【物理】2020届一轮复习人教版气体热现象的微观意义课时作业

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‎2020届一轮复习人教版 气体热现象的微观意义 课时作业 知识点一·气体分子运动的特点 ‎1．(多选)大量气体分子运动的特点是(　　)‎ A．分子除相互碰撞或跟容器壁碰撞外，还可在空间内自由移动 B．分子的频繁碰撞致使它做杂乱无章的运动 C．分子沿各方向运动的机会均等 D．分子的速率分布毫无规律 答案　ABC 解析　因气体分子间的距离较大，分子力可以忽略，分子除碰撞外不受其他力的作用，故可在空间内自由移动，A正确；分子间的频繁碰撞使分子的运动杂乱无章，且向各方向运动的机会均等，B、C正确；气体分子速率按“中间多、两头少”的规律分布，D错误。‎ ‎2．(多选)某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示，图中f(v)表示v处单位速率区间内的分子数百分率，由图可知(　　)‎ A．气体的所有分子，其速率都在某个数值附近 B．某个气体分子在高温状态时的速率可能与低温状态时相等 C．高温状态下大多数分子的速率大于低温状态下大多数分子的速率 D．高温状态下分子速率的分布范围相对较小 答案　BC 解析　由不同温度下的分子速率分布曲线可知，在一定温度下，大多数分子的速率都接近某个数值，其余少数分子的速率很小或很大，A错误；高温状态下大部分分子的速率大于低温状态下大部分分子的速率，不是所有，个别分子的速率可能会不变，B、C正确；温度是分子平均动能的标志，温度高则分子速率大的占多数，即高温状态下分子速率大小的分布范围相对较大，D错误。‎ ‎3．(多选)根据气体分子动理论，气体分子运动的剧烈程度与温度有关，下列表格是为研究氧气分子速率分布规律而采用的，根据表格有四位同学总结了规律(　　)‎ A．不论温度有多大，速率很大和很小的分子总是少数分子 B．温度变化时，表现出“中间多，两头少”的分布规律要改变 C．某一温度下，速率都在某一数值附近，离开这个数值越远，分子越少 D．温度增加时，速率小的分子数减少了 答案　ACD 解析　通过表格可以发现数据有如下规律：温度为0 ℃ 时，速率在200～600 m/s的分子数比例很大，而速率在100 m/s以下的仅占1．4%，速率在900 m/s以上的仅占0．9%，当温度升高到100 ℃时，速率在100 m/s以下的仅占0．7%，速率在900 m/s以上的仅占3．9%，因此A正确；温度变化时，“中间多两头少”的分布规律仍然成立，B错误；通过数据发现0 ℃时距离300～400 m/s越远分子数越少，100 ℃时也有相同的规律，C正确；温度升高时，速率在100 m/s以下的分子数从1．4%减小为0．7%，D正确。‎ 知识点二·气体压强的微观解释 ‎4．(多选)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，单位体积内的分子数变少了，单位时间内撞击到单位面积器壁上的分子数变少了 D．体积减小后，单位体积内的分子数增多了，单位时间内撞击到单位面积器壁上的分子数变多了 答案　CD 解析　气体压强的变化取决于两个因素，即气体分子的密集程度和分子的平均动能，前者与体积有关，后者取决于温度。当温度不变时，也就是分子的平均动能不变时，压强的改变只取决于分子的密集程度。气体质量一定，体积增大，单位体积内的分子数减少，也就是单位时间内撞击到单位面积器壁上的分子数变少，压强减小；体积减小，单位体积内的分子数增多，也就是单位时间内撞击单位面积器壁上的分子数变多，压强增大。‎ ‎5．(多选)下面是某地区1～7月份气温与气压的对照表 月份 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ 平均最高气温/℃‎ ‎1．4‎ ‎3．9‎ ‎10．7‎ ‎19．6‎ ‎26．7‎ ‎30．2‎ ‎30．8‎ 平均大气压/×105 Pa ‎1．021‎ ‎1．019‎ ‎1．014‎ ‎1．008‎ ‎1．003‎ ‎0．9984‎ ‎0．996‎ ‎7月份与1月份相比较(　　)‎ A．空气分子无规则热运动加剧 B．空气分子无规则热运动减弱 C．单位时间内空气分子对地面的撞击次数增多了 D．单位时间内空气分子对地面的撞击次数减少了 答案　AD 解析　由上表可知7月份比1月份气温高了，空气分子无规则热运动加剧，A正确，B错误；7月份比1月份平均大气压强小了而分子的平均动能大了，平均每个分子对地面的冲力大了，所以单位时间内空气分子对地面的撞击次数必然减小，才能使大气压强减小，故C错误，D正确。‎ ‎6．下列各组物理量哪些能决定气体的压强(　　)‎ A．分子的平均动能和分子种类 B．分子密集程度和分子的平均动能 C．分子总数和分子的平均动能 D．分子密集程度和分子种类 答案　B 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正确。‎ ‎7．两个完全相同的圆柱形密闭容器，如图所示，甲中装有与容器等容积的水，乙中充满空气。试问：‎ ‎(1)两容器各侧壁压强的大小及压强大小决定于哪些因素？‎ ‎(2)若两容器同时做自由落体运动，容器侧壁上所受压强将怎样变化？‎ 答案　(1)对于甲装置，水产生的压强由p＝ρgh决定，水对上壁压强为零，对容器底压强最大，侧壁压强自上而下由小变大；对于乙容器各处器壁上的压强均相等。其大小决定于气体的温度和气体分子数密度。‎ ‎(2)甲容器做自由落体运动，处于完全失重状态，器壁各处的压强均为零；乙容器做自由落体运动，器壁各处的压强不发生变化。‎ 知识点三·气体实验定律的微观解释 ‎8．(多选)一定质量的理想气体处于平衡状态Ⅰ，现设法使其温度降低而压强升高，达到平衡状态Ⅱ，则(　　)‎ A．状态Ⅰ时气体的密度比状态Ⅱ时的大 B．状态Ⅰ时分子的平均动能比状态Ⅱ时的大 C．状态Ⅰ时分子间的平均距离比状态Ⅱ时的大 D．状态Ⅰ时每个分子的动能都比状态Ⅱ时的分子平均动能大 答案　BC 解析　从状态Ⅰ到状态Ⅱ，温度降低，分子的平均动能减小，该平均动能只是小于状态Ⅰ时的一部分分子的动能，故B正确，D错误；从状态Ⅰ到状态Ⅱ，要使T减小而p增大，由＝C得，理想气体的体积应当减小，故C正确，A错误。‎ ‎9．一定质量的气体，在温度不变的条件下，将其压强变为原来的2倍，则(　　)‎ A．气体分子的平均动能增大 B．气体的密度变为原来的2倍 C．气体的体积变为原来的2倍 D．气体的分子总数变为原来的2倍 答案　B 解析　因为气体的温度不变，由理想气体状态方程＝C可得压强变为原来的2倍，气体的体积变为原来的，温度为气体分子平均动能的标志，温度不变，则分子平均动能不变，故A错误；气体的体积变为原来的，质量没变，气体的密度变为原来的2倍，所以B正确、C错误；气体质量不变，分子总数不变，故D错误。‎ ‎10．有下列几种说法，其中错误的是(　　)‎ A．气体体积等于各个气体分子体积之和 B．气体的压强由大量气体分子对器壁的频繁碰撞而产生 C．同一种气体，温度越高，气体分子平均速率越大 D．一定质量的气体，体积不变时，分子平均速率越大，气体压强也越大 答案　A 解析　气体分子之间有很大的空隙，气体的体积不等于各个气体分子体积之和，A错误；B项所述是气体压强的微观意义，正确；同一种气体温度越高分子平均动能越大，平均速率就越大，C正确；由查理定律知D正确。‎ ‎11．(多选)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 答案　CD 解析　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错误；压强不同，一定是因为两容器中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错误，C正确；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正确。‎ ‎12．在给轮胎打气时，轮胎内气体的压强和体积都会增大，从气体分子热运动的观点解释这个现象。‎ 答案　在给轮胎打气时，轮胎内气体分子数不断增加，分子对轮胎的撞击变得更加频繁，因此气体压强增大，气体压强增大导致对轮胎的作用力增大，因而体积增大。‎ ‎[提升训练]‎ 一、选择题 ‎1．(多选)封闭在体积一定的容器内的理想气体，当温度升高时，下列说法正确的是(　　)‎ A．气体分子的密度增加 B．气体分子热运动的平均动能增加 C．气体分子热运动的平均速率增加 D．气体分子的势能增加 答案　BC 解析　理想气体做等容变化时，由查理定律得，＝C，当温度升高时，其压强增大。故当T增大时，分子的平均动能增大，分子的平均速率增大，而分子的密度不变，分子势能为零，故只有B、C正确。‎ ‎2．(多选)一定质量的理想气体，经等温压缩，气体的压强增大，用分子动理论的观点分析，这是因为(　　)‎ A．气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大 B．单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多 C．气体分子的总数增加 D．气体分子的密度增大 答案　BD 解析　理想气体经等温压缩，压强增大，体积减小，分子密度增大，则单位时间内单位面积器壁上受到气体分子的碰撞次数增多，但气体分子每次碰撞器壁的平均冲力不变，故B、D正确，A、C错误。‎ ‎3．(多选)一定质量的理想气体，从状态A变化到状态B，反映这一状态变化的pT图线如图所示，下列说法中正确的是(　　)‎ A．气体的温度一定升高 B．气体的体积一定变大 C．气体的分子数密度一定增大 D．气体分子的平均动能一定增大 答案　ABD 解析　由pT图象可直接读出从状态A到状态B过程中压强与温度的变化，而温度是分子平均动能大小的标志，故A、D正确；在pT图象中过原点的倾斜直线为等容线，斜率越小，表示体积越大，体积越大，气体分子数密度就越小，故B正确，C错误。‎ ‎4．下列说法正确的是(　　)‎ A．气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力 B．气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的平均冲量 C．气体分子热运动的平均动能减小，气体的压强一定减小 D．单位体积的气体分子数增加，气体的压强一定增大 答案　A 解析　由气体压强的微观解释知，A正确；单位时间的平均冲量是平均作用力，不是压强，B错误；气体压强的大小与气体分子的平均动能和单位体积的分子数两个因素有关，C、D错误。‎ ‎5．关于密封容器中气体的压强，下列说法中正确的是(　　)‎ A．是由于气体受到重力作用而产生 B．是由于气体分子间的相互作用的分子斥力产生的 C．是由容器器壁对气体分子的排斥而产生的 D．是由大量气体分子频繁碰撞器壁所产生的 答案　D 解析　气体对容器壁的压强，是由大量气体分子永不停息地、频繁地碰撞器壁产生的，故D正确。‎ ‎6．(多选)根据分子动理论，下列关于气体的说法中正确的是(　　)‎ A．气体的温度越高，气体分子无规则运动越剧烈 B．气体的压强越大，气体分子的平均动能越大 C．气体分子的平均动能越大，气体的温度越高 D．气体的体积越大，气体分子之间的相互作用力越大 答案　AC 解析　由分子动理论知：气体的温度越高，气体分子无规则的热运动就越剧烈，所以A正确。而气体压强越大，只能反映出单位面积的器壁上受到的撞击力越大，可能是分子平均动能大的原因，也可能是单位时间内撞击的分子数目多的原因，所以B错误。温度是分子平均动能的标志，所以平均动能越大，则表明温度越高，所以C正确。气体分子间的距离基本上已超出了分子作用力的作用范围，所以D错误。‎ ‎7．关于气体分子运动的特点，下列说法正确的是(　　)‎ A．气体分子运动的平均速率与温度有关 B．当温度升高时，气体分子的速率分布不再是“中间多，两头少”‎ C．气体分子的运动速率可由牛顿运动定律求得 D．气体分子的平均速度随温度升高而增大 答案　A 解析　气体分子的运动速率与温度有关，温度升高时，平均速率变大，但仍遵循“中间多，两头少”的统计规律，A正确，B错误；分子运动无规则，而牛顿运动定律是宏观定律，用它很难求得微观分子的运动速率，C错误；大量分子向各个方向运动的概率相等，所以稳定时，平均速度几乎为零，与温度无关，D错误。‎ ‎8．一房间，上午10时的温度为15 ℃，下午2时的温度为25 ℃，假定大气压无变化，则下午2时与上午10时相比较，房间内的(　　)‎ A．空气密度增大 B．空气分子的平均动能增大 C．空气分子的速率增大 D．空气质量增大 答案　B 解析　温度升高了，空气分子的平均动能增大，空气分子的平均速率增大，而大气压不变，气体体积会增大，所以房间里气体会向外跑，故房间内空气质量会减少，空气密度会减小，B正确。‎ ‎9．对一定质量的气体，若用N表示单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数，则(　　)‎ A．当体积减小时，N必定增加 B．当温度升高时，N必定增加 C．当压强不变而体积和温度变化时，N必定变化 D．当压强不变而体积和温度变化时，N可能不变 答案　C 解析　对于一定量的气体，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数N既与气体的体积(或单位体积的分子数)有关，还与分子运动的平均速率大小(或气体的温度)有关，A、B都不正确。当气体压强不变时，气体分子单位时间内与单位面积碰撞的平均冲力不变，当温度变化(体积也一定变化)时，气体分子的平均速率变化，则N必定变化，选项C正确，D不正确。‎ ‎10．(多选)如图所示，由导热材料制成的汽缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，活塞与汽缸壁之间无摩擦，在活塞上缓慢地、一点点放上一定量的细沙。假 设在此过程中汽缸内气体的温度始终保持不变。对上述过程有下列说法，正确的说法是(　　)‎ A．汽缸中气体的内能增加 B．汽缸中气体的压强增加 C．汽缸中气体的分子平均动能不变 D．单位时间内汽缸中气体分子对活塞撞击的次数不变 答案　BC 解析　因理想气体分子间无相互作用力，而温度不变，所以内能不变，A错误，C正确；由活塞的平衡条件知，B正确；由于单位体积内的分子数变多，平均速率又不变，所以单位时间内汽缸中气体分子对活塞的撞击次数增多，D错误。‎ 二、非选择题 ‎11．在装有食品的包装袋中充入氮气，可以起到保质作用。某厂家为检测包装袋的密封性，在包装袋中充满一定量的氮气，然后密封进行加压测试，测试时，对包装袋缓慢地施加压力。将袋内的氮气视为理想气体，则加压测试过程中，包装袋内壁单位面积上所受气体分子撞击的作用力________(选填“增大”“减小”或“不变”)，包装袋内氮气的内能________(选填“增大”“减小”或“不变”)。‎ 答案　增大　不变 解析　压强增大，包装袋内壁单位面积上撞击的分子数变多，所受气体分子撞击的作用力增大；温度不变，包装袋内氮气的内能不变。‎ ‎12．以盖—吕萨克定律为例，用分子动理论从微观角度作出解释。‎ 答案　一定质量的气体，温度升高时，分子的平均动能增加，只有气体的体积同时增大，使分子的密集程度减小，才能保持压强不变，这就是盖—吕萨克定律的微观解释。‎