(练习)3 课时分层训练(三) 气体分子速率分布的统计规律 科学探究：气体压强与体积的关系-【提分教练】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第三册(鲁科版2019)

课时分层训练(三)　气体分子速率分布的统计规律 科学探究：气体压强与体积的关系 知识点1　气体分子速率分布的统计规律 1．(多选)图甲为测量分子速率分布的装置示意图，圆筒绕其中心匀速转动，侧面开有狭缝N，内侧贴有记录薄膜，M为正对狭缝的位置。从原子炉R中射出的银原子蒸气穿过屏上S缝后进入狭缝N，在圆筒转动半个周期的时间内相继到达并沉积在薄膜上。展开的薄膜如图乙所示，NP、PQ间距相等，则(　　) A．到达M附近的银原子速率较大 B．到达Q附近的银原子速率较大 C．到达Q附近的银原子速率为“中等”速率 D．位于PQ区间的分子数百分比大于位于NP区间的分子数百分比 ACD　解析：银原子在圆筒中做匀速运动，有2R＝vt，而圆筒转动的时间t＝，其中θ为圆筒转过的角度，联立可得v＝，越靠近M，圆筒转过的角度越小，银原子的速率越大，故选项A、C正确，B错误；PQ区间的分子数百分比最大，故选项D正确。 知识点2　气体状态参量　压强的计算 2．描述气体状态的参量是指(　　) A．质量、温度、密度　 B．温度、体积、压强 C．质量、压强、温度 D．密度、压强、温度 B　解析：气体状态参量是指温度、压强和体积，B正确。 3．如图所示，两个完全相同的圆柱形容器，容器甲中恰好装满水，容器乙密闭，其中充满空气，则下列说法正确的是(　　) A．两容器中的压强都是由于分子撞击器壁而产生的 B．两容器中的压强都是由于所装物质的重力而产生的 C．甲容器中pA>pB，乙容器中pC＝pD D．如果温度略有升高，pA、pB变大，pC、pD也要变大 C　解析：甲容器中压强产生的原因是液体受到重力的作用，而乙容器中压强产生的原因是分子撞击器壁，A、B错误；液体的压强p＝ρgh，hA>hB，可知pA>pB，而密闭容器中气体压强各处均相同，可知pC＝pD，液体的压强不随温度的变化而变化，C正确，D错误。 4．(多选)小刚同学为了表演“轻功”，用打气筒给 4只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．气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 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10－9m，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。 知识点3　探究气体压强与体积的关系 5．用注射器做“探究气体等温变化规律”的实验中，取几组p、V值后，用p作纵坐标，作横坐标，画出p-的图像是一条直线，把这条直线延长后未通过坐标原点，而与横轴相交，如图所示，可能的原因是(　　) A．各组的取值范围太小 B．堵塞注射器小孔的橡胶套漏气 C．在实验中用手握住注射器而没能保持温度不变 D．压强的测量值偏小 D　解析：因p-图像为一条直线，故气体的质量一定、温度不变的条件得到满足，B、C错误；取值范围大小对实验无太大影响，A错误；如图所示，先将图线反向延长并和纵坐标交于－p1，然后将轴向下平移到－p1，图像过原点，可见压强的测量值偏小，D正确。 6．在“用DIS研究温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”实验中： (1)气体的体积可直接从注射器上读出，气体的压强是用________传感器通过计算机系统得到的。 (2)(多选)下列各项要求，属于本实验必须要做到的是________。 A．在等温条件下操作 B．注射器的密封性良好 C．弄清所封闭气体的质量 D．气体的压强和体积必须用国际单位 解析：(1)用DIS研究做实验时，气体的压强是用压强传感器通过计算机系统得到的。 (2)本实验的前提条件是温度不变、气体质量一定，所以要在等温条件下操作，注射器的密封性要好，故A、B正确；本实验研究一定质量的气体压强与体积的关系，不需要测量气体的质量，故C错误；本实验研究一定质量的气体的压强和体积的比例关系，单位不需要统一为国际单位，故D错误。 答案：(1)压强　(2)AB 7．如图所示，一横截面积为S的圆柱形容器竖直放置，圆板A的上表面是水平的，下表面是倾斜的，且下表面与水平面的夹角为θ，圆板的质量为M，不计一切摩擦，大气压为p0，则被圆板封闭在容器中的气体的压强为(　　) A．p0＋ B．＋ C．p0＋ D．p0＋ D　解析：以圆板为研究对象进行受力分析，如图所示，圆板竖直方向上受力平衡，有pAS′cos θ＝p0S＋Mg，S′＝，则pAcos θ＝p0S＋M