物理选择性必修 第三册第三节 气体实验定律的微观解释课时练习

2021-2022学年粤教版（2019）选择性必修第三册

2.3气体实验定律的微观解释 跟踪训练（解析版）

1．关于气体的压强，下列说法正确的是（　　）

A．气体的压强是由气体分子间的吸引和排斥产生的

B．气体分子的平均速率增大，气体的压强一定增大

C．气体的压强等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力

D．当某一容器自由下落时，容器中气体的压强将变为零

2．夏天开空调，冷气从空调中吹进室内，则室内气体分子的（　　）

A．热运动剧烈程度加剧 B．平均速率变大

C．每个分子速率都会相应地减小 D．速率小的分子数所占的比例升高

3．关于气体分子的运动情况，下列说法正确的是（　　）

A．某一时刻具有任意速率的分子数目是相等的

B．某一时刻一个分子速度的大小和方向是偶然的

C．某一温度下，大多数气体分子的速率不会发生变化

D．分子的速率分布毫无规律

4．一定质量的理想气体，下列说法正确的是（　　）

A．气体的体积不变，当温度升高时其压强一定增大

B．气体温度降低，分子的平均动能可能不变

C．物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变

D．气体体积减小，气体分子运动的剧烈程度一定增大

5．一房间，上午10时的温度为 ，下午2时的温度为 ，假定大气压无变化，则下午2时与上午10时相比较，房间内的（　　）

A．空气密度增大 B．空气分子的平均速率增大

C．空气分子的速率增大 D．空气质量增大

6．关于密封容器中气体的压强，下列说法中正确的是（　　）

A．是由于气体受到重力作用而产生

B．是由于气体分子间的相互作用的分子斥力产生的

C．是由容器器壁对气体分子的排斥而产生的

D．是由大量气体分子频繁碰撞器壁所产生的

7．氧气分子在0℃和100℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示，下列说法正确的是（　　）

A．图中虚线对应于氧气分子平均速率较大的情形

B．图中实线对应于氧气分子在100℃时的情形

C．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目

D．与0℃时相比，100℃时氧气分子速率出现在0～400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大

8．如图所示，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．气体的平均动能不变

B．气体的内能增加

C．气体分子的数密度减小

D．气体分子在单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数不变

9．如图所示，一个横截面积为S的圆筒形容器竖直放置。金属圆板形活塞的下表面是水平的，上表面是倾斜的，上表面与水平面的夹角为θ，圆板的质量为M。不计圆板与容器内壁之间的摩擦。若大气压强为p0，则被圆板封闭在容器中的气体的压强p等于（   ）

A． B． C． D．

10．关于地面附近的大气压强，甲说：“这个压强就是地面每平方米面积的上方整个大气柱的压力，它等于该气柱的重力。“乙说：“这个压强是由地面附近那些做无规则运动的空气分子对每平方米地面的碰撞造成的。”丙说：“这个压强既与地面上方单位体积内气体分子数有关，又与地面附近的温度有关。”你认为（　　）

A．只有甲的说法正确 B．只有乙的说法正确

C．只有丙的说法正确 D．三种说法都有道理

11．分子间引力和斥力大小随分子间距离变化的图像如图所示。两图像交点为e，e点的横坐标为，下列表述正确的是（　　）

A．曲线表示引力随分子间距离变化的图线

B．压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力，这是气体分子间的平均距离小于导致的

C．当分子间距离由逐渐变为的过程中，分子势能增加

D．当分子间距离由逐渐变为的过程中，分子势能减小

12．如图所示，一定质量的理想气体经历的状态变化为a→b→c→a，其中纵坐标表示气体压强p、横坐标表示气体体积V，a→b是以p轴和V轴为渐近线的双曲线。则下列结论正确的是（　　）

A．状态a→b，理想气体的内能减小

B．状态b→c，单位时间内对单位面积器壁碰撞的分子数变少

C．状态b→c，外界对理想气体做正功

D．状态c→a，理想气体的温度降低

13．一定质量的气体，温度不变仅体积减小后，气体的压强增大，用分子动理论的观点分析，这是因为（　　）

A．气体分子的总数增加

B．单位体积内的分子数目不变

C．气体分子每次碰撞器壁的平均作用力增大

D．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

14．下面是某地区1～7月份气温与气压的对照表

7月份与1月份相比较（　　）

A．空气分子无规则热运动加剧

B．空气分子无规则热运动减弱

C．单位时间内空气分子对地面的撞击次数增多了

D．单位时间内空气分子对地面的撞击次数减少了

15．根据分子动理论，下列关于气体的说法中正确的是（　　）

A．气体的温度越高，气体分子无规则运动越剧烈

B．气体的压强越大，气体分子的平均速率越大

C．气体的温度越高，气体分子的平均速率越大

D．气体的体积越大，气体分子之间的相互作用力越大

16．一定质量的气体，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．气体分子的数密度增大

17．关于气体压强的产生，下列说法正确的是（　　）

A．气体的压强是大量气体分子对器壁频繁、持续地碰撞产生的

B．气体对器壁产生的压强等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力

C．气体对器壁的压强是由于气体的重力产生的

D．气体压强的大小跟气体分子的平均速率和分子数密度有关

18．对于气体分子的运动，下列说法正确的是（　　）

A．一定温度下某种气体的分子的碰撞虽然十分频繁，但同一时刻，每个分子的速率都相等

B．一定温度下某种气体的分子速率一般不相等，但速率很大和速率很小的分子数目相对较少

C．一定温度下某种气体的分子做杂乱无章的运动可能会出现某一时刻所有分子都朝同一方向运动的情况

D．一定温度下某种气体，当温度升高时，其中某10个分子的平均动能可能减小

19．对于相同质量、体积、温度的氧气和氢气，在温度不太低、压强不太大时，下列说法正确的是（　　）

A．两种气体分子的平均动能相同

B．两种气体的压强相同

C．两种气体的内能相同

D．两种气体分子热运动的平均速率不同

20．有甲、乙、丙、丁、戊五瓶氢气。甲的体积为，质量为，温度为，压强为。下列说法中正确的是（　　）

A．若乙的质量、温度和甲相同，体积大于，则乙的压强一定大于

B．若丙的体积、质量和甲相同，温度高于，则丙的压强一定大于

C．若丁的质量和甲相同，体积大于、温度高于，则丁的压强一定大于

D．若戊的体积和甲相同，质量大于、温度高于，则戊的压强一定大于

 参考答案

1．C

【详解】

AC．气体的压强是由于大量气体分子频繁撞击器壁产生的，等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力，选项A错误，C正确；

B．气体分子的平均速率增大，若气体体积增大，气体的压强不一定增大，选项B错误；

D．当某一容器自由下落时，容器中气体分子的运动不受影响，气体的压强不为零，选项D错误。

故选C。

2．D

【详解】

冷气从空调中吹进室内，室内温度降低，分子热运动剧烈程度减弱，分子平均速率减小，即速率小的分子数所占的比例升高，但不是每个分子的速率都减小。

故选D。

3．B

【详解】

AD．具有不同速率的分子数目并不是相等的，呈“中间多、两头少”的统计规律分布，故AD错误；

B．由于分子之间频繁地碰撞，分子随时都会改变自己的运动状态，因此在某一时刻，一个分子速度的大小和方向是偶然的，故B正确；

C．某一温度下，每个分子的速率仍然是随时变化的，只是分子运动的平均速率不变，故C错误。

故选B。

4．A

【详解】

A．如果保持其体积不变，温度升高，则由，可知气体的压强增大，故A正确；

B．温度是分子平均动能的标志，温度降低，分子平均动能一定变小，故B错误；

C．物体放出热量，同时对外做功，其内能一定减小，故C错误；

D．压缩气体使体积减小，同时对外放热，气体温度不一定升高，气体分子运动的剧烈程度不一定增大，故D错误。

故选A。

5．B

【详解】

温度升高了，空气分子的平均速率增大，而大气压不变，气体体积会增大，所以房间里气体会向外跑，故房间内空气质量会减少，空气密度会减小。

故选B。

6．D

【详解】

气体对容器壁的压强，是由大量气体分子永不停息地、频繁地碰撞器壁产生的。

故选D。

7．B

【详解】

AB．由题图可以知道，具有最大比例的速率区间，100℃时对应的速率大，说明实线为氧气分子在100℃的分布图像，对应的平均速率较大，故A错误，B正确；

C．题图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子占据的比例，但无法确定分子具体数目，故C错误；

D．与0℃时相比，100℃时氧气分子速率出现在0～400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较小，故D错误。

故选B。

8．B

【详解】

A．从p－V图像中的AB图线看，气体由状态A到状态B为等容升压变化，根据查理定律，一定质量的理想气体，当体积不变时，压强跟热力学温度成正比，由A到B是压强增大，温度升高，分子平均动能增加，故A错误；

B．理想气体的内能只与温度有关，气体的温度升高，内能增加，故B正确；

CD．气体体积不变，气体分子的数密度不变，温度升高，气体分子平均速率增大，则气体分子在单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数增加，故C、D错误。

故选B。

9．D

【详解】

以活塞为研究对象，分析受力有：重力Mg、外界大气压力p0S，气缸壁的压力N和缸内气体的压力F，受力分析图如下

其中

F = p

根据平衡条件得

p0S + mg = Fcosθ

联立求解得

p = p0 +

故选D。

10．D

【详解】

容器内气体压强，是器壁单位面积上受到大量气体分子的频繁碰撞而产生的持续、均匀的压力引起的，它既与单位体积内气体分子数有关，又与环境温度有关；从宏观效果上看，地面附近的大气压强是地面每平方米面积的上方整个大气柱的重力引起的。故D正确，ABC错误。

故选D。

11．C

【详解】

A．分子间引力和斥力都随分子距离的增大而减小，而斥力减小的更快，则曲线表示斥力随分子间距离变化的图线，故A错误；

B．压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力，分子间的距离依然超过，分子间的作用力可忽略不计，这是气体分子间的压强导致的，故B错误；

CD．分子间距为时斥力等于引力为平衡位置，当分子间距离由逐渐变为的过程中，分子间表现为引力，距离增大，分子力做负功，则分子势能增加，故C正确，D错误；

故选C。

12．C

【详解】

A．因为a→b是以p轴和V轴为渐近线的双曲线，所以a→b是等温过程，温度不变，理想气体的内能不变，故A错误；

B．状态b→c，压强不变，体积变小，所以单位时间内对单位面积器壁碰撞的分子数变多，故B错误；

C．状态b→c，压强不变，体积变小，所以外界对理想气体做正功，故C正确；

D．状态c→a，体积不变，压强升高，理想气体的温度升高，故D错误；

故选C。

13．D

【详解】

气体的质量一定，则分子数一定，当体积减小时，分子总数不变，单位体积的分子数增加，因温度不变，则分子的平均速率不变，则气体分子每次碰撞器壁的平均作用力不变，气体的压强变大，则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。

故选D。

14．AD

【详解】

AB．由上表可知7月份比1月份气温高了，空气分子无规则热运动加剧， B错误A正确；

CD．7月份比1月份平均大气压强小了而分子的平均速率大了，平均每个分子对地面的冲力大了，所以单位时间内空气分子对地面的撞击次数必然减少，才能使大气压强减小，C错误D正确。

故选AD。

15．AC

【详解】

A．由分子动理论知：气体的温度越高，气体分子无规则的热运动就越剧烈，A正确；

B．而气体压强越大，只能反映出单位面积的器壁上受到的撞击力越大，可能是分子平均速率大的原因，也可能是单位时间内撞击的分子数目多的原因，B错误；

C．温度越高，分子的热运动越剧烈，平均速率越大，C正确；

D．气体分子间的距离基本上已超出了分子作用力的作用范围，D错误。

故选AC。

16．BD

【详解】

气体经等温压缩，压强增大，体积减小，气体分子的总数不变，气体分子的数密度增大，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。

故选BD。

17．ABD

【详解】

AC．气体对容器的压强是大量气体分子对器壁频繁、持续地碰撞产生的，与气体的重力无关，故A正确，C错误；

BD．气体对器壁的压强等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力，其大小跟气体分子的平均速率、分子的数密度有关，故B、D正确。

故选ABD。

18．BD

【详解】

ABC．一定温度下某种气体分子碰撞十分频繁，单个分子运动杂乱无章，速率不等，但大量分子的运动遵从统计规律，速率很大和速率很小的分子数目相对较少，向各个方向运动的分子数目相等，故AC错误，B正确；

D．温度升高时，大量分子的平均动能增大，但个别或少量（如10个）分子的平均动能有可能减小，D正确。

故选BD。

19．AD

【详解】

A．温度是分子平均动能的标志，所以两种气体分子的平均动能相同。A正确；

B．因为氢气的摩尔质量较小，所以相同质量的气体中，氢气的分子数较多，在相同体积下，氢气分子更密集，所以氢气的压强更大。B错误；

C．在分子平均动能相同的条件下，分子数较多的分子总动能大。所以氢气的内能较大。C错误；

D．因为氢气分子质量较小，在分子平均动能相同的条件下，氢气分子的平均速率较大。D正确。

故选AD。

20．BD

【详解】

A．若乙的质量、温度和甲相同，则分子平均速率相同，气体分子对器壁的平均作用力相同，而乙的体积大于，则乙的分子密度较小，单位时间撞击器壁的分子数较少，气体压强较小，即乙的压强小于p，选项A错误；

B．丙的温度高于t，体积、质量和甲相同，则丙分子密度与甲相同，由于丙的温度高，分子平均速率较大，分子对器壁的平均撞击力较大，则丙气体的压强较大，即丙的压强大于p，选项B正确；

C．若丁的质量和甲相同，体积大于，则丁的分子数密度小于甲，单位时间内撞击器壁的分子数小于甲；但丁的温度高于，分子平均速率较大，分子对器壁的平均撞击力较大，因此无法比较丁的压强与的大小，选项C错误；

D．戊的质量大于m、温度高于t，体积和甲相同，则戊的分子数密度大于甲，分子的平均速率大于甲，则单位时间内撞击器壁的分子数大于甲，分子对器壁的平均撞击力大于甲，则压强大于甲，即戊的压强大于p，选项D正确。

故选BD。