2017年春高中物理第8章气体11气体热现象的微观意义习题课件新人教版选修3_3
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(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．(8 分)
答案：见解析
13．(16 分)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＝0.3 m3，TA＝TC＝300 K，TB＝400 K.
D．x 中氦分子的热运动一定比 y 中氦分子的热运动剧烈
解析：分子的平均动能取决于温度，温度越高，分子的平均 动能越大，故 A 项正确；但对于任一个氦分子来说并不一定成 立，故 B 项错；分子的动能也应遵从统计规律：即“中间多、 两头少”，温度较高时容器中动能大的分子数一定多于温度较低 时容器中动能大的分子数，C 项正确；温度越高，分子的无规则 热运动越剧烈，D 项正确．
答案：A
2．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 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
3．关于密闭容器中气体的压强，下列说法正确的是( ) A．是由于气体分子相互作用产生的 B．是由于气体分子碰撞容器壁产生的 C．是由于气体的重力产生的 D．气体温度越高，压强就一定越大
解析：现设法使其温度降低而压强升高，由理想气体状态方 程pTV＝C 可知，体积一定减小，A 错，B、C 正确；个别分子有 偶然性，D 错误．
答案：BC
5．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：ACD
二、非选择题(本题有 3 小题，共 40 分) 11．(10 分)下图是氧分子在不同温度(0 ℃和 100 ℃)下的速 率分布规律图，由图可得出哪些结论？(至少答出两条)
解析：①一定温度下，氧气分子的速率呈现出“中间多，两 头少”的分布规律；②温度越高，氧气分子热运动的平均速率越 大(或温度越高，氧气分子运动越剧烈)．(10 分)
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．
解析：气体的压强是由容器内的大量分子撞击器壁产生的， A、C 错，B 正确．气体的压强受温度、体积影响，温度升高， 若体积变大，压强不一定增大，D 错．
答案：B
4．(多选题)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：见解析．
12．(14 分)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．(6 分)
解析：由表中数据知，7 月份与 1 月份相比，温度升高，压 强减小，温度升高使气体分子热运动更加剧烈，空气分子与地面 撞击一次对地面的冲击力增大，而压强减小，单位时间内空气分 子对单位面积地面的冲击力减小．所以单位时间内空气分子对单 位面积地面的撞击次数减少了，因而只有 D 项正确．
答案：D
8．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( )
答案：B
7．下面的表格是某地区 1～7 月份气温与气压的对照表：
月份/月 1 2 3 4 5 6 7
平均最高 1.4 3.9 10.7 19.6 26.7 30.2 30.8
气温/ ℃
平均大气 1.021 1.019 1.014 1.008 1.003 0.998 0.996
压/105 Pa
7 月份与 1 月份相比较，正确的是( ) A．空气分子无规则热运动的情况几乎不变 B．空气分子无规则热运动减弱了 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单位面积地面撞击次数减少了
点评：本题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．
答案：A
9．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： (1)0.4 m3 (2)见解析
答案：B
10．(多选题)x、y 两容器中装有相同质量的氦气，已知 x 容 器中氦气的温度高于 y 容器中氦气的温度，但压强却低于 y 容器 中氦气的压强．由此可知( )
A．x 中氦气分子的平均动能一定大于 y 中氦气分子的平均 动能
B．x 中每个氦分子的动能一定都大于 y 中每个氦分子的动 能
C．x 中动能大的氦气分子数一定多于 y 中动能大的氦气分 子数
(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．
解析：(1)A→B 由气体定律，VTAA＝VTBB(4 分)知 VB＝TTBAVA＝430000×0.3 m2＝0.4 m3(6 分) (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．(6 分)
解析：气体分子的运动与温度有关，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 对，B 错．由 于分子运动是无规则的，而且牛顿运动定律是物体运动宏观定 律，故不能用它来求微观的分子运动速率，C 错．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．
答案：C
6．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：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，故选项 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，故选项 B 对．气体的温度升高，分子平均 速率增大，故选项 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，故选项 D 错误．
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．甲、乙、丙三种说法都有道理
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．
第八章
气体
课时作业(11) 气体热现象的微观意义
①能用气体分子动理论解释气体 压强的微观意义，并能知道气体的 作业 压强、温度、体积与所对应的微观 物理量间的相关联系；②能用气体 目标 分子动理论解释三个气体实验定 律．
作业 限时：40 分钟 满分：100 分
设计
一、选择题(本题有 10 小题，每小题 6 分，共 60 分) 1．下列关于气体分子运动的特点，正确的说法是( ) 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：见解析
13．(16 分)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＝0.3 m3，TA＝TC＝300 K，TB＝400 K.
D．x 中氦分子的热运动一定比 y 中氦分子的热运动剧烈
解析：分子的平均动能取决于温度，温度越高，分子的平均 动能越大，故 A 项正确；但对于任一个氦分子来说并不一定成 立，故 B 项错；分子的动能也应遵从统计规律：即“中间多、 两头少”，温度较高时容器中动能大的分子数一定多于温度较低 时容器中动能大的分子数，C 项正确；温度越高，分子的无规则 热运动越剧烈，D 项正确．
答案：A
2．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 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
3．关于密闭容器中气体的压强，下列说法正确的是( ) A．是由于气体分子相互作用产生的 B．是由于气体分子碰撞容器壁产生的 C．是由于气体的重力产生的 D．气体温度越高，压强就一定越大
解析：现设法使其温度降低而压强升高，由理想气体状态方 程pTV＝C 可知，体积一定减小，A 错，B、C 正确；个别分子有 偶然性，D 错误．
答案：BC
5．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：ACD
二、非选择题(本题有 3 小题，共 40 分) 11．(10 分)下图是氧分子在不同温度(0 ℃和 100 ℃)下的速 率分布规律图，由图可得出哪些结论？(至少答出两条)
解析：①一定温度下，氧气分子的速率呈现出“中间多，两 头少”的分布规律；②温度越高，氧气分子热运动的平均速率越 大(或温度越高，氧气分子运动越剧烈)．(10 分)
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．
解析：气体的压强是由容器内的大量分子撞击器壁产生的， A、C 错，B 正确．气体的压强受温度、体积影响，温度升高， 若体积变大，压强不一定增大，D 错．
答案：B
4．(多选题)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：见解析．
12．(14 分)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．(6 分)
解析：由表中数据知，7 月份与 1 月份相比，温度升高，压 强减小，温度升高使气体分子热运动更加剧烈，空气分子与地面 撞击一次对地面的冲击力增大，而压强减小，单位时间内空气分 子对单位面积地面的冲击力减小．所以单位时间内空气分子对单 位面积地面的撞击次数减少了，因而只有 D 项正确．
答案：D
8．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( )
答案：B
7．下面的表格是某地区 1～7 月份气温与气压的对照表：
月份/月 1 2 3 4 5 6 7
平均最高 1.4 3.9 10.7 19.6 26.7 30.2 30.8
气温/ ℃
平均大气 1.021 1.019 1.014 1.008 1.003 0.998 0.996
压/105 Pa
7 月份与 1 月份相比较，正确的是( ) A．空气分子无规则热运动的情况几乎不变 B．空气分子无规则热运动减弱了 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单位面积地面撞击次数减少了
点评：本题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．
答案：A
9．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： (1)0.4 m3 (2)见解析
答案：B
10．(多选题)x、y 两容器中装有相同质量的氦气，已知 x 容 器中氦气的温度高于 y 容器中氦气的温度，但压强却低于 y 容器 中氦气的压强．由此可知( )
A．x 中氦气分子的平均动能一定大于 y 中氦气分子的平均 动能
B．x 中每个氦分子的动能一定都大于 y 中每个氦分子的动 能
C．x 中动能大的氦气分子数一定多于 y 中动能大的氦气分 子数
(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．
解析：(1)A→B 由气体定律，VTAA＝VTBB(4 分)知 VB＝TTBAVA＝430000×0.3 m2＝0.4 m3(6 分) (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．(6 分)
解析：气体分子的运动与温度有关，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 对，B 错．由 于分子运动是无规则的，而且牛顿运动定律是物体运动宏观定 律，故不能用它来求微观的分子运动速率，C 错．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．
答案：C
6．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：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，故选项 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，故选项 B 对．气体的温度升高，分子平均 速率增大，故选项 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，故选项 D 错误．
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．甲、乙、丙三种说法都有道理
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．
第八章
气体
课时作业(11) 气体热现象的微观意义
①能用气体分子动理论解释气体 压强的微观意义，并能知道气体的 作业 压强、温度、体积与所对应的微观 物理量间的相关联系；②能用气体 目标 分子动理论解释三个气体实验定 律．
作业 限时：40 分钟 满分：100 分
设计
一、选择题(本题有 10 小题，每小题 6 分，共 60 分) 1．下列关于气体分子运动的特点，正确的说法是( ) 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