2016-2017学年高中物理第4章气体第2节气体实验定律的微观解释学业分层测评鲁科版选修

气体实验定律的微观解释 (建议用时：45分钟)学业达标1关于理想气体，下列说法正确的是()A当把实际气体抽象成理想气体后，它们便不再遵守气体实验定律B温度极低，压强太大的气体不能当作理想气体，也不遵守实验定律C理想气体分子间的平均距离约为1010 m，故分子力为零D理想气体分子间既没引力，也无斥力，分子力为零E理想气体是对实际气体抽象后形成的理想模型【解析】理想气体遵守气体实验定律，A错；实际气体在温度极低和压强太大时，不能很好地遵守气体实验定律，B对；理想气体分子间的平均距离超过109 m，分子间的斥力和引力都可忽略不计，而在平均距离为1010 m时，分子间的斥力和引力是不能忽略的，C错，D对；由题意知，E项正确【答案】BDE2一定质量的理想气体，在状态变化后密度增大为原来的4倍，气体的压强和热力学温度与原来相比可能是()A压强是原来的4倍，温度是原来的2倍B压强和温度都为原来的2倍C压强是原来的8倍，温度是原来的2倍D压强不变，温度是原来的E温度不变，压强变为原来的4倍【解析】密度增大为原来的4倍，则体积变为原来的，根据C知，A、B错误，C、D、E正确【答案】CDE3对于一定量的稀薄气体，下列说法正确的是()【导学号：30110045】A压强变大时，分子热运动必然变得剧烈B保持压强不变时，分子热运动可能变得剧烈C压强变大时，分子间的平均距离必然变小D压强变小时，分子间的平均距离可能变小E压强变大时，分子间的平均距离可能变大【解析】根据理想气体的状态方程C，当压强变大时，气体的温度不一定变大，分子热运动也不一定变得剧烈，选项A错误；当压强不变时，气体的温度可能变大，分子热运动也可能变得剧烈，选项B正确；当压强变大时，气体的体积不一定变小，分子间的平均距离也不一定变小，选项C错误，E正确；当压强变小时，气体的体积可能变小，分子间的平均距离也可能变小，选项D正确【答案】BDE4关于气体的压强，下列说法中正确的是()A气体的压强是由气体分子间的相互排斥产生的B气体的压强是由于气体的重力产生的C气体的压强是由于气体分子频繁地撞击器壁产生的D气体分子的平均动能增大，气体的压强不一定增大E当某一容器自由下落时，容器中的气体压强不变【解析】气体压强产生的原因是分子运动不断撞击容器壁产生压力并且气体分子间的距离大于10r0，分子间的作用力可忽略，故A、B错误，C正确；压强与分子热运动速度以及撞击频率有关，如果气体分子的平均速率增大，但体积变大，撞击频率可能会很小，所以气体的压强不一定增大，故D正确；当某一容器自由下落时，虽然处于失重状态，但分子热运动不会停止，所以分子仍然不断撞击容器壁产生压力，故压强不为零，故E正确【答案】CDE5封闭在容积不变的容器中的气体，当温度升高时，则气体的()A分子的平均速率增大B气体对器壁的压强变大C分子的平均速率减小D气体对器壁的压强变小E气体对器壁的压强变大【解析】单位体积内的分子数不变，当温度升高时，分子的平均动能增大，气体对器壁的压强变大，A、B、E选项正确【答案】ABE6有关气体压强，下列说法正确的是()A气体分子的平均速率增大，则气体的压强不一定增大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增大，则气体的压强一定增大D气体分子的平均动能增大，气体的压强有可能减小E气体分子的密集程度增大，则气体压强不一定增大【解析】气体的压强与两个因素有关，一是气体分子的平均动能，二是气体分子的密集程度，或者说，一是温度，二是体积密集程度或平均动能增大，都只强调问题的一方面，也就是说，平均动能增大的同时，气体的体积可能也增大，使得分子密集程度减小，所以压强可能增大，也可能减小，还有可能不变同理，当分子的密集程度增大时，分子平均动能也可能减小，压强的变化不能确定故A、D、E正确【答案】ADE7一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气体分子的平均动能增大B气体分子的平均动能不变C单位时间内，器壁单位面积上分子碰撞的次数增多D气体分子数增加E气体的分子数密度增大【解析】一定质量的气体等温压缩，分子的平均动能不变，气体分子的总数不变，故A、D错，B对；气体压强增大是因为气体分子数的密度增大，使单位时间内，器壁单位面积上分子碰撞的次数增多，故C、E正确【答案】BCE8一定质量的某种理想气体，当体积减小为原来的一半，其热力学温度变为原来的两倍时，它的压强变为原来的多少？试从压强和温度的微观意义进行解释【解析】由理想气体状态方程C得，压强变为原来的四倍， 从微观角度看，气体压强的大小跟两个因素有关：一个是气体分子的平均动能，一个是气体分子的密集程度，当体积减小为原来的一半时，气体分子的密集程度变为原来的两倍，气体的压强相应地也变为原来的两倍，同时还要从另外一个因素考虑，即增加气体分子的平均动能，而气体分子的平均动能是由温度来决定的，所以气体的热力学温度也变为原来的两倍，压强便在这两个因素(体积减小分子密度程度增大，温度升高分子的平均动能增大)的共同作用下变为原来的四倍【答案】四倍见解析能力提升9一定质量的气体，在体积不变的情况下，温度降低，压强减小的原因是()【导学号：30110046】A温度降低后，气体分子的平均速率变小B温度降低后，气体分子的平均动能变小C温度降低后，分子撞击器壁的平均作用力减小D温度降低后，单位体积内的分子数变少，撞击到单位面积器壁上的分子数减少E温度降低后，单位时间内气体分子对器壁的撞击次数增多了【解析】体积不变，分子密度不变，温度降低，分子平均速率变小，单位时间内单位器壁面积上所受的分子平均撞击次数减少，撞击力减小，气体压强减小，因此，A、B、C正确，D错误；温度降低，单位时间内气体分子对单位面积的撞击次数减少了，E错误【答案】ABC10甲、乙两个相同的密闭容器中分别装有等质量的同种气体已知甲、乙两容器中气体的压强分别为p甲、p乙，且p甲p乙，则()A甲容器中气体的温度高于乙容器中气体的温度B甲容器中气体的温度低于乙容器中气体的温度C甲容器中气体分子的平均动能小于乙容器中气体分子的平均动能D甲容器中气体分子的平均动能大于乙容器中气体分子的平均动能E甲、乙两容器中的气体分子密集程度相同【解析】质量相等的同种气体装在相同容器中，说明两种气体的体积相同，则两种气体分子的密集程度相同，E正确由于p甲p乙，一定是乙容器中气体分子热运动比甲容器中气体分子热运动剧烈，则乙容器中气体的温度高于甲容器中气体的温度，所以B正确，A错误；由于乙容器中气体的温度高于甲容器中气体的温度，则乙容器中气体分子的平均动能大于甲容器中气体分子的平均动能，所以C正确，D错误【答案】BCE11如图424所示，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，下列说法错误的是()【导学号：30110047】图424A在相同时间内撞在单位面积上的分子数b状态较多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状态一样多D单位体积的分子数两状态一样多E单位体积的分子数a状态多【解析】ab连线是等压线，意味着papb.由于气体的压强由单位体积内的分子数和分子的平均动能的大小决定，TbTa，则状态b时气体分子的平均动能大，则只有此状态下相同时间内撞在单位面积上的分子数少，才能保证两状态时压强相等，故B正确；总分子数一定，a状态体积小，故单位体积内的分子数a状态多，E正确；因选错误的选项，故选A、C、D.【答案】ACD12(2016呼伦贝尔检测)如图425所示，在一端封闭的U形管中用水银柱封一段空气柱L，当空气柱的温度为7 时，左臂水银柱的长度h110 cm，右臂水银柱长度h27 cm，气柱长度L15 cm；将U形管放入91 水中且状态稳定时，左臂水银柱的长度变为h17 cm.求当时的大气压强(单位用cmHg)图425【解析】设大气压强为P0，对封闭空气柱初状态压强P1P0h2h1，体积V1LS，温度T1280 K末状态压强P2P0h2h1，体积V2(Lh1h1)S,温度T2364 K，h2h1h2h1由状态方程：解得P075 cmHg.【答案】75 cmHg13喷雾器内有10 L水，上部封闭有1 atm的空气2 L关闭喷雾阀门，用打气筒向喷雾器内再充入1 atm的空气3 L(设外界环境温度一定，空气可看作理想气体)如图426所示当水面上方气体温度与外界温度相等时，求气体压强，并从微观上解释气体压强变化的原因图426【解析】选取喷雾器内原有的药液上方的空气和即将打入的空气一起作为研究对象将变质量问题转化为一定质量的问题设气体初态压强为p1，体积为V1；末态压强为p2，体积为V2，由玻意耳定律p1V1p2V2代入数据得p22.5 atm微观解释：温度不变，分子平均动能不变，单位体积内分子数增加，所以压强增加【答案】见解析6