分子动理论气体限时训练及答案

主备：审核：包科领导第1页高二物理限时训练（七）分子动理论班级：姓名：得分：一、选择题(本题共6小题，每小题8分，共48分，每小题至少有一个选项正确，把正确选项的字母填在题后的括号内)1．布朗运动不可能是外界影响引起的，能够支持这一结论的事实是()A．有外界影响时，能观察到布朗运动B．在尽量排除外界影响时，布朗运动依然存在C．在实验环境相同的条件下，各个微粒的运动情况各不相同D．随着温度升高，布朗运动加剧2．(2012·全国卷)下列关于布朗运动的说法，正确的是()A．布朗运动是液体分子的无规则运动B．液体温度越高，悬浮粒子越小，布朗运动越剧烈C．布朗运动是由于液体各部分的温度不同而引起的D．布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的3．阿伏加德罗常数N(mol－1)，铝的摩尔质量为M(kg/mol)，铝的密度为ρ(kg/m3)，则下列说法正确的是()A．1kg铝所含原子数为ρNB．1m3铝所含原子数为ρN/MC．1个铝原子的质量为M/NkgD．1个铝原子所占的体积为M/ρNm34．下列叙述中正确的是()A．物体的内能与物体的温度有关，与物体的体积无关B．物体的温度越高，物体中分子无规则运动越剧烈C．物体体积改变，而与外界无热量交换，物体内能可能不变D．物体被压缩时，分子间存在斥力，不存在引力5．两个原来处于热平衡状态的系统分开后，由于外界的影响，其中一个系统的温度升高了5K，另一个系统温度升高了5℃，则下列说法正确的是()A．两个系统不再是热平衡系统了B．两个系统此时仍是热平衡状态C．两个系统的状态都发生了变化D．两个系统的状态没有变化6．(2012·山东高考)轨道车运行时，车与轨道摩擦使轨道温度升高。下列说法正确的是()A．温度升高，但轨道的内能不增加主备：审核：包科领导第2页B．温度升高，但轨道不会产生热辐射C．摩擦生热与摩擦生电一样，都涉及能量转化D．轨道对车的摩擦力方向与车的运动方向无关二、计算题(本题共3小题，共52分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)7．(16分)已知汞的摩尔质量为200.5×10－3kg/mol，密度为13.6×103kg/m3，则一个汞原子的体积为________。体积为1cm3的汞中汞原子个数为________。(保留两位有效数字)8．(16分)将甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲、乙分子间作用力与距离间关系如图1所示。若把质量为m＝1×10－26kg的乙分子从r3(r3＝12d，d为分子直径)处以v＝100m/s的速度沿x轴负向向甲飞来，仅在分子力作用下，则乙分子在运动中能达到的最大分子势能为多大？9．(20分)利用油膜法可以粗略地测出阿伏加德罗常数，把密度ρ＝0.8×103kg/m3的某种油，用滴管滴出一滴油在水面上形成油膜，已知这滴油的体积V＝0.5×10－3cm3，形成的油膜面积为S＝0.7m2，油的摩尔质量为M0＝0.09kg/mol。若把油膜看成是单分子层，每个油分子看成球形，那么：由以上数据可以粗略地测出阿伏加德罗常数NA是多少？(先列出文字计算式，再代入计算，只要求保留一位有效数字。)主备：审核：包科领导第3页高二物理限时训练（八）气体班级：姓名：得分：一、本题共6小题，每小题8分，共48分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得8分，选不全的得4分，有选错或不选的得0分.1.如图所示，开口向下插入水银槽的玻璃管内封闭着长为H的空气柱，管内外水银高度差为h，若缓慢向上提起玻璃管（管口未离开槽内水银面），H和h的变化情况是（）A．h和H都增大B．h和H都减小C．h增大，H减小D．h减小，H增大2.关于气体的压强，下列说法正确的是（）A．气体的压强是由气体分子间的吸引和排斥产生的B．气体分子的平均速率增大，气体的压强一定增大C．气体的压强等于垂直器壁单位面积、单位时间所受气体分子冲量的大小D．当某一容器自由下落时，容器中气体的压强将变为零3．一定质量的气体，在温度不变的情况下，体积增大、压强减小，体积减小、压强增大的原因是()．A．体积增大后，气体分子的速率变小了B．体积减小后，气体分子的速率变大了C．体积增大后，单位体积的分子数变少了D．体积减小后，在相等的时间内，撞击到单位面积上的分子数变多了4．两个相同的密闭容器中分别装有等质量的同种理想气体，已知容器中气体的压强不相同，则下列判断中正确的是()．A．压强小的容器中气体的温度比较高B．压强大的容器中气体单位体积内的分子数比较少C．压强小的容器中气体分子的平均动能比较小D．压强大的容器中气体分子对器壁单位面积的平均作用力比较大5.一定质量的理想气体，压强为3atm，保持温度不变，当压强减小2atm时，体积变化4L，则该气体原来的体积为()．A.43LB．2LC.83LD．8L6、如图所示，两端封闭、粗细均匀的细玻璃管，中间用长为h的水银柱将其分为两部分，分别充有空气，现将玻璃管竖直放置，两段空气柱长度分别为L1，L2，已知L1＞L2，如同时对它们均匀加热，使之升高相同的温度，这时出现的情况是：（）A．水银柱上升B．水银柱下降C．水银柱不动D．无法确定主备：审核：包科领导第4页二、计算题（16+16+20=52分）7．（16分）内壁光滑的导热气缸竖直浸放在冰水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封闭压强为p0=1.0×105Pa、体积V0=2.0×10－3m3的理想气体。现在活塞上方缓慢倒上沙子，使封闭气体的体积变为原来的一半，然后将气缸移出水槽，缓慢加热，使气体的温度变为127℃。求气缸内气体的最终体积和压强。8．（16分）一定质量的理想气体由状态A变为状态D，其有关数据如图甲所示．若状态D的压强是2×104Pa．（1）求状态A的压强．（2）请在乙画中出该状态变化过程的P一T图像，并分别标出A、B、C、D箭个状态，不要求写出计算过程．9．（20分）盛有氧气的钢筒在7℃的室内，筒上压强计指示出氧气压强为80个工业大气压，当搬到27℃的工地，用去一半氧气后，压强计指示出氧气压强为40个工业大气压，问这钢筒有无漏气？主备：审核：包科领导第5页高二物理限时训练（七）分子动理论答案1.解析：有外界影响时，观察到的现象不能认定为布朗运动，故A错。在排除一切外界影响下观察到的现象，认定为布朗运动不是外界影响引起的，故B正确。在实验环境相同的条件下，各微粒运动不相同，说明布朗运动不是实验环境造成的，故C正确。温度升高，是外界因素，故D错。答案：BC2.解析：布朗运动是悬浮粒子的无规则运动，不是液体分子的运动，选项A错；液体的温度越高，悬浮粒子越小，布朗运动越剧烈，选项B正确；布朗运动是由于液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用不平衡引起的，选项C错，选项D正确。答案：BD3.解析：一个铝原子的质量m＝M/Nkg，C对；铝的摩尔体积为V＝M/ρ，所以1个铝原子占有的体积为V0＝V/N＝M/ρN，D对；因1个铝原子占有的体积是M/ρN，所以1m3铝所含原子的数目n＝1/(M/ρN)＝ρN/M，B对；又因一个铝原子的质量m＝M/N，所以1kg铝所含原子的数目N＝1/(M/N)＝N/M，A错。答案：BCD4.解析：物体的内能与物体的温度、体积都有关，A错；温度越高，物体的分子运动越剧烈，B对；物体的体积改变，它与外界无热量交换，但外界对物体做功，故内能一定改变，C错；只要分子间距离较小，任何情况下，分子的引力和斥力同时存在，D错。答案：B5.解析：两个系统原来温度相同而处于热平衡状态，分开后，由于升高的温度相同，两者仍处于热平衡状态，新的热平衡状态下温度比以前升高了，两个系统的状态都发生变化。答案：BC6.解析：温度是分子平均动能的标志，对于轨道，温度升高时分子平均动能增大，其内能也增大，A错误。轨道温度升高后与周围环境间存在温度差而发生热传递，其中包括传导、对流、辐射三种方式，B错误。从能量转化的情况来看，摩擦生热是机械能转化为内能，摩擦生电是机械能转化为电能，故C正确。轨道对车的摩擦力方向总是在作为动力时与车的运动方向相同，作为阻力时与车的运动方向相反，故D错误。答案：C7.解析：设汞的摩尔质量为M，密度为ρ，则一个汞原子的体积为：V0＝MρNA＝200.5×10－313.6×103×6.02×1023m3＝2.4×10－29m3设1cm3汞中的原子数为n，则：主备：审核：包科领导第6页n＝VV0＝1.0×10－62.4×10－29个＝4.2×1022个。答案：2.4×10－29m34.2×1022个8.解析：在乙分子靠近甲分子过程中，分子力先做正功，后做负功，分子势能先减小，后增大。动能和势能之和不变。当速度为零时，分子势能最大，Epm＝ΔEk减＝12mv2＝12×10－26×104J＝5×10－23J。答案：5×10－23J9.解析：已知油的摩尔质量为M0＝0.09kg/mol，若求出一个油分子的质量m，即可根据NA＝M0m求出阿伏加德罗常数。把每个分子看作球形，则每个分子的体积为：V′＝16πd3＝16π(VS)3，因此一滴油中含有的分子数为：N＝VV′＝6S3πV2，由题意可知一滴油的质量：M＝ρV，一个油分子的质量为：m＝MN＝ρπV36S3，所以NA＝M0m＝6M0S3ρπV3＝6×1023mol－1。答案：6×1023mol－1主备：审核：包科领导第7页高二物理限时训练（八）气体答案1.A假设上提时水银柱不动，则封闭气体压强减小，在大气压的作用下水银柱上升，而封闭气体由于压强减小，体积增大。2.C由压强的定义SFp，F为垂直于容器壁的压力，S为容器壁上的一块面积；再由气体压强的微观解释可知，这个压力是由于气体分子垂直撞击容器壁产生的平均效果，设时间t内分子对面积为S的容器壁的总冲量为I=Ft，StIp。3.CD气体分子的速率跟温度有关，温度一定时，分子的平均速率一定，A、B错误；体积增大，分子密度减小，C错误；体积减小后，分子密度增加，在相等的时间内撞击到单位面积上的分子数变多．4.D相同的容器分别装有等质量的同种气体，说明它们所含的分子总数相同，即分子数密度相同，B错；压强不同，一定是因为两容器气体分子平均动能不同造成的，压强小的容器中分子的平均动能一定较小，温度较低，故A错、C对；压强大的容器中气体分子对器壁单位面积的平均作用力比较大，故D项正确．5.B由玻意耳定律p1V1＝p2V2得3V＝1×(V＋4)，V＝2L.6.A假定两段空气柱的体积不变，即V1，V2不变，初始温度为T，当温度升高△T时，空气柱1的压强由p1增至p'1，△p1=p'1－p1，空气柱2的压强由p2增至p'2，△p2=p'2－p2。由查理定律得：因为p2=p1+h＞p1，所以△p1＜△p2，即水银柱应向上移动。所以正确答案应选A。7．（16分）解析：气体先做等温变化，由玻意耳定律得2000VpVp解得压强P=2.0×105Pa之后，气体做等压变化，由盖•吕萨克定律得TVTV002解得最终体积3300105.1100.227324002TTVVm3主备：审核：包科领导第8页8．（16分）（1）据理想气体状态方程：AADDADPVPVTT则4410DDAAADPVTPPaVT（2）P—T图象及A、B、C、D各个状态如图所示．9．（20分）解：对钢筒中的氧气初态：p1=80个工业大气压V1=？T1=280K末态：p2=40个工业大气压V2=2V1T2=300K假设不漏气，由理想气体状态方程得111TVp222TVp代入数值解得，9.422p个工业大气压由于22pp，所以钢筒漏气了。