2019高中物理 第8章 气体 第4节 气体热现象的微观意义课堂作业 新人教版选修3-3.doc

1第八章第八章 第第 4 4 节节 气体热现象的微观意义气体热现象的微观意义基础夯实 一、选择题(13 题为单选题，4 题为多选题)11859 年麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律，后来有许多实验验证了这一规律。若以横坐标v表示分子速率，纵坐标f(v)表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比。下面四幅图中能正确表示某一温度下气体分子速率分布规律的是( D )解析：各速率区间的分子数占总分子数的百分比不能为负值，A、B 错；气体分子速率的分布规律呈现“中间多，两头少”的趋势，速率为 0 的分子几乎不存在，故 C 错、D 对。2(山东省菏泽市 20172018 学年高二下学期期中)关于气体热现象的微观解释，下列说法中正确的是( B )A密闭在容器中的气体，在某一时刻向各个方向运动的气体分子数目一定相等B大量气体分子的速率有的大有的小，但是按“中间多，两头少”的规律分布C气体压强的大小跟气体的质量和气体的种类有关D当某一容器自由下落时，容器中气体的压强将变为零解析：虽然分子的运动杂乱无章，在某一时刻，与容器各侧面碰撞的气体分子数目基本相同，不能说一定相同，故 A 错误；大量气体分子的速率有大有小，但是按“中间多，两头少”的规律分布，故 B 正确；气体压强跟气体分子的平均动能、分子的密集程度这两个因素有关，故 C 错误；当某一容器自由下落时，虽然处于失重状态，但分子热运动不会停止，所以分子仍然不断撞击容器壁产生压力，故压强不为零，故 D 错误。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( B )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 项、D 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。24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。各速率区间的分子数占分子总数的百分率按速率大小划分区间(m/s)0100100 以下1.40.71002008.15.420030017.011.930040021.417.440050020.418.650060015.116.76007009.212.97008004.57.98009002.07.6900 以上0.93.9根据表格内容，以下四位同学所总结的规律正确的是( ACD )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温度增加时，速率小的分子数减少了解析：温度变化，表现出“中间多两头少”的分布规律是不会改变的，B 错误；由气体分子运动的特点和统计规律可知，A、C、D 描述正确。二、非选择题5.节假日释放氢气球，在氢气球上升过程中，气球会膨胀，达到极限体积时甚至会爆炸。假设在氢气球上升过程中，环境温度保持不变，则球内的气体压强减小(填“增大” 、 “减小”或“不变”)，气体分子热运动的剧烈程度不变(填“变强” 、 “变弱”或“不变”)，气体分子的速率分布情况最接近图中的C线(填“A” 、 “B” 、 “C”)。图中f(v)表示速率v处单位速率区间内的分子数百分率。6中国是世界上的人口大国，也是自行车的王国，随着社会的不断进步，虽然汽车已经进入家庭，但自行车以其轻便、经济、维修方便等独有的优势，依然成为人们目前重要的交通工具之一，轮胎“跑气”是自行车的常见故障之一，现用活塞气筒向一个容积为V的自行车轮胎内打气，每次能把体积为V0，压强为p0的空气打入自行车轮胎内。若胎内原有空气的压强为p，设打入气体的温度不变，则打了n次后自行车轮胎内气体的压强为多3大？并解释为何在打气过程中越打越费劲？答案：pn；打入气的次数越多，轮胎内气体压强越大，再次将气体打入时，需p0V0 V用力越大即越费劲。解析：取胎内原有气体和n次打入的气体为研究对象由玻意耳定律知pVnp0V0pnV所以pnpn()p0V0 Vp0、V0、V、p各量不变，pn越大即打入气的次数越多，需要克服胎内气体对气筒(活塞)的压力越大，感觉越费劲。能力提升 一、选择题(13 题为单选题，4 题为多选题)1下图描绘的是一定质量的氧气分子分别在 0和 100两种情况下速率分布的情况，符合统计规律的是( A )解析：气体温度越高，分子热运动越剧烈，分子热运动的平均速率增大，且分子速率分布呈现“两头少、中间多”的特点。温度高时速率大的分子所占据的比例越大，所以 A正确。2.如图所示，一定质量的理想气体由状态A沿平行纵轴的直线变化到状态B，则它的状态变化过程是( B )A气体的温度不变B气体的内能增加C气体的分子平均速率减少D气体分子在单位时间内与器壁单位面积上碰撞的次数不变解析：从pV图象中的AB图线看，气体状态由A变到B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，故答案 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，4故答案 B 对。气体的温度升高，分子平均速率增大，故答案 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，故答案 D 错误。3.如图所示，是描述一定质量的某种气体状态变化的VT图线，对图线上的a、b两个状态，下列说法不正确的是( B )A从a到b的状态变化过程是等压变化过程Ba状态的压强、体积、温度均比b状态小Ca状态比b状态分子平均动能小Da状态时在相同时间内撞到器壁单位面积上的分子数比b状态多解析：由VT图线过原点可知，ab是等压变化过程，A 对、B 错。由Ta<Tb可知，a状态分子平均动能较小，C 对。a状态虽然分子平均动能小，但和b状态压强一样大，说明a状态时单位时间内撞到器壁单位面积上的分子数多，D 对。4如图所示，绝热隔板K把绝热汽缸分隔成两部分，K与汽缸的接触是光滑的，隔板K用销钉固定，两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种理想气体a、b，a的体积大于b的体积。现拔去销钉(不漏气)，当a、b各自达到新的平衡时( BD )Aa的体积等于b的体积Ba的体积大于b的体积C在相同时间内两边与隔板碰撞的分子数相同Da的温度比b的温度高解析：由于两部分气体是相同质量、相同温度的同种气体，所以两部分气体的值是pV T相等的，由于a的体积大一些，压强就小一些，拔去销钉后，a的体积会减小，温度升高，压强增大，再次平衡后压强相等，但由于a的温度高一些，a的体积还是大一些，A 错误 ，B、D 正确；由于压强相等，a的温度高，分子平均动能大，相同时间内碰撞的次数要少，C 错误。二、非选择题5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增大(选填“增大” 、 “减小”或“不变”)，包装袋内氮气的内能不变(选填“增大” 、 “减小”或“不变”)。解析：加压测试过程中，包装袋体积减小，气体分子对内壁单位面积的撞击力增大；5理想气体内能仅与温度有关，该过程温度不变，内能不变。6(昌乐及弟中学 2016 年高二下学期质检)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2 3测得A点压强为 1.2×105Pa，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。答案：(1) 1.8×105Pa (2)见解析解析：(1)由题意知气体做等温变化则有pAVpBV2 3代入数据得pB1.8×105Pa(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。