山东省寿光中学2019-2020学年高中物理鲁科版选修3-3：4.2气体的实验定律的微观解释 跟踪训练（含解析）

4.2气体的实验定律的微观解释
课时作业（含解析)
1．以下几种说法，正确的是（
）
A．因为空气分子间存在斥力，所以用气筒给自行车打气时，要用力才能压缩空气
B．用手捏面包，面包体积会缩小，这是分子间有间隙的缘故
C．打开酒瓶后可嗅到酒的气味，说明分子在做无规则的运动
D．把碳素墨水滴入清水中，观察到的布朗运动，是碳分子无规则运动的反映
2．如图所示，一个横截面积为S的圆筒形容器竖直放置，金属圆块A的上表面是水平的，下表面是倾斜的，下表面与水平面的夹角为θ，圆块的质量为M，不计圆块与容器内壁之间的摩擦，若大气压强为p0，则被圆块封闭在容器中的气体的压强p为
(　　)
A．p0＋
B．
C．
D．
3．氧气分子在不同温度下的速率分布规律如图所示，横坐标表示速率，纵坐标表示某一速率内的分子数占总分子数的百分比，由图可知（　　）
A．同一温度下，氧气分子呈现“中间多，两头少”的分布规律
B．两种状态氧气分子的平均动能相等
C．随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例增大
D．①状态的温度比②状态的温度高
4．下列说法正确的是（　　）
A．在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，这与液体的表面张力有关
B．在完全失重的情况下气体对器壁不再产生压强
C．把一枚针轻放在水面上，它会静止浮在水面，这是由于针的重力与表面张力平衡
D．晶体的物理性质表现为各向异性，非晶体的物理性质表现为各向同性
5．关于分子动理论，下列说法正确的是（
）
A．分子的质量，分子的体积
B．物体间的扩散现象主要是分子间斥力作用的结果
C．在任一温度下，气体分子的速率分布均呈现“中间多、两头少”的规律
D．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了炭粒分子运动的无规则性
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．分子的速度保持不变
C．分子的平均动能保持不变
D．每个分子的速度大小均相等
7．如图所示，汽缸内用厚度不计、质量为m的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞横截面积为S，到汽缸底部距离为L，活塞与汽缸壁间的摩擦不计，汽缸导热性能良好，现缓慢地在活塞上加一定质量的细砂，活塞下移达到稳定，环境温度保持不变，大气压强为p0，重力加速度为g，则（
）
A．细砂质量为
B．汽缸内分子平均动能增大
C．汽缸内气体分子密度不变
D．单位时间内撞击汽缸壁单位面积上的分子数增多
8．以下说法正确的是（　　）
A．当两个分子间的距离为r0（平衡位置）时，分子势能最小
B．布朗运动反映了花粉小颗粒内部分子的无规则运动
C．一定量的气体体积不变时，单位时间分子平均碰撞器壁的次数随着温度降低而减小
D．液晶的光学性质不随温度、电磁作用变化而改变
9．下列说法正确的是（　　）
A．布朗运动虽不是分子运动，但它证明了组成固体颗粒的分子在做无规则运动
B．扩散现象表明，分子在永不停息地运动
C．某物质的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，则该物质的分子体积为
D．气体体积不变时，温度越高，单位时间内容器壁单位面积受到气体分子撞击的次数越多
10．对于下列实验，说法正确的有
．
A．甲图是用油膜法测分子直径的示意图，认为油酸薄膜厚度等于油酸分子直径
B．乙图是溴蒸气的扩散实验，若温度升高，则扩散的速度加快
C．丙图是模拟气体压强产生机理的实验，说明气体压强是由气体重力引起的
D．丁图是蜂蜡涂在单层云母片上融化实验，说明云母晶体的导热性能各向同性
11．一定质量的气体，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.
12．一只汽车轮胎,充足气体时的体积是0.8m3,压强是5.7×105Pa.装在汽车上后(汽车静止),受到车身的压力而发生形变,体积减小到0.76m3，这时轮胎内气体的压强为______Pa.每秒撞击单位面积器壁的气体分子数____________（选填“增加”、“减小”或“不变”）
13．如图为密闭钢瓶中的理想气体分子在两种不同温度下的速率分布情况，可知，一定温度下气体分子的速率呈现______（选A或B）（A“两头多中间少”或B“两头少中间多”）的分布规律；T1温度下气体分子的平均动能______（填“大于”“等于”或“小于”）T2温度下气体分子的平均动能。
14．带有活塞的气缸中封有一定质量的理想气体，缸内气体从状态A变化到状态B，如图所示。此过程中，气缸单位面积上所受气体分子撞击的作用力
（选填“变大”、“不变”或“减小”），缸内气体
（选填“吸收”或“放出”）热量．
参考答案
1．C
【解析】
A．用气筒给自行车打气时，要用力才能压缩空气，这是打气筒内气体的压力的作用，不是分子斥力，选项A错误；
B．面包内的间隔比分子间隔大的很多，故用手捏面包，面包体积会缩小，不能说明分子间有间隙，选项B错误；
C．打开酒瓶后可嗅到酒的气味，说明分子在做无规则的运动，选项C正确；
D．把碳素墨水滴入清水中，观察到的布朗运动，这是水分子无规则运动的反映，选项D错误；
故选C.
2．D
【解析】
对圆块进行受力分析：重力Mg，大气压的作用力p0S，封闭气体对它的作用力，容器侧壁的作用力F1和F2，如图所示．由于不需要求出侧壁的作用力，所以只考虑竖直方向合力为零，就可以求被封闭的气体压强．圆块在竖直方向上受力平衡
故
p0S＋Mg＝cos
θ
即
p＝p0＋
故D正确ABC错误。
故选D。
3．A
【解析】
A．同一温度下，中等速率大的氧气分子数所占的比例大，即氧气分子呈现“中间多，两头少”的分布规律，故A正确。
BC．随着温度的升高，氧气分子中速率大的分子所占的比例增大，从而使分子平均动能增大，则两种状态氧气分子的平均动能不相等，故BC错误；
D．由图可知，②中速率大分子占据的比例较大，则说明②对应的平均动能较大，故②对应的温度较高，故D错误。
故选A。
4．A
【解析】
A．在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，浸润液体一般会上升，不浸润的液体会下降，也就是说与液体的种类和毛细管的材质有关，浸润与不浸润现象取决于分子力作用，即与液体的表面张力有关，故A正确；
B．气体的压强是分子持续撞击器壁产生的，在完全失重的情况下，气体对器壁的压强不为零，故B错误；
C．针能静止浮在水面上，是由于水面分子间的作用力较大，形成了液体的表面张力的原因，故针的重力与液体表面提供的支持力平衡，故C错误；
D．根据多晶体与单晶体的特点可知，单晶体的某些物理性质表现为各向异性，多晶体和非晶体的物理性质表现为各向同性。故D错误。
故选A。
5．C
【解析】
A．分子的质量，但是由于分子之间有间隔，尤其是气体分子之间距离更大，则分子的体积，选项A错误；
B．物体间的扩散现象主要是分子不停息的做无规则运动引起的，选项B错误；
C．在任一温度下，气体分子的速率分布均呈现“中间多、两头少”的规律，选项C正确；
D．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了水分子运动的无规则性，选项D错误。
故选C。
6．C
【解析】
A．由分子动理论可知，分子总是在永不停息的无规则运动，故A错误；
B．因为分子总是在无规则运动，所以分子的速度总是在变化，故B错误；
C．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，理想气体将会达到平衡态，即理想气体的温度、体积和压强等状态参量均不会发生变化，因温度不变，所以分子的平均动能保持不变，故C正确；
D．在相同温度下各个分子的动能并不相同，故速度大小也不相等，故D错误。
故选C。
7．AD
【解析】
A．由题意可知，气体发生等温变化，初状态有
末状态对细砂和活塞受力分析且由平衡可得
由等温变化有
联立解得
故A正确；
B．由于汽缸导热性能良好且环境温度保持不变即气体温度不变，则分子平均动能不变，故B错误；
C．气缸内封闭气体被压缩，体积减小，而质量不变，则气缸内气体分子密度增大，故C错误；
D．温度不变，气体分子的平均动能不变，平均速率不变，等温压缩时，根据玻意耳定律得知，压强增大，则单位时间内撞击气缸壁单位面积上的分子数增多，故D正确。
故选AD。
8．AC
【解析】
A．当两个分子间的距离为时，分子力为零，分子势能最小，故A正确；
B．布朗运动反映了液体分子的无规则运动，故B错误；
C．一定量的气体，温度降低，分子运动的激烈程度减小，所以在体积不变时，单位时间分子平均碰撞器壁的次数随着温度降低而减小，故C正确；
D．液晶具有光学各向异性，其光学性质随温度、电磁作用变化而改变，故D错误。
故选AC。
9．BD
【解析】
A．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的运动，而固体颗粒是由大量颗粒分子组成的，固体颗粒的运动是所有颗粒分子整体在运动，不能证明了组成固体颗粒的分子在做无规则运动，故A错误；
B．扩散现象表明分子在永不停息地做无规则运动，故B正确；
C．对于固体和液体能阿伏加德罗常数求出分子体积，但是气体不能用阿伏加德罗常数求解分子体积，只能求出其占据的空间，故C错误；
D．气体体积不变时，温度越高，气体分子的平均动能越大，则单位时间内容器壁单位面积受到气体分子撞击的次数越多，故D正确。
故选BD。
10．AB
【解析】
本题考查常见实验室物理实验
【详解】
A．甲图是利用单分子油膜层粗测油酸分子直径，故A正确；
B．乙图是溴蒸气的扩散实验，温度越高，扩散的速度越快，故B正确；
C．丙图是模拟气体压强产生机理的实验，说明气体压强是由气体分子频繁的撞击器壁产生的，故C错误；
D．丁图是蜂蜡涂在单层云母片上融化实验，说明云母晶体的导热性能各向异性，故D错误。
11．不变
增大
【解析】
[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.
12．
增加
【解析】
[1]．由题：?p1=5.7×105Pa，V1=0.8m3；V2=0.76m3．
根据玻意耳定律得：p1V1=p2V2，得：
[2]．气体的而体积减小，气体的数密度增加，因气体的温度不变，则气体分子的平均速率不变，则每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增加。
13．B
小于
【解析】
（1）如图所示气体的速率分布图，一定温度下气体分子的速率呈现两头少中间多，所以此空选B。
（2）温度是分子平均动能的标志，温度升高时，分子速率小的所占的百分比减小，速率大的所占百分比变大，根据图象知，T1温度下气体分子的平均动能小于T2温度下气体分子的平均动能，所以此空填小于。
14．不变
吸收
【解析】
试题分析：缸内气体从状态A变化到状态B，为等压变化，故气缸单位面积上所受气体分子撞击的作用力不变，理想气体对外做功的同时，分子的平均动能增大，即内能增大，根据热力学第一定律可知：，所以，即气体吸收热量。
考点：理想气体的状态方程
【名师点睛】根据图象可知AB的体积与温度之间的关系，判断出为等压变化，故气缸单位面积上所受气体分子撞击的作用力不变，根据热力学第一定律分析气体的内能的变化。