第一章 分子动理论与气体实验定律 检测试题（word版含答案）

《分子动理论与气体实验定律》章末检测
一、单项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中只有一项是符合题目要求的。
1.阿伏伽德罗常数是NA(mol-1),铜的摩尔质量是 M (kg/mol),铜的密度是ρ (kg/m3),则下列说法正确的是(　)
A.1 m3铜中所含的原子数为
B.一个铜原子的质量是
C.一个铜原子所占的体积是
D.1 kg铜所含有的原子数目是ρNA
2.A、B两杯水,水中均有花粉微粒在做布朗运动,经显微镜观察后发现A杯中的布朗运动比B杯中的布朗运动激烈,则下列判断中正确的是(　　)
A.布朗运动就是水分子的无规则热运动
B.布朗运动就是花粉微粒内分子的热运动
C.A杯中的水温低于B杯中的水温
D.条件不足,无法判断两杯水温的高低
3.关于物体的内能,以下说法正确的是(　　)
A.一架飞机以某一速度在空中飞行,由于组成飞机的所有分子都具有这一速度,所以分子具有动能,又由于所有分子都在高处,所有分子具有势能,所以上述分子的动能与势能的总和就是物体的内能
B.当物体的机械能为零时,其内能一定不为零
C.温度是物体内能的标志
D.内能指某个分子的动能和势能之和
4.如图所示,a、b、c是三根完全相同的玻璃管,一端封闭,管内各用相同长度的一段水银柱封闭了质量相等的空气,a管竖直向下做自由落体运动,b管竖直向上做加速度为g的匀加速运动,c管沿倾角为45°的光滑斜面下滑,若空气温度始终不变,当水银柱相对管壁静止时,a、b、c三管内的空气柱长度La、Lb、Lc间的关系为(　　)
A.Lb=Lc=La B.LbC.Lb>Lc>La D.Lb二、多项选择题:本题共4小题,每小题6分,共24分。每小题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
5.对于分子动理论和物体内能的理解,下列说法正确的是(　　)
A.温度高的物体内能不一定大,但分子平均动能一定大
B.温度越高,布朗运动越显著
C.当分子间的距离增大时,分子间作用力一直减小
D.当分子间作用力表现为斥力时,分子势能随分子间距离的减小而
增大
6.关于密闭容器中气体的压强,下列说法正确的是(　　)
A.压强是由气体受到的重力产生的
B.压强是由大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的
C.压强的大小取决于气体分子数密度的多少和气体温度的高低
D.容器运动的速度越大,气体的压强也越大
7.如图(甲)、(乙)所示,容器A和容器B分别盛有氢气和氧气,用一段细玻璃管连通,管内有一段水银柱将两种气体隔开。当氢气的温度为0 ℃,氧气温度是20 ℃时,水银柱保持静止,下列情况中正确的是(　　)
A.图(甲)中两气体均升高10 ℃,水银柱将向A侧移动
B.图(甲)中氢气升高10 ℃,氧气升高20 ℃,水银柱将向A侧移动
C.图(乙)中两气体均降低10 ℃,水银柱将向A侧移动
D.图(乙)中两气体均升高20 ℃,水银柱将向A侧移动
8.如图所示是一定质量的理想气体的pV图线,若其状态由A→B→
C→A,且A→B等容,B→C等压,C→A 等温,则气体在A、B、C三个状态时(　　)
A.单位体积内气体的分子数nA=nB=nC
B.气体分子的平均速率vA>vB>vC
C.气体分子在单位时间内对器壁的平均作用力FA>FB=FC
D.气体分子在单位时间内,对器壁单位面积碰撞的次数是NA>NB,NA>NC
三、非选择题:共60分。考生根据要求作答。
9.(4分) 如图所示,在气缸中用活塞封闭一定质量的气体,活塞与缸壁间的摩擦不计,且不漏气,将活塞用绳子悬挂在天花板上,使气缸悬空静止。若大气压不变,温度降低到某一值,则此时与原来相比较,绳子张力　　　　;缸内气体体积　　　　(均选填“增大”“减小”或“不变”)。
10.(4分) 如图所示,两端开口的弯管,左管插入水银槽中,右管有一段高为h的水银柱,中间封闭有一段空气,则弯管左管内、外水银面的高度差为　　　　;若环境温度升高,则右管内的水银柱沿管壁　　　　(选填“上升”或“下降”)。
11.(5分)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,实验器材有:浓度为0.08 %(体积分数)的油酸酒精溶液、最小刻度为 0.1 mL的量筒、盛有适量清水的45×50 cm2浅盘、爽身粉、胶头滴管、玻璃板、彩笔、边长为1 cm的方格坐标纸。
(1)下面是实验步骤,请填写所缺的步骤C。
A.用胶头滴管将浓度为0.08 %油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下滴入1 mL油酸酒精溶液时的滴数N;
B.将爽身粉均匀地撒在浅盘内水面上,用滴管吸取浓度为0.08 %的油酸酒精溶液,从低处向水面中央一滴一滴地滴入,直到油酸薄膜有足够大的面积又不与器壁接触为止,记下滴入的滴数n;
C.　 ;
D.将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,计算轮廓内正方形的个数,算出油酸薄膜的面积S cm2。
(2)用已给的和测得的物理量表示单个油酸分子直径的大小为　　　　(单位:cm)。
12.(7分)用DIS研究一定质量气体在温度不变时,压强与体积关系的实验装置如图(甲)所示,实验步骤如下:
①把注射器活塞移至注射器中间位置,将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接;
②移动活塞,记录注射器的刻度值V,同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p;
③用V图像处理实验数据,得出如图(乙)所示的图线。
(1)为了保持封闭气体的质量不变,实验中采取的主要措施是
　 ;
(2)为了保持封闭气体的温度不变,实验中采取的主要措施是
　 和　 ;
(3)如果实验操作规范、正确,但如图(乙)所示的V图线不过原点,则V0代表　 。
13.(10分)在标准状况下,有体积为V的水和体积为V的水蒸气。已知水的密度为ρ,阿伏伽德罗常数为NA,水的摩尔质量为MA,在标准状况下水蒸气的摩尔体积为VA,求:
(1)标准状况下水分子与水蒸气中的水分子的平均动能的大小关系;
(2)它们中各有多少水分子;
(3)它们中相邻两个水分子之间的平均距离。
14.(12分)如图所示,在一端开口、另一端封闭粗细均匀的足够长玻璃管内,一段长为h=25 cm的水银柱封闭着一定质量的理想气体,当玻璃管水平放置时,管内封闭的气柱长度为L1=20 cm[如图(甲)],这时的大气压强p0=75 cmHg,室温是t1=27 ℃。将玻璃管缓慢地转过90°角,使它开口向上,并竖直浸入热水中[如图(乙)],待稳定后,测得玻璃管内气柱的长度L2=17.5 cm。
(1)求此时管内气体的温度t2;
(2)保持管内气体的温度t2不变,往玻璃管内缓慢加入水银,当封闭的气柱长度L3=12.5 cm时,加入的水银柱长度Δh是多少
15.(18分)如图,开口朝下的圆筒形气缸竖直悬挂,处于静止状态,气缸内用横截面积为S的薄活塞封闭着温度为27 ℃的某种理想气体,活塞可在气缸内上下无摩擦滑动。通过电热丝可以对气体缓慢加热,使活塞缓慢向下移动。当气体温度升高至127 ℃时,活塞刚好移到气缸口。已知大气压强为p0,重力加速度为g。
(1)求27 ℃时气缸内气体体积V1与气缸容积V2的比值;
(2)如果不加热气体,而在活塞下悬挂一个沙盘,缓慢地往沙盘里添加沙,当沙与沙盘总质量为m时,活塞也刚好移到气缸口,此过程中,气体温度保持不变。求活塞的质量m0。
参考答案
1.B 2.D 3.B 4.D 5.ABD 6.BC 7.BC 8.CD
9.不变 减小
10. h 上升
解析:被封闭气体的压强按右边计算为p=p0+ph,按左边计算也为p=p0+ph,故左管内、外水银面的高度差为h;压强不变,温度升高,体积增大,右管中水银柱沿管壁上升。
11. (1)将玻璃板放在浅盘上,用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上　(2)
12. (1)在注射器活塞上涂润滑油
(2)移动活塞要缓慢　不能用手握住注射器封闭气体部分
(3)注射器与压强传感器连接部位的气体体积
13. 解析:(1)标准状况下,它们的温度相等,所以水分子与水蒸气中水分子的平均动能相等。
(2)体积为V的水,质量为M=ρV,
分子个数为N=NA=NA,
对体积为V的水蒸气,分子个数为N′=NA。
(3)水中水分子紧密接触,设相邻的两个水分子之间的平均距离为d,将水分子视为球形,则水分子直径也为d,分子的体积为V0=πd3,
解得d=
设水蒸气中相邻的两个水分子之间距离为d′,将水蒸气中的水分子占的空间视为正方体,则其体积为V0′=d′3,解得 d′=。
14. 解析:(1)根据理想气体状态方程得=
代入数值解得t2=77 ℃。
(2)根据玻意耳定律得(p0+h)SL2=(p0+h+Δh)SL3,
代入数值解得Δh=40 cm。
15. 解析:(1)通过电热丝缓慢加热气体的过程中,气体发生等压变化,根据盖—吕萨克定律有=
其中T1=300 K,T2=400 K
解得=。
(2)通过挂沙盘使活塞移到气缸口的过程中,气体发生等温变化,根据玻意耳定律可得p1V1=p2V2,
其中p1=p0-,p2=p0-
联立求得m0=-4m。