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1、
第四節(jié) 氣體熱現(xiàn)象的微觀意義
基礎(chǔ)夯實(shí)
1.決定氣體壓強(qiáng)大小的因素,下列說法中正確的是( )
A.氣體的體積和氣體的密度
B.氣體的質(zhì)量和氣體的種類
C.氣體分子密度和氣體的溫度
D.氣體分子質(zhì)量和氣體分子的速度
答案:C
解析:決定氣體壓強(qiáng)大小的微觀因素是分子密集程度和分子平均動能,宏觀上體現(xiàn)在體積和溫度上。
2.(2011·濟(jì)南高二檢測)教室內(nèi)的氣溫會受到室外氣溫的影響,如果教室內(nèi)上午10時的溫度為15℃,下午2時的溫度為25℃,假設(shè)大氣壓強(qiáng)無變化,則下午2時與上午10時相比較,房間內(nèi)的( )
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
2、子的速率都增大
D.空氣質(zhì)量增大
答案:B
解析:溫度升高,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,但氣壓并未改變 ,可見單位體積內(nèi)的分子數(shù)一定減小, 故A項(xiàng)、D項(xiàng)錯誤、B項(xiàng)正確;溫度升高,并不是所有空氣分子的速率都增大,C項(xiàng)錯誤。
3.對一定質(zhì)量的氣體,若用N表示單位時間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的分子數(shù),則( )
A.當(dāng)體積減小時,N必定增加
B.當(dāng)溫度升高時,N必定增加
C.當(dāng)壓強(qiáng)不變而體積和溫度變化時,N必定變化
D.當(dāng)體積不變而壓強(qiáng)和溫度變化時,N可能不變
答案:C
解析:氣體的體積減小時,壓強(qiáng)和溫度是怎樣變化的并不清楚,不能判斷N是必定增加的,A錯;
3、同理,溫度升高時,氣體的體積和壓強(qiáng)怎樣變化也不清楚,無法判斷N的變化,B錯; 當(dāng)壓強(qiáng)不變而體積和溫度變化時,存在兩種變化的可能性:一是體積增大時,溫度升高,分子的平均動能變大,即分子對器壁碰撞的力度增大,因壓強(qiáng)不變,因此對器壁碰撞的頻繁度降低,就是N減小。 二是體積減小時,溫度降低,同理可推知N增大。選項(xiàng)C正確,D錯誤。故選C。
4.如圖所示,一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A沿平行縱軸的直線變化到狀態(tài)B,則它的狀態(tài)變化過程是( )
A.氣體的溫度不變
B.氣體的內(nèi)能增加
C.氣體的分子平均速率減少
D.氣體分子在單位時間內(nèi)與器壁單位面積上碰撞的次數(shù)不變
答案:B
解析:從p-V圖
4、象中的AB圖線看,氣體狀態(tài)由A變到B為等容升壓,根據(jù)查理定律,一定質(zhì)量的氣體,當(dāng)體積不變時,壓強(qiáng)跟熱力學(xué)溫度成正比,所以壓強(qiáng)增大溫度升高,故答案A錯誤。一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能僅由溫度決定,所以氣體的溫度升高,內(nèi)能增加,故答案B對。氣體的溫度升高,分子平均速率增大,故答案C錯。氣體壓強(qiáng)增大,則氣體分子在單位時間內(nèi)與器壁單位面積上碰撞的次數(shù)增加,故答案D錯誤。
5.根據(jù)氣體分子動理論,氣體分子運(yùn)動的劇烈程度與溫度有關(guān),下列表格中的數(shù)據(jù)是研究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(shù)占分子總數(shù)的百分率
0℃
100℃
100以下
1.4
0.7
5、
100~200
8.1
5.4
200~300
17.0
11.9
300~400
21.4
17.4
400~500
20.4
18.6
500~600
15.1
16.7
600~700
9.2
12.9
700~800
4.5
7.9
800~900
2.0
7.6
900以上
0.9
3.9
根據(jù)表格內(nèi)容,以下四位同學(xué)所總結(jié)的規(guī)律正確的是( )
A.不論溫度多高,速率很大和很小的分子總是少數(shù)
B.溫度變化,表現(xiàn)出“中間多兩頭少”的分布規(guī)律要改變
C.某一溫度下,速率在某一數(shù)值附近的分子數(shù)多,離開這個數(shù)值越遠(yuǎn),分子數(shù)越少
6、
D.溫度增加時,速率小的分子數(shù)減少了
答案:ACD
解析:溫度變化,表現(xiàn)出“中間多兩頭少”的分布規(guī)律是不會改變的,B錯誤;由氣體分子運(yùn)動的特點(diǎn)和統(tǒng)計(jì)規(guī)律可知,A、C、D描述正確。
6.試用氣體分子熱運(yùn)動的觀點(diǎn)解釋:在炎熱的夏天,打足了氣的自行車輪胎在日光的曝曬下容易脹破。
答案:在日光曝曬下,胎內(nèi)氣體溫度顯著升高,氣體分子熱運(yùn)動加劇,分子的平均動能增大,使氣體壓強(qiáng)進(jìn)一步加大,這樣氣體的壓強(qiáng)一旦超過輪胎的承受能力,輪胎便脹破。
能力提升
1.甲、乙兩個相同的密閉容器中分別裝有等質(zhì)量的同種氣體,已知甲、乙容器中氣體的壓強(qiáng)分別為 p甲、p乙。且p甲
7、氣體的溫度高于乙容器中氣體的溫度
B.甲容器中氣體的溫度低于乙容器中氣體的溫度
C.甲容器中氣體分子的平均動能小于乙容器中氣體分子的平均動能
D.甲容器中氣體分子的平均動能大于乙容器中氣體分子的平均動能
答案:BC
解析:甲乙兩種氣體分子密集程度相同,但壓強(qiáng)p甲
8、面附近的溫度有關(guān)?!蹦阏J(rèn)為( )
A.只有甲的說法正確 B.只有乙的說法正確
C.只有丙的說法正確 D.三種說法都有道理
答案:A
解析:容器內(nèi)氣體壓強(qiáng),是由器壁單位面積上受到大量氣體分子的頻繁碰撞而產(chǎn)生的持續(xù)、均勻的壓力引起的,它既與單位體積內(nèi)氣體分子數(shù)有關(guān),又與環(huán)境溫度有關(guān);而地面附近的大氣壓強(qiáng)是地面每平方米面積的上方整個大氣柱的重力引起的。
點(diǎn)評:本題是考查大氣壓產(chǎn)生的原因與容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生原因的區(qū)別。不要將大氣壓與容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)混為一談。
3.如圖所示,一定質(zhì)量的某種氣體的等壓線,等壓線上的a、b兩個狀態(tài)比較,下列說法正確的是( )
A.在相同時間內(nèi)
9、撞在單位面積上的分子數(shù)b狀態(tài)較多
B.在相同時間內(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
答案:B
4.下圖是氧氣分子在不同溫度(0℃和100℃)下的速率分布,由圖可得信息( )
A.同一溫度下,氧氣分子呈現(xiàn)出“中間多,兩頭少”的分布規(guī)律
B.隨著溫度的升高,每一個氧氣分子的速率都增大
C.隨著溫度的升高,氧氣分子中速率小的分子所占的比例高
D.隨著溫度的升高,氧氣分子的平均速率變小
答案:A
解析:溫度升高,分子的平均動能增大,質(zhì)量不變,分子的平均速率增大,每個分子的速率不一定增大,A
10、正確,B、C、D錯誤。
5.如圖所示,兩個完全相同的圓柱形密閉容器,甲中裝有與容器容積等體積的水,乙中充滿空氣。試問:
(1)兩容器各側(cè)壁壓強(qiáng)的大小及壓強(qiáng)的大小決定于哪些因素(容器容積恒定)?
(2)若讓兩容器同時做自由落體運(yùn)動,容器側(cè)壁上所受壓強(qiáng)將怎樣變化?
解析:(1)對甲容器,上壁的壓強(qiáng)為零,底面的壓強(qiáng)最大,其數(shù)值為p=ρgh(h為上、下底面間的距離)。側(cè)壁的壓強(qiáng)自上而下,由小變大,其數(shù)值大小與側(cè)壁上各點(diǎn)距水面的豎直距離x的關(guān)系是p=ρgx。對乙容器,器壁上各處的壓強(qiáng)數(shù)值都相等,其大小決定于氣體的密度和溫度。
(2)甲容器做自由落體運(yùn)動時,器壁各處的壓強(qiáng)為零。乙容器做自由落體運(yùn)動時,容器上各處的壓強(qiáng)不發(fā)生變化。
點(diǎn)評:千萬不要把液體和氣體壓強(qiáng)混淆,要從產(chǎn)生原因上加以區(qū)別。
6.(2012·青島模擬)一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變成狀態(tài)C,其中A→B過程為等壓變化,B→C過程為等容變化。已知VA=0.3m3,TA=TC=300K,TB=400K。
(1)求氣體在狀態(tài)B時的體積。
(2)說明B→C過程壓強(qiáng)變化的微觀原因。
答案: (1)0.4m3 (2)見解析
解析:(1)A→B由氣體定律,=知
VB=VA=×0.3m2=0.4m3
(2)B→C氣體體積不變,分子數(shù)密度不變 ,溫度降低,分子平均動能減小,壓強(qiáng)減小。