分层训练详解答案

分层训练(一)物体是由大量分子组成的

1.解析：分子的结构和形状比较复杂，球状模型只是它的一

种简化模型，分子的直径并不都相同，但直径的数量级一般都相

同，油膜法是估测分子直径常用的一种方法，故B错误.

答案：B

2.解析：采用油膜法测分子直径，是把油膜看成理想单分子

油层，油层的厚度即为油酸分子的直径，故需要测量1滴油酸的

体积和油膜的最大面积，故C正确.

答案：c

3.解析：根据阿伏加德罗常数的定义可知D选项正确.

答案：D

4.解析：对于水有：MX=NA"O①，VA=NA・VO②，可以看

出只有D项可由①式求出NA=9,故D正确，A、B、C错误.

答案：D

5.解析：1kg该物质所含的分子个数是=NA,A正确；该物

质1个分子的质量是差(kg),B错误；该物质的摩尔体积为产，

IVxp

M

故1个分子占有的体积为万口(0?),C、D正确.

答案：ACD

6.解析：实验时做的假设为：将油膜看成单分子膜；将油分

子看作球形；认为油分子是一个紧挨一个的.

(1)由题意可知，一滴酒精酸溶液中的纯油酸的体积为Vo=

~N-

(2)每一滴所形成的油膜的面积为S=X〃2,所以油膜的厚度，

即为油酸分子的直径为公A=悬.

答案：(借⑵悬

7.解析：若把空气全部液化且均匀分布在地球表面时，形成

4

一个更大的球体，液化后的空气形成球壳的体积：V=w?i(R+/R)3

HZ

又：V=/VA%,联立可求/R的值，故C正确.

答案：c

8.解析:pP表示摩尔质量除以每个水分子的质量相等于NA,

所以A项正确；对于水蒸气而言，水分子之间是有间距的，NAV。

不能表示水蒸气的摩尔体积，所以B项错误；阿伏加德罗常数表

示一摩尔含有的分子个数，阿伏加德罗常数等于摩尔质量除以每

个分子的质量，由NA=A推导可以得出，所以C项正确；水蒸气

分子有间距，水蒸气的摩尔体积除以阿伏加德罗常数表示每个水

分子所占体积，并不是每个水分子的体积，所以D项错误.

答案：AC

9.解析：吸烟者抽一根烟吸入气体的总体积为10X300cm3,

In义300X16

含有空气分子数N=OLC「X6.02X1023个弋8.1X1022个

ZZ.4A1U

8.1X1022

办公室单位体积空间内含有被污染的空气分子数为

10X2.8

个/n?心2.9X1021个的3

被动吸烟者一次吸入被污染的空气分子数为

2.9X1021X300X10-6个=87义10』个

答案：一人在吸一根烟，另一人不吸烟，则不吸烟者一次呼

吸大约吸入8.7XIO]7个被污染的空气分子

分层训练（二）分子的热运动

1.解析:布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的无规则运动,

是液体分子对颗粒撞击力不平衡造成的，所以布朗运动说明了液

体分子在不停地做无规则运动，但不是液体分子的无规则运动，

故A错误；液体的温度越高，液体分子运动越剧烈，则布朗运动

也越剧烈，故B错误；悬浮微粒越大，同一时刻撞击颗粒的液体

分子数越多，液体分子对颗粒的撞击作用力越容易平衡，现象越

不明显，故C错误；悬浮微粒做布朗运动，是液体分子的无规则

运动撞击造成的，故D正确.故选D.

答案：D

2.解析：布朗运动是指固体微粒的运动，A错误；温度越高,

分子无规则运动就越剧烈，与物质种类无关，B错误，C正确；

微观分子的热运动与物体运动速度的大小无关，D错误.

答案：C

3.解析：布朗运动只能在气体和液体中发生，不能在固体中

发生，A错误；布朗运动是固体微粒的运动，B错误；布朗运动

和扩散现象都与温度有关，温度越高，现象越明显，C正确；布

朗运动和扩散现象都能说明分子在做永不停息的运动，D正确.

答案：CD

4.解析：分子热运动的剧烈程度由温度决定，温度越高，热

运动越剧烈，与物体的机械运动无关，选项A错误，C正确.水

凝结成冰后，温度降低，水分子热运动的剧烈程度减小，但不会

停止，选项B错误.水的温度升高，水分子运动的平均速率增大,

但并不是每一个水分子的运动速率都增大，选项D错误.

答案：C

5.解析：扩散现象和布朗运动都能说明分子在不停地做无规

则运动.香水的扩散、水分子在空气中的扩散以及悬浮在水中花

粉的运动都说明了分子是不断运动的，故A、C、D均正确；而

尘土、黑烟不是单个分子，是由若干分子组成的固体颗粒，所以

尘土飞扬、冒出的黑烟不是分子的运动，也不是布朗运动，不能

说明分子的运动.

答案：ACD

6.解析：布朗运动是无规则的运动，从颗粒运动到A点计

时，每隔30s,记下颗粒的一个位置，其连线并不是小颗粒运动

的轨迹，所以在75s末时，其所在位置不能在图中确定，故选C、

D、E.

答案：CDE

7.解析：因为汽油分子做无规则热运动，使其可以扩散到车

内的任何位置.因此，即使在远离油箱的位置，也可以闻到汽油

味.

答案：见解析

8.解析：（1）布朗运动的特征之一就是无规则性，故A对；

布朗运动只能发生在液体或气体中，在固体中不能发生，并不是

因为固体分子不运动，任何物质的分子都在永不停息地运动；布

朗运动的剧烈程度与温度有关，当温度越低时，布朗运动越不明

显，但不会停止，故B错，C对；布朗运动的明显程度受颗粒大

小的影响，颗粒越小，受力越不容易平衡，运动越剧烈，故D对;

热运动是分子的无规则运动，由于布朗运动不是分子的运动，所

以不能说布朗运动是热运动，E错.

(2)不对；能在液体或气体中做布朗运动的微粒都是很小的，

一般数量级在这种微粒肉眼是看不到的，必须借助于显

微镜.大风天看到的风沙、尘土都是较大的颗粒，它们的运动不

能称为布朗运动，它们的运动基本上属于在气流作用下的定向移

动，而布朗运动是无规则运动.

答案：(l)ACD(2)见解析

分层训练(三)分子间的作用力

1.解析：酒精和水混合后体积减小，是由于分子间有空隙，

在混合后它们互相进入到对方的空隙内，所以混合后总体积小于

原来的体积之和，故正确答案为D.

答案：D

2.解析:分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，

斥力变化得快些，据此可知A错误，B正确；当厂＜厂。时，分子间

相互作用力表现为斥力，随分子间距的增大而减小；当分子间距

由lOro减小到小时，分子间相互作用力表现为引力，先增大后减

小，故C、D错.

答案：

；解析B：分子之间的距离越小，引力和斥力都增大，但是斥

力增加得更快，A错误；当分子间距的数量级大于lOPm时，分

子力已微弱到可以忽略；碎玻璃不能拼在一起，是由于分子间距

离太大，不存在作用力，B、D正确；两个分子之间的距离从广＜-0

开始增大，先是表现为斥力，斥力做正功，后是表现为引力，引

力做负功，C正确.

答案：BCD

4.解析：由分子动理论的内容可知，A、B正确；分子间有

相互作用的引力和斥力，C错误；分子动理论是在扩散现象、布

朗运动等实验基础上提出的，D错误.分子动理论是热现象微观

理论的基础，E正确.

答案：ABE

5.解析：水很难被压缩说明分子间存在一定的斥力，故A

正确.气体总是很容易充满容器是分子热运动的结果，而不是分

子间斥力的宏观表现，故B错误.马德堡半球很难被拉开的原因

是外界大气压力，故C错误.拉伸物体需要力说明分子之间存在

引力，故D正确.

答案：AD

6.解析：热现象的微观本质都是通过物体所发生的一些宏观

现象，通过分析推理而获得的，因此实验事实和微观本质的对应

是认识热现象的基本方法.

答案：①Ac②Be③Cd④Db⑤Ea

7.解析：分子间的引力和斥力同时存在，乙分子从a运动到

b的过程中，两分子间既有引力，也有斥力，只是引力大于斥力，

选项A错误；由题图可知，乙分子从a运动到c的过程中，两分

子间的引力先增大后减小，但乙分子一直做加速运动，选项B、

D错误，C正确.

答案：C

r解析：（1）显微镜下观察到的墨水中的小炭粒在不停地做

无规则运动，是布朗运动，间接反映了液体分子运动的无规则性，

A正确；当分子间距离大于平衡距离时，分子力随着分子间距离

的增大先增大后减小，B错误；大量分子的无规则运动遵循统计

规律，C正确；向半导体中掺入其他元素是在真空、高温条件下

利用扩散现象进行的，D正确.扩散现象和布朗运动都是分子的

无规则运动引起的，都是分子的无规则运动的反映，但布朗运动

不是分子的运动，选项E错误.

（2）摩擦焊接是利用分子引力的作用.当焊件的两个接触面高

速地向相反方向旋转且加上很大的压力时，就可以使两个接触面

上的大多数分子之间的距离达到或接近ro,从而使两个接触面焊

接在一起，靠分子力的作用使这两个焊件成为一个整体.

答案：（l）ACD（2）见解析

分层训练（四）温度和温标

1.解析：热力学温度与摄氏温度的关系：7=（+273.15K,

所以A错误；对于T=/+273.15K,有许多同学错误地认为可变

形为/T=zk+273.15K,而错误地选择选项C,实际上AT=T2

—T1=t2—ti=4t,即用摄氏温度表示的温差等于用热力学温度表

示的温差，所以B正确，C、D错误.

答案：B

2.解析：两系统达到热平衡的标志是它们的温度相同，或者

说它们的冷热程度相同，所以选项A、C、D正确，B错误.

答案：ACD

3.解析：温标不同，测量同一系统的温度数值一般不同，A

对、B错.每一种温标的规定都有一定意义，如摄氏温标的0℃

表示标准大气压下冰的熔点，100C为标准大气压下水的沸点，C

错.热力学温标和摄氏温标在数值上有T=/+273.15K,D错.

答案：A

4.解析：要测量冰下水的温度，必须使温度计与冰下的水达

到热平衡，再读出温度计的示数，可隔着冰又没法直接读数，把

温度计取出来，显示的又不是原平衡态下的温度，所以A、D不

正确，B做法也失去了原来的热平衡，水瓶提出后，再用温度计

测，这时周围空气也参与了热交换，测出的温度不再是冰下水的

温度了.只有C正确.

;解析：A选项中在0℃的房间里的冰水混合物，其温度、

体积都不再变化，处于平衡态；B选项中铜块在沸水中加热足够

长的时间后，其温度、体积也不再变化，处于平衡态：C选项中

开空调5分钟内放映厅内气体的温度、压强都要变化，没有处于

平衡态；D选项中密闭绝热匀速运动的容器突然停止运动时，容

器内的气体的温度升高，压强变大，没有处于平衡态.故选A、

B.

答案：AB

6.解析：细管中的红色液体是用来显示球形瓶中空气的体积

随温度变化情况的，测温物体是球形瓶中封闭的空气，该温度计

是利用它的热胀冷缩的性质制造的，故A、B、C错误，D、E正

确.

答案：DE

7.解析：由T=273K+/可知：-33℃=240K,A、B正

确；D中初态热力学温度为273K+f,末态为273K+2/,温度变

化/K,故D错误；对于摄氏温度可取负值的范围为0〜-273℃,

因绝对零度达不到，故热力学温度不可能取负值，故C错误.

答案：AB

8.解析：双金属温度计是利用热膨胀系数不同的铜、铁两种

金属制成的双金属片的弯曲程度随温度变化的原理来工作的，A、

B选项是正确的.如左图中，加热时，双金属片弯曲程度增大，

即进一步向上弯曲，说明双金属片下层热膨胀系数较大，即铜的

热膨胀系数较大，C选项正确.如题图右图中，温度计示数是顺

时针方向增大，说明当温度升高时温度计指针顺时针方向转动，

则其双金属片的弯曲程度在增大，故可以推知双金属片的内层一

定是铁，外层一定是铜，D选项是错误的；E错误.

答案：ABC

分层训练（五）内能

1.解析：温度是分子平均动能的标志.温度高，分子平均动

能大.分子间势能与分子间距离厂有关，分子间距离厂变化，分

子间势能就发生变化，所以A、C正确.

答案：BD

2.解析：某物体的温度是0℃,物体中分子的平均动能并不

为零，因为分子在永不停息地运动，从微观上讲，分子运动快慢

是有差别的，各个分子运动的快慢无法跟踪测量，而温度的概念

是建立在统计规律的基础上的，当温度升高时，分子运动剧烈，

平均动能增大，但并不是所有分子的动能都增大；物体的运动速

度越大，说明物体的动能越大，这并不能代表物体内部分子的热

运动的分子动能大，故选C.

答案：C

3.解析：分子的平均动能与机械运动的速度无关；温度升高,

分子的平均动能一定增大，但对单个分子来讲，其动能可能增大

也可能减小.

答案：CDE

4.解析：冰水混合物温度为0C,冰、水温度相同，故二者

分子平均动能相同，A、B错，C对；水分子势能大于冰分子势

能，故等质量的冰、水内能相比较，水的内能大于冰的内能，D

对、E错.

答案：ABE

5.解析：由图象可知：分子间距离为-2时分子势能最小，

此时分子间的距离-2为平衡距离；-2是分子的平衡距离，当门＜厂

〈-2时，分子力为斥力，当尸＞厂2时分子力为引力，故A错误；

当「小于小时，分子间的作用力表现为斥力，故B正确；当厂等

于厂2时，分子间的作用力为零，故C正确；在「由变到r2的过

程中，分子力为斥力，分子间距离增大，分子间的作用力做正功，

故D错误.

答案：BC

6.解析：单个分子的动能、速率是随时变化的，因而说单个

分子的动能、速率是没有意义的，温度是大量分子做热运动的平

均动能的标志，温度对单个分子也是没有意义的，设氧气分子与

氢气分子的平均动能分别为Eki、Ek2,质量分别为加、加2,氧

气与氢气的温度相同，分子的平均动能相等，即Eki=Ek2,又因

为分子质量如＞小2,则于1＜于2,C项正确.在一般温度下，各种

气体分子做无规则运动，其动能不为零，故平均速率不为零，D

项正确.

答案：CD

7.解析：乙分子的运动方向始终不变，A错误；加速度与力

的大小成正比，方向与力相同，故B正确；乙分子从A处由静止

释放，分子势能不可能增大到正值，故C错误；分子动能不可能

为负值，故D错误.

答案：B

8.解析：从分子力的曲线中可以看出从0.5八）处到八）处斥力

减小，加速度也就减小，从小处到无穷远处引力先增大后减小，

所以A错误；从0.5%处到小处乙分子受到向右的斥力，做向右

的加速运动，通过小处后受到向左的引力，做向右的减速运动，

在八）处加速度a=0,速度最大，所以B正确；当通过八）后分子

的引力做负功，分子的势能增大，C错误；从0.5厂。到厂。处分子的

斥力做正功，分子的势能减小，通过小后，分子的引力做负功，

分子的势能增大，故分子在小处的势能最小，D正确.

答案：BD

章末综合检测（第七章）

1.解析：分子的形状非常复杂，为了研究和学习方便，把分

子简化为球形，实际上不是真正的球形，故A项错误；不同分子

的直径一般不同，但数量级基本一致，为10r°m,故B错误、C

正确；油膜法只是测定分子大小比较简便的一种方法，还有其他

方法，如扫描隧道显微镜观察法等，故D错误.

答案：C

2.解析：布朗运动是指液体中悬浮颗粒无规则运动的现象,

A错误；布朗运动是液体分子的无规则运动碰撞悬浮颗粒引起的，

温度越高液体分子运动得越剧烈，即布朗运动也越剧烈，C正确;

分子的运动永不停息，所以布朗运动不会消失，只有明显和不明

显之分，D错误.

答案：C

3.解析：温度是分子平均动能的标志，温度不变时，分子的

平均动能不变，温度越高，分子热运动越剧烈，故选项A,B说

法正确.由内能定义知选项C正确.分子间距离增大分子势能可

能减少，分子势能总和可能减少，故D错误.

答案：D

4.解析：分子间的引力和斥力都随分子之间距离的减小而增

大，故A错误；开始时由于两分子之间的距离大于八），分子力表

现为引力，并且随距离的减小，先增大后减小.当分子间距小于

八）时，分子力为斥力，随分子距离的减小而增大，故B错误；开

始时由于两分子之间的距离大于ro,因此分子力为引力，当相互

靠近时分子力做正功，分子势能减少；当分子间距小于八）时，分

子力为斥力，相互靠近时，分子力做负功，分子势能增加，故C

错误，D正确.

答案：D

5.解析：温度是分子平均动能的标志，所以物体温度升高,

其分子的平均动能增大；而物体的内能是物体中所有分子的分子

动能和分子势能的总和，所以只根据温度变化情况无法确定其内

能的变化情况，故B正确，A、C、D均错误.

答案：B

6.解析：相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相

互接近.当分子间距离等于平衡距离时，分子力为零，分子势能

最小；八）是分子的平衡距离，厂大于平衡距离，分子力表现为引

力，厂做正功，分子动能增加，势能减小，故A正确；当厂小于

八）时，分子间的作用力表现为斥力，尸做负功，分子动能减小，

势能增加，故B、C错误；当厂等于厂。时，分子势能最小但不为

零，故D错误.

答案：A

7.解析：根据平均动能的物理意义可知，选项A正确；布

朗运动是悬浮颗粒的无规则运动，而不是组成悬浮颗粒的分子的

无规则运动，选项B错误；根据分子势能的物理意义和决定分子

势能的因素可知，选项C正确；宏观的动能和重力势能与内能无

关，选项D错误.

答案：AC

8.解析:扩散现象与布朗运动是分子无规则运动的宏观表现，

故A正确；气体压缩可以忽略分子间作用力，压缩气体时气体会

表现出抗拒压缩的力是由于气体压强，故B错误；两个分子距离

减小时，分子间引力和斥力都增大，故C正确；热平衡表明没有

热量交换，而没有热量交换意味着两者的温度是一样的，故D错

误；当厂＞厂。时，分子势能随分子间的距离增大而增大.当云为时，

分子势能随距离减小而增大.当厂=厂0时，分子势能最小，故E

正确.

答案：ACE

9.解析：物体内能包括分子动能和分子势能，选项A错误；

分子力表现为斥力时，分子间距离减小，斥力增大，且做负功，

分子势能增大，选项B正确；分子间距离小于ro时，分子间的作

用力表现为斥力，距离大于八）时表现为引力，选项C错误；布朗

运动是指悬浮在液体中的微粒的无规则运动，选项D对、E错.因

此选A、C、E.

答案：ACE

10.解析：显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规

则运动，是由于液体分子不断撞击小炭粒，反映了液体分子运动

的无规则性，选项A正确；分子间距离由小于平衡时的相互距离

开始不断增大的过程中，分子势能先减小后增大，选项B正确；

气体分子之间有很大的间隙，摩尔体积除以阿伏加德罗常数所得

体积是平均每个气体分子所占的空间，比气体分子的体积大得多，

故C错误.物体内能从微观的角度看由分子数目、分子平均动能、

分子势能三者共同决定，而温度是分子平均动能的标志，所以物

体内能增加，温度不一定升高，选项D正确；物体的温度越高，

分子运动的平均速率越大，E错误，答案A、B、D.

答案：ABD

11.解析：三种物质的温度相同时，分子平均动能相同，故

B错；三种物质的物质的量相同，故分子数目相同，A对、D错；

100°C时，水蒸气的分子势能大于水的分子势能，分子平均动能

相同，故水蒸气的内能比水的内能大，C对，因为它们的分子质

量不同，所以平均速率不同，E正确.

答案：ACE

12.解析：由于构成单质分子的原子数目不一定相同，所以

同温、同压下，同体积的任何气体都具有相同的分子数，但所含

原子数目不一定相同，A错；2g氢气的物质的量为就大=1

mol,则氢气所含原子数目为1HU)1X2XNA=2NA,B错；在常温、

常压下，气体摩尔体积Vm#22.4L/mol,11.2L氮气的物质的量

不等于0.5mol,所含原子数目不等于NA,C错；17g氨气物质

的量为行嚎iol=lmol，即1mol氨气，其所含电子的物质的量

为(7+1X3)mol=10mol,即电子数目为IONA.标准状况下SO3

为固体，SO3的固体摩尔体积小于22.4L/mol,40gSO3的物质的量

为0.5mol,0.5molSO3在标准状况下所占体积小于11.2L.

答案：ABC

13.解析：(1)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，我

们的实验依据是：①油膜是呈单分子层分布的；②把油酸分子看

成球形；③不考虑分子之间的空隙，故A、B、D正确.(2)由于

每格边长为2cm,则每一格就是4cm2,估算油膜面积以超过半

格以一格计算，小于半格就舍去的原则，估算出75格，则油酸薄

膜面积为：75X4cn?=300cm2=3X102nr2.(3)1滴油酸酒精溶液

中含油酸的体积：-5由于油膜是

V-/V-/vzmL=2X10mL,

y2X1()一I1

单分子紧密排列的，因此分子直径为：占?……m"7X10

。JA1U

r°m.(4)实验时观察到，油膜的面积会先扩张后又收缩了一些，

原因是油酸酒精溶液中的酒精溶于水中.

答案：(l)ABD(2)3乂10一2(3)7X10-10(4)见解析

14.解析：(1)分子个数

V

N—nN\=^N\

(2)根据热力学温度和摄氏温度的关系，

锅内温度Ti=Zi+273K=390K

室温"=勿+273K=300K

升高的温度/T=Ti—/=90K

答案：(底必(2)390K300K90K

15.解析：(1)1nP铁所含原子数目为簪，选项A正确；1

Mm

个铁原子所占体积为篇，选项B正确；根据N=*NA,可知1kg

plyA/W

铁所含原子数为萼，选项c、E均错误；1个铁原子的质量为精,

1V1/VA

选项D正确.

(2)①一个铜原子的质量.=翁=：蓝;标kg=l.lX1025

pV8.9X103X3.0X10-5

②铜导体的物质的量n=M=6.4><10-2mol=4.2

mol

铜导体中含有的自由电子数

N=2〃NA=5.0X1。24(个)

答案：(l)ABD(2)①L1X1(F25kg②5.0X1024个

分层训练(六)气体的等温变化

I.解析：由玻意耳定律pv=常数可知，V减小，"增大.

答案：A

2.解析：等温变化过程中，所以A、B、C表示等温

变化，D不是等温变化.

答案：D

3.解析：从图象可以看出，气体状态变化过程中，其"V乘

积逐渐变大，所以其温度逐渐升高，A正确，B、C、D错误.

答案：A

4.解析：设水银柱的长度为九竖直放置时，气体的压强为

Pi=Po-h；玻璃管倾斜45。时，气体的压强为p2=po—〃cos45。，

根据p"=pj,则/'变短.选项C正确.

答案：c

5.解析：根据过线段A3上各点的等温线与过A、3两点的

等温线进行比较，分析可知图线离坐标轴越远，气体温度越高，

故气体沿直线A3变化的过程中，温度先上升后下降，最后几=

TA,B正确.

答案：B

6.解析：设将要充入的气体的体积为V',据玻意耳定律有

尸pH

解得V=《一IV，故选c.

Po

答案：C

7.解析：由题意知pi=3atm,p2=latm,当温度不变时，

一定质量气体的压强减小则体积变大，所以V2=VI+4L,根据玻

意耳定律得pW】=p2V2,解得％=2L,故B正确.

答案：B

8.解析：

0V

作出过3点的等温线如图所示，可知Ts>A=Tc,可知从A

到3的过程温度升高，A项正确；从8到C的过程温度降低，B

项错误；A、。两点在同一等温线上，C项错误，D项正确.

答案：AD

9.解析：。一A是一个等温过程，A对；A,B两状态温度

不同，A-g的过程中十不变，则体积V不变，此过程中气体的压

强、温度会发生变化，B,C错；B-C是一个等温过程，V增大,

p减小，D错.

答案：A

10.解析：（1）为了保证气体的质量不变，要用润滑油涂在活

塞上以达到封闭效果.

（2）气体的体积变化，外界对气体做正功或负功，要让气体与

外界进行足够的热交换，一要时间长，也就是动作缓慢，二要活

塞导热性能好.

答案：（1）用润滑油涂活塞（2）慢慢地抽动活塞活塞导热性

能好

11.解析：根据玻意耳定律得

piL\S=p2L2s

pi—90cm汞柱

P2=75cm汞柱

Li—20cm

解得五=24cm

24cm+15cm=39cm<50cm.

所以水银没有溢出，气柱长24cm.

答案：24cm

/430°mg

12.解析：水银柱所处的状态不是平衡状态，因此不能用平

衡条件来处理.水银柱的受力分析如图所示，因玻璃管和水银柱

组成系统的加速度a=gsin30。,所以对水银柱由牛顿第二定律得:

p()S+〃2gsin30°—pS—ma,

故p=po.

答案：A

13.解析：根据题意，原来A、5管内的水银高度相同，有

pA=p0;3管下移后，设A管水银下移高度为〃，8管内水银末位

置高度如图所示，

AB

人/原位置---1-1----------

末位置一一]

《8末位置—I-I---------

A、8管内末位置水银高度差为凡，则8管内水银初、末位

置高度差为：A+/21,可以计算8管下降的高度为：H=2h+h],

此时由于A管内水银下降，则A管气体体积增加，压强减小，即

p'A<po,此时有：p'A+PI=PO,计算得p'A+pg(H-2h)=po,

最后有：仁彳三十与，由于/A<po,所以Y*故选项B

乙pg乙乙

正确.

答案：B

14.解析：对理想气体I,由玻意耳定律po&S=piZ/]S

〃1一〃0十§

代入数据得Z/1=0.1m

对理想气体n,由玻意耳定律poL2S=p2i/2S

/Mg

P2—Pi+s

代入数据得Z/2=0.05m

故活塞A移动的距离

7

d=(Lx+Li)-(L'i+L2)=0.05m

答案：0.05m

分层训练(七)气体的等容变化和等压变化

1.解析：气体做等压变化，温度升高时，体积变大，所以汽

缸体高度”减小.

答案：B

2.解析：设绝对零度相当于八

则初态：T]=-7B+30℃,Vi=305

末态：乃=—7b+90℃,%=36S

由盖——吕萨克定律才'=君

代入数据解得小=-270℃.故选B.

答案：B

3.解析:等压线的延长线与横轴的交点为热力学温度的零度,

故C、D正确.

答案：CD

4.解析：由查理定律得岸=用，故P2=L2个大气压，C正

P212

确.

答案：c

5.解析：此气体在0℃时，压强为标准大气压，所以它的体

积应为22.4X0.3L=6.72L,根据图线所示，从p0到A状态，气

体是等容变化，A状态的体积为6.72L,温度为127K+273K=

400K,从A状态到B状态为等压变化，3状态的温度为227K+

273K=500K,根据盖一吕萨克定律母=算得，%=与用

6.72X500

L=8.4L.

答案：D

6.解析：A-C过程中，气体的体积不变，发生等容变化,

由*=C可知，温度升高，压强增大，故A错误；在C-B过程中，

发生等温变化，由pV=C可知，体积减小，压强增大，故B正确;

综上所述，在A-C-8过程中，气体的压强始终增大，所以气体

在状态3时的压强最大，在状态A时的压强最小，故C、D正确.

答案：BCD

7.解析：由查理定律p=CT=C«+273.15)及盖一吕萨克定

律V=CT=CQ+273.15)可知，甲图是等压线，乙图是等容线，故

A正确；由“外推法”可知两种图线的反向延长线与t轴的交点

温度为-273.15C,即热力学温度的0K,故B错；查理定律及

盖一吕萨克定律是气体的实验定律，都是在温度不太低、压强不

太大的条件下得出的，当压强很大，温度很低时，这些定律就不

成立了，故C错；由于图线是直线，故D正确.

答案：AD

;解析：设再注入的水银柱长为％,以封闭在管中的气体为

研究对象，气体做等容变化.

初态：pi=po+l5cmHg=90cmHg,4=(273+27)K=300

K；末态：p2=(90+x)cmHg,公=(273+30)K=303K.

由查理定律华=俏得需三狭，解得％=0.9cm.则注入水银

12JUU

柱的长度为0.9cm.

答案：注入水银柱的长度为0.9cm

9.解析：(1)以汽缸为研究对象(不包括活塞)，列汽缸受力平

衡方程：piS=Mg-\-p()S,

解得：pi=3X105pa.

(2)当活塞恰好静止在汽缸缸口A3处时，缸内气体温度为乃,

压强为〃2,

此时仍有p2S=Mg+poS,

由题意知缸内气体为等压变化，对这一过程研究缸内气体，

SX0.51SXI

由盖一吕萨克定律得:

~TT

所以A=2g=600K,故Z2=(600-273)℃=327℃.

答案：(1)3XI案Pa(2)327℃

AVV.T,

10.解析：根据盖一吕萨克定律，可得券=合，/7=力”

ZliL1V1

273+271

升高了和升高了℃是等效

=—VV—乙KX5V=150K.150K150

的，故B正确.

答案：B

p8/皿

4"

0T

11.解析：A沿直线到8是等容过程，因此以=%,故A项

正确；连接OC可知，直线OC的斜率比直线的斜率小，因

此％VVc,V4<Vc,故B、C、D均错误.

答案：A

12.解析：(1)由盖一吕萨克定律苧=亲，得V[=6.5mL

(2)由玻意耳定律

工皿”_.(^+m)g

po+§%—po+50%，

解得m-OAkg

答案：(1)6.5mL(2)0.1kg

13.解析：由于轮胎容积不变，轮胎内气体做等容变化.

设在7b=293K充气后的最小胎压为Pmin最大胎压为"max.依

题意知，当T]=233K时胎压为pi=1.6atm.

根据查理定律发=管，即铝=瑞.

解得：pmin=2.01atm.

当公=363K时胎压为p2=3.5atm.根据查理定律发=蜉，

PI13.5_"max

用363=293-

解得：pmax=2.83atm.

答案：2.01atm〜2.83atm

分层训练（八）理想气体的状态方程

1.解析：所有物质的分子包括理想气体的分子都在不停地做

无规则运动.

答案：ACD

2.解析：由理想气体状态方程半=。可知，C选项不可能，

因为p和V增大，则pV增大，T应增大.

答案：C

3.解析：理想气体的状态方程的适用条件就是一定质量的理

想气体，常量。仅与气体的种类和质量有关，实际上也就是只与

气体的物质的量有关.对质量相同的同种气体当然常量是相同的，

而对质量不同的不同气体，只要物质的量是相同的，那么常量C

也是相同的.

答案：BC

4.解析：在整个过程中，气体的温度逐渐升高，压强逐渐减

小，根据理想气体状态方程华=C（常量）可知，其体积逐渐增大，

选项A正确.

答案：A

;解析：由题意可知，封闭空气温度与大气温度相同，封闭

空气体积随水柱的上升而减小，将封闭空气近似看作理想气体，

根据理想气体状态方程华=常量，若温度降低，体积减小，则压

强可能增大、不变或减小，A项正确；若温度升高，体积减小，

则压强一定增大，B、C两项错误；若温度不变，体积减小，则

压强一定增大，D项错误.

答案：A

6.解析：

在气体的V-T图象中，过原点的直线表示等压变化，直线的

斜率越大，气体的压强越小，分别作出过a、b、c、d四点的等压

线，如答图所示，则有所以A、C正确，B、D

错误.

答案：AC

7.解析：以封闭气体为研究对象，设左管横截面积为S,当

左管封闭的空气柱长度变为30cm时，左管水银柱下降4cm,右

管水银柱上升8cm,即两端水银柱高度差为：〃=24cm,由题

意得：V]=L\S=26S,p\=po~h\=76cmHg—36cmHg=40cmHg,

Ti=280K,p2=po—=52cmHg,%=L2s=30S.由理想气体状

态方程：竽=噌解得：T2=420K.

1112

答案：420K

8.解析：弹簧为自然长度时，活塞的受力情况如图甲所示.

气柱长度L2=24cm时，活塞的受力情况如图乙所示.

P1S„c

甲乙

Vi=LSV2=L2S,TI=400K

pi=p0—/=0.8X1()5Pa

弹簧弹力F=Z:(L2-LI)=80N

,F-mg<

5

P2=po+—Jo—-1.2X10Pa

根据理想气体状态方程，得：

V]_Q2V2

Ti~T2

解得。=720K.

答案：720K

9.解析：由图象可知，在A-8的过程中，气体温度升高、

体积变大，且体积与温度成正比，由牛=C,气体压强不变，是

等压过程，故选项A正确；由图象可知，在3-C是等容过程，

体积不变，而热力学温度降低，由半=C可知，压强p减小，故

选项B、C错误；由图象可知，在C-O是等温过程，体积减小,

由华=C可知，压强p增大，故选项D正确.

答案：AD

10.解析：⑴根据等压变化得：U

12V2

Ti=300K,Vi=205,V2=305

30020

即Bn：~7\~30

得：A=450K,贝I：打=450—273=177(℃)

(2)设加入xcm的水银柱，在87℃时会报警，根据理想气体

状态方程得：嘴=管

pi=p()+〃=88cmHg,%=20S,5=300K,〃3=(88+%)

cmHg,

73=(273+87)K=360K,

y3=(43-x-13)S

88X20(88+%)X(43—%—13)

即：300360

解得：x=8cm

答案：(1)177℃(2)8cm

11.解析：(1)对于理想气体而言，内能是由温度决定的，根

据理想气体状态方程，华=C(恒量)可知，当体积不变，压强不变

时，其温度也不发生变化，因此内能不变，A正确；而反过来，

内能不变，只能说明温度不变，可能发生等温变化，也就是气体

压强和体积可能发生变化，B错误；根据理想气体状态方程，华

=C(恒量)，温度升高，只能是pV乘积变大，至于压强可能增加

也可能减小，C错误；气体每升高1K,内能增量相同，外界对

它做功与吸收的热量之和保持不变，但所吸收的热量不一定相同，

与经历的过程有关，D正确；内能是由温度决定的，当温度升高

时，内能一定增加，E正确.

(2)以氧气瓶中原有气体作为研究对象，

开始时：Ti=(273+37)K=310K

输氧后：T2=(273+27)K=300K

由理想气体状态方程，华=第

总氧气质量m=V1P

剩余氧气质量恤=口2

消耗氧气质量Am=m—mo-—痛一m

联立解得:/能=0.87kg.

答案：（l）ADE（2）0.87kg

分层训练（九）气体热现象的微观意义

1.解析：从气体分子的速率分布图象上可以看出，分子速率

呈“中间多、两头少”的统计分布规律，故B选项正确.

答案：B

2.解析：气体的压强是由大量分子碰撞器壁而引起的，气体

分子的密集程度越大（即单位体积内分子数越多），在单位时间内

撞击单位面积的器壁分子就越多，则气体的压强越大.另外气体

分子的平均动能越大，分子撞击器壁时对器壁产生的作用力越大，

气体的压强就越大.故决定气体压强的因素是分子密集程度和分

子的平均动能，故B项正确.

答案：B

3.解析：一定温度下某理想气体分子碰撞十分频繁，单个分

子运动杂乱无章，速率不等，但大量分子的运动遵从统计规律，

速率大和速率小的分子数目相对较少，向各个方向运动的分子数

目相等，A、C错，B对；温度升高时，大量分子平均动能增大,

但对个别或少量（如10个）分子的平均动能有可能减少，D对.

答案：BD

4.解析：甲容器压强产生的原因是液体受到重力的作用，而

乙容器压强产生的原因是分子撞击器壁，A、B错；液体的压强p

=pgh,hA>hB,可知P4>PB,而密闭容器中气体压强各处均相等，

与位置无关，故pc=po,C正确；当温度升高时，/%、PB不变，

而pc、P0增大，D错误.

答案：C

5.解析：初末状态气体的质量和体积都没变，所以单位体积

中的气体分子数目不变；状态A的温度低于状态。的温度，所以

状态A对应的速率小的分子比例较大，状态A对应的是①.

答案：不变①

6.解析:气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数,

是由单位体积内的分子数和分子的平均速率共同决定的.选项A

和D都是单位体积内的分子数增大，但分子的平均速率如何变化

却不知道；对选项C,由温度升高可知分子的平均速率增大，但

单位体积内的分子数如何变化未知，所以选项A、C、D都不正

确.当温度一定时，气体分子的平均速率一定，此时气体压强由

气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数决定，所以选

项B是正确的.

答案：B

7.解析：从p-V图象中的A3图线看，气体状态由A变到

8为等容升压，根据查理定律，一定质量的气体，当体积不变时,

压强跟热力学温度成正比，所以压强增大温度升高，故A错误.一

定质量的理想气体的内能仅由温度决定，所以气体的温度升高，

内能增加，故B对.气体的温度升高，分子平均速率增大，故C

错.气体压强增大，则气体分子在单位时间内与器壁单位面积上

碰撞的次数增加，故D错误.

答案：B

8.解析：由理想气体状态方程牛=。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

章末综合检测（第八章）

1.解析：由于气体分子间的距离较大，分子间距离不能忽略,

所以气体体积要比所有气体分子的体积之和要大，A错误；气体

分子的热运动越剧烈，分子的平均速率就越大，平均动能越大，

温度就越高，B正确；理想气体的内能只与气体的温度有关，只

要气体的温度不变，则内能不变，C错误；气体压强是由气体分

子对容器壁频繁地撞击而产生的，与气体的重力没有关系，所以

在失重的情况下，气体对器壁仍然有压强，D错误.

答案：B

2.解析：气体分子间距离大于10八)，分子间相互作用力可忽

略不计，故A、B、C错；下压活塞费力，是因一定质量的空气，

体积减小，分子密度增大，空气分子对活塞在单位时间内的碰撞

次数增多，D正确.

答案：D

3.解析：气球上升时，由于高空空气稀薄，球外气体的压强

减小，球内气体要膨胀，到一定程度时，气球就会胀破.

答案：C

4.解析：在。处钻一小孔后，。处的压强为大气压强，则

封闭气体的压强增大，体积减小，故B正确.

答案：B

5.解析：气体等压变化，根据盖一吕萨克定律*=C,有：苧

=翳，则/忆=苓17,故温度每升高1℃，它的体积的增加量相同.

答案：A

/解析：把打进容器内的气体当作整体的一部分，气体质量

仍然不变.初始气体压强为po,末态气体压强为4q，压强增为4

倍，温度不变，体积必然压缩为土倍，说明初始体积为6L,包括

补充的气体和容器中本来就有的气体这两部分和为(1.5+0.25〃)L

=6L,即〃=18,选项B正确.

答案：B

7.解析：从图象可以看出，从A到3为等容变化，压强减

小，温度降低，即%>7kBC为等温线,从3到C为等温变化，

即期=左，所以A正确，B、C、D错误.

答案：A

v/

C/

8.解析：过各点的等压线如图所示，从状态A到状态8,在

同一条过原点的倾斜直线上，所以A-B过程气体压强不变，A

错误；从状态3到状态C,斜率变大，则压强变小，B错误；从

状态C到状态A,温度不变，体积减小，则单位体积内的分子数

增大，C错误；从状态A到状态8,温度升高，则分子平均动能

增大，D正确.

答案：D

9.解析：由p-V图象可知，pa=3atm,VA—1L,〃B=1atm,

VB=3L,pc=2atm,Vc=2L,由理想气体状态方程可得竽=

嘴=需，代入数据得〃TBTC=334.

答案：C

10.解析：气体温度升高时，气体分子的热运动加剧，这是

大量分子热运动的集中体现，但对单个分子而言，讨论它的温度

与速率之间的联系是没有意义的，故选项A错误；理想气体的温

度升高，分子的热运动加剧，使分子每秒钟内与单位面积的器壁

碰撞的次数增多，因分子平均动能增加，所以分子在单位时间内

对器壁的作用力也增大，故选项B、D正确；因气体质量不变，

体积不变，所以气体分子的密度不变，故选项C错误.

答案：BD

11.解析：由题知两状态的压强相等，由于Tb>Ta,故“状

态分子碰撞的力较小，则单位时间内撞击的个数一定多，A正确;

由于压强不变，故气体对活塞的力是相同的，B错、C正确；从

a态到b态温度升高，体积增加，内能增加，但气体密度减小，D

错.

答案：AC

12.解析：一定质量的气体，在不同体积下进行等容变化，

图象不同，图象的斜率越大，体积越小，所以坏<丫2,A、B错误,

C正确；两图线必交于一273.15C,D正确.

答案：CD

13.解析：由图象的意义及特点可知C、D正确，温度升高,

平均速度变大，但具体到某个分子速率可能变大、不变或变小，

A、B错.

答案：CD

14.解析：甲图：是线性关系，但不过原点，相当于把图线

向右平移了一个距离或向下平移了一个距离.分析知，体积计算

是不会出错误，应该是少了一部分压强，故选D；乙图：图线向

上弯曲，说明pV乘积变大，是温度升高或气体质量增加造成的

现象，故选C；丙图：图线向下弯曲，说明.V乘积变小，是温

度下降或气体质量减小造成的现象，故选B.

答案：DCB

15.解析：(1)气体温度升高，压强变大，气压计左管液面下

降，为保证气体体积不变，应适当提高气压计右管，所以应将右

管向上移动，直至气压计左管液面回到原来的位置，即保证了瓶

内气体体积不变.

(2)实验中多次改变气体温度，用At表示气体升高的温度，

用Ah表示气压计两侧管内液面高度差的变化量；根据查理定律与

=C,故居=C,体积不变时压强变化与温度变化的关系是成正比

的，所以根据测量数据作出的图线是A.

答案：(1)向上气压计左管液面回到原来的位置

(2)A

16.解析：(1)上部分气体

pi=p。-p//=(75—5)cmHg=70cmHg

下端封闭气体的压强

"2="o+p/?=(75+5)cmHg=80cmHg

(2)对上端封闭气体，等温变化(设玻璃管横截面积为S)pLS

PiLJS

对下端封闭气体，等温变化P2LZS=P2'L2'S且0,+15

cmHg=p2'，L\'+乙2'=52cm

以上四个方程联立解得：=28cm,L2'=24cm

答案：⑴70cmHg80cmHg

(2)28cm24cm

17.解析：据题意，从状态A变化到状态C的过程中，由理

想气体状态方程可得：空=半，pc=latm,从A变化到3的

过程中有：弊么=岑"，PB—2atm.

LALB

答案：见解析

18.解析：(1)设充气〃次可以让气体压强增大至3atm.充气

过程中气体发生等温变化，以蹦蹦球内原来的气体和所充的气体

整体为研究对象，由玻意耳定律得

0（V+”/r）=p2Vz

代入数据解得〃=20.

（2）当温度变化时气体发生等容变化

由查理定律得发琮

…八-13+273

解付〃3=/〃2=一行+273乂3atm^2.7atm.

答案：（1）20次（2）2.7atm

19.解析：（1）设初始时压强为p

左侧气体满足噜=学

右侧气体满足P%=P'V

解得k—~^=2.

（2）活塞导热达到平衡

左侧气体满足%=