高中物理人教版选修3-3假期作业：第8章-4+气体热现象的微观意义+Word版含解析

4气体热现象的微观意义
1．(多选)(·沧州高二检测)大量气体分子运动的特点是(　　)
A．分子除相互碰撞或跟容器壁碰撞外，可在空间里自由移动
B．分子的频繁碰撞致使它做杂乱无章的热运动
C．分子沿各方向运动的机会相等
D．分子的速率分布毫无规律
【解析】　因气体分子间距离较大，分子力弱到可以忽略，分子除碰撞外不考虑其他作用，故可在空间自由移动，A正确；分子间频繁的碰撞使分子的运动杂乱无章，且向各方向运动的机会均等，B、C正确；气体分子速率按“中间多，两头少”规律分布，D错误．
【答案】　ABC
2．(·济宁高二检测)对于一定质量的理想气体，下列四项论述中正确的是 (　　)
A．当分子热运动变剧烈时，压强必变大
B．当分子热运动变剧烈时，压强可能不变
C．当分子间的平均距离变大时，压强必变小
D．当分子间的平均距离变大时，压强必变大
【解析】　分子的热运动变剧烈，表明气体温度升高，分子平均动能增大，但如果分子的密集程度减小，则压强有可能不变，也可能减小，故A错误，B正确；分子间的平均距离变大，说明体积变大，分子的密集程度减小，但如果温度也变化，则压强有可能减小，有可能增大，也有可能不变，故C、D错误．
【答案】　B
3．(·福建高考)如图，横坐标v表示分子速率，纵坐标f(v)表示各等间隔速率区间的分子数占总分子数的百分比．图中曲线能正确表示某一温度下气体分子麦克斯韦速率分布规律的是________．
图8-4-8
A．曲线①　　　　　　　 B．曲线②
C．曲线③ D．曲线④
【解析】　根据麦克斯韦气体分子速率分布规律可知，中等速率范围内分子数量最大，速率过大或过小的数量较少，曲线向两侧逐渐减少，曲线④符合题意．选项D正确．
【答案】　D
4．(·长春检测)关于一定质量的气体，下列叙述中正确的是(　　)
A．如果体积减小，气体分子在单位时间内对器壁单位面积的碰撞次数一定增多
B．如果压强增大，气体分子在单位时间内对器壁单位面积的碰撞次数一定增多
C．如果温度升高，气体分子在单位时间内对器壁单位面积的碰撞次数一定增多
D．如果分子密度增大，气体分子在单位时间内对器壁单位面积的碰撞次数一定增多
【解析】　气体分子在单位时间内对器壁单位面积的碰撞次数，是由单位体积内的分子数和分子的平均速率共同决定的．选项A和D都是单位体积内的分子数增大，但分子的平均速率如何变化却不知道；选项C由温度升高可知分子的平均速率增大，但单位体积内的分子数如何变化未知，所以选项A、C、D错误．气体分子在单位时间内对器壁单位面积的碰撞次数正是气体压强的微观表现，所以选项B是正确的．
【答案】　B
5．(多选)对于一定质量的气体，当它的压强和体积发生变化时，以下说法正确的是(　　)
A．压强和体积都增大时，其分子平均动能不可能不变
B．压强和体积都增大时，其分子平均动能有可能减小
C．压强增大，体积减小时，其分子平均动能一定不变
D．压强减小，体积增大时，其分子平均动能可能增大
【解析】　质量一定的气体，分子总数不变，体积增大，单位体积内的分子数减小；体积减小，单位体积内的分子数增大，根据气体压强与单位体积内分子数和分子的平均动能这两个因素的关系，可判断A、D正确；B、C错误．
【答案】　AD
6．(·海口高二检测)如图8-4-9所示，是描述一定质量的某种气体的状态变化的V－T图线，对图线上的a、b两个状态比较，下列说法不正确的是(　　)
图8-4-9
A．从a到b的状态变化过程是等压变化
B．a状态的压强、体积、温度均比b状态要小
C．a状态比b状态分子平均动能要小
D．在相同时间内撞到器壁单位面积上的分子数a比b多
【解析】　由V－T图线过原点可知，a→b是等压变化过程，A对，B错；Ta＜Tb可知，a状态平均动能较小，C对；a状态虽然平均动能小，但和b状态压强一样大，说明a状态单位时间内撞到器壁单位面积上分子数多，D对．
【答案】　B
7．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
【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.
【答案】　C
8．(·岳阳高二检测)有一空的薄金属筒开口向下静止于恒温透明液体中，筒中液面与A点齐平．现缓慢将其压到更深处，筒中液面与B点齐平，此时筒中气体长度减为原来的.若测得A点压强为1.2×105 Pa.不计气体分子间相互作用，且筒内气体无泄漏．
图8-4-10
(1)求液体中B点的压强．
(2)从微观上解释气体压强变化的原因．
【解析】　(1)由题意知气体做等温变化则有pAV＝pBV
代入数据得pB＝1.8×105 Pa.
(2)在缓慢下压过程中，温度不变，气体分子的平均动能不变；但单位体积内的气体分子数增多，单位时间内气体分子碰撞器壁的次数增多，气体的压强变大．
【答案】　(1)1.8×105 Pa　(2)见解析
[超越自我·提升练]
9．如图所示，一定质量的理想气体由状态A沿平行于纵轴的直线变化到状态B，则它的状态变化过程是(　　)
图8-4-11
A．气体的温度不变
B．气体的内能增加
C．气体分子的平均速率减小
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
【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，由A到B是压强增大温度升高，故A错误；气体的温度升高，内能增加，故B对；气体的温度升高，分子平均速率增加，故C错误；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的碰撞次数增加 ，故D错误．
【答案】　B
10．如图所示，绝热隔板K把绝热汽缸分隔成两部分，K与汽缸的接触是光滑的，隔板K用销钉固定，两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种理想气体a、b，a的体积大于b的体积．现拔去销钉(不漏气)，当a、b各自达到新的平衡时(　　)
图8-4-12
A．a的体积小于b的体积
B．a的体积等于b的体积
C．在相同时间内两边与隔板碰撞的分子数相同
D．a的温度比b的温度高
【解析】　由于两部分气体是相同质量、相同温度的同种气体，所以两部分气体的值是相等的，由于a的体积大一些，压强就小一些，拔去销钉后．a的体积会减小，温度升高，压强增大，再次平衡后压强相等，但由于a的温度高一些，a的体积还是大一些，A、B错，D正确；由于压强相等，a的温度高，分子平均动能大，相同时间内碰撞的次数要少，C错．
【答案】　D
11．(·江苏高考)密闭在钢瓶中的理想气体，温度升高时压强增大，从分子动理论的角度分析，这是由于分子热运动的________增大了．该气体在温度T1、T2时的分子速率分布图象如图8-4-13所示，则T1________(填“大于”或“小于”)T2
图8-4-13
【解析】　温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子热运动的平均动能增大，气体温度升高时气体分子的平均速率增大，分子速率分布曲线的峰值向速率大的一方移动，可知T1＜T2.
【答案】　平均动能　小于
12．(·青岛检测)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由气体实验定律，＝知
VB＝VA＝×0.3 m3＝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