学业分层测评(二)
(建议用时：45分钟)
[学业达标]
1．在研究热现象时，我们采用统计方法．这是因为( )
A．每个分子的运动速率随温度的变化是有规律的
B．个别分子的运动不具有规律性
C．在一定温度下，大量分子的速率分布是确定的
D．在一定温度下，大量分子的速率分布也随时间而变化
E．大量随机事件的整体会表现出一定的规律性
【解析】 大量分子运动的速率分布是有规律的，可以用统计方法，而个别分子的运动速率瞬息万变，极无规律，故B、C、E选项正确．
【答案】 BCE
2．下列关于气体分子运动的特点，正确的说法是( )
A．气体分子运动的平均速率与温度有关
B．当温度升高时，气体分子的速率分布不再是“中间多，两头少”
C．气体分子的运动速率不能由牛顿运动定律求得
D．气体分子的平均速度随温度升高而增大
E．气体分子的平均速率随温度升高而增大
【解析】 气体分子的运动与温度有关，温度升高时，平均速率变大，但仍遵循“中间多，两头少”的统计规律，A、E项正确，B项错误；分子运动无规则，而且牛顿定律是宏观定律，不能用它来求微观分子的运动速率，C项正确；大量分子向各个方向运动的概率相等，所以稳定时，平均速度几乎为零，与温度无关，D项错误．
【答案】 ACE
3．下列物理量哪些不能决定气体的压强( )
A．温度
B．分子密集程度
C．分子总数
D．分子种类
E．分子的大小
【解析】 气体的压强是由大量分子碰撞器壁而引起的，气体分子的密集程度越大(即单位体积内分子数越多)，在单位时间内撞击单位面积的器壁分子就越多，则气体的压强越大．温度越高，整体上分子运动更加剧烈，分子撞击器壁时对器壁产生的作用力越大，气体的压强就越大．故决定气体压强的因素是分子密集程度和气体的温度，故不能决定气体压强的是C、D、E选项．
【答案】 CDE
4．下面对气体压强的理解，正确的是( )
A．气体压强是由于气体分子不断撞击器壁而产生的
B．气体压强取决于单位体积内分子数和气体的温度
C．单位面积器壁受到大量气体分子的碰撞的作用力就是气体对器壁的压强
D．大气压强是由地球表面空气重力产生的，因此将开口瓶密闭后，瓶内气体脱离大气，它自身重力太小，会使瓶内气体压强远小于外界大气压强
E．在分析容器内气体的压强时，气体的重力不能忽略不计
【解析】 气体压强是由于气体分子不断撞击器壁而产生的，A正确，E错误；气体压强的大小取决于气体分子密度和气体分子的平均速率，即取决于单位体积内的分子数和气体的温度，B正确；由p＝知，C正确；虽然大气压强是由地球表面空气重力产生的，但最终还是通过分子碰撞实现对放入其中的物体产生压强，将开口瓶密封后，瓶内气体脱离大气，瓶内气体压强仍等于外界大气压强，D错误．
【答案】 ABC
5．教室内的气温会受到室外气温的影响，如果教室内上午10时的温度为15 ℃，下午2时的温度为25 ℃，假设大气压强无变化，则下午2时与上午10时相比较，房间内的( )
A．空气分子密集程度减小
B．空气分子的平均速率增大
C．空气分子的速率都增大
D．空气质量减小
E．空气质量增大
【解析】 温度升高，气体分子的平均速率增大，平均每个分子对器壁的冲力将变大，但气压并未改变，可见单位体积内的分子数一定减小，故A项、D项、B项正确，E项错误；温度升高，并不是所有空气分子的速率都增大，C项错误．
【答案】 ABD
6．图1-2-4是氧分子在不同温度(0 ℃和100 ℃)下的速率分布规律图，由图可得出哪些结论？(至少答出两条)
图1-2-4
【解析】 ①一定温度下，氧气分子的速率呈现出“中间多，两头少”的分布规律；②温度越高，氧气分子热运动的平均速率越大(或温度越高，氧气分子运动越剧烈)．
【答案】 见解析
7．气体压强和通常所说的大气压强是不是同一回事？若不是有何区别与联系？
【解析】 因密闭容器中的气体密度一般很小，由气体自身重力产生的压强极小，可忽略不计，故气体压强由气体分子碰撞器壁产生，大小由气体的密度和温度决定，与地球的引力无关，气体对上下左右器壁的压强都是大小相等的．大气压强却是由于空气受到重力作用紧紧包围地球而对浸在它里面的物体产生的压强．如果没有地球引力作用，地球表面就没有大气，从而也不会有大气压．地面大气压的值与地球表面积的乘积，近似等于地球大气层所受的重力值，大气压强最终还是通过分子碰撞实现对放入其中的物体产生压强．
【答案】 见解析
[能力提升]
8．小刚同学为了表演“轻功”，用打气筒给4只相同的气球充以相等质量的空气，然后将它们放置在水平木板上，再在气球的上方平放一块轻质塑料板，如图1-2-5所示．小刚同学在慢慢站上轻质塑料板中间位置的过程中，气球一直没有破裂．球内气体温度可视为不变．下列说法正确的是( )
图1-2-5
A．气球内气体的压强是由于气体重力而产生的
B．气球内气体的压强是由于气体分子频繁碰撞器壁产生的
C．球内气体分子间的分子力约为零
D．气球内气体分子运动速率的分布规律不变
E．气球内气体的体积是所有气体分子的体积之和
【解析】 气体的压强是由于气体分子频繁地碰撞器壁产生的，与分子的重力无关，故A错，B对；在常温常压下，气体分子之间的距离约为10－9 m，分子之间的分子力认为是零，故C对；温度不变，因此气体分子运动速率的分布规律不变，故D对；气体分子之间的距离远大于气体分子的大小，因此气体的体积要大于所有气体分子的体积之和，故E错．
【答案】 BCD
9．图1-2-6甲为测量分子速率分布的装置示意图，圆筒绕其中心匀速转动，侧面开有狭缝N，内侧贴有记录薄膜，M为正对狭缝的位置．从原子炉R中射出的银原子蒸气穿过屏上S缝后进入狭缝N，在圆筒转动半个周期的时间内相继到达并沉积在薄膜上．展开的薄膜如图乙所示，NP，PQ间距相等，则( )
图1-2-6
A．到达M附近的银原子速率较大
B．到达Q附近的银原子速率较大
C．到达Q附近的银原子速率为“中等”速率
D．位于PQ区间的分子百分率大于位于NP区间的分子百分率
E．位于PQ区间的分子百分率小于位于NP区间的分子百分率
【解析】 根据分子速率分布规律的“中间多，两头少”特征可知：M附近的银原子速率较大，故选项A、C正确，B错误；PQ区间的分子百分率最大，故选项E错误，D正确．
【答案】 ACD
10．对一定量的气体，若用N表示单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数，则( )
A．当体积减小时，N必定增加
B．当体积减小时，N可能减小
C．当温度升高时，N不一定增加
D．当压强不变而体积和温度变化时，N必定变化
E．当压强不变而体积和温度变化时，N可能不变
【解析】 单位时间内与器壁单位面积相碰的分子数N既与分子密度有关，还与分子的平均速率有关．当气体体积减小时，分子密度增加，但若温度降低，分子平均速率变小，N也不一定增加，A错误，B正确；当温度升高时，分子的平均速率增大，但若体积增大，分子密度减小，N也不一定增加，C正确；当气体压强不变，则器壁单位面积受到的压力不变，由于温度变化，平均每个分子对器壁的冲力变化，N只有变化才能保持压强不变，故D正确，E错误．
【答案】 BCD
11．从宏观上看，一定质量的气体仅温度升高或仅体积减小都会使压强增大，从微观上看，这两种情况有什么区别？
【解析】 因为一定质量的气体的压强是由单位体积内气体的分子数和气体的温度决定的．气体温度升高，即气体分子运动加剧，分子的平均速率增大，分子撞击器壁的作用力增大，故压强增大．气体体积减小时，虽然分子的平均速率不变，但单位体积内的分子数增多，单位时间内撞击容器的分子数增多，故压强增大，所以这两种情况在微观上是有区别的．
【答案】 见解析
12．如图1-2-7所示，两个完全相同的圆柱形密闭容器，甲中装有与容器容积等体积的水，乙中充满空气，试问：
图1-2-7
(1)两容器各侧壁压强的大小关系及压强的大小决定于哪些因素？(容器容积恒定)
(2)若让两容器同时做自由落体运动，容器侧壁上所受压强将怎么变？
【解析】 (1)对甲容器，上壁的压强为零，底面的压强最大，其数值为p＝ρgh(h为上下底面间的距离)．侧壁的压强自上而下，由小变大，其数值大小与侧壁上各点距上底面的竖直距离x的关系是p＝ρgx；对乙容器，各处器壁上的压强大小都相等，其大小决定于气体的分子数密度和温度．
(2)甲容器做自由落体运动时器壁各处的压强均为零．乙容器做自由落体运动时，器壁各处的压强不发生变化．
【答案】 见解析
第2节 气体分子运动与压强
1.气体分子运动的特点是( )
A.分子除相互碰撞或跟容器壁碰撞外,可在空间里自由移动
B.分子的频繁碰撞致使其做杂乱无章的热运动
C.分子沿各方向运动的机会均等
D.分子的速率分布毫无规律
解析:由于气体分子间作用力可以忽略,可以认为除相互碰撞和与器壁碰撞外,气体分子间无作用力,分子的运动是自由的,但与温度有关,故分子的运动是一种热运动,也是有规律的,如“两头少,中间多”。综上所述选项A、B、C正确。
答案:ABC
2.下列说法中正确的是( )
A.气体体积等于容器的容积
B.气体压强的大小取决于单位体积内的分子数和分子平均速率
C.温度升高,大量气体分子中速率小的分子数减少,速率大的分子数增多
D.一定质量的气体,温度一定时,体积减小,则单位时间内分子对单位面积容器壁的碰撞次数增多,压强增大
解析:决定气体压强的因素是温度和单位体积内的分子数。温度越高,分子的平均动能越大;单位体积内分子数越多,碰撞器壁的分子数越多,压强越大。另外气体分子间距大,分子力可忽略,故气体无一定形状,其体积就是容器体积。
答案:ACD
3.在气体中,某一时刻向任一方向运动的分子都有,在任一时刻分子沿各个方向运动的机会是均等的,气体分子沿各个方向运动的数目应该是相等的,对上面所说的“数目相等”的理解正确的是( )
A.是通过多次做实验而得出的结论,与实际数目不会有出入
B.是通过精确计算而得出的结论
C.是对大量分子用统计方法得到的一个统计平均值,与实际数目会有微小的差别
D.分子数越少,用统计方法得到的结果跟实际情况越符合
解析:单个分子在某一时刻的速率大小具有偶然性,大量分子频繁碰撞,对大量分子来说向各个方向运动几率是相等的,遵循统计规律,而不是精确的计算。
答案:C
4.某房间,上午10时的温度为15 ℃,下午2时的温度为25 ℃,假定房间内气体压强无变化,则下午2时与上午10时相比较,房间内的( )
A.气体分子单位时间撞击单位面积墙壁的数目减少了
B.空气分子的平均速率增大
C.所有空气分子的速率都增大
D.气体分子密度减小了
解析:由于下午2时的温度高于上午10时的温度,而房间内的气体压强不变,说明下午2时空气分子的撞击作用增强,但单位时间内对单位面积的撞击次数减少,A正确。温度升高,分子平均速率增大,但所有分子的速率不一定都增大,B正确,C错误。下午2时温度高,压强不变,说明分子密度减小,D正确。
答案:ABD
5.对于一定量的气体,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
解析:一定量气体的压强,从宏观角度看是由温度和分子密度共同决定的,从微观角度看是由分子热运动的剧烈程度和分子间的平均距离共同决定的,在这两个影响气体压强的因素中,若仅已知其中某一个因素的变化情况,而另一个因素的变化情况不知道,就不能确定气体压强的变化情况,故上述四个选项中只有B是正确的。
答案:B
6.下面的表格是某地区1~6月份的气温与气体压强对照表,则下列说法正确的是( )
月份
1
2
3
4
5
6
平均气温
(℃)
1.4
3.9
10.7
19.6
26.7
30.2
平均大气压
(×105 Pa)
1.02
1.019
1.014
1.008
1.003
0.998 4
A.空气分子无规则热运动呈增强的趋势
B.空气分子无规则热运动的情况一直没有变化
C.单位时间内与单位面积地面撞击的空气分子数呈增强的趋势
D.单位时间内与单位面积地面撞击的空气分子数一直没有变化
解析:气体温度升高,空气分子无规则热运动呈增强趋势,而气体压强在减小,故单位时间内与单位面积地面撞击的分子数在减少,所以A选项正确。
答案:A
7.在一个水温相同的游泳池中,一个小空气泡由水底缓慢向上浮起时,下列对空气泡内气体分子的描述中正确的是( )
A.气体分子的平均速率不变
B.气体分子数密度增加
C.气体分子单位时间内撞击气泡与液体界面单位面积的分子数增加
D.气体分子无规则运动加剧
解析:气体温度不变,分子平均速率不变,故A正确,D错误。上浮过程中,气体压强减小,单位时间内与单位面积撞击的分子数减少,单位体积内分子数减少,故B、C均不正确。
答案:A
8.如图所示为两种不同温度气体分子的麦克斯韦速率分布曲线,其横坐标为速率、纵坐标为对应这一速率的分子个数,可以看出,在任一温度下,既有速率很小的分子,也有速率很大的分子。温度升高,只是分子的平均速率增大,并不能说温度高的物体所有分子速度都比温度低的物体分子速率大。由如图所示图象中,你能判断T1、T2的大小吗?
解析:据麦克斯韦气体分子分布规律知,温度升高,气体分子速率大的占的比率要增大,速率小的所占的比率要小,这也就是我们前面学过的“温度越高,分子运动越剧烈”,所以T2大于T1。
答案:T2大于T1
9.如图所示,两个完全相同的圆柱形密闭容器,甲中装有与容器容积等体积的水,乙中充满空气,试问:
(1)两容器各侧壁所受压强的大小关系及压强的大小决定于哪些因素?(容器容积恒定)
(2)若让两容器同时做自由落体运动,容器侧壁上所受压强将怎样变化?
解析:(1)对甲容器,上壁的压强为零,底面的压强最大,其数值为p=ρgh(h为上下底面间的距离),侧壁的压强自上而下由小变大,其数值大小与侧壁上各点距上底面的竖直距离x的关系是p=ρgx;对乙容器,各处器壁上的压强大小都相等,其大小决定于气体的密度和温度。
(2)甲容器做自由落体运动时器壁各处的压强均为零;乙容器做自由落体运动时,器壁各处的压强不发生变化。
答案:见解析
