2024-2025學(xué)年高中物理第八章氣體4氣體熱現(xiàn)象的微觀意義練習(xí)含解析新人教版選修3-3

PAGE4-氣體熱現(xiàn)象的微觀意義[A組素養(yǎng)達(dá)標(biāo)]1．下列各組物理量中能確定氣體的壓強(qiáng)的是()A．分子的平均動(dòng)能和分子種類B．分子密集程度和分子的平均動(dòng)能C．分子總數(shù)和分子的平均動(dòng)能D．分子密集程度和分子種類解析：氣體的壓強(qiáng)是由大量分子碰撞器壁而產(chǎn)生的，氣體分子的密集程度越大(即單位體積內(nèi)分子數(shù)越多)，在單位時(shí)間內(nèi)撞擊器壁單位面積的分子數(shù)就越多，則氣體的壓強(qiáng)越大．另外氣體分子的平均動(dòng)能越大，分子撞擊器壁對(duì)器壁產(chǎn)生的作用力越大，氣體的壓強(qiáng)就越大．故確定氣體壓強(qiáng)的因素是分子密集程度和分子的平均動(dòng)能，故B項(xiàng)正確．答案：B2．(多選)在探討熱現(xiàn)象時(shí)，我們可以采納統(tǒng)計(jì)方法，這是因?yàn)?)A．每個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)速率隨溫度的改變是有規(guī)律的B．個(gè)別分子的運(yùn)動(dòng)不具有規(guī)律性C．在肯定溫度下，大量分子的速率分布是有規(guī)律的D．在肯定溫度下，大量分子的速率分布隨時(shí)間而改變解析：在探討熱現(xiàn)象時(shí)，單個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)具有無規(guī)則的特征，但大量的分子卻滿意統(tǒng)計(jì)規(guī)律，故正確選項(xiàng)為B、C.答案：BC3．下面的表格是某地區(qū)1～7月份氣溫與氣壓的比照表：月份/月1234567平均最高氣溫/℃1.43.910.719.626.730.230.8平均大氣壓/(105Pa)1.0211.0191.0141.0081.0030.99840.99607月份與1月份相比較，正確的是()A．空氣分子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的狀況幾乎不變B．空氣分子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)減弱了C．單位時(shí)間內(nèi)空氣分子對(duì)單位面積器壁的撞擊次數(shù)增多了D．單位時(shí)間內(nèi)空氣分子對(duì)單位面積器壁的撞擊次數(shù)削減了解析：由表中數(shù)據(jù)知，7月份與1月份相比，溫度上升，壓強(qiáng)減小，溫度上升使氣體分子熱運(yùn)動(dòng)更加猛烈，而壓強(qiáng)減小，可知?dú)怏w分子的密集程度減小，所以單位時(shí)間內(nèi)空氣分子對(duì)單位面積器壁的撞擊次數(shù)削減了，因而只有選項(xiàng)D正確．答案：D4．氣體能夠充溢密閉容器，說明氣體分子除相互碰撞的短短暫間外()A．氣體分子可以做布朗運(yùn)動(dòng)B．氣體分子的動(dòng)能都一樣大C．相互作用力非常微弱，氣體分子可以自由運(yùn)動(dòng)D．相互作用力非常微弱，氣體分子間的距離都一樣大解析：布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體或氣體中的微小顆粒的運(yùn)動(dòng)，是分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；分子的速率分布是“兩頭少、中間多”，各個(gè)分子的速率并不都相等，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；氣體分子間的距離遠(yuǎn)大于分子間發(fā)生作用的距離，故相互作用力可忽視，故選項(xiàng)C正確；分子間的距離并不肯定一樣大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：C5.如圖所示是肯定質(zhì)量的某種氣體的等壓線，關(guān)于等壓線上的a、b兩個(gè)狀態(tài)的比較，下列說法正確的是()A．在相同時(shí)間內(nèi)撞在單位面積上的分子數(shù)b狀態(tài)較多B．在相同時(shí)間內(nèi)撞在單位面積上的分子數(shù)a狀態(tài)較多C．在相同時(shí)間內(nèi)撞在相同面積上的分子數(shù)兩狀態(tài)一樣多D．單位體積的分子數(shù)兩狀態(tài)一樣多解析：由題圖可知肯定質(zhì)量的氣體a、b兩個(gè)狀態(tài)，壓強(qiáng)相等，而a狀態(tài)溫度低，分子的平均動(dòng)能小，平均每個(gè)分子對(duì)器壁的撞擊力小，而壓強(qiáng)不變，則相同時(shí)間內(nèi)撞在單位面積上的分子數(shù)a狀態(tài)肯定較多，故A、C錯(cuò)，B對(duì)，肯定質(zhì)量的氣體，分子總數(shù)不變，Vb>Va，單位體積的分子數(shù)a狀態(tài)多，故D錯(cuò)誤．答案：B6．(多選)對(duì)于肯定質(zhì)量的志向氣體，下列說法正確的是()A．溫度不變時(shí)，壓強(qiáng)增大n倍，單位體積內(nèi)的分子數(shù)肯定也增大n倍B．體積不變時(shí)，壓強(qiáng)增大，氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率也肯定增大C．壓強(qiáng)不變時(shí)，若單位體積內(nèi)的分子數(shù)增大，則氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率肯定增大D．氣體體積增大時(shí)，氣體的內(nèi)能可能增大解析：對(duì)于肯定質(zhì)量的志向氣體，其壓強(qiáng)與單位體積內(nèi)的分子數(shù)有關(guān)，與氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率有關(guān)，因此，依據(jù)氣體試驗(yàn)定律，可知選項(xiàng)A、B正確，C錯(cuò)誤．肯定質(zhì)量的志向氣體的內(nèi)能由溫度確定，氣體的體積增大時(shí)，溫度可能上升，內(nèi)能可能增大，因此選項(xiàng)D正確．答案：ABD7．肯定質(zhì)量的某種志向氣體的壓強(qiáng)為p，熱力學(xué)溫度為T，單位體積內(nèi)的氣體分子數(shù)為n，則()A．p增大，n肯定增大B．T減小，n肯定增大C.eq\f(p,T)增大時(shí)，n肯定增大D.eq\f(p,T)增大時(shí)，n肯定減小解析：只有p或T增大，不能得出體積的改變狀況，A、B兩項(xiàng)錯(cuò)誤；由eq\f(pV,T)＝C，得eq\f(p,T)＝eq\f(C,V)，可知eq\f(p,T)增大，V肯定減小，單位體積內(nèi)的分子數(shù)肯定增加，C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤．答案：C8．我國艦艇發(fā)展快速，核潛艇研發(fā)也取得突破性進(jìn)展，潛艇水柜內(nèi)的氣體從宏觀上看，肯定質(zhì)量的氣體體積不變、溫度上升或溫度不變、體積減小都會(huì)使壓強(qiáng)增大，從微觀分析這兩種狀況有沒有區(qū)分？解析：因?yàn)榭隙ㄙ|(zhì)量的氣體的壓強(qiáng)是由單位體積內(nèi)的分子數(shù)和氣體的溫度確定的．體積不變時(shí)，雖然分子的密集程度不變，但氣體溫度上升，氣體分子運(yùn)動(dòng)加劇，分子的平均速率增大．單位時(shí)間內(nèi)分子撞擊器壁的次數(shù)增多，并且分子撞擊器壁的作用力增大，故壓強(qiáng)增大．氣體體積減小時(shí)，雖然分子的平均速率不變，分子對(duì)容器的撞擊力不變，但單位體積內(nèi)的分子數(shù)增多，單位時(shí)間內(nèi)撞擊器壁的分子數(shù)增多，故壓強(qiáng)增大，所以這兩種狀況在微觀上是有區(qū)分的．答案：見解析[B組素養(yǎng)提升]9.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(zhì)量、相同溫度的同種志向氣體a、b，a的體積大于b的體積．現(xiàn)拔去銷釘(不漏氣)，當(dāng)a、b各自達(dá)到新的平衡時(shí)()A．a(chǎn)的體積小于b的體積B．a(chǎn)的體積等于b的體積C．在相同時(shí)間內(nèi)兩邊與隔板碰撞的分子數(shù)相同D．a(chǎn)的溫度比b的溫度高解析：由于兩部分氣體是相同質(zhì)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(qiáng)就小一些，拔去銷釘后，a的體積會(huì)減小，溫度上升，壓強(qiáng)增大，再次平衡后壓強(qiáng)相等，但由于a的溫度高一些，a的體積還是大一些，A、B錯(cuò)，D正確；由于壓強(qiáng)相等，a的溫度高，分子平均動(dòng)能大，相同時(shí)間內(nèi)碰撞的次數(shù)要少，C錯(cuò)．答案：D10．(多選)如圖所示，表示肯定質(zhì)量氧氣分子在0℃和100℃兩種不同狀況下速率分布狀況，由圖可以推斷以下說法正確的是()A．溫度上升，全部分子運(yùn)動(dòng)速率變大B．溫度越高，分子平均速率越小C．0℃和100℃氧氣分子速率都呈現(xiàn)“中間多、兩頭少”的分布特點(diǎn)D．100℃的氧氣與0℃氧氣相比，速率大的分子數(shù)比例較多解析：由圖象的意義及特點(diǎn)可知C、D正確，溫度上升，分子平均速率變大，但詳細(xì)到某個(gè)分子速率可能變大、不變或變小，A、B錯(cuò)．答案：CD11．肯定質(zhì)量的志向氣體由狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變成狀態(tài)C，其中A→B過程為等壓改變，B→C過程為等容改變．已知VA＝0.3m3，TA＝TC＝300K，TB(1)求氣體在狀態(tài)B時(shí)的體積．(2)說明B→C過程壓強(qiáng)改變的微觀緣由．解析：(1)設(shè)氣體在B狀態(tài)時(shí)的體積為VB，由蓋—呂薩克定律得eq\f(VA,TA)＝eq\f(VB,TB)，代入數(shù)據(jù)得VB＝0.4m3.(2)微觀緣由：氣體體積不變，分子密集程度不變，溫度變低，氣體分子平均動(dòng)能減小，導(dǎo)致氣體壓強(qiáng)減小．答案：(1)0.4m3(2)見解析[C組學(xué)霸沖刺]12．為適應(yīng)太空環(huán)境，去太空旅行的航天員都要穿航天服．航天服有一套生命保障系統(tǒng)，為航天員供應(yīng)合適的溫度、氧氣和氣壓，讓航天員在太空中猶如在地面上一樣．假如在地面上航天服內(nèi)氣壓為1×105Pa，氣體體積為2L，到達(dá)太空后由于外部氣壓低，航天服急劇膨脹，內(nèi)部氣體體積變?yōu)?L，使航天服達(dá)到最大體積．若航天服內(nèi)氣體的溫度不變，將航天服視為封閉系統(tǒng)．求：此時(shí)航天服內(nèi)的氣體壓強(qiáng)，并從微觀角度說明壓強(qiáng)改變的緣由．解析：