第八章 第4节 气体热现象的微观意义
练能力、课后提升
一、选择题
1．伽尔顿板可以演示统计规律．如图，让大量小球从上方漏斗形入口落下，最终小球都落在槽内．重复多次实验后发现( )
A．某个小球落在哪个槽是有规律的
B．大量小球在槽内的分布是无规律的
C．大量小球落入槽内后均匀分布在各槽中
D．越接近漏斗形入口处的槽内，小球聚集越多
解析：选D 根据统计规律可知，某个小球落在哪个槽是无规律的，选项A错误；大量小球在槽内的分布是有规律的，离入口越近的地方小球分布越多，选项B错误；大量小球落入槽内后不能均匀分布在各槽中，而是越接近漏斗形入口处的槽内，小球聚集越多，选项C错误，D正确．
2．(多选)(2019·西宁二中期中考试)关于气体分子，下列说法正确的是( )
A．由于气体分子间的距离很大，气体分子在任何情况下都可以视为质点
B．气体分子除了碰撞以外，可以自由地运动
C．气体分子之间存在相互斥力，所以气体对容器壁有压强
D．在常温常压下，气体分子间的相互作用力可以忽略
解析：选BD 通常情况下，气体分子间的距离较大，相互作用力可以忽略，气体分子能否视为质点应视问题而定，A错误，D正确；气体分子间除相互碰撞及与器壁的碰撞外，通常认为不受力的作用，可自由移动，B正确；气体对器壁的压强是由大量分子碰撞器壁产生的，C错误．
3．下列关于气体分子运动的特点，说法正确的是( )
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：选A 气体分子的运动速率与温度有关，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正确，B错误；分子运动无规则，而牛顿运动定律是宏观定律，不能用它求得微观分子的运动速率，C错误；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错误．
4．下列说法正确的是( )
A．密闭容器中气体的压强是由重力产生的
B．密闭容器中气体的压强是由分子间的相互作用力产生的
C．密闭容器中气体的压强是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
解析：选C 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，气体的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密集程度决定，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，故C选项正确．
5．物质的宏观性质往往是大量微观粒子运动的集体表现．下面对气体温度和压强的微观解释，正确的是( )
A．气体的温度升高，气体的每一个分子运动速率都会变快
B．气体的温度升高，运动速率大的分子所占比例会增多
C．气体的压强变大，气体分子的平均动能一定变大
D．气体的压强变大，气体分子的密集程度一定变大
解析：选B 温度是分子热运动平均动能的标志，气体的温度升高，分子热运动的平均动能增加，平均速率增加，但不是每个分子速率均增加，A选项错误；气体的温度升高，运动速率大的分子所占比例会增多，B选项正确；气体压强从微观角度看取决于分子数密度和分子热运动的平均动能，故气体的压强变大，可能是气体分子的平均动能变大，也可能是气体分子的密集程度变大，C、D选项错误．
6.(多选)一定质量的理想气体，从状态A变化到状态B，反映这一状态变化的p-T图线如图所示，下列说法中正确的是( )
A．气体的温度一定升高
B．气体的体积一定变大
C．气体的分子数密度一定增大
D．气体分子的平均动能一定增大
解析：选ABD 由p-T图象可直接读出从状态A到状态B过程中压强与温度的变化，而温度是分子平均动能大小的标志，故A、D正确；在p-T图象中过原点的倾斜直线为等容线，斜率越小，表示体积越大，体积越大，气体分子数密度就越小，故B正确，C错误．
7．(多选)气体的分子都在做无规则的运动，但大量分子的速率分布却有一定的规律性，如图所示，下列说法正确的是( )
A．在一定温度下，大多数分子的速率都接近某个数值，其余少数分子的速率都小于该数值
B．高温状态下每个分子的速率大于低温状态下所有分子的速率
C．高温状态下分子速率大的分布范围相对较大
D．高温状态下大多数分子对应的速率大于低温状态下大多数分子对应的速率
解析：选CD 由不同温度下的分子速率分布曲线可知，在一定温度下，大多数分子的速率都接近某个数值，但不是说其余少数分子的速率都小于该数值，有个别分子的速率会更大，A错误；高温状态下大部分分子的速率大于低温状态下大部分分子的速率，不是所有，B错误，D正确；温度是分子平均动能的标志，温度高则分子速率大的占多数，即高温状态下分子速率大的分布范围相对较大，C正确．
8．(多选)容积不变的容器内封闭着一定质量的理想气体，当温度升高时 ( )
A．每个气体分子的速率都增大
B．单位时间内气体分子撞击单位面积器壁的次数增多
C．气体分子对器壁的撞击在单位面积上每秒钟内的个数增多
D．气体分子在单位时间内，作用于单位面积器壁的总冲量增大
解析：选BCD 气体温度升高时，分子的热运动加剧，这是大量分子热运动的集体表现，而对单个的分子而言，它的速率未必增大，故选项A错误；理想气体的温度升高，体积不变，分子的无规则热运动加剧，使分子每秒钟与单位面积器壁的碰撞次数增多，因分子平均动能增大，分子每次碰撞对器壁的冲量也增大，因而气体分子在单位时间内，作用于单位面积器壁的总冲量也增大，故选项B、C、D正确．
9．(多选)一定质量的气体，在温度不变的情况下，体积增大、压强减小，体积减小、压强增大的原因是( )
A．体积增大后，气体分子的速率变小了
B．体积减小后，气体分子的速率变大了
C．体积增大后，单位体积的分子数变少了
D．体积减小后，单位时间内撞击到单位面积上的分子数变多了
解析：选CD 温度不变，因此分子平均速率不变，体积增大后，单位体积的分子数变少，单位时间内器壁单位面积上所受的分子平均撞击力减小，气体压强减小；体积减小时，正好相反，即压强增大，C、D正确，A、B错误．
10．(多选)下面关于气体压强的说法正确的是( )
A．气体对器壁产生的压强是由于大量气体分子的重力产生的
B．气体对器壁产生的压强等于作用在器壁单位面积上的平均作用力
C．从微观角度看，气体压强的大小跟气体分子的平均动能和分子的密集程度有关
D．从宏观角度看，气体的压强大小跟气体的温度和体积有关
解析：选BCD 由于大量的气体分子频繁的持续的碰撞器壁而对器壁产生了持续的压力，单位时间内作用在器壁单位面积上的平均作用力就是气体对器壁产生的压强，A选项错误，B选项正确；压强大小可以从微观和宏观两个角度说明，从微观的角度看，气体分子的平均速率越大，单位体积内的气体分子数越多，气体对器壁的压强就越大，即气体压强的大小与气体分子的平均动能和分子的密集程度有关，C选项正确；从宏观角度看，当气体的质量一定时，气体的压强跟气体的温度和体积有关，D选项正确．
二、非选择题
11．一位同学用橡皮帽堵住了注射器前端的小孔，用活塞封闭了一部分空气在注射器中，他把注射器竖直放入热水中，如图所示，发现注射器的活塞向上升起．试用分子动理论解释这个现象．
解析：由题意可知，在实验过程中封闭的气体压强保持不变．当注射器放入热水中时，气体的温度升高，分子的平均速率增大了，要保持压强不变，只有使一定时间内撞击单位面积容器壁的分子数减少，也就是使气体分子密集程度减小，即气体的体积增大，所以活塞将向上升起．
答案：见解析
12．在某高速公路发生一起车祸，车祸是轮胎爆胎所致．已知汽车行驶前，轮胎内气体压强为2.5 atm，温度为27 ℃，爆胎时胎内气体的温度为87 ℃，轮胎中的空气可看做理想气体．
(1)求爆胎时轮胎内气体的压强；
(2)从微观上解释爆胎前胎内压强变化的原因．
解析：(1)气体做等容变化，由查理定律得
＝，①
T1＝t1＋273，②
T2＝t2＋273，③
p1＝2.5 atm，t1＝27 ℃，t2＝87 ℃.
由①②③得，p2＝3 atm.
(2)气体体积不变，分子密集程度不变，温度升高，分子平均动能增大，导致轮胎内气体压强增大．
答案：(1)3 atm (2)见解析
13．为适应太空环境，去太空旅行的航天员都要穿航天服．航天服有一套生命保障系统，为航天员提供合适的温度、氧气和气压，让航天员在太空中如同在地面上一样．假如在地面上航天服内气压为1 atm，气体体积为2 L，到达太空后由于外部气压低，航天服急剧膨胀，内部气体体积变为4 L，使航天服达到最大体积．若航天服内气体的温度不变，将航天服视为封闭系统．求：此时航天服内的气体压强，并从微观角度解释压强变化的原因．
解析：对航天服内气体进行分析，开始时压强为p1＝1 atm，体积为V1＝2 L，到达太空后压强为p2，气体体积为V2＝4 L．由玻意耳定律得：p1V1＝p2V2，
解得p2＝0.5 atm.
微观角度解释：航天服内，温度不变，气体分子平均动能不变，体积膨胀，单位体积内的分子数减少，单位时间撞击到航天服单位面积上的分子数减少，故压强减小．
答案：见解析
课件27张PPT。第4节 气体热现象的微观意义固知识、要点梳理必然 不可能 可能 可能 随机事件 温度 碰撞容器 平均动能 密集程度 密集程度 平均动能 平均动能 密集程度 练能力、课后提升点 击 进 入
