物理选择性必修 第三册第三节 气体实验定律的微观解释练习

A级　合格达标

1．下列说法中正确的是  (　　)

A．气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，从而气体的压强一定增大

B．气体体积变小时，单位体积的分子数增多，单位时间内打到器壁单位面积上的分子数增多，从而气体的压强一定增大

C．压缩一定量的气体，气体的内能一定增加

D．分子a从远处趋近固定不动的分子b，当a到达受b的作用力为零处时，a的动能一定最大

解析：决定压强的微观因素是分子撞击器壁时的平均动能及单位时间单位面积上的撞击次数，由此判断A、B错误；气体被压缩时，温度不一定升高，C错误；分子从无限远运动到作用力为零处时，分子力一直做正功，动能增大，分子间距离再减小时，需克服分子力做功，动能减小，D正确．

答案：D

2．(多选)对于一定质量的理想气体，下列说法中正确的是(　　)

A．温度不变时，压强增大n倍，单位体积内的分子数一定也增大n倍

B．体积不变时，压强增大，所有气体分子运动的速率也一定增大

C．压强不变时，若单位体积内的分子数增大，则气体分子热运动的平均速率一定减小

D．气体体积增大时，气体的内能可能增大

解析：根据＝c可知，温度不变时，压强增大n倍，体积减小到，则当分子总数一定时，单位体积内的分子数一定也增大n倍，选项A正确；体积不变时，压强增大，则温度升高，分子的平均动能变大，但不是所有气体分子运动的速率都一定增大，选项B错误；若单位体积内的分子数增大，单位时间撞击单位面积上的分子数增加，由于压强不变，则气体分子热运动的平均速率一定减小，选项C正确；气体体积增大时，由＝c知，温度有可能升高，则气体的内能有可能增大，选项D正确．

答案：ACD

3．(多选)下列说法不正确的是(　　)

A．气体分子间距离很大，因此，气体分子间只存在分子引力，不存在分子斥力

B．在一定温度下，每个气体分子的动能都相等

C．在一定温度下，每个气体分子对器壁碰撞时，对器壁的冲击力大小都相等

D．温度升高，气体的压强不一定增大

解析：根据分子动理论可知，分子间同时存在分子引力和斥力，且分子引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，只是分子斥力减小得更快些，气体分子间距离较大，但引力和斥力都同时存在，只是都非常微弱，故选项A错误；同一温度下，任何气体分子的平均动能都相等，但对于每一个气体分子的动能就不一定相等了，故选项B错误；由于每个气体分子的动能不一定相同，且每时每刻都在变化，则每个气体分子碰撞器壁时对器壁的冲击力大小也不一定相等，故选项C错误；气体的压强由气体分子的平均动能和密集程度这两个因素决定，而温度只决定于气体分子的平均动能，如果温度升高，当气体分子密度减小时，气体的压强就不一定增大，气体分子间除相互碰撞外相互作用很小，选项D正确．

答案：ABC

4．对于理想气体状态方程＝恒量，下列叙述正确的是(　　)

A．质量相同的不同种气体，恒量一定相同

B．质量不同的不同种气体，恒量一定不相同

C．物质的量相同的任何气体，恒量一定相等

D．标准状况下的气体，恒量一定相同

解析：＝恒量中的恒量与p、V、T无关，与物质的量有关．

答案：C

5．对于一定质量的理想气体，下列状态变化中可能的是 (　　)

A．使气体体积增加而同时温度降低

B．使气体温度升高，体积不变，压强减小

C．使气体温度不变，而压强、体积同时增大

D．使气体温度升高，压强减小，体积减小

解析：由理想气体状态方程＝恒量得A项中只要压强减小就有可能，A正确；而B项中体积不变，温度与压强应同时变大或同时变小，B错误；C项中温度不变，压强与体积成反比，故不能同时增大，C错误；D项中温度升高，压强减小，体积减小，导致减小，D错误．

答案：A

6．图中A、B两点代表一定质量理想气体的两个不同的状态，状态A的温度为TA，状态B的温度为TB，由图可知(　　)

A．TB＝2TA　　　　 B．TB＝4TA

C．TB＝6TA   D．TB＝8TA

解析：对于A、B两个状态应用理想气体状态方程＝可得＝＝6，即TB＝6TA，C正确．

答案：C

B级　等级提升

7．(多选)下面的表格是某地区1～7月份气温与气压的对照表：

7月份与1月份相比较，下列说法不正确的是(　　)

A．空气分子无规则热运动的情况不变

B．空气分子无规则热运动减弱了

C．空气分子无规则热运动增强

D．单位时间内空气分子对地面的撞击次数增多了

解析：温度升高，则分子的无规则运动加剧，故A、B错误，C正确；空气分子对地面的撞击更强烈了，但压强减小了，所以单位时间内气体分子对单位面积的撞击次数减少了，故D错误．

答案：ABD

8.(多选)如图所示，绝热隔板K把绝热气缸分隔成两部分，K与气缸的接触是光滑的，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，下列说法不正确的是(　　)

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

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，分子平均动能大，相同时间内碰撞的次数要少，C错误，D正确．

答案：ABC

9.(多选)如图所示，用活塞把一定质量的理想气体封闭在导热气缸中，用水平外力F作用于活塞杆，使活塞缓慢向右移动，由状态①变化到状态②.如果环境保持恒温，分别用p、V、T表示该理想气体的压强、体积、温度．气体从状态①变化到状态②，此过程可用下图中哪几个图像表示(　　)

解析：由题意知，由状态①到状态②过程中，温度不变，体积增大，根据＝c可知压强将减小．对A图像进行分析，p-V图像是双曲线即等温线，且由状态①到状态②体积增大，压强减小，故A项正确；对B图像进行分析，p-V图像是直线，温度会发生变化，故B项错误；对C图像进行分析，可知温度不变，但体积减小，故C项错误；对D图像进行分析，可知温度不变，压强减小，故体积增大，D项正确．

答案：AD

10．如图所示，玻璃管内封闭了一段气体，气柱长度为l，管内外水银面高度差为h.若温度保持不变，把玻璃管稍向上提起一段距离，则h________(选填“变大”或“变小”)，l________(选填“变大”或“变小”)．

解析：开始时，玻璃管中的封闭气体的压强p1＝p0－ρgh，上提玻璃管，假设h不变，l变长，由玻意耳定律得，p1l·S＝p2(l＋Δl)·S，所以内部气体压强小了，大气压p0必然推着液柱上升，假设不成立，h必然升高一些．最后稳定时，封闭气体的压强p2＝p0－ρg(h＋Δh)减小，再根据玻意耳定律，p1l1·S＝p2l2·S，l2>l1，l变大．

答案：变大　变大

11．如图所示，粗细均匀一端封闭一端开口的U形玻璃管，当t1＝31 ℃、大气压强p0＝76 cmHg时，两管水银面相平，这时左管被封闭的气柱长L1＝8 cm，求：

(1)当温度t2是多少时，左管气柱L2为9 cm；

(2)当温度达到上问中的温度t2时，为使左管气柱长L为8 cm，应在右管中加入多长的水银柱．

解析：初状态：p1＝p0＝76 cmHg，

V1＝L1S，T1＝304 K；

末状态：p2＝p0＋2 cmHg＝78 cmHg，

V2＝L2S.

根据理想气体状态方程＝，

代入数据可得T2＝351 K，t2＝78 ℃.

(2)设应在右管中加入高h的水银柱，p3＝p0＋h＝76 cmHg＋h，V3＝V1＝L1S，T3＝T2＝351 K，

根据理想气体状态方程＝，

代入数据得h＝11.75 cm.

答案：(1)78 ℃　(2)11.75 cm

12．一正方体铁块质量为8 000 kg，体积为1 m3，沉入湖底．湖面到水底深20 m，现在在铁块的前后左右四个面固定四个完全相同的没有充气的气囊(不计气囊本身质量和体积)．湖面上方大气压为1×105 Pa，湖面上方空气温度为27 ℃，湖底温度为7 ℃.给四个完全相同的气囊充气，估算每个气囊要打入多少体积的湖面上方的空气，铁块才开始上浮？(水的密度为1×103 kg/m3，g取10 m/s2)

解析：湖面上的气体打入到一个气囊中，有＝

，

铁块刚要上浮，有mg＝ρgV铁＋4ρgV1，联立解得V0＝5.625 m3.

答案：5.625 m3