专题84 气体热现象的微观意义试题君之K三关201.docx
- 文档编号:8455102
- 上传时间:2023-01-31
- 格式:DOCX
- 页数:11
- 大小:96.29KB
专题84 气体热现象的微观意义试题君之K三关201.docx
《专题84 气体热现象的微观意义试题君之K三关201.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《专题84 气体热现象的微观意义试题君之K三关201.docx(11页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
专题84气体热现象的微观意义试题君之K三关201
第八章气体
第4节气体热现象的微观意义
一、气体分子运动的特点
1.从微观角度看,物体的热现象是由_________的热运动所决定的,尽管个别分子的运动有它的不确定性,但大量分子的运动情况会遵从一定的___________。
2.分子做无规则运动,速率有大有小,由于分子间频繁碰撞,速率又将发生变化,但分子的速率都呈现_____________的分布规律。
这种分子整体所体现出来的规律叫统计规律。
3.气体分子运动的特点:
(1)分子的运动杂乱无章,在某一时刻,向着______________运动的分子都有,而且向各个方向运动的气体分子数目______________。
(2)气体分子速率分布表现出“中间多、两头少”的分布规律。
温度升高时,速率大的分子数目_______,速率小的分子数目__________,分子的平均速率__________。
4.温度是分子________的标志。
二、气体压强的微观意义
1.产生原因:
气体的压强是由气体中大量做无规则热运动的分子对器壁频繁持续的碰撞产生的。
压强就是大量气体分子作用在器壁_______________的平均作用力。
2.气体压强的决定因素:
从微观角度来看,一个是分子的____________,一个是分子的___________。
三、对气体实验定律的微观解释
1.玻意耳定律:
一定质量的气体,温度保持不变时,分子的平均动能__________,体积减小时,分子的密集程度增大,气体的压强就_________。
2.查理定律:
一定质量的气体,体积保持不变时,分子密集程度___________,温度升高时,分子的平均动能增大,气体的压强就____________。
3.盖—吕萨克定律:
一定质量的气体,温度升高时,分子平均动能__________,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____________。
大量分子统计规律“中间多,两头少”任何一个方向几乎相等增加减少增大平均动能
单位面积上平均动能密集程度
不变增大保持不变增大增大减小不变
一、对气体分子运动特点的理解
1.由于气体是由数量极多的分子组成的,各个分子的运动都是不规则的,但从总体来看,大量分子的运动服从一定的统计规律。
2.大量气体分子的速率分布呈现中间多(即中间速率区域的分子数目多)两头少(速率大或小的速率区域分子数目少)的规律。
3.温度升高时,所有分子热运动的平均速率增大,即大部分分子的速率增大,但也有少数分子的速率减小,“中间多、两头少”的规律不变,但中间速率区域向速率大的方向偏移。
【例题1】气体分子永不停息地做无规则的热运动,同一时刻都有向不同方向运动的分子,速率也有大有小,下表是氧气分子分别在0℃和100℃时,同一时刻在不同速率区间内的分子数占总分子数的百分比,由表得出的下列结论正确的是
按速率大小划分的区间(m/s)
各速率区间的分子数占总分子数的百分比(%)
0℃
100℃
100以下
1.4
0.7
100200
8.1
5.4
200300
17.0
11.9
300400
21.4
17.4
400500
20.4
18.6
500600
15.1
16.7
600700
9.2
12.9
700800
4.5
7.9
800900
2.0
4.6
900以上
0.9
3.9
A.气体分子的速率大小基本上是均匀分布的,每个速率区间的分子数大致相同
B.大多数气体分子的速率处于中间值,少数分子的速率较大或较小
C.随着温度的升高,气体分子的平均速率增大
D.气体分子的平均速率基本上不随温度的变化而变化
参考答案:
BC
试题解析:
由表格可以看出在0℃和100℃两种温度下,分子速率在200700m/s之间的分子数的比例较大,由此可知B正确;再比较0℃和100℃两种温度下分子速率较大的区间,100℃的分子数所占比例较大,而分子速率较小的区间,100℃的分子数所占比例较小,故100℃的气体分子平均速率高于0℃的气体分子平均速率,故C正确。
二、气体压强的产生及其决定因素
1.气体压强的产生
单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的,但是大量分子频繁地碰撞器壁,对器壁产生持续、均匀的压力。
所以从分子动理论的观点来看,气体的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力。
2.决定气体压强大小的因素
(1)微观因素:
①气体分子的密集程度:
气体分子密集程度(即单位体积内气体分子的数目)大,在单位时间内,与单位面积器壁碰撞的分子数就越多,气体压强就越大;
②气体分子的平均动能:
气体的温度高,气体分子的平均动能就大,可认为每个气体分子与器壁的碰撞(可视为弹性碰撞)给器壁的冲力就大;从另一方面讲,分子的平均速率大,在单位时间内器壁受气体分子撞击的次数就多,累计冲力就大,气体压强就大。
(2)宏观因素:
①与温度有关:
温度越高,气体的压强越大;
②与体积有关:
体积越小,气体的压强越大。
【例题2】如图所示,两个完全相同的圆柱形密闭容器,甲中恰好装满某种液体,乙中充满某种气体,则下列说法中正确的是(容器容积恒定)
A.两容器中器壁的压强都是由于分子撞击器壁而产生的
B.两容器中器壁的压强都是由所装物体的重力而产生的
C.甲容器中pA>pB,乙容器中pC=pD
D.当温度升高时,pA、pB不变,pC、pD变大
参考答案:
CD
试题解析:
逐项分析如下:
选项
诊断
结论
A
甲容器压强产生的原因是由于液体受到重力作用,而乙容器压强产生的原因是气体分子撞击器壁产生的
×
B
×
C
液体的压强p=ρgh,hA>hB,可知pA>pB,而密闭容器中气体压强各处均相等,与位置无关,pC=pD
√
D
温度升高时,pA、pB不变,而pC、pD增大
√
1.在研究热现象时,我们可以采用统计方法,这是因为
A.每个分子的运动速率随温度的变化是有规律的
B.个别分子的运动不具有规律性
C.在一定温度下,大量分子的速率分布是确定的
D.在一定温度下,大量分子的速率分布随时间而变化
2.关于气体分子的运动情况,下列说法中正确的是
A.某一时刻具有任一速率的分子数目是相等的
B.某一时刻一个分子速度的大小和方向是偶然的
C.某一时刻向任意一个方向运动的分子数目相等
D.某一温度下大多数气体分子的速率不会发生变化
3.如图是氧气分子在不同温度(0℃和100℃)下的速率分布图,由图可得信息
A.同一温度下,氧气分子呈现出“中间多、两头少”的分布规律
B.随着温度的升高,每一个氧气分子的速率都增大
C.随着温度的升高,氧气分子中速率小的分子所占的比例增加
D.随着温度的升高,氧气分子的平均速率变小
4.关于气体分子运动的特点,下列说法正确的是
A.由于气体分子间距离较大,所以气体很容易被压缩
B.气体之所以能充满整个空间,是因为气体分子间相互作用的引力和斥力十分微弱,气体分子可以在空间自由运动
C.由于气体分子间的距离较大,所以气体分子间根本不存在相互作用
D.大量气体分子的运动符合统计规律
5.封闭容器中气体的压强
A.是由气体的重力产生的
B.是由气体分子间的相互作用力(引力和斥力)产生的
C.是由大量分子频繁碰撞器壁产生的
D.当充满气体的容器自由下落时,由于失重,气体压强将减小为零
6.封闭在汽缸内一定质量的气体,如果保持气体体积不变,当温度升高时,以下说法正确的是
A.气体的密度增大
B.气体的压强增大
C.气体分子的平均速率减小
D.每秒撞击单位面积器壁的气体分子数不变
7.如图所示,质量为m的活塞将一定质量的气体封闭在汽缸内,活塞与汽缸壁之间无摩擦。
a态是汽缸放在冰水混合物的容器中气体达到的平衡状态,b态是汽缸从容器中移出后,在室温(27℃)中达到的平衡状态。
气体从a态变化到b态的过程中大气压强保持不变。
若忽略气体分子之间的势能,下列说法中正确的是
A.与b态相比,a态的气体分子在单位时间内撞击活塞的个数较多
B.与a态相比,b态的气体对活塞的冲击力较大
C.a,b两态的气体对活塞的冲击力相等
D.从a态到b态,气体的内能增加,气体的密度增加
8.如图是一定质量的某种气体的等压线,等压线上的a、b两个状态比较,下列说法正确的是
A.在相同时间内撞在单位面积上的分子数b状态较多
B.在相同时间内撞在单位面积上的分子数a状态较多
C.在相同时间内撞在相同面积上的分子数两个状态一样多
D.单位体积的分子数两个状态一样多
9.根据天文学家测量月球的半径为1738km,月球表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的。
月球在阳光照射下的温度可以达到127℃,而此时水蒸气分子的平均速率达到2000m/s,试分析月球表面没有水的原因。
10.图甲为测量分子速率分布的装置示意图。
圆筒绕其中心匀速转动,侧面开有狭缝N,内侧贴有记录薄膜,M为正对狭缝的位置。
从原子炉R中射出的银原子蒸汽穿过屏上S缝后进入狭缝N,在圆筒转动半个周期的时间内相继到达并沉积在薄膜上。
展开的薄膜如图乙所示,NP、PQ间距相等,则
A.到达M附近的银原子速率较大
B.到达Q附近的银原子速率较大
C.位于PQ区间的分子百分率大于位于NP区间的分子百分率
D.位于PQ区间的分子百分率小于位于NP区间的分子百分率
11.关于理想气体的内能,下列说法正确的是
A.理想气体存在分子势能
B.理想气体的内能是分子平均势能和平均动能的总和
C.一定质量的理想气体内能仅跟体积有关
D.一定质量的理想气体内能仅跟温度有关
12.对一定质量的理想气体,用p、V、T分别表示其压强、体积、温度,则有
A.若T不变,p增大,则分子热运动的平均动能增大
B.若p不变,V增大,则分子热运动的平均动能减小
C.若p不变,T增大,则单位体积中的分子数减少
D.若V不变,p减小,则单位体积中的分子数减少
13.对于一定量的理想气体,下列说法正确的是
A.若气体的压强和体积都不变,其内能也一定不变
B.若气体的内能不变,其状态也一定不变
C.若气体的温度随时间不断升高,其压强也一定不断增大
D.气体温度每升高1K所吸收的热量与气体经历的过程有关
14.用一导热的可自由滑动的轻隔板把一圆柱形容器分隔成A、B两部分,如图所示。
A和B中分别封闭有质量相等的氮气和氧气,均可视为理想气体,则可知两部分气体处于热平衡时
A.内能相等B.分子的平均动能相等
C.分子的平均速率相等D.分子数相等
15.对一定量的气体,若用N表示单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数,则
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.当压强不变而体积和温度变化时,N可能不变
16.如图所示,两个完全相同的圆柱形密闭容器,甲中装有与容器容积等体积的水,乙中充满空气,试问:
(1)两容器各侧壁所受压强大小关系及压强的大小决定于哪些因素?
(容器容积恒定)
(2)若让两容器同时做自由落体运动,容器侧壁上所受压强将怎样变化?
17.一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C,其中A→B过程为等压变化,B→C过程为等容变化。
已知VA=0.3m3,TA=TC=300K、TB=400K。
(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。
1.BC【解析】在研究热现象时,单个分子的运动具有无规则的特征,但大量的分子却满足统计规律,故正确选项为BC。
2.BC【解析】某一时刻具有任一速率的分子数目并不是相等的,呈“中间多、两头少”的统计分布规律,选项A错误;由于分子之间频繁地碰撞,分子随时都会改变自己运动速度的大小和方向,因此在某一时刻一个分子速度的大小和方向完全是偶然的,选项B正确;虽然每个分子的速率瞬息万变,但是大量分子整体存在着统计规律。
由于分子数目巨大,某一时刻向任意一个方向运动的分子数目只有很小的差别,可以认为是相等的,选项C正确;某一温度下,每个分子的速率仍然是瞬息万变的,只是分子运动的平均速率相同,选项D是错误的。
故正确选项为BC。
3.A【解析】温度升高后,并不是每一个气体分子的速率都增大,而是气体分子的平均速率变大,并且速率小的分子所占的比例减小,则选项BCD错误;同一温度下,气体分子呈现出“中间多、两头少”的分布规律,选项A正确。
7.AC【解析】由题知两状态的压强相等,由于Tb>Ta,故a状态分子碰撞的力较小,则单位时间内撞击的个数一定多,选项A正确;由于压强不变,故气体对活塞的力是相同的,选项B错误,C正确;从a态到b态温度升高,体积增加,内能增加,故气体密度减小,选项D错误。
8.B【解析】b状态比a状态体积大,故单位体积分子数b比a少,b状态比a状态温度高,其分子平均动能大,而a、b压强相等,故相同时间内撞到单位面积上的分子数a状态较多,B对。
9.月球表面的第一宇宙速度v0=
≈1685m/s<2000m/s。
所以水蒸气分子在月球表面做离心运动,因此月球表面无水。
【解析】月球表面的第一宇宙速度v0=
≈1685m/s<2000m/s。
所以水蒸气分子在月球表面做离心运动,因此月球表面无水。
10.AC【解析】分子由N到M距离最远,所以到达M附近的银原子速率较大,由沉积在薄膜上的原子分布可知,位于PQ区间的分子百分率大于位于NP区间的分子百分率,故选项AC正确。
11.D【解析】由于理想气体分子除了碰撞外,分子间没有相互作用力,因此理想气体不存在分子势能,其内能只是所有分子热运动动能的总和,故选项AB错误;一定质量的理想气体内能仅跟温度有关,而与体积无关,故选项C错误,选项D正确。
14.B【解析】两种理想气体的温度相同,所以分子的平均动能相同,而气体种类不同,其分子质量不同,所以分子的平均速率不同,故选项B正确,选项C错误;两种气体的质量相同,而摩尔质量不同,所以分子数不同,故选项D错误;两种气体的分子平均动能相同,但分子个数不同,故内能也不相同,故选项A错误。
15.C【解析】单位时间内与器壁单位面积相碰的分子数N既与分子密度有关,还与分子的平均速率有关。
当气体体积减小时,分子密度增加,但若温度降低,分子平均速率变小,N也不一定增加,A错;当温度升高时,分子的平均速率增大,但若体积增大,分子密度减小,N也不一定增加,B错;当气体压强不变,则器壁单位面积受到的压力不变,由于温度变化,每个分子对器壁的冲力变化,N只有变化才能保持压强不变,故C对,D错。
16.
(1)对甲容器,上壁的压强为零,底面的压强最大,其数值p=ρgh(h为上下底面间的距离)。
侧壁的压强自上而下,由小变大,其数值大小与侧壁上各点距底面的距离x的关系是p=ρgx;对乙容器,各处器壁上的压强大小都相等,其大小决定于气体的密度和温度。
(2)甲容器做自由落体运动时器壁各处的压强均为零,乙容器做自由落体运动时,器壁各处的压强不发生变化。
【解析】
(1)对甲容器,上壁的压强为零,底面的压强最大,其数值p=ρgh(h为上下底面间的距离)。
侧壁的压强自上而下,由小变大,其数值大小与侧壁上各点距底面的距离x的关系是p=ρgx;对乙容器,各处器壁上的压强大小都相等,其大小决定于气体的密度和温度。
(2)甲容器做自由落体运动时器壁各处的压强均为零,乙容器做自由落体运动时,器壁各处的压强不发生变化。
17.
(1)0.4m3
(2)气体体积不变,分子密集程度不变,温度变小,气体分子平均动能减小,导致气体压强减小。
【解析】
(1)设气体在B状态时的体积为VB,由盖–吕萨克定律得
代入数据得VB=0.4m3—
(2)微观原因:
气体体积不变,分子密集程度不变,温度变小,气体分子平均动能减小,导致气体压强减小。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 专题84 气体热现象的微观意义试题君之K三关201 专题 84 气体 现象 微观 意义 试题 201