【精品教与学】2014-2015学年高中物理（人教版）选修3-3作业：第8章《气体》4（解析与答案）
文档属性
| 名称 | 【精品教与学】2014-2015学年高中物理（人教版）选修3-3作业：第8章《气体》4（解析与答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 27.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2015-01-19 06:56:41 | ||
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文档简介
双基限时练(九) 气体热现象的微观意义
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
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 A
2．气体的压强是由于气体分子的下列哪种原因造成的( )
A．气体分子间的作用力
B．对器壁的碰撞力
C．对器壁的排斥力
D．对器壁的万有引力
答案 B
3．(多选题)关于理想气体的温度和分子平均速率、内能之间的关系，下列说法正确的是( )
A．温度升高，气体分子的平均速率增大
B．温度相同时，气体分子的平均速率都相同
C．温度相同时，气体分子的平均动能相同
D．温度相同时，各种气体的内能相同
解析 温度升高，分子平均速率增大，A选项正确；温度相同分子平均动能相同，B选项错误，C选项正确；气体的内能与温度和物质的量有关，故D选项错误．
答案 AC
4．一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，将气体的温度由－13 ℃升高到50 ℃，则保持不变的是( )
A．压强 B．分子平均速率
C．分子平均动能 D．气体的密度
解析 气体体积不变，质量不变，故当温度变化时，气体密度保持不变，故D选项正确．
答案 D
5．(多选题)关于气体分子运动的特点，下列说法正确的是( )
A．气体分子之所以能充满空间，是因为气体分子间相互作用的引力和斥力十分微弱，气体分子可以在空间自由运动
B．每个气体分子的速率都相等
C．每个气体分子的速率都不等，速率很大和速率很小的分子数目很多
D．气体分子速率很大和速率很小的分子数目都很小
答案 AD
6．(多选题)注射器中封闭着一定质量的气体，现在缓慢压下活塞，下列物理量发生变化的是( )
A．气体压强 B．分子平均速率
C．分子密度 D．气体密度
解析 缓慢下压活塞的过程中温度保持不变，分子平均速率不变，故B选项错误．
答案 ACD
7．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 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
8．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
气温/ ℃
1.4
3.9
10.7
19.6
26.7
30.2
30.8
平均大气
压/105 Pa
1.021
1.019
1.014
1.008
1.003
0.998
0.996
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
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
9．一定质量的理想气体由状态A经过如图所示过程变到状态B，在此过程中气体的分子密度( )
A．一直变小 B．一直变大
C．先变小后变大 D．先变大后变小
解析 由图可知，气体由A状态变化到B状态，气体的体积增大，分子密度不断减小，故A选项正确．
答案 A
10．(多选题)如图所示，一定质量的理想气体，从状态A经绝热过程A→B，等容过程B→C，等温过程C→A，又回到了状态A，则( )
A. A→B过程气体降温
B. B→C过程气体吸热
C. C→A过程气体放热
D．全部过程气体做功为零
解析 A→B过程气体绝热膨胀，气体对外界做功，其对应的内能必定减小，即气体温度降低，选项A正确．B→C过程气体等容升压，由p/T＝恒量可知，气体温度升高，其对应内能增加，因做功W＝0，故该过程必定从外界吸热，即选项B正确．C→A过程气体等温压缩，故内能变化为零，但外界对气体做功，因此该过程中气体放热，选项C正确．A→B过程气体对外做功，其数值等于AB线与横轴包围的面积．B→C过程气体不做功．C→A过程外界对气体做功，其数值等于CA线与横轴包围的面积，显然全过程对气体做的净功为ABC封闭曲线包围的面积，选项D不正确．由以上分析易知A、B、C选项正确．
答案 ABC
11．如下图所示，两个完全相同的圆柱形密闭容器，①中恰好装满水，②中充满空气，(容器容积恒定)
则下列说法正确的是( )
A．两容器中器壁的压强都是由分子撞击器壁而产生的
B．两容器中器壁的压强都是由所装物质的重力而产生的
C．①容器中pA>pB，②容器中pC＝pD
D．当温度升高时，pA、pB变大，pC、pD也变大
解析 对①容器压强产生的原因是由于液体受到重力作用；而②容器中压强产生的原因，是分子对器壁撞击而产生的，故A、B选项错误；液体压强p＝ρgh，可知pA>pB，而密闭容器中气体压强处处相等，与位置无关，pC＝pD，故C选项正确，当温度升高时，pA、pB不变，而pC、pD增大，故D选项错误．
答案 C
12．(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
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 ACD
13．一定质量的某种理想气体，当它的压强变为原来的3倍，体积减小为原来的一半时，其热力学温度变为原来的多少？试从压强和温度的微观意义进行说明．
解析 设原来气体的压强为p0，体积为V0，热力学温度为T0.则末状态时的压强变为3p0，体积变为V0，根据理想气体状态方程可得：
＝.
解得T＝T0＝T0.
下面从气体的压强和温度的微观意义对上述结果进行说明．从微观角度看，气体压强的大小跟两个因素有关：一个是气体分子的平均动能，一个是气体分子的密集程度．当体积减小为原来的一半时，气体分子的密集程度变为原来的两倍，这时气体的压强相应地变为原来的两倍，但还不能满足题意(题目要求，压强变为原来的3倍)，这时，只能要求从另外一个因素考虑，即增加气体分子的平均动能．而气体分子的平均动能是由温度来决定的，即应增加温度，根据计算，气体的热力学温度应变为原来的1.5倍，这时压强便在两个因素(体积减小——分子密集程度增大，温度升高——分子平均动能变大)的共同作用下变为原来的3倍．
答案 见解析
14．一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.
(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，＝知
VB＝VA＝×0.3 m2＝0.4 m3
(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．
答案 (1)0.4 m3 (2)见解析
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
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 A
2．气体的压强是由于气体分子的下列哪种原因造成的( )
A．气体分子间的作用力
B．对器壁的碰撞力
C．对器壁的排斥力
D．对器壁的万有引力
答案 B
3．(多选题)关于理想气体的温度和分子平均速率、内能之间的关系，下列说法正确的是( )
A．温度升高，气体分子的平均速率增大
B．温度相同时，气体分子的平均速率都相同
C．温度相同时，气体分子的平均动能相同
D．温度相同时，各种气体的内能相同
解析 温度升高，分子平均速率增大，A选项正确；温度相同分子平均动能相同，B选项错误，C选项正确；气体的内能与温度和物质的量有关，故D选项错误．
答案 AC
4．一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，将气体的温度由－13 ℃升高到50 ℃，则保持不变的是( )
A．压强 B．分子平均速率
C．分子平均动能 D．气体的密度
解析 气体体积不变，质量不变，故当温度变化时，气体密度保持不变，故D选项正确．
答案 D
5．(多选题)关于气体分子运动的特点，下列说法正确的是( )
A．气体分子之所以能充满空间，是因为气体分子间相互作用的引力和斥力十分微弱，气体分子可以在空间自由运动
B．每个气体分子的速率都相等
C．每个气体分子的速率都不等，速率很大和速率很小的分子数目很多
D．气体分子速率很大和速率很小的分子数目都很小
答案 AD
6．(多选题)注射器中封闭着一定质量的气体，现在缓慢压下活塞，下列物理量发生变化的是( )
A．气体压强 B．分子平均速率
C．分子密度 D．气体密度
解析 缓慢下压活塞的过程中温度保持不变，分子平均速率不变，故B选项错误．
答案 ACD
7．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 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
8．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
气温/ ℃
1.4
3.9
10.7
19.6
26.7
30.2
30.8
平均大气
压/105 Pa
1.021
1.019
1.014
1.008
1.003
0.998
0.996
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
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
9．一定质量的理想气体由状态A经过如图所示过程变到状态B，在此过程中气体的分子密度( )
A．一直变小 B．一直变大
C．先变小后变大 D．先变大后变小
解析 由图可知，气体由A状态变化到B状态，气体的体积增大，分子密度不断减小，故A选项正确．
答案 A
10．(多选题)如图所示，一定质量的理想气体，从状态A经绝热过程A→B，等容过程B→C，等温过程C→A，又回到了状态A，则( )
A. A→B过程气体降温
B. B→C过程气体吸热
C. C→A过程气体放热
D．全部过程气体做功为零
解析 A→B过程气体绝热膨胀，气体对外界做功，其对应的内能必定减小，即气体温度降低，选项A正确．B→C过程气体等容升压，由p/T＝恒量可知，气体温度升高，其对应内能增加，因做功W＝0，故该过程必定从外界吸热，即选项B正确．C→A过程气体等温压缩，故内能变化为零，但外界对气体做功，因此该过程中气体放热，选项C正确．A→B过程气体对外做功，其数值等于AB线与横轴包围的面积．B→C过程气体不做功．C→A过程外界对气体做功，其数值等于CA线与横轴包围的面积，显然全过程对气体做的净功为ABC封闭曲线包围的面积，选项D不正确．由以上分析易知A、B、C选项正确．
答案 ABC
11．如下图所示，两个完全相同的圆柱形密闭容器，①中恰好装满水，②中充满空气，(容器容积恒定)
则下列说法正确的是( )
A．两容器中器壁的压强都是由分子撞击器壁而产生的
B．两容器中器壁的压强都是由所装物质的重力而产生的
C．①容器中pA>pB，②容器中pC＝pD
D．当温度升高时，pA、pB变大，pC、pD也变大
解析 对①容器压强产生的原因是由于液体受到重力作用；而②容器中压强产生的原因，是分子对器壁撞击而产生的，故A、B选项错误；液体压强p＝ρgh，可知pA>pB，而密闭容器中气体压强处处相等，与位置无关，pC＝pD，故C选项正确，当温度升高时，pA、pB不变，而pC、pD增大，故D选项错误．
答案 C
12．(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
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 ACD
13．一定质量的某种理想气体，当它的压强变为原来的3倍，体积减小为原来的一半时，其热力学温度变为原来的多少？试从压强和温度的微观意义进行说明．
解析 设原来气体的压强为p0，体积为V0，热力学温度为T0.则末状态时的压强变为3p0，体积变为V0，根据理想气体状态方程可得：
＝.
解得T＝T0＝T0.
下面从气体的压强和温度的微观意义对上述结果进行说明．从微观角度看，气体压强的大小跟两个因素有关：一个是气体分子的平均动能，一个是气体分子的密集程度．当体积减小为原来的一半时，气体分子的密集程度变为原来的两倍，这时气体的压强相应地变为原来的两倍，但还不能满足题意(题目要求，压强变为原来的3倍)，这时，只能要求从另外一个因素考虑，即增加气体分子的平均动能．而气体分子的平均动能是由温度来决定的，即应增加温度，根据计算，气体的热力学温度应变为原来的1.5倍，这时压强便在两个因素(体积减小——分子密集程度增大，温度升高——分子平均动能变大)的共同作用下变为原来的3倍．
答案 见解析
14．一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.
(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，＝知
VB＝VA＝×0.3 m2＝0.4 m3
(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．
答案 (1)0.4 m3 (2)见解析