2019-2020學(xué)年高中物理 課時(shí)作業(yè)9 氣體熱現(xiàn)象的微觀意義 新人教版選修3-3

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1、課時(shí)作業(yè)9　氣體熱現(xiàn)象的微觀意義 7 基礎(chǔ)鞏固 1．氣體的壓強(qiáng)是由于氣體分子的下列哪種原因造成的(　　) A．氣體分子間的作用力　　B．對(duì)器壁的碰撞力 C．對(duì)器壁的排斥力 D．對(duì)器壁的萬(wàn)有引力 解析：氣體的壓強(qiáng)是由于大量分子對(duì)器壁頻繁碰撞造成的，在數(shù)值上就等于在單位面積上氣體分子的平均碰撞作用力． 答案：B 2．對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，下列四個(gè)敘述正確的是(　　) A．當(dāng)分子熱運(yùn)動(dòng)變劇烈時(shí)，壓強(qiáng)必變大 B．當(dāng)分子熱運(yùn)動(dòng)變劇烈時(shí)，壓強(qiáng)可以不變 C．當(dāng)分子間的平均距離變大時(shí)，壓強(qiáng)必變小 D．當(dāng)分子間的平均距離變大時(shí)，壓強(qiáng)必變大 解析：根據(jù)氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因可知：

2、一定質(zhì)量的理想氣體的壓強(qiáng)，由氣體分子的平均動(dòng)能和氣體分子的密集程度共同決定．分子平均動(dòng)能越大，單位時(shí)間內(nèi)分子撞擊器壁的次數(shù)越多，氣體壓強(qiáng)越大，A、C、D三個(gè)選項(xiàng)均只給定了其中一個(gè)因素，而另一個(gè)因素不確定．不能判斷壓強(qiáng)是變大還是變小，所以只有選項(xiàng)B正確． 答案：B 3．(多選)關(guān)于理想氣體的溫度、分子平均速率、內(nèi)能的關(guān)系，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．溫度升高，氣體分子的平均速率增大 B．溫度相同時(shí)，各種氣體分子的平均速率都相同 C．溫度相同時(shí)，各種氣體分子的平均動(dòng)能相同 D．溫度相同時(shí)，各種氣體的內(nèi)能相同 解析：溫度是物體所處熱運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的一個(gè)重要參量，從分子動(dòng)理論的角度看，溫度

3、是物體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能大小的標(biāo)志．溫度升高，氣體分子的平均動(dòng)能增大，氣體分子的平均速率增大，因此，選項(xiàng)A正確．溫度相同時(shí)，一定質(zhì)量的各種理想氣體平均動(dòng)能相同，但由于是不同氣體，分子質(zhì)量不同，所以各種氣體分子的平均速率不同，所以選項(xiàng)C正確， 選項(xiàng)B錯(cuò)誤．各種理想氣體的溫度相同，只說(shuō)明它們的平均動(dòng)能相同，氣體的內(nèi)能大小還和氣體的質(zhì)量有關(guān)，即便是相同質(zhì)量的氣體，由于是不同氣體，所含分子數(shù)不同，其內(nèi)能也不相同，所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤．選項(xiàng)A、C正確． 答案：AC 4．一定質(zhì)量的理想氣體，由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過(guò)程如圖1所示， 圖1 由圖中AB線段可知，氣體分子的平均速率在狀態(tài)變化過(guò)程中的變化情

4、況是(　　) A．不斷增大 B．不斷減小 C．先增大，后減小 D．先減小，后增大 解析：因?yàn)闇囟仁欠肿悠骄鶆?dòng)能的標(biāo)志，所以分子平均速率變化情況應(yīng)與溫度變化情況相同，由圖線可知，AB線段中有一點(diǎn)對(duì)應(yīng)pV值最大，即溫度最高，因而氣體分子平均速率經(jīng)歷先增大后減小的過(guò)程，故選項(xiàng)C正確． 答案：C 5．(2019年湖北八校聯(lián)考)關(guān)于氣體的壓強(qiáng)，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．氣體的壓強(qiáng)是由氣體分子間的排斥作用產(chǎn)生的 B．溫度升高，氣體分子的平均速率增大，氣體的壓強(qiáng)一定增大 C．氣體的壓強(qiáng)就是大量的氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力 D．當(dāng)某一密閉容器自由下落時(shí)

5、，容器中氣體的壓強(qiáng)將變?yōu)榱? 解析：氣體的壓強(qiáng)是氣體分子熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，且壓強(qiáng)大小p＝，則A錯(cuò)，C對(duì)；壓強(qiáng)大小微觀上與分子熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度和分子密集程度有關(guān)(分子熱運(yùn)動(dòng)平均速率越大，單位體積分子的密集程度越大，壓強(qiáng)越大)，與外界的狀態(tài)等因素?zé)o關(guān)，則B、D錯(cuò)． 答案：C 圖2 6．用一導(dǎo)熱的可自由滑動(dòng)的輕隔板把一圓柱形容器分隔成A、B兩部分，如圖2所示，A和B中分別封閉有質(zhì)量相等的氮?dú)夂脱鯕猓梢暈槔硐霘怏w，則可知兩部分氣體處于熱平衡時(shí)(　　) A．內(nèi)能相等 B．分子的平均動(dòng)能相等 C．分子的平均速率相等 D．分子數(shù)相等 解析：兩種理想氣體的溫度相同，所以分子的平均動(dòng)能相同，而

6、氣體種類不同，其分子質(zhì)量不同，所以分子的平均速率不同，故B正確，C錯(cuò)誤．兩種氣體的質(zhì)量相同，而摩爾質(zhì)量不同，所以分子數(shù)不同，故D錯(cuò)誤．兩種氣體的分子平均動(dòng)能相同，但分子個(gè)數(shù)不同，內(nèi)能也不相同，故A錯(cuò)誤． 答案：B 圖3 7．(2019年高考·課標(biāo)全國(guó)卷Ⅱ)如 p－V圖所示，1、2、3三個(gè)點(diǎn)代表某容器中一定量理想氣體的三個(gè)不同狀態(tài)，對(duì)應(yīng)的溫度分別是T1、T2、T3.用N1、N2、N3分別表示這三個(gè)狀態(tài)下氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)撞擊容器壁上單位面積的平均次數(shù)，則N1________N2，T1________T3，N2________N3.(填“大于”“小于”或“等于”) 解析：1、2等體

7、積，2、3等壓強(qiáng) 由pV＝nRT得：＝，V1＝V2，故＝，可得：T1＝2T2，即T1>T2，由于分子密度相同，溫度高，碰撞次數(shù)多，故N1>N2； 由于p1V1＝p3V3；故T1＝T3； 則T3>T2，又p2＝p3，2狀態(tài)分子密度大，分子運(yùn)動(dòng)緩慢，單個(gè)分子平均作用力小，3狀態(tài)分子密度小，分子運(yùn)動(dòng)劇烈，單個(gè)分子平均作用力大．故3狀態(tài)碰撞容器壁分子較少，即N2>N3. 答案：大于　等于　大于 綜合應(yīng)用 8．對(duì)一定質(zhì)量的氣體，若用N表示單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的分子數(shù)，則(　　) A．當(dāng)體積減小時(shí)，N必增加 B．當(dāng)溫度升高時(shí)，N必增加 C．當(dāng)壓強(qiáng)不變而體積和溫度變化時(shí)，N必定變化

8、 D．當(dāng)壓強(qiáng)不變而體積和溫度變化時(shí)，N可能不變 解析：氣體的體積減小時(shí)，壓強(qiáng)和溫度是怎樣變化的并不清楚，不能判斷N是必定增加的，A錯(cuò)誤；同理，溫度升高時(shí)，氣體的體積和壓強(qiáng)怎樣變化也不清楚，無(wú)法判斷N的變化，B錯(cuò)誤；當(dāng)壓強(qiáng)不變而體積和溫度變化時(shí)，存在兩種變化的可能性：一是體積增大時(shí)，溫度升高，分子的平均動(dòng)能變大，即分子對(duì)器壁碰撞的平均作用力增大，因壓強(qiáng)不變，因此對(duì)器壁碰撞的頻繁程度減小，就是N減?。欢求w積減小時(shí)，溫度降低．同理可推知，N增大，C正確，D不正確． 答案：C 9. 圖4 如圖4所示為一定質(zhì)量的某種氣體的等壓線，等壓線上的a、b兩個(gè)狀態(tài)比較，下列說(shuō)法正確的是(　　)

9、 A．在相同時(shí)間內(nèi)撞在單位面積上的分子數(shù)b狀態(tài)較多 B．在相同時(shí)間內(nèi)撞在單位面積上的分子數(shù)a狀態(tài)較多 C．在相同時(shí)間內(nèi)撞在相同面積上的分子數(shù)兩狀態(tài)一樣多 D．單位體積的分子數(shù)兩狀態(tài)一樣多 解析：由圖可知一定質(zhì)量的氣體a、b兩個(gè)狀態(tài)壓強(qiáng)相等，而a狀態(tài)溫度低，分子的平均動(dòng)能小，平均每個(gè)分子對(duì)器壁的撞擊力小，而壓強(qiáng)不變，則相同時(shí)間內(nèi)撞在單位面積上的分子數(shù)a狀態(tài)一定較多，故A、C錯(cuò)，B對(duì)；一定質(zhì)量的氣體、分子總數(shù)不變，Vb>Va，單位體積的分子數(shù)a狀態(tài)較多，故D錯(cuò)． 答案：B 10．(2017年高考·課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ)(多選)氧氣分子在0 ℃和100 ℃溫度下單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百

10、分比隨氣體分子速率的變化分別如圖5中兩條曲線所示．下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖5 A．圖中兩條曲線下面積相等 B．圖中虛線對(duì)應(yīng)于氧氣分子平均動(dòng)能較小的情形 C．圖中實(shí)線對(duì)應(yīng)于氧氣分子在100 ℃時(shí)的情形 D．圖中曲線給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目 E．與0 ℃時(shí)相比，100 ℃時(shí)氧氣分子速率出現(xiàn)在0～400 m/s區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較大 解析：根據(jù)氣體分子單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨氣體分子速率的變化曲線的意義可知，題圖中兩條曲線下面積相等，選項(xiàng)A正確；題圖中虛線占百分比較大的分子速率較小，所以對(duì)應(yīng)于氧氣分子平均動(dòng)能較小的情形，選項(xiàng)B正確；題圖中實(shí)

11、線占百分比較大的分子速率較大，分子平均動(dòng)能較大，根據(jù)溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，可知實(shí)線對(duì)應(yīng)于氧氣分子在100 ℃時(shí)的情形，選項(xiàng)C正確；根據(jù)分子速率分布圖可知，題圖中曲線給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目占總分子數(shù)的百分比，不能得出任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；由分子速率分布圖可知，與0 ℃時(shí)相比，100 ℃時(shí)氧氣分子速率出現(xiàn)在0～400 m/s區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較小，選項(xiàng)E錯(cuò)誤． 答案：ABC 11．如圖6，橫坐標(biāo)v表示分子速率，縱坐標(biāo)f(v)表示各等間隔速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比．圖中曲線能正確表示某一溫度下氣體分子麥克斯韋速率分布規(guī)律的是(　　) 圖

12、6 A．曲線① B．曲線② C．曲線③ D．曲線④ 解析：大量氣體在某溫度下分子速率的分布規(guī)律是：大部分氣體速率在平均值附近，速率越大或越小的分子數(shù)越少． 答案：D 12．一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C，其中A→B過(guò)程為等壓變化，B→C過(guò)程為等容變化．已知VA＝0.3 m3，TA＝TC＝300 K、TB＝400 K. (1)求氣體在狀態(tài)B時(shí)的體積． (2)說(shuō)明B→C過(guò)程壓強(qiáng)變化的微觀原因． 解：(1)設(shè)氣體在B狀態(tài)時(shí)的體積為VB， 由蓋—呂薩克定律得，＝， 代入數(shù)據(jù)得VB＝0.4 m3. (2)微觀原因：氣體體積不變，分子密集程度不變

13、，溫度變小氣體分子平均動(dòng)能減小，導(dǎo)致氣體壓強(qiáng)減?。? 13．如圖7所示，水平放置的汽缸內(nèi)壁光滑，活塞厚度不計(jì)，在A、B兩處設(shè)有限制裝置，使活塞只能在A、B之間運(yùn)動(dòng)，B左面汽缸的容積為V0.A、B之間的容積為0.1 V0，開始時(shí)活塞在B處，缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為0.9p0(p0為大氣壓強(qiáng))，溫度為297 K，現(xiàn)緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體，直至399.3 K．求： 圖7 (1)活塞剛離開B處時(shí)的溫度TB； (2)缸內(nèi)氣體最后的壓強(qiáng)p； (3)在圖中畫出整個(gè)過(guò)程的p－V圖線． 解：(1)活塞剛離開B處時(shí)，體積不變，封閉氣體的壓強(qiáng)為p2＝p0，由查理定律得：＝， 解得TB＝330 K. (2)以封

14、閉氣體為研究對(duì)象，活塞開始在B處時(shí)，p1＝0.9p0，V1＝V0，T1＝297 K；活塞最后在A處時(shí)：V3＝1.1V0，T3＝399.3 K， 由理想氣體狀態(tài)方程得＝， 故p3＝＝＝1.1p0. 圖8 (3)如圖8所示，封閉氣體由狀態(tài)1保持體積不變，溫度升高，壓強(qiáng)增大到p2＝p0達(dá)到狀態(tài)2，再由狀態(tài)2先做等壓變化，溫度升高，體積增大，當(dāng)體積增大到1.1V0后再等容升溫，使壓強(qiáng)達(dá)到1.1p0. 14．如圖9所示．兩個(gè)完全相同的圓柱形密閉容器，放在水平面上，甲中恰好裝滿水，乙中充滿空氣，試問(wèn)： 圖9 兩容器各側(cè)壁壓強(qiáng)的大小關(guān)系及壓強(qiáng)的大小決定于哪些因素？(容器容積恒定)． 解：對(duì)甲容器，上壁的壓強(qiáng)為零，底面的壓強(qiáng)最大，其數(shù)值為p＝ρgh(h為上下底面間的距離)．側(cè)壁的壓強(qiáng)自上而下，由小變大，其數(shù)值大小與側(cè)壁上各點(diǎn)距水面的豎直距離x的關(guān)系是p＝ρgx.對(duì)乙容器，各處器壁上的壓強(qiáng)大小都相等，其大小決定于氣體的密度和溫度． 8