高中物理第三节 气体实验定律的微观解释课后作业题

2.3气体实验定律的微观解释基础巩固2021—2022学年高中物理粤教版（2019）选择性必修第三册

一、选择题（共15题）

1．下列说法中正确的是（       ）

A．物体的温度升高时，其内部每个分子热运动的动能一定增大

B．气体压强的产生是大量气体分子对器壁持续频繁的碰撞引起的

C．物体的机械能增大，其内部每个分子的动能一定增大

D．分子间距离减小，分子间的引力和斥力一定减小

2．关于理想气体的内能，下列说法正确的是（       ）

A．理想气体存在分子势能

B．理想气体的内能是分子平均势能和平均动能的总和

C．一定质量的理想气体内能仅跟体积有关

D．一定质量的理想气体内能仅跟温度有关

3．下列关于分子运动和热现象的说法正确的是

A．一定量的水变成的水蒸汽，其内能不变

B．一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它温度一定增大

C．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在斥力的缘故

D．一定质量的气体温度升高，单位时间内撞击容器壁单位面积上的分子数一定增多

4．某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲统如图所示，三条曲线所对应的温度分别为TⅠ、TⅡ、TⅢ，则（　　）

A．TⅠ>TⅡ>TⅢ B．TⅠ<TⅡ<TⅢ

C．TⅠ=TⅡ=TⅢ D．TⅠ<TⅡ，TⅡ>TⅢ

5．下列说法中正确的是

A．气体对容器的压强是大量气体分子对容器的碰撞引起的，它跟气体分子的密集程度以及气体分子的平均动能有关

B．在使两个分子间的距离由很远(r>10-9m)减小到很难再靠近的过程中分子力先减小后增大，分子势能先减小后增大

C．温度相同的氢气和氧气，氧气分子的平均动能比较大

D．当气体分子热运动变得剧烈时，压强必变大

6．用打气筒给篮球打气，设每推一次活塞都将一个大气压的一整筒空气压入篮球。不考虑打气过程中的温度变化，忽略篮球容积的变化，则后一次与前一次推活塞过程比较（       ）

A．篮球内气体压强的增加量相等 B．篮球内气体压强的增加量大

C．篮球内气体压强的增加量小 D．压入的气体分子数少

7．下列说法正确的是（ ）

A．当分子间的距离增大时，分子间的引力增大而斥力减小

B．布朗运动反映了悬浮在液体中固体颗粒分子的无规则运动

C．气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁频繁碰撞而产生的

D．随着低温技术的发展，我们可以使温度逐渐降低，并最终达到绝对零度

8．对于地面所受到的大气压强，甲说：“这个压强就是地面上每平方米面积的上方整个大气柱对地面的压力，它等于地面上方的这一大气柱的重力”，乙说：“这个压强是由地面附近那些做规则运动的空气分子对每平方米地面的碰撞造成的”。下列判断正确的是(　　)

A．甲说得对 B．乙说得对

C．甲、乙说得都对 D．甲、乙说得都不对

9．一定量的理想气体从状态a开始，经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态，其p-T图象如图所示，其中对角线ac的延长线过原点O.下列判断正确的是（        ）

A．在过程ab中气体分子碰撞器壁的平均冲力增大

B．气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能

C．在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功

D．在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功

10．下列说法中正确的是（            ）

A．布朗运动就是液体分子的热运动

B．物体里所有分子动能的总和叫做物体的内能

C．物体的温度越高，其分子的平均动能越大

D．气体压强的大小只与气体分子的密集程度有关

11．关于分子动理论，下列说法中正确的是

A．布朗运动就是分子的运动

B．分子动理论中的“分子”是组成物质的分子、原子或离子的统称

C．气体向四周扩散的速度大小等于气体分子热运动的平均速度大小

D．容器内气体对器壁的压力大小等于容器内气体受到的重力的大小

12．有关理想气体的压强，下列说法正确的是（　　）

A．气体分子的平均速率增大，则气体的压强可能增大

B．气体分子的密集程度增大，则气体的压强一定增大

C．气体分子的平均动能减小，则气体的压强一定减小

D．气体分子的内能减小，则气体的压强一定减小

13．水银气压计中混入了一些气泡，上升到水银柱的上方，使水银柱上方不再是真空，气压计的读数跟实际大气压存在一定的误差。下列情况（或操作）可减小这一误差（　　）

A．大气压强相同，环境温度较高

B．环境温度相同，大气压强较大

C．环境相同，玻璃管稍稍向上提一些

D．环境相同，玻璃管稍稍向一侧倾斜一些

14．玻璃杯中装入半杯热水后拧紧瓶盖，经过一段时间后发现瓶盖很难拧开。原因是（　　）

A．瓶内气体压强变小

B．瓶内气体分子热运动的平均动能增加

C．瓶内气体速率大的分子所占比例增大

D．瓶内气体分子单位时间内撞击瓶盖的次数增加

15．一定质量的理想气体，当温度保持不变时，压缩体积，气体的压强会变大，这是因为气体分子的（　　）

A．平均动能增大 B．平均动能减小

C．密集程度增加 D．密集程度减小

二、填空题（共4题）

16．必然事件：在一定条件下______出现的事件。

17．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_______________分布规律．T1温度下气体分子的平均动能_______(选填“大于”、“等于”或“小于”)T2温度下气体分子的平均动能．

18．在大力提倡“节能减排、低碳生活，建设美丽中国”的今天，绿色环保已经成为了人们重要的出行方式．小莉家为此买了一辆凤凰牌的自行车，在用打气筒给轮胎快速打气后发现筒的外壁变热了，则在打气活塞向下压缩气体过程中，外界对气体________（填“做正功”“做负功”或“不做功”）；气筒内的气体分子的平均动能________（填“增加”“减少”或“不变”）；单位时间内对筒壁单位面积碰撞的次数________（填“增加”“减少”或“不变”）．

19．一定量的理想气体从状态a开始．经历ab、bc、ca三个过程回到原状态，其V-T图象如图所示．下列判断正确的是______

A．ab过程中气体一定放热

B．ab过程中气体对外界做功

C．bc过程中气体内能保持不变

D．bc过程中气体一定吸热

E．ca过程中容器壁单位面积受到气体分子的撞击力一定减小

三、综合题（共4题）

20．已知大气压强为，如图所示的各装置均处于静止状态，液体密度均为，玻璃管的横截面积为，重力加速度为，求下列四幅图中被封闭气体的压强。

21．如图所示，将一气缸竖直放置在水平面上，大气压强为P0=1×105Pa，气缸壁是导热的，两个导热活塞A和B将气缸分隔为1、2两气室，达到平衡时1、2两气室高度分别为10cm，5cm，活塞A质量为2kg，活塞B质量为3kg，活塞A、B的横截面积皆为S=1×10-3m2.活塞的厚度均不计，不计一切摩擦，取g=10m/s2。

（ⅰ）求气体1、气体2的压强；

（ⅱ）在室温不变的条件下，将气缸顺时针旋转180°，将气缸倒立在水平面上，求平衡后活塞A移动的距离。不计活塞与气缸壁之间的摩擦，A、B活塞一直在气缸内不脱出。

22．（1）假设在t时间内有N个质量为m的气体分子在垂直器壁方向与器壁发生完全弹性碰撞，碰撞过程不考虑动能损失，气体分子运动的速率为v0，试推导这些气体分子对器壁产生的压力F表达式．

（2）对于容器内的气体分子而言，实际上每个气体分子均做无规则热运动，它们的速度不断发生变化．对某一时刻而言，容器内各分子的速度大小和方向是不同的，根据热力学统计规律，大量气体分子做无规则热运动，它们沿各个方向运动的机会均等，从统计学的观点来看，可以认为各有1/6的气体分子向着上、下、 前、后、左、右这六个方向运动，气体分子速率按一定的统计规律分布，可以认为所有分子都以平均速率向各个方向运动．大量气体分子碰撞器壁时，在某段时间内会对器壁产生一个持续均匀的压力，作用在器壁单位面积上的压力就等于气体的压强．设单位体积内气体的分子数即分子的数密度为n，气体分子运动平均速率为v，与器壁碰撞前后瞬间，粒子速度方向都与器壁垂直，且速率不变．每个气体分子的平均动能为Ek（为了便于计算近似等于），请定量推导出气体压强P与气体分子的平均动能及分子数密度的关系．

23．根据气体分子动理论，气体分子运动的剧烈程度与温度有关，下列表格中的数据是研究氧气分子速率分布规律而列出的。

试作出题中的分子运动速率分布图像。

参考答案：

1．B

2．D

3．B

4．B

5．A

6．A

7．C

8．C

9．B

10．C

11．B

12．A

13．C

14．A

15．C

16．必然

17．     中间多、两头少     小于

18．     做正功     增加     增加

19．ADE

20．图甲：图乙：图丙：图丁：

21．（i）；；（ii）15cm

22．（1）（2）

23．

分子运动速率分布图像如图所示：

横坐标：表示分子的速率

纵坐标：表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比。