8.4 气体热现象的微观意义-2020-2021学年高二物理针对训练（人教版选修3-3）

《8.4 气体热现象的微观意义》针对训练 1．1859年麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律，后来有许多实验验证了这一规律。若以横坐标v表示分子速率，纵坐标f（v）表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比。右面四幅图中能正确表示某一温度下气体分子速率分布规律的是 【答案】D 【解析】各速率区间的分子数占总分子数的百分比不能为负值，A、B错；气体分子速率的分布规律呈现“中间多，两头少”的趋势，速率为0的分子几乎不存在，故C错、D对。 2．关于气体的压强，下列说法中正确的是 A．气体的压强是由气体分子间的吸引和排斥产生的 B．气体分子的平均速率增大，气体的压强一定增大 C．气体的压强是由于气体分子的频繁撞击产生的 D．当某一容器自由下落时，容器中气体的压强将变为零 【答案】C 【解析】气体的压强是由于气体分子的频繁撞击产生的，A错误，C正确；气体分子的平均速率增大，若气体体积增大，气体的压强不一定增大，B错误；当某一容器自由下落时，分子的运动不受影响，容器中气体的压强不为零，D错误。 3．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 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 【答案】B 【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。 4．某种气体在不同温度下的分子速率分布曲线如图所示，f（v）表示分子速率v附近单位速率区间内的分子数百分率。曲线Ⅰ和Ⅱ所对应的温度分别为TⅠ和TⅡ，所对应的气体分子平均动能分别为Ek1和Ek2，则 A．TⅠ>TⅡ，Ek1>Ek2 B．TⅠ>TⅡ，Ek1<Ek2 C．TⅠ<TⅡ，Ek1>Ek2 D．TⅠ<TⅡ，Ek1<Ek2 【答案】D 【解析】根据麦克斯韦分布规律知，气体的温度越高，速率较大的分子所占的比例越大，所以Ⅰ的温度低，Ⅱ的温度高，即TⅠ<TⅡ，而温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大，则Ek1<Ek2，故D正确。 5．如图所示，一定质量的理想气体由状态A沿平行纵轴的直线变化到状态B，则它的状态变化过程是 A．气体的温度不变 B．气体的内能增加 C．气体的分子平均速率减少 D．气体分子在单位时间内与器壁单位面积上碰撞的次数不变 【答案】B 【解析】从p－V图象中的AB图线看，气体状态由A变到B为等容升压，根据查理定律，一定质量的气体，当体积不变时，压强跟热力学温度成正比，所以压强增大温度升高，故答案A错误。一定质量的理想气体的内能仅由温度决定，所以气体的温度升高，内能增加，故答案B对。气体的温度升高，分子平均速率增大，故答案C错。气体压强增大，则气体分子在单位时间内与器壁单位面积上碰撞的次数增加，故答案D错误。 6．下列说法正确的是 A．一定质量的气体，保持温度不变，压强随体积减小而增大的微观原因是：每个分子撞击器壁的作用力增大 B．一定质量的气体，保持温度不变，压强随体积增大而减小的微观原因是：单位体积内的分子数减少 C．一定质量气体，保持体积不变，压强随温度升高而增大的微观原因是：每个分子动能都增大 D．一定质量的气体，保持体积不变，压强随温度升高而增大的微观原因是：分子的密度增大 【答案】B 【解析】决定气体压强大小的微观因素是分子密集程度和分子平均动能，宏观上体现在体积和温度上。若温度不变，压强随分子密度的变化而变化，A错，B对，若体积不变，压强随分子平均动能的变化而变化，C、D错误。 7．对于一定质量的气体，当它们的压强和体积发生变化时，以下说法正确的是 A．压强和体积都增大时，其分子平均动能不可能不变 B．压强和体积都增大时，其分子平均动能有可能减小 C．压强增大，体积减小时，其分子平均动能一定不变 D．压强减小，体积增大时，其分子平均动能可能增大 【答案】AD 【解析】质量一定的气体，分子总数不变，体积增大，单位体积内的分子数减小；体积减小，单位体积内的分子数增大，根据气体的压强与单位体积内的分子数和分子的平均动能这两个因素有关，可判知A、D选项正确，B、C选项错误。 8．根据气体分子动理论，气体分子运动的剧烈程度与温度有关，下列表格中的数据是研究氧气分子速率分布规律而列出的。根据表格内容，以下四位同学所总结的规律正确的是 按速率大小划分区间m/s 各速率区间的分子数占分子总数的百分率 0℃ 100℃ 100以下 1.4 0.7 100～200 8.1 5.4 200～300 17.0