2018_2019学年高中物理第八章气体第4节气体热现象的微观意义课后课时精练新人教版选修3_3.doc

第4节气体热现象的微观意义
[对点训练]
考点1 气体分子运动的特点
1.1859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( )
答案 D
解析分子的速率分布遵循“中间多两头少”的统计规律，即分子平均速率附近的分子最多，与平均速率差距越大的分子越少，所以选项D正确。

2.
对一定质量的气体，通过一定的方法得到了某一速率的分子数目N与速率v的两条关系图线，如图所示，下列说法正确的是( )
A.曲线Ⅰ对应的温度T1高于曲线Ⅱ对应的温度T2
B.曲线Ⅰ对应的温度T1可能等于曲线Ⅱ对应的温度T2
C.曲线Ⅰ对应的温度T1低于曲线Ⅱ对应的温度T2
D.无法判断两曲线对应的温度关系
答案 C
解析温度越高，分子的平均速率越大，从题图中可以看出Ⅱ的平均速率大，故Ⅱ的温度高，C项正确。

3.(多选)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中每个氦气分子的动能一定都大于y中每个氦气分子的动能
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
D.x中氦气分子的热运动一定比y中氦气分子的热运动激烈
答案ACD
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，但对于任一个氦气分子来说并不一定成立，故A项正确，B项错误；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，动能大的分子数一定多于温度较低时动能大的分子数，C项正确；温度越高，分子的无规则热运动越激烈，D项正确。

考点2 对气体压强的微观解释
4.密闭容器中气体的压强是( )
A.由于气体的重力产生的
B.由于分子间的相互作用力产生的
C.大量气体分子频繁碰撞器壁产生的
D.在失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁没有压强
答案 C
解析密闭容器中的气体由于自身重力产生的压强很小，可忽略不计。

其压强是由气体分子频繁碰撞器壁产生的，大小由气体的温度和分子数密度决定，A、B错误，C正确；失重时，气体分子仍具有分子动能，对密闭容器的器壁仍然有压强的作用，D错误。

5.(多选)下列说法中正确的是( )
A.一定质量的气体被压缩时，气体压强不一定增大
B.一定质量的气体温度不变，压强增大时，其体积必减小
C.气体压强是由气体分子间的斥力产生的
D.一定质量的气体，在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加
答案ABD
解析一定质量的气体压强由温度和体积共同决定，体积减小，温度变化不明确，故气体压强变化不明确，选项A正确；温度不变，压强增大，则体积必减小，选项B正确；气体的压强是由气体分子频繁地撞击器壁而产生的，选项C错误；温度降低，分子的平均动能减小，但气体体积变化不明确，所以压强变化不明确，故D正确。

6.
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
解析由题图可知一定质量的气体a、b两个状态，压强相等，而a状态温度低，分子的平均动能小，平均每个分子对器壁的撞击力小，而压强不变，则相同时间内撞在单位面积上的分子数a状态一定较多，故A、C错误，B正确；一定质量的气体，分子总数不变，V b>V a，单位体积的分子数a状态多，故D错误。

考点3 对气体实验定律的微观解释
7.(多选)汽缸内封闭着一定质量的理想气体，如果保持气体体积不变，当温度升高时( )
A.气体的分子数密度增大
B.气体的压强增大
C.气体分子的平均动能减小
D.每秒钟撞击器壁单位面积上的气体分子数增多
答案BD
解析一定质量的理想气体，体积不变，分子数密度一定，当温度升高时分子的平均动能变大，平均速率变大，每秒钟撞击器壁单位面积上的气体分子数增多，冲力增大，因而气体压强一定增大，故A、C错误，B、D正确。

8.(多选)对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是( )
A.温度升高，气体中每个分子的动能都增大
B.在任一温度下，气体分子的速率分布呈现“中间多，两头少”的分布规律
C.从微观角度看，气体的压强取决于气体分子的平均动能和分子的密集程度
D.温度不变时，气体的体积减小，压强一定增大
E.气体的压强由分子数密度、分子平均动能、重力共同来决定
答案 BCD
解析 温度升高时，分子平均动能增大，但每个分子的动能不一定增大，A 错误；气体分子的速率分布规律是“中间多，两头少”，B 正确；气体的压强由分子数密度和分子平均动能决定，与重力无关，C 正确、E 错误；温度不变，体积减小时，由玻意耳定律可知，压强一定增大，D 正确。

9.(多选)对于一定质量的理想气体，下列说法中正确的是( )
A.温度不变时，压强增大n 倍，单位体积内的分子数一定也增大n 倍
B.体积不变时，压强增大，气体分子热运动的平均速率也一定增大
C.压强不变时，若单位体积内的分子数增多，则气体分子热运动的平均速率一定减小
D.气体体积增大时，气体的内能可能增大
答案 ABCD
解析 对于一定质量的理想气体，其压强与单位体积内的分子数⎝ ⎛⎭
⎪⎫n ＝总分子数气体体积成正比，与气体分子热运动的平均速率(v 由温度决定)成正相关。

因此，根据气体实验定律，可知选项A 、B 、C 正确。

另外，一定质量的理想气体的内能由温度决定，气体的体积增大时，由pV T
＝恒量，知温度有可能增大，因此D 选项也正确。

[综合训练] 10.
用一导热的可自由滑动的轻隔板把一圆柱形容器分隔成A 、B 两部分，如图所示。

A 和B 中分别封闭有质量相等的氮气和氧气，均可视为理想气体，则可知两部分气体处于热平衡时( )
A.内能相等
B.分子的平均动能相等
C.分子的平均速率相等
D.分子数相等
答案 B
解析 两种理想气体的温度相同，所以分子的平均动能相同，而气体种类不同，其分子质量不同，所以分子的平均速率不同，故B 正确，C 错误。

两种气体的质量相同，而摩尔质量不同，所以分子数不同，故D 错误。

两种气体的分子平均动能相同，但分子个数不同，故内能也不相同，故A 错误。

11.(多选)如图所示，质量为m 的活塞将一定质量的气体封闭在汽缸内，活塞与汽缸壁之间无摩擦。

a 态是汽缸放在冰水混合物中气体达到的平衡状态，b 态是汽缸从容器中移出后，在室温(27 ℃)中达到的平衡状态。

气体从a 态变化到b 态的过程中大气压强保持不变。

若忽略气体分子之间的势能，下列说法中正确的是( )
A.与b 态相比，a 态的气体分子在单位时间内撞击活塞的个数较多
B.与a 态相比，b 态的气体对活塞的冲击力较大
C.a ，b 两态的气体对活塞的冲击力相等
D.从a 态到b 态，气体的内能增加，气体密度增加
答案 AC
解析 由分析活塞受力可知两状态的压强相等，由于T b >T a ，故a 状态分子碰撞的力较小，则单位时间内撞击的个数一定多，A 正确；由于压强不变，故气体对活塞的力是相同的，B 错误，C 正确；从a 态到b 态温度升高，内能增加，体积增大，气体密度减小，D 错误。

12.根据天文学家测量月球的半径为1738千米，月球表面的重力加速度约为地球表面
重力加速度的16。

月球在阳光照射下的温度可以达到127 ℃，而此时水蒸气分子的平均速率达2000 m/s ，试分析月球表面没有水的原因。

答案 见解析
解析 月球表面的第一宇宙速度
v 0＝ 16
gr ≈1685 m/s<2000 m/s。

所以水蒸气分子在月球表面做离心运动，因此月球表面无水。