高中物理第8章气体4气体热现象的微观意义学业分层测评新人教版选修3-3

1 气体热现象的微观意义 (建议用时：45分钟) [学业达标] 1．下列说法不正确的是( ) A．气体分子间距离很大，因此，气体分子间只存在分子引力，不存在分子斥力 B．在一定温度下，每个气体分子的动能都相等 C．在一定温度下，每个气体分子对器壁碰撞时，对器壁的冲击力大小都相等 D．温度升高，气体的压强不一定增大 E．气体分子间除相互碰撞外；相互作用很小 【解析】 根据分子动理论可知，分子间同时存在分子引力和斥力，且分子引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，只是分子斥力减小得更快些，气体分子间距离较大，但引力和斥力都同时存在，只是都非常微弱，故A选项错误；同一温度下，任何气体分子的平均动能都相等，但对于每一个气体分子的动能就不一定相等了，故B选项错误；由于每个气体分子的动能不一定相同，且每时每刻都在变化，则每个气体分子碰撞器壁时对器壁的冲击力大小也不一定相等，故C选项错误．气体的压强由气体分子的平均动能和密集程度这两个因素决定，而温度只决定于气体分子的平均动能，如果温度升高，当气体分子密度减小时，气体的压强就不一定增大，气体分子间除相互碰撞外相互作用很小，D、E选项正确． 【答案】 ABC 2．对一定质量的气体，若用N表示单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数，则下列说法不正确的是( ) A．当体积减小时，N必定增加 B．当温度升高时，N必定增加 C．当压强不变而体积和温度变化时，N必定变化 D．当体积不变而压强和温度变化时，N可能不变 E．当温度不变，而压强和体积变化时，N必定变化 【解析】 气体的体积减小时，压强和温度是怎样变化的并不清楚，不能判断N是必定增加的，A错；同理，温度升高时，气体的体积和压强怎样变化也不清楚，无法判断N的变化，B错；当压强不变而体积和温度变化时，存在两种变化的可能性：一是体积增大时，温度升高，分子的平均动能变大，即分子对器壁碰撞的力度增大，因压强不变，因此对器壁碰撞的频繁度降低，就是N减小；二是体积减小时，温度降低，同理可推知N增大．选项C、E正确，D错误． 【答案】 ABD 3．(2016·济南高二检测)对于一定质量的理想气体，下列四项论述中不正确的是( ) A．当分子热运动变剧烈时，压强必变大 2

B．当分子热运动变剧烈时，压强可能不变 C．当分子间的平均距离变大时，压强必变小 D．当分子间的平均距离变大时，压强必变大 E．当分子间的平均距离变大时，压强可能不变 【解析】 分子的热运动变剧烈，表明气体温度升高，分子平均动能增大，但如果分子的密集程度减小，则压强有可能不变，也可能减小，故A错误，B正确；分子间的平均距离变大，说明体积变大，分子的密集程度减小，但如果温度也变化，则压强有可能减小，有可能增大，也有可能不变，故C、D错误，E正确． 【答案】 ACD 4．气体能够充满密闭容器，说明气体分子除相互碰撞的短暂时间外( ) A．气体分子可以做布朗运动 B．气体分子的动能都一样大 C．气体分子可以自由运动 D．气体分子间的相互作用力十分微弱 E．气体分子沿各个方向运动的机会(概率)相等 【解析】 布朗运动是指悬浮颗粒因受分子作用力不平衡而做无规则的运动，选项A错误；气体因不断相互碰撞其动能瞬息万变，因此才引入了分子的平均动能，选项B错误；气体分子不停地做无规则热运动，其分子间的距离大于10r0，因此气体分子间除相互碰撞的短暂时间外，相互作用力十分微弱，分子的运动是相对自由的，可以充满所能达到的整个空间，故选项C、D、E正确． 【答案】 CDE 5．x、y两容器中装有相同质量的氦气，已知x容器中氦气的温度高于y容器中氦气的温度，但压强却低于y容器中氦气的压强．由此可知( ) A．x中氦气分子的平均动能一定大于y中氦气分子的平均动能 B．x中每个氦气分子的动能一定都大于y中每个氦气分子的动能 C．x中动能大的氦气分子数一定多于y中动能大的氦气分子数 D．x中氦气分子的热运动一定比y中氦气分子的热运动剧烈 E．x中氦气分子的平均速率一定小于y中氦气分子的平均速率 【解析】 分子的平均动能取决于温度，温度越高，分子的平均动能越大，但对于任一个氦气分子来说并不一定成立，故A项正确，B项错误；分子的动能也应遵从统计规律，即“中间多、两头少”，温度较高时，动能大的分子数一定多于温度较低时动能大的分子数，C项正确；温度越高，分子的无规则热运动越剧烈，平均速率越大，D项正确；E项错误． 【答案】 ACD 6．(多选)如图8­4­9所示，一个与外界绝热的汽缸有一个绝热的活塞，中间有一个固 3

定的导热性良好的隔板，封闭着两部分气体A和B，活塞处于静止平衡状态，现通过电热丝对A气体加热一段时间，后来活塞达到新的静止平衡状态，不计气体分子势能，不计活塞与汽缸壁的摩擦，大气压强保持不变，则( ) 【导学号：11200053】

图8­4­9 A．气体A吸热，内能增加 B．气体B吸热，B压强增大 C．气体A分子单位时间内对器壁单位面积碰撞次数增多 D．气体B分子单位时间内对器壁单位面积碰撞次数不变 E．气体B分子单位时间内对器壁单位面积的碰撞次数减少 【解析】 绝热的汽缸有一个绝热的活塞，不存在热传递，气体内能的变化主要看温度变化，由于气体A吸热，温度升高，故内能增加，则A正确．由于隔板导热，活塞绝热，则B的温度升高，且活塞能自由移动，故此过程是等压变化，则B错误．气体A的温度升高，

压强增大，气体分子单位时间内对器壁单位面积碰撞次数增多，C正确．由气体B压强不变，温度升高，体积增大，则单位时间内对器壁单位面积碰撞次数减小，则D错误；E正确． 【答案】 ACE 7．教室内的气温会受到室外气温的影响，如果教室内上午10时的温度为15 ℃，下午2时的温度为25 ℃，假设大气压强无变化，则下午2时与上午10时相比较，房间内的下列说法中不正确的是( ) A．空气分子密集程度增大 B．空气分子的平均动能增大 C．空气分子的速率都增大 D．空气质量增大 E．空气分子密度减小 【解析】 温度升高，气体分子的平均动能增大，平均每个分子对器壁的冲力将变大，但气压并未改变，可见单位体积内的分子数一定减小，故A项、D项错误，B、E项正确；温度升高，并不是所有空气分子的速率都增大，C项错误． 【答案】 ACD 8．密闭在钢瓶中的理想气体，温度升高时压强增大，从分子动理论的角度分析，这是由于分子热运动的______增大了．该气体在温度T1、T2时的分子速率分布图象如图8­4­10所示，则T1________(填“大于”或“小于”)T2. 【导学号：11200054】 4

图8­4­10 【解析】 温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子热运动的平均动能增大，气体温度升高时气体分子的平均速率增大，分子速率分布曲线的峰值向速率大的一方移动，可知T1＜T2.

【答案】 平均动能 小于 [能力提升] 9．下面的表格是某地区1～7月份气温与气压的对照表： 月份/月 1 2 3 4 5 6 7 平均最高气温/℃ 1.4 3.9 10.7 19.6 26.7 30.2 30.8 平均大气压/×105 Pa 1.021 1.019 1.014 1.008 1.003 0.998 4 0.996 0 7月份与1月份相比较，下列说法不正确的是( ) A．空气分子无规则热运动的情况不变 B．空气分子无规则热运动减弱了 C．空气分子无规则热运动增强 D．单位时间内空气分子对地面的撞击次数增多了 E．单位时间内空气分子对单位面积的地面撞击次数减少了 【解析】 温度升高，则分子的无规则运动加剧，故A、B均错，C对．空气分子对地面的撞击更强烈了，但压强减小了，所以单位时间内气体分子对单位面积的撞击次数减少了，故D错误、E正确． 【答案】 ABD 10．如图8­4­11所示，绝热隔板K把绝热汽缸分隔成两部分，K与汽缸的接触是光滑的，隔板K用销钉固定，两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种理想气体a、b，a的体积大于b的体积．现拔去销钉(不漏气)，当a、b各自达到新的平衡时，下列说法不正确的是( ) 【导学号：11200055】

图8­4­11 A．a的体积小于b的体积 5

B．a的体积等于b的体积 C．在相同时间内两边与隔板碰撞的分子数相同 D．在相同时间内a与隔板碰撞的分子次数比b的少 E．a的温度比b的温度高

【解析】 由于两部分气体是相同质量、相同温度的同种气体，所以两部分气体的pVT值是相等的，由于a的 体积大一些，压强就小一些，拔去销钉后．a的体积会减小，温度升高，压强增大，再次平衡后压强相等，但由于a的温度高一些，a的体积还是大一些，A、B错，E正确；由于压强相等，a的温度高，分子平均动能大，相同时间内碰撞的次数要少，C错、D正确． 【答案】 ABC 11．(2016·岳阳高二检测)有一空的薄金属筒开口向下静止于恒温透明液体中，筒中液面与A点齐平．现缓缦将其压到更深处，筒中液面与B点齐平，此时筒中气体长度减为原来

的23.若测得A点压强为1.2×105 Pa，不计气体分子间相互作用，且筒内气体无泄漏．

图8­4­12 (1)求液体中B点的压强． (2)从微观上解释气体压强变化的原因．【导学号：11200056】

【解析】 (1)由题意知气体做等温变化则有pAV＝pB23V 代入数据得pB＝1.8×105 Pa (2)在缓慢下压过程中，温度不变，气体分子的平均动能不变；但单位体积内的气体分子数增多，单位时间内气体分子碰撞器壁的次数增多，气体的压强变大． 【答案】 1.8×105 Pa (2)见解析 12．(2016·青岛检测)一定质量的理想气体由状态A经状态B变成状态C，其中A→B过程为等压变化，B→C过程为等容变化．已知VA＝0.3 m3，TA＝TC＝300 K，TB＝400 K. (1)求气体在状态B时的体积． (2)说明B→C过程压强变化的微观原因．

【解析】 (1)A→B由气体实验定律，VATA＝VBTB知