高中物理人教版 (新课标)选修34 气体热现象的微观意义课时练习

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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
D．气体分子质量和气体分子的速度
答案：C
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。
2．(2011·济南高二检测)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
答案：B
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。
3．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．当体积不变而压强和温度变化时，N可能不变
答案：C
解析：气体的体积减小时，压强和温度是怎样变化的并不清楚，不能判断N是必定增加的，A错；同理，温度升高时，气体的体积和压强怎样变化也不清楚，无法判断N的变化，B错； 当压强不变而体积和温度变化时，存在两种变化的可能性：一是体积增大时，温度升高，分子的平均动能变大，即分子对器壁碰撞的力度增大，因压强不变，因此对器壁碰撞的频繁度降低，就是N减小。 二是体积减小时，温度降低，同理可推知N增大。选项C正确，D错误。故选C。
4.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( )
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
答案：B
解析：从p－V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，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。
5．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。
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．温度增加时，速率小的分子数减少了
答案：ACD
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。
6.试用气体分子热运动的观点解释：在炎热的夏天，打足了气的自行车轮胎在日光的曝晒下容易胀破。
答案：在日光曝晒下，胎内气体温度显著升高，气体分子热运动加剧，分子的平均动能增大，使气体压强进一步加大，这样气体的压强一旦超过轮胎的承受能力，轮胎便胀破。
能力提升
1．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A．甲容器中气体的温度高于乙容器中气体的温度
B．甲容器中气体的温度低于乙容器中气体的温度
C．甲容器中气体分子的平均动能小于乙容器中气体分子的平均动能
D．甲容器中气体分子的平均动能大于乙容器中气体分子的平均动能
答案：BC
解析：甲乙两种气体分子密集程度相同，但压强p甲2．关于地面附近的大气压强，甲说：“这个压强就是地面每平方米面积的上方整个大气柱的压力，它等于该气柱的重力。”乙说：“这个压强是由地面附近那些做无规则运动的空气分子对每平方米地面的碰撞造成的。”丙说：“这个压强既与地面上方单位体积内气体分子数有关，又与地面附近的温度有关。”你认为( )
A．只有甲的说法正确 B．只有乙的说法正确
C．只有丙的说法正确 D．三种说法都有道理
答案：A
解析：容器内气体压强，是由器壁单位面积上受到大量气体分子的频繁碰撞而产生的持续、均匀的压力引起的，它既与单位体积内气体分子数有关，又与环境温度有关；而地面附近的大气压强是地面每平方米面积的上方整个大气柱的重力引起的。
点评：本题是考查大气压产生的原因与容器内气体压强产生原因的区别。不要将大气压与容器内气体的压强混为一谈。
3.如图所示，一定质量的某种气体的等压线，等压线上的a、b两个状态比较，下列说法正确的是( )
A．在相同时间内撞在单位面积上的分子数b状态较多
B．在相同时间内撞在单位面积上的分子数a状态较多
C．在相同时间内撞在相同面积上的分子数两状态一样多
D．单位体积的分子数两状态一样多
答案：B
4．下图是氧气分子在不同温度(0℃和100℃)下的速率分布，由图可得信息( )
A．同一温度下，氧气分子呈现出“中间多，两头少”的分布规律
B．随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增大
C．随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例高
D．随着温度的升高，氧气分子的平均速率变小
答案：A
解析：温度升高，分子的平均动能增大，质量不变，分子的平均速率增大，每个分子的速率不一定增大，A正确，B、C、D错误。
5.如图所示，两个完全相同的圆柱形密闭容器，甲中装有与容器容积等体积的水，乙中充满空气。试问：
(1)两容器各侧壁压强的大小及压强的大小决定于哪些因素(容器容积恒定)?
(2)若让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？
解析：(1)对甲容器，上壁的压强为零，底面的压强最大，其数值为p＝ρgh(h为上、下底面间的距离)。侧壁的压强自上而下，由小变大，其数值大小与侧壁上各点距水面的竖直距离x的关系是p＝ρgx。对乙容器，器壁上各处的压强数值都相等，其大小决定于气体的密度和温度。
(2)甲容器做自由落体运动时，器壁各处的压强为零。乙容器做自由落体运动时，容器上各处的压强不发生变化。
点评：千万不要把液体和气体压强混淆，要从产生原因上加以区别。
6．(2012·青岛模拟)一定质量的理想气体由状态A经状态B变成状态C，其中A→B过程为等压变化，B→C过程为等容变化。已知VA＝0.3m3，TA＝TC＝300K，TB＝400K。
(1)求气体在状态B时的体积。
(2)说明B→C过程压强变化的微观原因。
答案： (1)0.4m3 (2)见解析
解析：(1)A→B由气体定律，eq \f(VA,TA)＝eq \f(VB,TB)知
VB＝eq \f(TB,TA)VA＝eq \f( 400,300)×0.3m2＝0.4m3
(2)B→C气体体积不变，分子数密度不变 ，温度降低，分子平均动能减小，压强减小。
按速率大小划分区间(m/s)
各速率区间的分子数占分子总数的百分率
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
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