高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第三册第二章 气体、液体和固态第三节 气体实验定律的微观解释同步达标检测题

这是一份高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第三册第二章 气体、液体和固态第三节 气体实验定律的微观解释同步达标检测题，共9页。
第二章　第三节A组·基础达标1．一定质量的理想气体经历等温压缩过程时，气体压强增大，从分子运动理论观点来分析，这是因为(　　)A．气体分子的平均速率增大B．单位时间内，器壁单位面积上分子碰撞的次数增多C．气体分子数增加D．气体的分子数密度变小【答案】B【解析】等温压缩，温度不变，平均速率不变，A错误；由查理定律知，温度不变，体积减小，故压强增大，故B正确；由于气体质量不变，体积减小，故分子数不变，密度变大，故C、D错误．2．下列说法正确的是(　　)A．一定质量的气体，保持温度不变，压强随体积减小而增大的微观原因是：每个分子撞击器壁的作用力增大B．一定质量的气体，保持温度不变，压强随体积增大而减小的微观原因是：单位体积内的分子数减少C．一定质量的气体，保持体积不变，压强随温度升高而增大的微观原因是：每个分子动能都增大D．一定质量的气体，保持体积不变，压强随温度升高而增大的微观原因是：分子的密度增大【答案】B【解析】决定气体压强大小的微观因素是分子密集程度和分子平均动能，宏观上体现在体积和温度上．若温度不变，压强随分子密度的变化而变化，A错误，B正确，若体积不变，压强随分子平均动能的变化而变化，C、D错误．3．对于一定质量的理想气体，下列论述中正确的是(　　)A．若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强一定变大B．若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强可能不变C．若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数不一定增加D．若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数可能不变【答案】A【解析】若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，就是一个分子的运动速度变大，它对器壁的撞击力就会变大，故压强一定变大，A正确，B错误；若气体的压强不变而温度降低时，即分子对器壁的撞击力小，则单位体积内分子个数一定会增加，C、D错误．4．如图是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(　　)A．b状态在相同时间内撞在单位面积上的分子数较多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个状态一样多D．单位体积的分子数两个状态一样多【答案】B【解析】b状态比a状态体积大，故单位体积分子数b比a少，b状态比a状态温度高，其分子平均动能大，而a、b压强相等，故相同时间内a状态撞到单位面积上的分子数较多，B正确．5．(多选)小刚同学为了表演“轻功”，用打气筒给4个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(　　)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【答案】BCD【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错误，B正确；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正确；温度不变，因此气体分子运动速率的分布规律不变，故D正确．6．(多选)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【答案】BCD【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．7．对于一定质量的理想气体，下列论述中正确的是(　　)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，压强可能不变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【解析】分子的热运动变剧烈，表明气体温度升高，分子平均动能增大，但如果分子的密集程度减小，则压强有可能不变，也可能减小，故A错误，B正确；分子间的平均距离变大，说明体积变大，分子的密集程度减小，但如果温度也变化，则压强有可能减小，有可能增大，也有可能不变，故C、D错误．8．(多选)如图所示是一定质量的理想气体的p－V图线，若其状态为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＝nCB．气体分子的平均速率vA>vB>vCC．气体分子在单位时间内对器壁的平均作用力FA>FB，FB＝FCD．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【答案】CD【解析】由题图可知B→C，气体的体积增大，密度减小，A错误；C→A为等温变化，分子平均速率vA＝vC，B错误；气体分子对器壁产生作用力，B→C为等压过程，pB＝pC，FB＝FC，由题图知，pA>pB，则FA>FB，C正确；A→B为等容降压过程，密度不变，温度降低，NA>NB，C→A为等温压缩过程，温度不变，密度增大，应有NA>NC，D正确．B组·能力提升9．(多选)一定质量的气体，经等温压缩，气体的压强增大，用分子动理论的观点分析，这是因为(　　)A．气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大B．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C．气体分子的总数增加D．气体分子数的密度增大【答案】BD【解析】气体经等温压缩，压强增大，体积减小，气体分子的总数不变，气体分子数的密度增大，则单位时间内单位面积器壁上受到气体分子的碰撞次数增多，但气体分子每次碰撞器壁的平均冲力不变．A、C错误，B、D正确．10．(多选)如图所示为一定质量的理想气体在不同体积时的两条等容线，a、b、c、d表示四个不同状态，则(　　)A．气体由状态a变到状态c，其内能减少B．气体由状态a变到状态d，其内能增加C．气体由状态d变到状态c，其内能增加D．气体由状态b变到状态a，其内能减少【答案】ABD【解析】气体由状态a变到状态c，温度降低，平均动能减少，内能减少，A正确；气体由状态a变到状态d，温度升高，平均动能增大，内能增加，B正确；气体由状态d变到状态c，温度降低，平均动能减少，内能减少，C错误；气体由状态b变到状态a，温度降低，平均动能减少，内能减少，D正确．11．如图所示，绝热隔板K把绝热汽缸分隔成两部分，K与汽缸的接触是光滑的，隔板K用销钉固定，两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种理想气体a、b，a的体积大于b的体积．现拔去销钉(不漏气)，当a、b各自达到新的平衡时，下列说法正确的是(　　)A．a的体积小于b的体积B．a的体积等于b的体积C．在相同时间内两边与隔板碰撞的分子数相同D．在相同时间内a与隔板碰撞的分子次数比b的少【答案】D【解析】由于两部分气体是相同质量、相同温度的同种气体，所以两部分气体的值是相等的，由于a的体积大一些，压强就小一些，拔去销钉后，a的体积会减小，温度升高，压强增大，再次平衡后压强相等，但由于a的温度高一些，a的体积还是大一些，A、B错误；由于压强相等，a的温度高，分子平均速率大，相同时间内碰撞的次数要少，C错误，D正确．12．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：(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密集程度和温度．(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．13．有一空的薄金属筒开口向下静止于恒温透明液体中，筒中液面与A点齐平．现缓慢将其压到更深处，筒中液面与B点齐平，此时筒中气体长度减为原来的．若测得A点压强为1.2×105 Pa，不计气体分子间相互作用，且筒内气体无泄漏．(1)求液体中B点的压强．(2)从微观上解释气体压强变化的原因．解：(1)由题意知气体做等温变化，则有pAV＝pBV，代入数据得pB＝1.8×105 Pa．(2)在缓慢下压过程中，温度不变，气体分子的平均速率不变；但单位体积内的气体分子数增多，单位时间内气体分子碰撞器壁的次数增多，气体的压强变大．14．如图所示，U形玻璃细管竖直放置，水平玻璃细管A与U形细管底部相连通，各部分细管内径相同．此时U形管B、C两侧水银面高度差为25 cm，C管水银面距U形管底部距离为5 cm，A管左端封有长度为45 cm的理想气体，B管上端用活塞封有长30 cm的理想气体，C管上端开口与大气相通．现将活塞缓慢向下压，使A管内气体长度缩短了5 cm．已知外界大气压强为75 cmHg，玻璃管导热良好，忽略环境温度的变化．求：(1)此时A管内气体的压强；(2)活塞向下移动的距离．解：(1)气体A做等温变化．初态：pA1＝p0＋ρghC＝(75＋5) cmHg＝80 cmHg，LA1＝45 cm．末态：LA2＝45 cm－5 cm＝40 cm．根据玻意耳定律可得pA1LA1S＝pA2LA2S，解得pA2＝90 cmHg．(2)活塞向下移动后，由于pA2＝p0＋ρg(h＋hC)，则h＝－hC＝(90－75－5) cm＝10 cm，故C中水银面上升的高度h＝10 cm，B中水银面下降h′＝Δh＋h＝5 cm＋10 cm＝15 cm，由题意可知，此时B、C管内水银面等高，距底部均为15 cm．得pB2＝p0＝75 cmHg，pB1＝p0－ρghBC＝75 cmHg－25 cmHg＝50 cmHg．根据玻意耳定律可得pB1LB1S＝pB2LB2S，其中LB1＝30 cm．可得LB2＝20 cm．活塞移动的距离Δh′＝LB1＋h′－LB2＝30 cm＋15 cm－20 cm＝25 cm．