2019-2020学年高中物理第八章气体4气体热现象的微观意义课后检测含解析新人教版选修3-3

2019-2020学年高中物理第八章气体4气体热现象的微观意义课后检测含解析新人教版选修3-3

‎4　气体热现象的微观意义 记一记 气体热现象的微观意义知识体系 一个特点——气体分子运动的特点 一个比较——气体压强，与大气压强产生原因的比较 三个理解——的微观理解 ‎ 辨一辨 ‎1.气体之所以能充满整个空间，是因为气体分子间相互作用的引力和斥力十分微弱，气体分子可以在空间自由运动．(√)‎ ‎2．气体分子间除相互碰撞外，几乎无相互作用．(√)‎ ‎3．一定量的稀薄气体，保持压强不变时，分子热运动可能变得剧烈．(√)‎ ‎4．一定质量的理想气体，体积保持不变，压强增大，气体分子热运动的平均速率不一定增大．(×)‎ ‎5．一定质量的理想气体，压强不变时，若单位体积内的分子数增大，则气体分子热运动的平均速率一定减小．(√)‎ 想一想 ‎1.下大雨的时候人们打着的伞为什么会感到明显的加重？‎ 提示：大量密集的雨滴对伞形成一个持续的压力，就像大量持续撒向托盘秤上的豆子一样，给秤一个持续的压力．‎ ‎2．试从微观的角度分析一定质量的理想气体的压强、体积和温度，有没有可能只有一个状态参量发生变化？‎ 提示：没有可能．决定气体压强的两个因素是气体分子的密集程度和分子的平均动能．体积和温度不变则分子的密集程度和分子的平均动能不变，压强不变．体积或者温度只有一个变了，则压强一定变．故体积、压强、温度不可能只有一个状态参量变化．‎ 思考感悟：　‎ ‎　‎ ‎　‎ ‎　‎ 练一练 ‎1.决定气体压强大小的因素，下列说法中正确的是(　　)‎ A．气体的体积和气体的密度 B．气体的质量和气体的种类 C．气体分子密度和气体的温度 - 8 -‎ D．气体分子质量和气体分子的速度 解析：决定气体压强大小的微观因素是分子密集程度和分子平均动能，宏观上体现在体积和温度上．‎ 答案：C ‎2．(多选)对于一定质量的气体，当它们的压强和体积发生变化时，以下说法正确的是(　　)‎ A．压强和体积都增大时，其分子平均动能不可能不变 B．压强和体积都增大时，其分子平均动能有可能减小 C．压强增大，体积减小时，其分子平均动能一定不变 D．压强减小，体积增大时，其分子平均动能可能增大 解析：质量一定的气体，分子总数不变，体积增大，单位体积内的分子数减小；体积减小，单位体积内的分子数增多，根据气体的压强与单位体积内的分子数和分子的平均动能这两个因素有关，可判知A、D两项正确，B、C两项错误．‎ 答案：AD ‎3．教室内的气温会受到室外气温的影响，如果教室内上午10时的温度为‎15 ℃‎，下午2时的温度为‎25 ℃‎，假设大气压强无变化，则下午2时与上午10时相比较，房间内的(　　)‎ A．空气分子密集程度增大 B．空气分子的平均动能增大 C．空气分子的速率都增大 D．空气质量增大 解析：温度升高，气体分子的平均动能增大，平均每个分子对器壁的冲力将变大，但气压并未改变，可见单位体积内的分子数一定减小．故A、D两项错误．B项正确；温度升高，并不是所有空气分子的速率都增大，C项错误．‎ 答案：B ‎4．(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，下列表格中的数据是研究氧气分子速率分布规律而列出的．‎ 按速率大小划分 区间(m/s)‎ 各速率区间的分子数占 总分子数的百分率%‎ ‎0 ℃‎ ‎100 ℃‎ ‎100以下 ‎1.4‎ ‎0.7‎ ‎100～200 ‎ ‎ 8.1 ‎ ‎ 5.4‎ ‎200～300‎ ‎ 17.0 ‎ ‎ 11. 9‎ ‎300～400 ‎ ‎ 21.4 ‎ ‎ 17.4‎ ‎400～500‎ ‎ 15.1 ‎ ‎ 16.7‎ ‎500～600 ‎ ‎ 9.2‎ ‎ 12.9‎ ‎600～700 ‎ ‎ 4.5 ‎ ‎ 7.9‎ ‎800～ 900‎ ‎ 2.0 ‎ ‎ 4.6‎ ‎900以上 ‎ ‎ 0.9 ‎ ‎ 3.9‎ 根据表格内容，以下四位同学所总结的规律正确的是(　　)‎ A．不论温度多高，速率很大和很小的分子总是少数 B．温度变化，表现出“中间多两头少”的分布规律要改变 C．某一温度下，速率在某一数值附近的分子数多，离开这个数值越远，分子数越少 D．温度升高时，速率小的分子数减少了 解析：温度变化，表现出的“中间多两头少”的分布规律是不会改变的，B项错误；由气体分子运动的特点和统计规律可知，A、C、D三项描述正确．‎ 答案：ACD - 8 -‎ 要点一 对气体分子运动特点的理解 ‎1.下面说法正确的是(　　)‎ A．大量分子的无规则运动遵循一定的统计规律 B．当物体温度升高时，每个分子运动都加快 C．气体的体积等于气体分子体积的总和 D．温度高的物体是指各个分子的平均温度高 解析：大量分子的无规则运动遵循一定的统计规律，A项正确；当物体温度升高时，分子的平均动能增大，并不是每个分子运动都加快，B项错误；气体分子间距很大，气体的体积大于气体分子体积的总和，C项错误；温度是对大量分子的平均效果，对少数分子没有意义，D项错误．‎ 答案：A ‎2．夏天开空调，冷气从空调中吹进室内，则室内气体分子的(　　)‎ A．热运动剧烈程度加剧 B．平均动能变大 C．每个分子速率都会相应地减小 D．速率小的分子数所占的比例升高 解析：冷气从空调中吹进室内，室内温度降低，分子热运动剧烈程度减小，分子平均动能减小，即速率小的分子数所占的比例升高，但不是每个分子的速率都减小，D项正确．‎ 答案：D ‎3.‎ 如图是氧气分子在不同温度(‎0 ℃‎和‎100 ℃‎)下的速率分布，是分子数所占的比例．由图线信息可得到的正确结论是(　　)‎ A．同一温度下，速率大的氧气分子数所占的比例大 B．温度升高使得每一个氧气分子的速率都增大 C．温度越高，一定速率范围内的氧气分子所占的比例越小 D．温度升高使得速率较小的氧气分子所占的比例变小 解析：同一温度下，中等速率的氧气分子数所占的比例大，A项错误；温度升高使得氧气分子的平均速率增大，B项错误；温度越高，一定速率范围内的氧气分子所占的比例有高有低，C项错误；温度升高使得速率较小的氧气分子所占的比例变小，D项正确．‎ 答案：D 要点二 对气体压强的产生原因的理解 ‎4.一定质量的理想气体，在压强不变的条件下，温度升高，体积增大，从分子动理论的观点来分析，正确的是(　　)‎ A．此过程中分子的平均速率不变，所以压强保持不变 B．此过程中每个气体分子碰撞器壁的平均冲击力不变，所以压强保持不变 - 8 -‎ C．此过程中单位时间内气体分子对单位面积器壁的碰撞次数不变，所以压强保持不变 D．以上说法都不对 解析：压强与单位时间内碰撞到器壁单位面积的分子数和每个分子的冲击力有关，温度升高，分子与器壁的撞击力增大，单位时间内碰撞的分子数要减小，压强才可能保持不变．‎ 答案：D ‎5．下列说法中正确的是(　　)‎ A．气体对容器的压强是大量气体分子对容器的碰撞引起的，它跟气体分子的密集程度以及气体分子的平均动能有关 B．气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，仅与单位体积内的分子数有关 C．温度相同的氢气和氧气，氧气分子的平均动能比较大 D．当气体分子热运动变得剧烈时，压强必变大 解析：气体对容器的压强是大量气体分子对容器的碰撞引起的，在微观上它与气体分子的密集程度以及气体分子的平均动能有关，在宏观上与气体的体积及温度有关，A项正确；气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数单位体积内分子数和气体的温度都有关，B项错误；温度是分子平均动能的标志，故温度相同的氢气和氧气，分子的平均动能相同，C项错误；当气体分子热运动变得剧烈时，气体的温度升高，但不知道体积的变化，故压强不一定变大，D项错误．‎ 答案：A ‎6.‎ 如图所示，有一空的薄金属筒开口向下静止于恒温透明液体中，筒中液面与A点齐平．现缓慢将其压到更深处，筒中液面与B点齐平，此时筒中气体长度减为原来的.若测得A点压强为1.2×105 Pa，不计气体分子间相互作用，且筒内气体无泄漏．‎ ‎(1)求液体中B点的压强．‎ ‎(2)从微观上解释气体压强变化的原因．‎ 解析：(1)由题意知气体做等温变化 有pAV＝pB·V 则pB＝pA＝1.8×105 Pa ‎(2)在缓慢下压过程中，温度不变，气体分子的平均动能不变；但单位体积内的气体分子数增多，单位时间内气体分子碰撞器壁的次数增多，气体的压强变大．‎ 答案：(1)1.8×105 Pa　(2)见解析 要点三 对气体实验定律的微观解释 ‎7.对一定量的理想气体，用p、V、T分别表示气体压强、体积和温度，则有(　　)‎ A．若T不变，p增大，则分子热运动的平均动能增大 B．若p不变，V增大，则分子热运动的平均动能减小 C．若p不变，T增大，则单位体积中的分子数减少 D．若V不变，p减小，则单位体积中的分子数减少 解析：分子平均动能只与温度有关，A项错；若p不变，V增大，则T升高，B项错；若p不变，T增大，则V增大，C项正确；若V不变，单位体积内的分子数不变，故D项错．‎ 答案：C ‎8．一定质量的某种理想气体的压强为p，热力学温度为T，单位体积内的气体分子数为 - 8 -‎ n，则(　　)‎ A．p增大时，n一定增大　　　B．T减小时，n一定增大 C.增大时，n一定增大 D.增大时，n一定减小 解析：由＝C知，只有p或T增大，不能得出体积的变化情况，A、B两项错误；增大时，V一定减小，单位体积内的分子数一定增加，C项正确，D项错误．‎ 答案：C ‎9．[2019·全国卷Ⅱ]如pV图所示，1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态，对应的温度分别是T1、T2、T3.用N1、N2、N3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数，则N1________N2，T1________T3，N2________N3.(均选填“大于”“小于”或“等于”)‎ 解析：气体在1、2状态，＝，由于V1＝V2，气体的分子数密度相等，p1>p2，故T1>T2，气体分子在状态1的平均动能大于在状态2的平均动能，N1大于N2；气体在状态1、3，由理想气体状态方程得＝，解得T1＝T3；气体在状态2、3，压强相等，则＝，因V2N3.‎ 答案：大于　等于　大于 基础达标 ‎1.以下关于热运动的说法正确的是(　　)‎ A．水流速度越大，水分子的热运动越剧烈 B．水凝结成冰后，水分子的热运动停止 C．水的温度越高，水分子的热运动越剧烈 D．水的温度升高，每一个水分子的运动速率都会增大 解析：一切物质分子都在不停地做无规则的热运动，B项错误；温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子热运动越剧烈，与物体的宏观速度无关，A项错误，C项正确；温度升高时，分子的平均速率增大，但不是每一个分子的运动速率都增大，D项错误．‎ 答案：C ‎2．(多选)甲、乙两个相同的密闭容器中分别装有等质量的同种气体，已知甲、乙容器中气体的压强分别为p甲、p乙，且p甲pB，乙容器中pC＝pD D．当温度升高时，pA、pB变大，pC、pD也要变大 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两项错；液体的压强p＝ρgh，hA>hB，可知pA>pB，而密闭容器中气体压强各处均相等，与位置无关，故pC＝pD，C项正确；当温度升高时，pA、pB不变，而pC、pD增大，D项错．‎ 答案：C ‎14．在某高速公路发生一起车祸，车祸系轮胎爆胎所致．已知汽车行驶前轮胎内气体压强为2.5 atm，温度为‎27 ℃‎，爆胎时胎内气体的温度为‎87 ℃‎，轮胎中的空气可看做理想气体．‎ ‎(1)求爆胎时胎内气体的压强．‎ ‎(2)从微观上解释爆胎前胎内压强变化的原因．‎ 解析：(1)气体做等容变化，由查理定律得 ＝①‎ T1＝t1＋273 K②‎ T2＝t2＋273 K③‎ 其中p1＝2.5 atm　t1＝27 ℃　t2＝‎‎87 ℃‎ 由①②③式得p2＝3 atm ‎(2)气体体积不变，分子密集程度不变，温度升高，分子平均动能增大，导致气体压强增大．‎ 答案：(1)3 atm　(2)见解析 - 8 -‎