8.4 气体热现象的微观意义 同步检测（word版含答案）

气体热现象的微观意义练习
一、单选题
下列说法中正确的是(????)
A. 一定质量的理想气体压强不变时，气体分子单位时间内对器壁单位面积的平均碰撞次数随着温度升高而增大
B. 温度相同的氢气和氧气，氢气分子和氧气分子的平均速率相同
C. 物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动也是无规律的
D. 可看作理想气体的质量相等的氢气和氧气，温度相同时氧气的内能小
某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示，图中f(υ)表示υ处单位速率区间内的分子数百分率，所对应的温度分别为TⅠ、TⅡ、TⅢ，则TⅠ、TⅡ、TⅢ的大小关系为(????)。
A. TⅠ>TⅡ>TⅢ B. TⅢ>TⅡ>TI
C. TⅡ>TI，TⅡ>TⅢ D. TI?TⅡ=TⅢ
一定质量的气体温度不变时，体积减小，压强增大，说明(????)
A. 气体分子的平均动能增大
B. 气体分子的平均动能减小
C. 每秒撞击单位面积器壁的分子数增多
D. 每秒撞击单位面积器壁的分子数减少
下列说法中正确的是(????)
A. 温度越高，每个分子的热运动速率一定越大
B. 从微观角度看，气体对容器的压强是大量气体分子对容器壁的频繁碰撞引起的
C. 随着分子间距离的增大，分子间引力增大，分子间斥力减小
D. 机械能不可能全部转化为内能，内能也无法全部用来做功以转化成机械能
在相同的外界空气环境中，把质量相同的可看作理想气体的氮气和氧气分别充入材质和状态都相同的两个气球中，两气球膨胀的大小不同。下列判断正确的是(????)
A. 两气球中两种气体的密度相同
B. 氧气球中的氧气的压强较大
C. 氮气球中的氮气的内能较大
D. 氮气球中的氮气的分子平均动能较大
关于下列实验及现象的说法，正确的是(????)
A. 图甲说明薄板是非晶体
B. 图乙说明气体速率分布随温度变化且T1>T2
C. 图丙说明气体压强的大小既与分子动能有关也与分子的密集程度有关
D. 图丁说明水黾受到了浮力作用
如图描绘了一定质量的氧气在某一温度下分子数百分比按速率分布的线，其中P点为波峰，a为其峰值。当温度升高时，下列说法中正确的是(????)
?
A. P点将右移 B. a将增大
C. 新的分布曲线与旧曲线无交点 D. 每个分子速率都会相应地增大
当氢气和氧气的质量和温度都相同时，下列说法中正确的是(????)
A. 两种气体分子的平均动能相等
B. 两种气体分子热运动的平均速率相等
C. 两种气体分子热运动的总动能相等
D. 只要知道气体的摩尔体积Vmol和阿伏加德罗常数NA，就可算出气体分子的体积
在一定的温度下，一定质量的气体的体积减小时，气体的压强增大，这是由于(????)
A. 单位体积内的分子数增多，单位时间内分子对器壁碰撞的次数增多
B. 气体分子的密度变大，分子对器壁的吸引力变大
C. 每个气体分子对器壁的平均撞击力变大
D. 气体分子数密度增大，单位体积内分子重量变大
在一定温度下，某种气体的分子速率分布应该是(????)
A. 每个气体分子速率都相等
B. 每个气体分子速率一般都不相等，速率很大和速率很小的分子数目很少
C. 每个气体分子速率一般都不相等，但在不同速率范围内，分子数目的分布是均匀的
D. 每个气体分子速率一般都不相等，速率很大和速率很小的分子数目很多
如图所示，为一定质量氧气分子在0?℃和100?℃两种不同情况下速率分布情况，由图可以判断以下说法正确的是(????)
A. 温度升高，所有分子运动速率变大
B. 温度越高，分子平均速率越小
C. 0?℃和100?℃氧气分子速率都呈现“中间少、两头多”的分布特点
D. 100?℃的氧气和0?℃氧气相比，速率大的分子数比例较多
自行车内胎充气过足，在阳光下受暴晒时车胎极易爆裂，没暴晒过程中内胎容积的变化可以忽略不计．则
A. 在车胎突然爆裂的瞬间，胎内气体内能减小
B. 车胎爆裂，是车胎内气体温度升高，气体分子间斥力急剧增大的结果
C. 在车胎爆裂前，胎内所有气体分了的运动速率都在增大
D. 在车胎爆裂前，胎内气体吸热、温度升高，气体分子的平均动能减小
二、多选题
下列说法正确的是(????)
A. 物体内分子热运动的平均动能越大，则物体的温度越高
B. 液体表面层中分子间的相互作用表现为引力
C. 用显微镜观测液体中的布朗运动，观察到的是液体分子的无规则运动
D. 电冰箱的制冷系统能够不断把冰箱内的热量传递到外面，违背了热力学第二定律
E. 一定质量的理想气体保持体积不变，温度升高，则单位时间内撞击器壁单位面积上的分子数增多
对于一定质量的理想气体，下列论述正确的是(????)
A. 若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强一定变大
B. 若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强可能不变
C. 若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数一定增加
D. 若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数可能不变
E. 若气体体积减小，温蒂升高，单位时间内分子对器璧的撞击次数增多，平均撞击力增大，因此压强增大
氧气分子在0℃和100℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示.下列说法正确的是(????)
A. 图中两条曲线下面积相等
B. 图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形
C. 图中实线对应于氧气分子在100℃时的情形
D. 图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目
E. 与0℃时相比，100℃时氧气分子速率出现在0?400?m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大
气闸舱是载人航天器中供航天员进入太空或由太空返回用的气密性装置，其原理图如图所示。座舱A与气闸舱B之间装有阀门K，座舱A中充满空气，气闸舱B内为真空。航天员从太空返回气闸舱时，打开阀门K，A中的气体进入B中，最终达到平衡。假设此过程中系统与外界没有热交换，舱内气体可视为理想气体，下列说法正确的是(? )
A. 气体并没有对外做功，气体内能不变
B. B中气体可自发地全部退回到A中
C. 气体温度不变，体积增大，压强减小
D. 气体体积膨胀，对外做功，内能减小
E. 气体体积变大，气体分子单位时间对气缸壁单位面积碰撞的次数将变少
三、填空题
如p?V图所示，1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态，对应的温度分别是T1、T2、T3.用N1、N2、N3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数，则N1________N2，T1________T3，N2________N3.(填“大于”“小于”或“等于”)
两个完全相同、导热性能良好的密闭容器A和B，分别装有相同质量的氢气和氧气，两种气体均可视为理想气体，外界环境温度为27℃，则______(填“A”或“B”)容器中气体分子数目较多，A容器中气体压强______(填“大于”“等于”或“小于”)B容器中气体的压强，A容器中的气体分子平均动能______(填“大于”“等于”或“小于”)B容器中的气体分子平均动能。
大气压强虽然很大，但我们日常感觉不到它的存在，是著名的___________________实验有力的证明了大气压的存在，1标准大气压约等于___________Pa；在同一地区，海拔500m处的大气压比海拔1000m处的大气压要__________(选填“高”或“低”)。
气体的体积和温度的关系：在压强保持不变的条件下，温度升高时，体积______；温度降低时，体积______。微观解释为温度升高时，分子的平均动能______，只有气体的体积同时增大，使分子的密集程度______。才能保持压强不变。
如图所示，竖直放置的气缸内有一可作无摩擦滑动的活塞，活塞面积为2.0×10?3m2，活塞质量可忽略，气缸内封闭一定质量的气体，气体体积为V，温度是27℃，大气压强为1.0×105Pa．
问：(1)在活塞上放一个质量为多少kg的砝码，使气缸内气体的体积为原来体积的4/5；
(2)要使体积恢复到V，应使气体温度升高到多少摄氏度？
答案和解析
1.【答案】D
【解答】
A.温度升高，分子对器壁的平均撞击力增大，要保证压强不变，分子单位时间对器壁单位面积平均碰撞次数必减少，故A错误；
B.温度相同，分子的平均动能12mv2就相等，氧气的分子的质量大于氢气的分子质量，那么氧气分子的平均速率小于氢气分子的平均速率；故B错误；
C.分子动理论告诉我们，物质是由分子组成的，分子永不停息地做无规则运动，但大量分子的运动遵从一定的统计规律，如温度升高，所有分子的平均动能增大，故C错误；
D.氧气和氢气的摩尔质量不同，质量相等的氧气和氢气的摩尔数不同，所以氧气的分子数比氢气分子数少，分子平均动能相同，所以氧气的内能要比氢气的内能小，故D正确。
故选D。
2.【答案】B
【解析】
根据麦克斯韦分布律，气体的温度越高，速率大的分子所占的比例越大，所以Ⅰ的温度最低，Ⅲ的温度最高，故B正确，ACD错误。
故选B。
3.【答案】C
【解析】解：AB、一定质量的气体温度不变，温度是物体分子运动平均动能的标志，故气体分子的平均动能不变，故AB错误；
CD、一定质量的气体温度不变时，体积减小，压强增大；温度不变说明气体分子运动平均动能不变；体积减小说明相同体积内分子数变多；故相同时间内单位面积上碰撞的气体分子增加了，故压力变大，压强变大，故C正确，D错误。
4.【答案】B
【解答】
A.温度是分子热运动平均动能的标志；温度越高，分子热运动的平均动能越大，但不是每个分子的热运动速率都越大，故A错误；?
B.从微观角度看，气体对容器的压强是大量气体分子对容器壁的频繁碰撞引起的，故B正确；?
C.随着分子间距离的增大，分子间引力减小，分子间斥力也减小，故C错误；?
D.根据热力学第二定律，一切宏观热现象都有方向性，故机械能可以全部转化为内能，而内能无法全部用来做功以转化成机械能，故D错误。?
故选：B。
5.【答案】C
【解答】
A.由于相同质量下氮气的分子个数较多，则氮气球体积稍大，氮气的密度较小，故A错误；
D.由于温度相同，所以分子平均动能相同，故D错误；
C.分子平均动能相同，但氮气分子个数较多，所以内能较大，故 C正确；
B.由于单位体积内氮气分子个数较多，所以氮气压强较大，故B错误。
故选C。
6.【答案】C
【解析】解：A、图甲说明薄板具有各向同性，多晶体和非晶体都具有各向同性，说明薄板可能是多晶体，也可能是非晶体，故A错误；
?????B、图乙看出温度越高，各速率区间的分子数占总分子数的百分比的最大值向速度大的方向迁移，可知T2>T1，故B错误；
????? C、如图丙可以说明，气体压强的大小既与分子动能有关，也与分子的密集程度有关，故C正确；
????? D、水黾停在水面上的原因是水黾受到了水的表面张力的作用；故D错误。
7.【答案】A
【解答】
温度升高，新的曲线速率分布如T2图线所示：
气体的温度越高，速率较大的分子所占的比例越大，P将右移，a将下降，新的分布曲线与旧曲线有交点，且不是每个分子速率都会相应地增大。
故选A。
8.【答案】A
【解答】
A.由于温度是分子热运动平均动能的标志，故在相同温度下两种气体分子的平均动能相等，故A正确；
B.由于两种气体分子的质量不同，故随其平均动能相同，但平均速率不同，故B错误；
C.由于两种气体分子的质量不同，故两种气体分子个数不同，故其热运动的总动能不相等，故C错误；
D.气体分子间距较大，气体分子的平均体积远大于气体其实际体积，故由气体的摩尔体积Vmol和阿伏加德罗常数NA，不能算出气体分子的体积，故D错误。
故选A。
9.【答案】A
【解答】
A、根据分子动理论可知，温度不变，则分子的平均动能不变，当气体的体积减小时，单位体积内的分子数变大，单位时间内对器壁的碰撞次数增大，气体产生的压强变大，所以A正确．
B、气体的压强是由于大量的气体分子做无规则的运动而碰撞器壁产生的，分子数密度越大，气体产生的压强就越大，而不是气体分子与器壁吸引引起的，所以B错误．
C、温度一定时，体积减小，单位体积内的分子数增多，从而压强增大，而并不是每个分子对器壁的撞击力变大，所以C错误．
D、气体压强与单位体积内分子的重力无关，是气体与容器壁碰撞引起的，所以D错误．
故选A．
10.【答案】B
【解析】
【分析】
解答本题的关键是结合不同温度下的分子速率分布曲线理解温度是分子平均动能的标志的含义。
对于物理学中的基本概念和规律要深入理解，理解其实质，不能只是停留在表面上，同时要通过练习加强理解。
【解答】
由不同温度下的分子速率分布曲线可知，分子数百分率呈现“中间多，两头少”统计规律，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，所以分子的速率不等，在一定温度下，速率很大和很小的分子数目很少，每个分子具有多大的速率完全是偶然的，故ACD错误，B正确。
故选B。
11.【答案】D
【解析】解：AB、温度是分子热运动平均动能的标志，是大量分子运动的统计规律，对单个的分子没有意义，所以温度越高，平均动能越大，故平均速率越大，但不是所有分子运动速率变大，故AB错误；
C、由图可知，0℃和100℃氧气分子速率都呈现“中间多两头少”的分布特点，故C错误；
D、由图可知，分子总数目是一定的，故图线与横轴包围的面积是100%，100℃的氧气与0℃氧气相比，速率大的分子数比例较多，故D正确；
12.【答案】A
【解答】
A.在车胎突然爆裂的瞬间，胎内气体对外界气体做功，胎内气体内能减小，A正确；
B.车胎爆裂是车胎内气体温度升高，分子无规则热运动加剧，气体压强增大导致的结果，而气体分子间斥力可忽略不计，B错误；
C.车胎爆裂前，温度升高，但不是所有分子速率都在增大，故C错误；
D.车胎爆裂前，气体吸热、温度升高，平均动能变大，故选项D错误。
故选：A。
13.【答案】ABE
【解答】
A.温度是分子平均动能的标志，物体内分子热运动的平均动能越大，则物体的温度越高。故A正确；
B.液体表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大，从而有分子间作用力不均衡，产生沿表面作用于任一界线上的张力，表现为引力，故B正确；
C.布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，反映的是液体分子的无规则运动，故C错误；
D.由热力学第二定律可知，热量不能自发地从低温物体传给高温物体，但电冰箱的制冷系统能够不断把冰箱内的热量传递到外面是由于电动机做功，不违背了热力学第二定律，故D错误；
E.一定质量的理想气体保持体积不变，温度升高，则分子运动的激烈程度增大，所以单位时间内撞击器壁单位面积上的分子数增多，故E正确。
故选ABE。
14.【答案】ACE
【解答】
AB、若单位体积内分子数不变，当分子热运动加剧时，决定压强的两个因素中一个不变，一个增大，故气体的压强一定变大，A正确、B错误；
CD、若气体的压强不变而温度降低时，气体的体积一定减小，故单位体积内的分子个数一定增加，C正确、D错误；
E、由气体压强产生的微观原因可知，E正确．
故选ACE。
15.【答案】ABC
【解答】
A、由题图可知，在0℃和100℃两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积都应该等于1，即相等，故A正确；
B、由图可知，具有最大比例的速率区间，0℃时对应的速率小，故说明虚线为0℃的分布图象，故对应的平均动能较小，故B正确；
C、实线对应的最大比例的速率区间内分子动能大，说明实验对应的温度大，故为100℃时的情形，故C正确；
D、图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子占据的比例，但无法确定分子具体数目，故D错误；
E、由图可知，0～400?m/s段内，100℃对应的占据的比例均小于与0℃时所占据的比值，因此100℃时氧气分子速率出现在0～400?m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较小，故E错误。
故选：ABC。
16.【答案】ACE
【解答】
解：AD.气体自由扩散，没有对外做功，又因为整个系统与外界没有热交换，根据△U=W+Q可知内能不变，故A正确，D错误；
B.根据熵增加原理可知一切宏观热现象均具有方向性，故B中气体不可能自发地全部退回到A中，故B错误；
CE.因为内能不变，故温度不变，平均动能不变，因为气闸舱B内为真空，根据玻意耳定律可知：pV=定值，可知扩散后压强p减小，体积V增大，所以气体的密集程度减小，根据气体压强的微观意义可知气体分子单位时间对气缸壁单位面积碰撞的次数将变少，故CE正确。
故选ACE。
17.【答案】大于? 等于? 大于
【解答】
解：由pV=nRT得：p1V1T1=p2V2T2，
由图示图线可知，在状态1气体压强大于状态2气体压强，两状态下气体体积相等；
即：V1=V2，p1=2p2，
故p1T1=p2T?2，解得：T1=2T2，即T1>T2，
由于分子密度相同，温度高，分子单位时间内撞击器壁单位面积的分子数就多，故N1>N2；
由于p1V1=p3V3；故T1=T3；
则T3>T2，又p2=p3，
状态2气体分子密度大，分子运动缓慢，单个分子平均作用力小，状态3气体分子密度小，分子运动剧烈，单个分子平均作用力大。故在状态2单位时间内撞击器壁单位面积的分子数大于状态3单位时间内撞击器壁单位面积的分子数，即N2大于N3；
故答案为：大于；等于；大于。
18.【答案】A? 大于? 等于
【解析】解：氢气的摩尔质量小于氧气的摩尔质量，氢气与氧气的质量相等，则氢气物质的量大于氧气物质的量，因此A中氢气分子数比B中氧气分子数多；由于两容器导热性能良好，两容器内气体的温度等于环境温度，两容器内气体的温度相同，分子平均动能相同；由于两容器的容积相等而A中气体分子数据比B在气体分子数目多，而气体的温度相等，因此单位时间内分子对A器壁单位面积的平均压力大于单位时间内分子对B器壁单位面积的平均压力，因此A容器中气体压强大于B容器中气体的压强。
19.【答案】马德堡半球；105?；高。
【解答】
马德堡半球实验强有力地证明了大气压强的存在，最早测出大气压数值的科学家是托里拆利，1标准大气压约等于105Pa，根据大气压的变化规律可知海拔500m处的大气压比海拔1000m处的大气压要高。
故答案为：马德堡半球；105?；高。
20.【答案】增大? 减小? 增大? 减小
【解析】解：理想气体压强由分子的平均动能与分子密集程度决定，而温度是分子的平均动能的标志，分子的密集程度与分子个数与体积有关。
在压强保持不变的条件下，温度升高时，体积增大；温度降低时，体积减小，微观解释为温度升高时，分子的平均动能增大，只有气体的体积同时增大，使分子的密集程度减小。才能保持压强不变
21.【答案】解：(1)气体的状态参量：p1=p0=1.0×105Pa，V1=V，V2=45V，p2=p0+mgS，气体发生等温变化，由玻意耳定律得：p1V1=p2V2，代入数据解得：m=5kg；
(2)气体状态参量为：V2=45V，T2=273+27=300K，V3=V，
气体发生等压变化，由盖吕萨克定律得：V2T2=V3T3，
代入数据解得：T3=375K，t3=375?273=102℃；