高二新人教版物理選修3-3同步練習(xí)8-4 氣體熱現(xiàn)象的微觀意義 Word版含答案

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1、 第四節(jié)　氣體熱現(xiàn)象的微觀意義 基礎(chǔ)夯實(shí) 1．決定氣體壓強(qiáng)大小的因素，下列說法中正確的是(　　) A．氣體的體積和氣體的密度 B．氣體的質(zhì)量和氣體的種類 C．氣體分子密度和氣體的溫度 D．氣體分子質(zhì)量和氣體分子的速度 答案：C 解析：決定氣體壓強(qiáng)大小的微觀因素是分子密集程度和分子平均動(dòng)能，宏觀上體現(xiàn)在體積和溫度上。 2．(2011·濟(jì)南高二檢測(cè))教室內(nèi)的氣溫會(huì)受到室外氣溫的影響，如果教室內(nèi)上午10時(shí)的溫度為15℃，下午2時(shí)的溫度為25℃，假設(shè)大氣壓強(qiáng)無變化，則下午2時(shí)與上午10時(shí)相比較，房間內(nèi)的(　　) A．空氣分子密集程度增大 B．空氣分子的平均動(dòng)能增大 C．空氣分

2、子的速率都增大 D．空氣質(zhì)量增大 答案：B 解析：溫度升高，氣體分子的平均動(dòng)能增大，平均每個(gè)分子對(duì)器壁的沖力將變大，但氣壓并未改變 ，可見單位體積內(nèi)的分子數(shù)一定減小， 故A項(xiàng)、D項(xiàng)錯(cuò)誤、B項(xiàng)正確；溫度升高，并不是所有空氣分子的速率都增大，C項(xiàng)錯(cuò)誤。 3．對(duì)一定質(zhì)量的氣體，若用N表示單位時(shí)間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的分子數(shù)，則(　　) A．當(dāng)體積減小時(shí)，N必定增加 B．當(dāng)溫度升高時(shí)，N必定增加 C．當(dāng)壓強(qiáng)不變而體積和溫度變化時(shí)，N必定變化 D．當(dāng)體積不變而壓強(qiáng)和溫度變化時(shí)，N可能不變 答案：C 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)；

3、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，無法判斷N的變化，B錯(cuò)； 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)器壁碰撞的力度增大，因壓強(qiáng)不變，因此對(duì)器壁碰撞的頻繁度降低，就是N減小。 二是體積減小時(shí)，溫度降低，同理可推知N增大。選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。故選C。 4.如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A沿平行縱軸的直線變化到狀態(tài)B，則它的狀態(tài)變化過程是(　　) A．氣體的溫度不變 B．氣體的內(nèi)能增加 C．氣體的分子平均速率減少 D．氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)與器壁單位面積上碰撞的次數(shù)不變 答案：B 解析：從p－V圖

4、象中的AB圖線看，氣體狀態(tài)由A變到B為等容升壓，根據(jù)查理定律，一定質(zhì)量的氣體，當(dāng)體積不變時(shí)，壓強(qiáng)跟熱力學(xué)溫度成正比，所以壓強(qiáng)增大溫度升高，故答案A錯(cuò)誤。一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能僅由溫度決定，所以氣體的溫度升高，內(nèi)能增加，故答案B對(duì)。氣體的溫度升高，分子平均速率增大，故答案C錯(cuò)。氣體壓強(qiáng)增大，則氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)與器壁單位面積上碰撞的次數(shù)增加，故答案D錯(cuò)誤。 5．根據(jù)氣體分子動(dòng)理論，氣體分子運(yùn)動(dòng)的劇烈程度與溫度有關(guān)，下列表格中的數(shù)據(jù)是研究氧氣分子速率分布規(guī)律而列出的。 按速率大小劃分區(qū)間(m/s) 各速率區(qū)間的分子數(shù)占分子總數(shù)的百分率 0℃ 100℃ 100以下 1.4 0.7

5、 100～200 8.1 5.4 200～300 17.0 11.9 300～400 21.4 17.4 400～500 20.4 18.6 500～600 15.1 16.7 600～700 9.2 12.9 700～800 4.5 7.9 800～900 2.0 7.6 900以上 0.9 3.9 根據(jù)表格內(nèi)容，以下四位同學(xué)所總結(jié)的規(guī)律正確的是(　　) A．不論溫度多高，速率很大和很小的分子總是少數(shù) B．溫度變化，表現(xiàn)出“中間多兩頭少”的分布規(guī)律要改變 C．某一溫度下，速率在某一數(shù)值附近的分子數(shù)多，離開這個(gè)數(shù)值越遠(yuǎn)，分子數(shù)越少

6、 D．溫度增加時(shí)，速率小的分子數(shù)減少了 答案：ACD 解析：溫度變化，表現(xiàn)出“中間多兩頭少”的分布規(guī)律是不會(huì)改變的，B錯(cuò)誤；由氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和統(tǒng)計(jì)規(guī)律可知，A、C、D描述正確。 6.試用氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)解釋：在炎熱的夏天，打足了氣的自行車輪胎在日光的曝曬下容易脹破。 答案：在日光曝曬下，胎內(nèi)氣體溫度顯著升高，氣體分子熱運(yùn)動(dòng)加劇，分子的平均動(dòng)能增大，使氣體壓強(qiáng)進(jìn)一步加大，這樣氣體的壓強(qiáng)一旦超過輪胎的承受能力，輪胎便脹破。 能力提升 1．甲、乙兩個(gè)相同的密閉容器中分別裝有等質(zhì)量的同種氣體，已知甲、乙容器中氣體的壓強(qiáng)分別為 p甲、p乙。且p甲

7、氣體的溫度高于乙容器中氣體的溫度 B．甲容器中氣體的溫度低于乙容器中氣體的溫度 C．甲容器中氣體分子的平均動(dòng)能小于乙容器中氣體分子的平均動(dòng)能 D．甲容器中氣體分子的平均動(dòng)能大于乙容器中氣體分子的平均動(dòng)能 答案：BC 解析：甲乙兩種氣體分子密集程度相同，但壓強(qiáng)p甲

8、面附近的溫度有關(guān)?！蹦阏J(rèn)為(　　) A．只有甲的說法正確　　　 B．只有乙的說法正確 C．只有丙的說法正確 D．三種說法都有道理 答案：A 解析：容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)，是由器壁單位面積上受到大量氣體分子的頻繁碰撞而產(chǎn)生的持續(xù)、均勻的壓力引起的，它既與單位體積內(nèi)氣體分子數(shù)有關(guān)，又與環(huán)境溫度有關(guān)；而地面附近的大氣壓強(qiáng)是地面每平方米面積的上方整個(gè)大氣柱的重力引起的。 點(diǎn)評(píng)：本題是考查大氣壓產(chǎn)生的原因與容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生原因的區(qū)別。不要將大氣壓與容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)混為一談。 3.如圖所示，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，下列說法正確的是(　　) A．在相同時(shí)間內(nèi)

9、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 答案：B 4．下圖是氧氣分子在不同溫度(0℃和100℃)下的速率分布，由圖可得信息(　　) A．同一溫度下，氧氣分子呈現(xiàn)出“中間多，兩頭少”的分布規(guī)律 B．隨著溫度的升高，每一個(gè)氧氣分子的速率都增大 C．隨著溫度的升高，氧氣分子中速率小的分子所占的比例高 D．隨著溫度的升高，氧氣分子的平均速率變小 答案：A 解析：溫度升高，分子的平均動(dòng)能增大，質(zhì)量不變，分子的平均速率增大，每個(gè)分子的速率不一定增大，A

10、正確，B、C、D錯(cuò)誤。 5.如圖所示，兩個(gè)完全相同的圓柱形密閉容器，甲中裝有與容器容積等體積的水，乙中充滿空氣。試問： (1)兩容器各側(cè)壁壓強(qiáng)的大小及壓強(qiáng)的大小決定于哪些因素(容器容積恒定)? (2)若讓兩容器同時(shí)做自由落體運(yùn)動(dòng)，容器側(cè)壁上所受壓強(qiáng)將怎樣變化？ 解析：(1)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，器壁上各處的壓強(qiáng)數(shù)值都相等，其大小決定于氣體的密度和溫度。 (2)甲容器做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，器壁各處的壓強(qiáng)為零。乙容器做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，容器上各處的壓強(qiáng)不發(fā)生變化。 點(diǎn)評(píng)：千萬不要把液體和氣體壓強(qiáng)混淆，要從產(chǎn)生原因上加以區(qū)別。 6．(2012·青島模擬)一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變成狀態(tài)C，其中A→B過程為等壓變化，B→C過程為等容變化。已知VA＝0.3m3，TA＝TC＝300K，TB＝400K。 (1)求氣體在狀態(tài)B時(shí)的體積。 (2)說明B→C過程壓強(qiáng)變化的微觀原因。 答案： (1)0.4m3　(2)見解析 解析：(1)A→B由氣體定律，＝知 VB＝VA＝×0.3m2＝0.4m3 (2)B→C氣體體積不變，分子數(shù)密度不變 ，溫度降低，分子平均動(dòng)能減小，壓強(qiáng)減小。