误；
B．当分子间距离增大时，分子的引力和斥力都减小，故B错误；
C．影响压强的因素除了单位时间内气体分子对容器壁单位面积上碰撞次数外，还有温度，故C错误；
D．温度是分子平均动能标志，物体的温度越高，分子热运动越剧烈，分子的平均动能越大，故D正确。
故选D。
12．B
【详解】
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。
13．A
【详解】
打开气阀，氧气喷出，气体对外做功，温度降低；内部气体分子密度减小，单位时间内气体撞击内表面的次数减小。
故选A。
14．D
【详解】
A．地球的周围被厚厚的空气包围着，这些空气被称为大气层，空气可以像水那样自由的流动，同时它也受重力作用，因此空气的内部向各个方向都有压强，这个压强被称为大气压，可近似看成是空气的重力产生的，A错误；
B．一定质量的理想气体，从宏观上看，压强与气体的体积及温度均有关系，从微观上看，压强与单位体积内的分子数及分子的平均动能有关，故体积减小，压强不一定增大，B错误；
C．在单位时间内对单位面积器壁的平均撞击力即气体产生的压强，结合B的解析可知，C错误；
D．容器内的大量气体分子对器壁的碰撞满足统计规律，机会均等，故器壁各部分气体压强相等，D正确。
15．B
【详解】
A．质量相等的氢气和氧气，温度相同，分子的平均动能相同，而氢气的分子数较多，则氢气的内能较大，故A错误；
B．当分子间作用力表现为引力，随着分子间距离增大，分子间作用力减小时，引力做负功，分子势能增大，故B正确；
C．用打气筒给自行车车胎充气时要用力才能压缩空气，这是气体压强作用的缘故，气体分子间一般不考虑相互作用力，故C错误；
D．气体的压强与单位时间内气体分子对容器壁单位面积上的碰撞次数以及分子对器壁的平均撞击力有关，若温度升高，分子对器壁的平均撞击力增大，单位时间内气体分子对容器壁单位面积上的碰撞次数减少，气体的压强不一定减小，故D错误。
故选B。
16．小于
【详解】
由图可知，气体在时分子平均速率较小，则知气体在时温度较低，故小于。
17． 错误 错误 错误 正确
【详解】
略
18． 100 等于
根据对应的最大比例的速率区间，说明实验对应的温度的情形；
【详解】
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，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，故为实线对应于氧气分子在100℃时的情形；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；
【点睛】
温度是分子平均动能的标志，温度升高分子的平均动能增加，不同温度下相同速率的分子所占比例不同，要注意明确图象的意义是解题的关键；
19． 增加 增加 增加
【详解】
[1]气体体积变小，故单位体积内分子数增加；
[2]单位体积分子数增加，故单位时间内撞到单位面积的分子数增加；
[3]温度不变，而单位时间内撞到单位面积的分子数增加，故压强增加。
20．
【详解】
由图可知
所以
21．见解析
【详解】
相同点：两容器中氧气的质量相同，则氧分子数相同；且分子的速率分布都呈现“两头少中间多”的趋势；
不同点：温度越高分子的平均速率越大，则在100℃的容器中速率较大的氧分子占据的比例较大，而在0℃的容器中速率较大的氧分子占据的比例较小。
22．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
略
23．不是，是分子撞击器壁而产生的
【详解】
略
24．见解析
【详解】
气体分子运动具有自由性，无序性，规律性。
气体分子的运动杂乱无章，在某一时刻，向着任何一个方向运动的分子都有，而且向着各个方向运动的气体分子数目都相等；但气体分子的速率各不相同，但遵守速率分布规律，呈现出“中间多，两头少”的分布规律，当气体温度升高时，分子的平均速率增大。
答案第1页，共2页
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