课后提升练（3）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（Word练习）-【优化指导】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册（鲁科版2019）

课后提升练(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 [对应学生用书P117] 1．(多选)关于气体分子，下列说法中正确的是(　　) A．由于气体分子间的距离很大，气体分子可以视为质点 B．气体分子除了碰撞以外，可以自由地运动 C．气体分子之间存在相互斥力，所以气体对容器壁有压强 D．在常温常压下，气体分子的相互作用力可以忽略 BD　解析：通常情况下，分子间距离较大，相互作用力可以忽略，气体分子能否视为质点应视具体问题而定，A错误，D正确；气体分子间除相互碰撞及与器壁的碰撞外，不受任何力的作用，可自由移动，B正确；气体对器壁的压强是由大量分子碰撞器壁产生，C错误。 2．下图描绘的是一定质量的氧气分子分别在0 ℃和100 ℃两种情况下速率分布的情况，符合统计规律的是(　　) A　解析：气体温度越高，分子热运动越剧烈，分子热运动的平均速率越大，且分子速率分布呈现“两头少、中间多”的特点，温度高时速率大的分子所占据的比例大，A正确。 3．(2022·江苏苏州大学附属中学高二期中)在一定温度下，当气体的体积增大时，气体的压强减小，这是(　　) A．单位体积内的分子数减小，单位时间内对器壁碰撞的次数减少 B．每个气体分子对器壁的平均撞击力变小 C．气体分子的密度变大，分子对器壁的吸引力变小 D．气体分子的密度变小，单位体积内分子的质量变小 A　解析：一定量气体，在一定温度下，分子的平均动能不变，分子撞击器壁的平均作用力不变；气体的体积增大时，单位体积内的分子数变少，单位时间内对器壁的碰撞次数减少，单位时间内器壁单位面积上受到的压力变小，气体产生的压强减小，A正确，B错误；选项不是气体压强减小的原因，C、D错误。 4．(多选)关于“探究气体等温变化的规律”实验，下列说法正确的是(　　) A．实验过程中应保持被封闭气体的质量和温度不发生变化 B．实验中为找到体积与压强的关系，一定要测量空气柱的横截面积 C．为了减小实验误差，可以在活塞上涂润滑油，不仅减小摩擦还可以防止漏气 D．处理数据时采用p －图像，是因为p － 图像比p －V图像更直观 ACD　解析：本实验采用的方法是控制变量法，所以要保持被封闭气体的质量和温度不变，故A正确；由于注射器是圆柱形的，横截面积不变，所以只需测出空气柱的长度即可，故B错误；涂润滑油可以防止漏气，使被封闭气体的质量不发生变化，也可以减小摩擦，故C正确；当p与V成反比时，p-图像是一条过原点的直线，而p-V图像是曲线，所以p-图像更直观，故D正确。 5．(2022·宁夏贺兰景博中学高二期末)关于热力学温度，下列说法中正确的是(　　) A．－33 ℃与240.15 K表示不同的温度 B．摄氏温度与热力学温度都可能取负值 C．温度变化1 ℃，也就是温度变化1 K D．温度由t升至2t，对应的热力学温度升高了273.15 K＋t C　解析：由T＝t＋273.15 K可知，－33 ℃与240.15 K表示相同的温度，A错误；因绝对零度达不到，故热力学温度不可能取负值，B错误；由T＝t＋237.15 K可知ΔT＝Δt，即热力学温标温度的变化总等于摄氏温标温度的变化，温度变化1 ℃，也就是温度变化1 K，C正确；初始热力学温度为273.15 K＋t，末态为273.15 K＋2t，温度变化了t，D错误。 6．(2021·北京昌平高二期末)体积都是1 L的两个容器，装着质量相等的氧气，其中一个容器内的温度是0 ℃，另一个容器内的温度是100 ℃。下列说法不正确的是(　　) A．100 ℃氧气的分子平均动能较大 B．100 ℃氧气中每个分子的动能都比0 ℃氧气的大 C．100 ℃的氧气，速率大的分子所占比例较多 D．100 ℃的氧气，容器壁所受压强较大 B　解析：分子的平均动能为统计规律，对单个分子没有意义，B错误，C正确；温度是分子平均动能的标志，A正确；压强的微观决定因素为单位体积内的分子个数(数密度)和分子的平均动能，D正确。 7．如图所示，两个完全相同的圆柱形密闭容器，甲中恰好装满水，乙中充满空气，则下列说法中正确的是(容器容积恒定)(　　) A．两容器中器壁的压强都是由于分子撞击器壁而产生的 B．两容器中器壁的压强都是由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．当温度升高时，pA、pB变大，pC、pD也要变大 C　解析：甲容器压强产生的原因是液体受到重力作用，而乙容器压强产生的原因是气体分子撞击器壁，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等，与位置无关，pC＝pD，当温度升高时，pA、pB不变，而pC、pD增大，故C正确。 8．(2022·云南昆明第十中学高二期中)某同学用如图所示装置探究气体等温变化的规律。关于该实验的操作，下列说法正确的是(　　) A．活塞上涂油的目的是减小摩擦，便于推拉活塞 B．活塞与注射器之间的摩擦不影响压强的测量 C．为了方便推拉活塞，应用手握紧注射器再推拉活塞 D．实验中，为找到体积与压强的关系，需要测量活塞的横截面积 B　解析：在活塞上涂油的目的是避免漏气，不是减小摩擦，故A错误；活塞与注射器之间的摩擦对气体压强的测量无影响，故B正确；手握紧注射器会改变气体的温度，不符合实验条件，故C错误；实验中要验证p1V1＝p2V2，由于推拉活塞前后横截面积不变，因此只需验证p1L1＝p2L2，无须测量活塞的横截面积，故D错误。 9．(2022·山东济宁育才中学高二期中)如图甲所示，用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，操作步骤如下： ①在注射器内用活塞封闭一定质量的气体，将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐一连接起来； ②缓慢移动活塞至某位置，待示数稳定后记录此时注射器内封闭气体的体积V1和由计算机显示的气体压强值p1； ③重复上述步骤②，多次测量并记录； ④根据记录的数据，作出相应图像，分析得出结论。 (1)某同学测出了注射器内封闭气体的几组压强p和体积V的值后，以p为纵轴，为横轴，画出图像如图乙所示，则产生的可能原因是________。 A．实验过程中气体温度升高 B．实验过程中气体温度降低 C．实验过程中有漏气现象 (2)在相同温度环境下，不同小组的同学均按正确的实验操作和数据处理的方法完成了实验，并在相同坐标度的情况下画出了压强与体积的关系图线，如图丙、丁所示。对于两组的图线并不相同的结果，他们请教了老师，老师的解释是由于他们选取的气体质量不同。若4个小组所选择的研究对象的质量分别是①m1、②m2、③m3和④m4，则由图可知它们的大小关系是m1______m2; m3______m4(均选填“大于”或“小于”)。 答案：(1)BC　(2)大于　大于 解析：(1)根据一定质量的理想气体状态方程＝C得p＝CT·，由题图乙可知，图像的斜率变小，则实验过程中气体温度降低，会引起斜率变小，A错误，B正确；根据pV＝nRT可知，如果温度不变，则说明气体的质量变小了，发生了漏气现象， C正确。 (2)设气体质量为M，气体摩尔质量为μ，则气体的物质的量n＝，在p-V图像中，根据pV＝RT可知，温度相同时，距离原点越远的曲线对应的质量越大，可知m1大于m2；在p－图像中，根据p＝RT·，可知温度相同时，斜率越大质量越大，则m3大于m4。 10．(2022·江西景德镇高二期末)某同学用注射器和压强传感器探究一定质量的气体发生等温变化时所遵循的规律。实验装置如图甲所示，用活塞和注射器外筒封闭一定量的气体，其压强可由左侧的压强传感器测得。 (1)有关该实验的说法，正确的是__________(多选)。 A．实验时注射器必须水平放置 B．需用控制变量法研究气体的变化规律 C．注射器内部横截面积的具体数据必须测出 D．注射器旁刻度尺的刻度只要均匀即可，无须标注单位 (2)进行实验操作时，推拉活塞不能过快，其原因是__________。 A．防止封闭气体的温度发生改变 B．防止封闭气体的质量发生改变 (3)该同学首先在实验室Ⅰ进行了实验，下表为记录的实验数据，其中有一次记录的实验数据错误，记录错误的是______(填错误数据对应的实验序号)。 实验序号 1 2 3 4 5 封闭气柱的长度L/cm 12.00 11.00 10.00 9.00 8.00 封闭气柱的压强p/(×105 Pa) 1.00 1.09 1.20 1.23 1.49 (4)该同学利用同一装置对同一封闭气体在另一温度稍低的实验室Ⅱ进行了实验，根据实验室Ⅰ、Ⅱ记录的数据用正确的方法作出的p －图像，如图乙所示。根据实验室Ⅱ记录的数据作出的图像应为___________(选填“①”或“②”)。 答案：(1)BD　(2)A　(3)4　(4)② 解析：(1)实验时注射器不必保持水平放置，气体压强由传感器直接读出，A错误；气体状态参量有p、V、T，故需用控制变量法研究气体的变化规律，B正确；注射器内部的横截面积固定不变，体积与气柱长度成正比，故具体数据不必测出，C错误；注射器旁的刻度尺的刻度只要均匀即可确定体积变化，故无须标注单位，D正确。 (2)进行实验操作时，不能推拉活塞过快，其原因是防止封闭气体的温度发生改变，A正确。 (3)由理想气体状态方程可得＝＝C，发生等温变化时，气体压强与气柱长度乘积不变，第4组数据pL乘积与其他几组相比偏差较大，故记录错误的是4。 (4)由理想气体状态方程可得p＝CT·＝·，实验室Ⅱ温度较低，p-图线斜率较小，故根据实验室Ⅱ记录的数据作出的图像应为②。 学科网（北京）股份有限公司 $$