2024-2025學年高中物理第八章氣體第4節(jié)氣體熱現象的微觀意義作業(yè)含解析新人教版選修3-3

PAGE5-第4節(jié)氣體熱現象的微觀意義(時間：30分鐘總分：50分)基礎夯實一、選擇題(1～3題為單選題，4題為多選題)1．1859年麥克斯韋從理論上推導出了氣體分子速率的分布規(guī)律，后來有很多試驗驗證了這一規(guī)律。若以橫坐標v表示分子速率，縱坐標f(v)表示各速率區(qū)間的分子數占總分子數的百分比。下面四幅圖中能正確表示某一溫度下氣體分子速率分布規(guī)律的是(D)解析：各速率區(qū)間的分子數占總分子數的百分比不能為負值，A、B錯；氣體分子速率的分布規(guī)律呈現“中間多，兩頭少”的趨勢，速率為0的分子幾乎不存在，故C錯、D對。2．關于氣體熱現象的微觀說明，下列說法中正確的是(B)A．密閉在容器中的氣體，在某一時刻向各個方向運動的氣體分子數目肯定相等B．大量氣體分子的速率有的大有的小，但是按“中間多，兩頭少”的規(guī)律分布C．氣體壓強的大小跟氣體的質量和氣體的種類有關D．當某一容器自由下落時，容器中氣體的壓強將變?yōu)榱憬馕觯弘m然分子的運動雜亂無章，在某一時刻，與容器各側面碰撞的氣體分子數目基本相同，不能說肯定相同，故A錯誤；大量氣體分子的速率有大有小，但是按“中間多，兩頭少”的規(guī)律分布，故B正確；氣體壓強跟氣體分子的平均動能、分子的密集程度這兩個因素有關，故C錯誤；當某一容器自由下落時，雖然處于失重狀態(tài)，但分子熱運動不會停止，所以分子仍舊不斷撞擊容器壁產生壓力，故壓強不為零，故D錯誤。3．教室內的氣溫會受到室外氣溫的影響，假如教室內上午10時的溫度為15℃，下午2時的溫度為25℃，假設大氣壓強無變更，則下午2時與上午10時相比較，房間內的(B)A．空氣分子密集程度增大B．空氣分子的平均動能增大C．空氣分子的速率都增大D．空氣質量增大解析：溫度上升，氣體分子的平均動能增大，平均每個分子對器壁的沖力將變大，但氣壓并未變更，可見單位體積內的分子數肯定減小，故A項、D項錯誤、B項正確；溫度上升，并不是全部空氣分子的速率都增大，C項錯誤。4．依據氣體分子動理論，氣體分子運動的猛烈程度與溫度有關，下列表格中的數據是探討氧氣分子速率分布規(guī)律而列出的。按速率大小劃分區(qū)間(m/s)各速率區(qū)間的分子數占分子總數的百分率0℃100℃100以下1.40.7100～2008.15.4200～30017.011.9300～40021.417.4400～50020.418.6500～60015.116.7600～7009.212.9700～8004.57.9800～9002.07.6900以上0.93.9依據表格內容，以下四位同學所總結的規(guī)律正確的是(ACD)A．不論溫度多高，速率很大和很小的分子總是少數B．溫度變更，表現出“中間多兩頭少”的分布規(guī)律要變更C．某一溫度下，速率在某一數值旁邊的分子數多，離開這個數值越遠，分子數越少D．溫度增加時，速率小的分子數削減了解析：溫度變更，表現出“中間多兩頭少”的分布規(guī)律是不會變更的，B錯誤；由氣體分子運動的特點和統計規(guī)律可知，A、C、D描述正確。二、非選擇題5.節(jié)假日釋放氫氣球，在氫氣球上升過程中，氣球會膨脹，達到極限體積時甚至會爆炸。假設在氫氣球上升過程中，環(huán)境溫度保持不變，則球內的氣體壓強__減小__(填“增大”“減小”或“不變”)，氣體分子熱運動的猛烈程度__不變__(填“變強”“變弱”或“不變”)，氣體分子的速率分布狀況最接近圖中的__C__線(填“A”“B”“C”)。圖中f(v)表示速率v處單位速率區(qū)間內的分子數百分率。6．中國是世界上的人口大國，也是自行車的王國，隨著社會的不斷進步，雖然汽車已經進入家庭，但自行車以其輕巧、經濟、修理便利等獨有的優(yōu)勢，依舊成為人們目前重要的交通工具之一，輪胎“跑氣”是自行車的常見故障之一，現用活塞氣筒向一個容積為V的自行車輪胎內打氣，每次能把體積為V0，壓強為p0的空氣打入自行車輪胎內。若胎內原有空氣的壓強為p，設打入氣體的溫度不變，則打了n次后自行車輪胎內氣體的壓強為多大？并說明為何在打氣過程中越打越費勁？答案：p＋neq\f(p0V0,V)；打入氣的次數越多，輪胎內氣體壓強越大，再次將氣體打入時，需用力越大即越費勁。解析：取胎內原有氣體和n次打入的氣體為探討對象由玻意耳定律知pV＋np0V0＝pnV所以pn＝p＋n(eq\f(p0V0,V))p0、V0、V、p各量不變，pn越大即打入氣的次數越多，須要克服胎內氣體對氣筒(活塞)的壓力越大，感覺越費勁。實力提升一、選擇題(1～2題為單選題，3～4題為多選題)1．下圖描繪的是肯定質量的氧氣分子分別在0℃和100℃兩種狀況下速率分布的狀況，符合統計規(guī)律的是(A)解析：氣體溫度越高，分子熱運動越猛烈，分子熱運動的平均速率增大，且分子速率分布呈現“兩頭少、中間多”的特點。溫度高時速率大的分子所占據的比例越大，所以A正確。2．關于氣體壓強的理解，哪一種理解是錯誤的(A)A．大氣壓強是由地球表面空氣重力產生的，因此將開口瓶密閉后，瓶內氣體脫離大氣，它自身重力太小，會使瓶內氣體壓強遠小于外界大氣壓強B．氣體壓強是由于氣體分子不斷撞擊器壁而產生的C．氣體壓強取決于單位體積內分子數和分子的平均動能D．單位面積器壁受到空氣分子碰撞的平均壓力就是氣體對器壁的壓強解析：大氣壓強是由地球表面空氣重力產生的，而被密封在某種容器中的氣體，其壓強是大量的做無規(guī)則運動的氣體分子對容器壁不斷碰撞而產生的，它的大小不是由被封閉氣體的重力所確定的，故A錯誤；密閉容器內的氣體壓強是大量氣體分子頻繁撞擊器壁產生，故B正確；氣體壓強取決于分子的密集程度與分子的平均動能，即為單位體積內分子數和分子的平均動能，故C正確；依據公式p＝eq\f(F,S)，可知單位面積器壁受到氣體分子碰撞的平均壓力在數值上就等于氣體壓強的大小，故D正確；本題選擇錯誤的，故選A。3．(多選)如圖為密閉鋼瓶中的志向氣體分子在T1、T2兩個不同溫度下的速率分布狀況的柱形圖。由圖可知(AB)A．分別將T1、T2柱形圖頂端用平滑的曲線連接起來，則兩條曲線下的面積相等B．T1對應于氣體分子平均動能較小的情形C．與T1時相比，T2時氣體分子速率出現在0～400m/s區(qū)間內的分子數占總分子數的百分比較大D．T2時，氣體每個分子的速率都比T1時的大解析：由題圖可以知道，在T1、T2兩種不同狀況下各速率區(qū)間的分子數占總分子數的百分比與分子速率間的關系圖線與橫軸所圍面積都應當等于1，即相等，故A正確；由圖可知，兩種溫度下氣體分子速率都呈現“中間多、兩頭少”的分布特點，由于T1時速率較低的氣體分子所占比例較大，則說明T1溫度下氣體分子的平均動能小于T2溫度下氣體分子的平均動能，故B正確；由圖可知與T1時相比，T2時氣體分子速率出現在0～400m/s區(qū)間內的分子數占總分子數的百分比較小，故C錯誤；由分子熱運動的無規(guī)則性可知T2時，氣體每個分子的速率不肯定比T1時的大，故D錯誤。4．如圖所示，絕熱隔板K把絕熱汽缸分隔成兩部分，K與汽缸的接觸是光滑的，隔板K用銷釘固定，兩部分中分別盛有相同質量、相同溫度的同種志向氣體a、b，a的體積大于b的體積?，F拔去銷釘(不漏氣)，當a、b各自達到新的平衡時(BD)A．a的體積等于b的體積B．a的體積大于b的體積C．在相同時間內兩邊與隔板碰撞的分子數相同D．a的溫度比b的溫度高解析：由于兩部分氣體是相同質量、相同溫度的同種氣體，所以兩部分氣體的eq\f(pV,T)值是相等的，由于a的體積大一些，壓強就小一些，拔去銷釘后，a的體積會減小，溫度上升，壓強增大，再次平衡后壓強相等，但由于a的溫度高一些，a的體積還是大一些，A錯誤，B、D正確；由于壓強相等，a的溫度高，分子平均動能大，相同時間內碰撞的次數要少，C錯誤。二、非選擇題5．(2024·南京市玄武區(qū)高三模擬)肯定量的氧氣貯存在密封容器中，在T1和T2溫度下其分子速率分布的狀況見下表。則T1__大于__(選填“大于”“小于”或“等于”)T2。若約10%的氧氣從容器中泄漏，泄漏前后容器內溫度均為T1，則在泄漏后的容器中，速率處于400～500m/s區(qū)間的氧氣分子數占總分子數的百分比__等于__(選填“大于”“小于”或“等于”)18.6%。eq\f(速率區(qū)間,m·s－1)各速率區(qū)間的分子數占總分子數的百分比/%溫度T1溫度T2100以下0.71.4100～2005.48.1200～30011.917.0300～40017.421.4400～50018.620.4500～60016.715.1600～70012.99.2700～8007.94.5800～9004.62.0900以上3.90.9解析：溫度上升，速率大的分子比例較大，故T1>T2。溫度肯定，氣體分子速率分布狀況不變，故泄漏前后速率處于400～500m/s區(qū)間的氧氣分子數占總分子數的百分比保持不變。6.有一空的薄金屬筒開口向下靜止于恒溫透亮液體中，筒中液面與A點齊平?，F緩慢將其壓到更深處，筒中液面與B點齊平，此時筒中氣體長度減為原來的eq\f(2,3)。若測得A點壓強為1.2×105Pa，不計氣體