2020-2021學(xué)年人教版物理選修3-3同步導(dǎo)練課時作業(yè)：9氣體熱現(xiàn)象的微觀意義(含答案)

1、課時作業(yè) 9 氣體熱現(xiàn)象的微觀意義 基礎(chǔ)鞏固 1 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 A .氣體分子間的作用力 B B .對器壁的碰撞力 C C.對器壁的排斥力 D D .對器壁的萬有引力 解析： 氣體的壓強(qiáng)是由于大量分子對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 B 2.2. 對于一定質(zhì)量的理想氣體，下列四個敘述正確的是 ( ( ) ) A A .當(dāng)分子熱運(yùn)動變劇烈時，壓強(qiáng)必變大 B B .當(dāng)分子熱運(yùn)動變劇烈時，壓強(qiáng)可以不變 C.C. 當(dāng)分子間的平均距離變大時，壓強(qiáng)必變小 D.D. 當(dāng)分子間的平均距離變大時，壓強(qiáng)必變大

2、 解析： 根據(jù)氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因可知：一定質(zhì)量的理想氣體的壓 強(qiáng)，由氣體分子的平均動能和氣體分子的密集程度共同決定.分子平 均動能越大，單位時間內(nèi)分子撞擊器壁的次數(shù)越多，氣體壓強(qiáng)越大， A A、C C、D D 三個選項(xiàng)均只給定了其中一個因素， 而另一個因素不確定. 不 能判斷壓強(qiáng)是變大還是變小，所以只有選項(xiàng) B B 正確. 答案： B B 3.3. ( (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 列說法中正確的是 ( ( ) ) A A .溫度升高，氣體分子的平均速率增大 B B .溫度相同時，各種氣體分子的平均速率都相同 C.C. 溫度相同時，各種氣體分子的平均動能相同 D

3、.D. 溫度相同時，各種氣體的內(nèi)能相同 解析： 溫度是物體所處熱運(yùn)動狀態(tài)的一個重要參量，從分子動理 論的角度看，溫度是物體分子熱運(yùn)動的平均動能大小的標(biāo)志.溫度升 高，氣體分子的平均動能增大，氣體分子的平均速率增大，因此，選 項(xiàng) A A 正確.溫度相同時，一定質(zhì)量的各種理想氣體平均動能相同，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 C 正確， 選項(xiàng) B B 錯誤.各種理想氣體的溫度相同，只說明 它們的平均動能相同，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 D 錯誤.選項(xiàng) A

4、 A、C C 正確. 答案： ACAC 4.4. 一定質(zhì)量的理想氣體，由狀態(tài) A A 變化到狀態(tài) B B 的過程如圖 1 1 所示，圖 1 1 由圖中 AB AB 線段可知，氣體分子的平均速率在狀態(tài)變化過程中的 變化情況是 ( )( ) A A .不斷增大 B B .不斷減小 C C.先增大，后減小 D D.先減小，后增大 解析： 因?yàn)闇囟仁欠肿悠骄鶆幽艿臉?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 AB 線段中有一點(diǎn)對應(yīng) pV 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 程， 故選項(xiàng) C C 正確. 答案：C C 5.5. (2019 (

5、2019 年湖北八校聯(lián)考 ) )關(guān)于氣體的壓強(qiáng)， 下列說法中正確的是 ()() A A .氣體的壓強(qiáng)是由氣體分子間的排斥作用產(chǎn)生的 B 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 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 D.當(dāng)某一密閉容器自由下落時，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)動產(chǎn)生的，且壓強(qiáng)大小 p p=S S， 則 A A錯，C C 對；壓強(qiáng)大小微觀上與分子熱運(yùn)動劇烈程度和分子密集程 度有關(guān)（分子熱運(yùn)動平均速率越大，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 B、D D 錯. 答案

6、：C C 圖 2 2 6.6. 用一導(dǎo)熱的可自由滑動的輕隔板把一圓柱形容器分隔成 A A、B B 兩部分，如圖 2 2 所示，A A 和 B B 中分別封閉有質(zhì)量相等的氮?dú)夂脱鯕猓?均可視為理想氣體，則可知兩部分氣體處于熱平衡時 （ ） A A .內(nèi)能相等 B B .分子的平均動能相等 C C.分子的平均速率相等 D D.分子數(shù)相等 解析：兩種理想氣體的溫度相同，所以分子的平均動能相同，而 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 B 正 確，C C 錯誤.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 D 錯誤.兩種氣體的分子平均動能相同，但分子個數(shù)不同，內(nèi)

7、能也不相同，故 A A 錯誤. 答案：B B 圖 3 3 7 7. （20192019 年高考課標(biāo)全國卷 H ）如 p p V V 圖所示，1 1、2 2、3 3 三個點(diǎn)代表某容器中一定量理想氣體的三 個不同狀態(tài)，對應(yīng)的溫度分別是 、T T2、T T3. .用 N Ni、N N2、NS分別表示 這三個狀態(tài)下氣體分子在單位時間內(nèi)撞擊容器壁上單位面積的平均次 數(shù)，貝 S N Ni 2, T Ti _ TS , N N2 _ 3. .（填“大于”“小 于”或“等于”） 解析：1 1、2 2 等體積，2 2、3 3 等壓強(qiáng) 由 pV pV = n nRTRT 得：獸=懵，V Vi = V V2，故=T

8、 T2,可得：T Ti = 2T2T2, 即 T TlTT2，由于分子密度相同，溫度高，碰撞次數(shù)多，故 N NlNN2； 由于 p piV Vi = P P3V V3；故 T Ti = T T3； 則 T T3TT2，又 P P2= P P3, 2 2 狀態(tài)分子密度大，分子運(yùn)動緩慢，單個分 子平均作用力小， 3 3 狀態(tài)分子密度小， 分子運(yùn)動劇烈， 單個分子平均 作用力大 故 3 3 狀態(tài)碰撞容器壁分子較少，即 N N2NN3. . 答案： 大于 等于 大于 綜合應(yīng)用 8 8對一定質(zhì)量的氣體，若用 N N 表示單位時間內(nèi)與單位面積器壁 碰撞的分子數(shù)，則 ( ( ) ) A A 當(dāng)體積減小時，

9、N N 必增加 B B .當(dāng)溫度升高時，N N 必增加 C C .當(dāng)壓強(qiáng)不變而體積和溫度變化時， N N 必定變化 D D.當(dāng)壓強(qiáng)不變而體積和溫度變化時， N N 可能不變 解析： 氣體的體積減小時，壓強(qiáng)和溫度是怎樣變化的并不清楚， 不能判斷 N N 是必定增加的， A A 錯誤；同理，溫度升高時，氣體的體積 和壓強(qiáng)怎樣變化也不清楚，無法判斷 N N 的變化， B B 錯誤；當(dāng)壓強(qiáng)不變 而體積和溫度變化時，存在兩種變化的可能性：一是體積增大時，溫 度升高，分子的平均動能變大， 即分子對器壁碰撞的平均作用力增大， 因壓強(qiáng)不變，因此對器壁碰撞的頻繁程度減小，就是 N N 減?。欢求w 積減小時，溫

10、度降低.同理可推知， N N 增大， C C 正確， D D 不正確. 答案：C C 9.9. 圖 4 4 如圖 4 4 所示為一定質(zhì)量的某種氣體的等壓線，等壓線上的 a a、b b 兩個狀態(tài)比較，下列說法正確的是 （ ） A A .在相同時間內(nèi)撞在單位面積上的分子數(shù) b b 狀態(tài)較多 B B .在相同時間內(nèi)撞在單位面積上的分子數(shù) a a 狀態(tài)較多 C.C. 在相同時間內(nèi)撞在相同面積上的分子數(shù)兩狀態(tài)一樣多 D.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 a、b b 兩個狀態(tài)壓強(qiáng)相等，而 a a 狀態(tài)溫度低，分子的平均動能小，平均每個分子對器壁的撞擊力小， 而壓強(qiáng)不變

11、，則相同時間內(nèi)撞在單位面積上的分子數(shù) a a 狀態(tài)一定較多， 故 A A、C C錯，B B 對；一定質(zhì)量的氣體、分子總數(shù)不變， V VbVVa，單位體 積的分子數(shù) a a狀態(tài)較多，故 D D 錯. 答案：B B 10.10.（20172017 年高考 課標(biāo)全國卷 I ）（）（多選）氧氣分子在 0 0 C和 100 100 C 溫度下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 變化分別如圖 5 5 中兩條曲線所示下列說法正確的是 ( )( ) 圖 5 5 A A.圖中兩條曲線下面積相等 B B .圖中虛線對應(yīng)于氧氣分子平均動能較小的情形 C.C. 圖中實(shí)線對應(yīng)于氧氣分子在 100 1

12、00 C時的情形 D.D. 圖中曲線給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目 E.E. 與 0 0 C時相比，100 100 C時氧氣分子速率出現(xiàn)在 0 0400 400 m/sm/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 A 正確；題圖中虛線占百分比較大的分子速率較小，所以對應(yīng)于 氧氣分子平均動能較小的情形，選項(xiàng) B B 正確；題圖中實(shí)線占百分比較 大的分子速率較大，分子平均動能較大，根據(jù)溫度是分子平均動能的 標(biāo)志，可知實(shí)線對應(yīng)于氧氣分子在 100 100 C時的

13、情形，選項(xiàng) C 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 D 錯誤；由分子速率分布圖可知，與 0 0 C時相比，100 100 C時氧氣 分子速率出現(xiàn)在 0 0400 400 m/sm/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 E 錯誤 答案： ABCABC 11.11. 如圖 6 6,橫坐標(biāo)v表示分子速率， 縱坐標(biāo) f(v)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 6 6 A

14、A .曲線 B B .曲線 C C.曲線 D D.曲線 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 D 12.12. 定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài) A A 經(jīng)狀態(tài) B B 變?yōu)闋顟B(tài) C,C,其中 A A-B B 過程為等壓變化，B B-C C 過程為等容變化.已知 VA = 0.3 m0.3 m3, TA = TC =300 K300 K、TB= 400 K.400 K. (1)(1) 求氣體在狀態(tài) B B 時的體積. (2)(2) 說明 B B-C C 過程壓強(qiáng)變化的微觀原因. 解：(1)(1)設(shè)氣體在 B B 狀態(tài)時的體積

15、為VB, 由蓋一呂薩克定律得，TrTrA=， 代入數(shù)據(jù)得VB = 0.4 m0.4 m3. . (2)(2)微觀原因：氣體體積不變，分子密集程度不變，溫度變小氣體 分子平均動能減小，導(dǎo)致氣體壓強(qiáng)減小. 13 13 .如圖 7 7 所示，水平放置的汽缸內(nèi)壁光滑，活塞厚度不計(jì)，在 A A、B B 兩處設(shè)有限制裝置，使活塞只能在 A A、B B 之間運(yùn)動，B B 左面汽缸 的容積為VO.A、B B 之間的容積為 0.1 0.1 VO,開始時活塞在 B B 處，缸內(nèi)氣 體的壓強(qiáng)為O.9pO.9p(p(po為大氣壓強(qiáng)) )，溫度為 297 297 K K，現(xiàn)緩慢加熱汽缸內(nèi) 氣體，直至 399.3 399

16、.3 K K.求： (1)(1)活塞剛離開 B B 處時的溫度TB； (2)(2)缸內(nèi)氣體最后的壓強(qiáng) p p; (3)(3) 在圖中畫出整個過程的 p p V V 圖線. 解：(1)(1)活塞剛離開 B B 處時，體積不變，封閉氣體的壓強(qiáng)為 P P2= p po, 由查理定律得：O2929po=T TB， 解得 TB= 330 330 K.K. 以封閉氣體為研究對象，活塞開始在 B B 處時，p pi = O.9pO.9po, V Vi = V Vo, T Ti = 297 K297 K;活塞最后在 A A 處時： V = 1.1V1.1Vo, T T3= 399.3 K399.3 K, pMTpMT3 O.9pO.9poV Vo x 399.3399.3 故 p3= V V3T T1 = 1.1V1.1VO x 297 297 = 1.1po. . 圖 8 8 (3)(3)如圖 8 8 所示，封閉氣體由狀態(tài) 1 1 保持體積不變，溫度升高，壓 強(qiáng)增大到 P P2 = p po達(dá)到狀態(tài) 2 2,再由狀態(tài) 2 2 先做等壓變化，溫度升高， 體積增大，當(dāng)體積增大到 1.1V1.1Vo后再等容升溫，使壓強(qiáng)達(dá)到 1.1p1.1po. . 由理想氣體狀態(tài)方程得 pMpM