4.2 气体实验定律的微观解释 同步练习（含答案解析） (1)

4.2
气体实验定律的微观解释
同步练习
1．对于一定质量的气体，下列四个论述中正确的是(　　)
A．当分子热运动变剧烈时，压强必变大
B．当分子热运动变剧烈时，压强可以不变
C．当分子间的平均距离变大时，压强必变小
D．当分子间的平均距离变大时，压强必变大
【答案】　B
2．对一定质量的气体，下列说法正确的是(　　)
A．压强增大，体积增大，分子的平均动能一定增大
B．压强减小，体积减小，分子的平均动能一定增大
C．压强减小，体积增大，分子的平均动能一定增大
D．压强增大，体积减小，分子的平均动能一定增大
【解析】　体积增大，分子密集程度减小，单位时间对器壁碰撞次数减少，压强增大，说明分子对单位面积器壁的作用力增大，这说明分子的平均动能增大，选项A是正确的，选项B错误．在C、D两种说法中，分子的平均动能都不能确定是增大还是减小．综上所述，正确选项为A.
【答案】　A
3．封闭在容积不变的容器中的气体，当温度升高时，则气体的(　　)
A．分子的平均速率增大
B．气体对器壁的压强变大
C．分子的平均速率减小
D．气体对器壁的压强变小
【解析】　单位体积内的分子数不变，当温度升高时，分子的平均动能增大，气体对器壁的压强变大，A、B选项正确．
【答案】　AB
4．如图4－2－2所示，用导热的固定隔板把一容器隔成体积相等的甲、乙两部分．甲、乙中分别有质量相等的氮气和氧气．在达到平衡时，它们的温度相等．若分子势能可忽略．则甲、乙中(　　)
图4－2－2
A．气体的压强相等
B．气体的内能相等
C．气体分子的平均动能相等
D．气体分子的平均速率相等
【解析】　由于氮气分子和氧气分子质量不同，故质量相等，体积相同的氮气和氧气分子数密度不同；由于温度相同，故分子的平均动能相等，分子平均速率不相等，压强也不相等，故C正确，A、B、D错误．
【答案】　C
5．在一个上下温度相同的水池中，一个小气泡缓慢向上浮起时，下列对气泡内气体分子的描述正确的是(　　)
A．气体分子的平均速率不变
B．气体分子数密度增加
C．气体分子数密度不变
D．气体分子无规则运动加剧
【解析】　小气泡上浮过程中，温度不变，气体分子的平均速率不变，A对，D错；又因为上浮过程中气体压强减小，所以分子数密度减小，B、C都不对．
【答案】　A
6．对一定质量的理想气体，用p、V、T分别表示其压强、体积和温度，则有(　　)
A．若T不变，p增大，则分子热运动的平均动能增大
B．若p不变，V增大，则分子热运动的平均动能减小
C．若p不变，T增大，则单位体积中的分子数减小
D．若V不变，p减小，则单位体积中的分子数减小
【解析】　温度不变，则分子热运动的平均动能不变，A项错；体积不变，由于气体分子的总数不变，则单位体积中的分子数不变，D选项错误；压强不变，如温度升高，分子热运动的平均动能增大，则单位体积内分子数减少，即体积增大，C选项正确，B选项错误．
【答案】　C
7．关于一定量的气体，下列说法正确的是________．
A．气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，而不是该气体所有分子体积之和
B．只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低
C．在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零
D．气体从外界吸收热量，其内能一定增加
E．气体在等压膨胀过程中温度一定升高
【解析】　气体分子在空间可自由移动，因此气体体积应是气体分子所能到达的空间，选项A正确；分子热运动的剧烈程度与温度有关，温度越高，分子运动越剧烈，选项B正确；气体压强的大小等于气体作用在器壁单位面积上的压力，与失、超重无关，选项C错误；气体吸收热量的同时可对外做功，内能不一定增加，选项D错误；气体等压膨胀，由＝可知温度一定升高，选项E正确．
【答案】　ABE
8．甲、乙两个相同的密闭容器中分别装有等质量的同种气体．已知甲、乙两容器中气体的压强分别为p甲、p乙，且p甲A．甲容器中气体的温度高于乙容器中气体的温度
B．甲容器中气体的温度低于乙容器中气体的温度
C．甲容器中气体分子的平均动能小于乙容器中气体分子的平均动能
D．甲容器中气体分子的平均动能大于乙容器中气体分子的平均动能
【解析】　质量相等的同种气体装在相同容器中，说明两种气体的体积相同，则两种气体分子的密集程度相同．由于p甲【答案】　BC
9．如图4－2－3所示，一定质量的某种气体的等压线，等压线上的a、b两个状态比较，下列说法正确的是(　　)
图4－2－3
A．在相同时间内撞在单位面积上的分子数b状态较多
B．在相同时间内撞在单位面积上的分子数a状态较多
C．在相同时间内撞在相同面积上的分子数两状态一样多
D．单位体积的分子数两状态一样多
【解析】　ab连线是等压线，意味着pa＝pb.由于气体的压强由单位体积内的分子数和分子的平均动能的大小决定，Tb＞Ta，则状态b时气体分子的平均动能大，则只有此状态下相同时间内撞在单位面积上的分子数少，才能保证两状态时压强相等，故B正确．
【答案】　B
图4－2－4
10．如图4－2－4所示，一定质量的理想气体由状态A沿平行于纵轴的直线变化到状态B，则它的状态变化过程是(　　)
A．气体的温度不变
B．气体的内能增加
C．气体分子的平均速率减小
D．气体分子在单位时间内与器壁单位面积上碰撞的次数不变
【解析】　从p－V图象中的AB图线可知，气体状态由A变到B为等容升压，根据查理定律，一定质量的气体，当体积不变时，压强跟热力学温度成正比，故压强增大温度升高，内能增加，B正确，A错误；气体的温度升高，分子平均速率增加，故C错误；气体压强增大，则气体分子在单位时间内与器壁单位面积上碰撞的次数
可能变化，故D错误．
【答案】　B
11．一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C，其中A→B过程为等压变化，B→C过程为等容变化．已知VA＝0.3
m3，TA＝TC＝300
K、TB＝400
K.
(1)求气体在状态B时的体积．
(2)说明B→C过程压强变化的微观原因．
【解析】　(1)设气体在B状态时的体积为VB，由盖—吕萨克定律得＝，代入数据得VB＝0.4
m3.
(2)微观原因：气体体积不变，分子密集程度不变，温度变小，气体分子平均动能减小，导致气体压强减小．
【答案】　(1)0.4
m3　(2)见解析
12．喷雾器内有10
L水，
图4－2－5
上部封闭有1
atm的空气2
L．关闭喷雾阀门，用打气筒向喷雾器内再充入1
atm的空气3
L(设外界环境温度一定，空气可看作理想气体)．如图4－2－5所示．当水面上方气体温度与外界温度相等时，求气体压强，并从微观上解释气体压强变化的原因．
【解析】　选取喷雾器内原有的药液上方的空气和即将打入的空气一起作为研究对象．将变质量问题转化为一定质量的问题．
设气体初态压强为p1，体积为V1；末态压强为p2，体积为V2，由玻意耳定律p1V1＝p2V2
代入数据得p2＝2.5
atm
微观解释：温度不变，分子平均动能不变，单位体积内分子数增加，所以压强增加．
【答案】　见解析