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1、
第八章 第4節(jié)
基礎夯實
一、選擇題(1~3題為單選題,4題為多選題)
1.1859年麥克斯韋從理論上推導出了氣體分子速率的分布規(guī)律,后來有許多實驗驗證了這一規(guī)律。若以橫坐標v表示分子速率,縱坐標f(v)表示各速率區(qū)間的分子數占總分子數的百分比。下面四幅圖中能正確表示某一溫度下氣體分子速率分布規(guī)律的是( D )
解析:各速率區(qū)間的分子數占總分子數的百分比不能為負值,A、B錯;氣體分子速率的分布規(guī)律呈現(xiàn)“中間多,兩頭少”的趨勢,速率為0的分子幾乎不存在,故C錯、D對。
2.(山東省菏澤市2017~2018學年高二下學期期中)關于氣體熱現(xiàn)象的微觀解釋,下列說法中正確的是
2、( B )
A.密閉在容器中的氣體,在某一時刻向各個方向運動的氣體分子數目一定相等
B.大量氣體分子的速率有的大有的小,但是按“中間多,兩頭少”的規(guī)律分布
C.氣體壓強的大小跟氣體的質量和氣體的種類有關
D.當某一容器自由下落時,容器中氣體的壓強將變?yōu)榱?
解析:雖然分子的運動雜亂無章,在某一時刻,與容器各側面碰撞的氣體分子數目基本相同,不能說一定相同,故A錯誤;大量氣體分子的速率有大有小,但是按“中間多,兩頭少”的規(guī)律分布,故B正確;氣體壓強跟氣體分子的平均動能、分子的密集程度這兩個因素有關,故C錯誤;當某一容器自由下落時,雖然處于失重狀態(tài),但分子熱運動不會停止,所以分子仍然不斷撞擊
3、容器壁產生壓力,故壓強不為零,故D錯誤。
3.教室內的氣溫會受到室外氣溫的影響,如果教室內上午10時的溫度為15℃,下午2時的溫度為25℃,假設大氣壓強無變化,則下午2時與上午10時相比較,房間內的( B )
A.空氣分子密集程度增大
B.空氣分子的平均動能增大
C.空氣分子的速率都增大
D.空氣質量增大
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 ,可見單位體積內的分子數一定減小, 故A項、D項錯誤、B項正確;溫度升高,并不是所有空氣分子的速率都增大,C項錯誤。
4.根據氣體分子動理論,氣體分子運動的劇烈程度與溫度有關,下列表格中的數
4、據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)間的分子數占分子總數的百分率
0℃
100℃
100以下
1.4
0.7
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
根據表格內容,以下四位同學所總結的規(guī)律正確的是( ACD )
A.不論溫度
5、多高,速率很大和很小的分子總是少數
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,速率在某一數值附近的分子數多,離開這個數值越遠,分子數越少
D.溫度增加時,速率小的分子數減少了
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;由氣體分子運動的特點和統(tǒng)計規(guī)律可知,A、C、D描述正確。
二、非選擇題
5.節(jié)假日釋放氫氣球,在氫氣球上升過程中,氣球會膨脹,達到極限體積時甚至會爆炸。假設在氫氣球上升過程中,環(huán)境溫度保持不變,則球內的氣體壓強減小(填“增大”、“減小”或“不變”),氣體分子熱運動的劇烈程度不變(填“變強”、“變弱”或“不變”),
6、氣體分子的速率分布情況最接近圖中的C線(填“A”、“B”、“C”)。圖中f(v)表示速率v處單位速率區(qū)間內的分子數百分率。
6.中國是世界上的人口大國,也是自行車的王國,隨著社會的不斷進步,雖然汽車已經進入家庭,但自行車以其輕便、經濟、維修方便等獨有的優(yōu)勢,依然成為人們目前重要的交通工具之一,輪胎“跑氣”是自行車的常見故障之一,現(xiàn)用活塞氣筒向一個容積為V的自行車輪胎內打氣,每次能把體積為V0,壓強為p0的空氣打入自行車輪胎內。若胎內原有空氣的壓強為p,設打入氣體的溫度不變,則打了n次后自行車輪胎內氣體的壓強為多大?并解釋為何在打氣過程中越打越費勁?
答案:p+n;打入氣的次數越多,輪胎內氣
7、體壓強越大,再次將氣體打入時,需用力越大即越費勁。
解析:取胎內原有氣體和n次打入的氣體為研究對象
由玻意耳定律知pV+np0V0=pnV
所以pn=p+n()
p0、V0、V、p各量不變,pn越大即打入氣的次數越多,需要克服胎內氣體對氣筒(活塞)的壓力越大,感覺越費勁。
能力提升
一、選擇題(1~3題為單選題,4題為多選題)
1.下圖描繪的是一定質量的氧氣分子分別在0℃和100℃兩種情況下速率分布的情況,符合統(tǒng)計規(guī)律的是( A )
解析:氣體溫度越高,分子熱運動越劇烈,分子熱運動的平均速率增大,且分子速率分布呈現(xiàn)“兩頭少、中間多”的特點。溫度高時速率大的分子所占據的
8、比例越大,所以A正確。
2.如圖所示,一定質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( B )
A.氣體的溫度不變
B.氣體的內能增加
C.氣體的分子平均速率減少
D.氣體分子在單位時間內與器壁單位面積上碰撞的次數不變
解析:從p-V圖象中的AB圖線看,氣體狀態(tài)由A變到B為等容升壓,根據查理定律,一定質量的氣體,當體積不變時,壓強跟熱力學溫度成正比,所以壓強增大溫度升高,故答案A錯誤。一定質量的理想氣體的內能僅由溫度決定,所以氣體的溫度升高,內能增加,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。氣體壓強增大,則氣體分子在單位時間內與器壁單
9、位面積上碰撞的次數增加,故答案D錯誤。
3.如圖所示,是描述一定質量的某種氣體狀態(tài)變化的V-T圖線,對圖線上的a、b兩個狀態(tài),下列說法不正確的是( B )
A.從a到b的狀態(tài)變化過程是等壓變化過程
B.a狀態(tài)的壓強、體積、溫度均比b狀態(tài)小
C.a狀態(tài)比b狀態(tài)分子平均動能小
D.a狀態(tài)時在相同時間內撞到器壁單位面積上的分子數比b狀態(tài)多
解析:由V-T圖線過原點可知,a→b是等壓變化過程,A對、B錯。由Ta
10、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量、相同溫度的同種理想氣體a、b,a的體積大于b的體積。現(xiàn)拔去銷釘(不漏氣),當a、b各自達到新的平衡時( BD )
A.a的體積等于b的體積
B.a的體積大于b的體積
C.在相同時間內兩邊與隔板碰撞的分子數相同
D.a的溫度比b的溫度高
解析:由于兩部分氣體是相同質量、相同溫度的同種氣體,所以兩部分氣體的值是相等的,由于a的體積大一些,壓強就小一些,拔去銷釘后,a的體積會減小,溫度升高,壓強增大,再次平衡后壓強相等,但由于a的溫度高一些,a的體積還是大一些,A錯誤 ,B、D正確;由于壓強相等,a的
11、溫度高,分子平均動能大,相同時間內碰撞的次數要少,C錯誤。
二、非選擇題
5.在裝有食品的包裝袋中充入氮氣,可以起到保質作用。某廠家為檢測包裝袋的密封性,在包裝袋中充滿一定量的氮氣,然后密封進行加壓測試。測試時,對包裝袋緩慢地施加壓力。將袋內的氮氣視為理想氣體,則加壓測試過程中,包裝袋內壁單位面積上所受氣體分子撞擊的作用力增大(選填“增大”、“減小”或“不變”),包裝袋內氮氣的內能不變(選填“增大”、“減小”或“不變”)。
解析:加壓測試過程中,包裝袋體積減小,氣體分子對內壁單位面積的撞擊力增大;理想氣體內能僅與溫度有關,該過程溫度不變,內能不變。
6.(昌樂及弟中學2016年高二下學
12、期質檢)有一空的薄金屬筒開口向下靜止于恒溫透明液體中,筒中液面與A點齊平?,F(xiàn)緩慢將其壓到更深處,筒中液面與B點齊平,此時筒中氣體長度減為原來的。若測得A點壓強為1.2×105Pa,不計氣體分子間相互作用,且筒內氣體無泄漏。
(1)求液體中B點的壓強。
(2)從微觀上解釋氣體壓強變化的原因。
答案:(1) 1.8×105Pa (2)見解析
解析:(1)由題意知氣體做等溫變化
則有pAV=pBV
代入數據得pB=1.8×105Pa
(2)在緩慢下壓過程中,溫度不變,氣體分子的平均動能不變,但單位體積內的氣體分子數增多,單位時間內氣體分子碰撞器壁的次數增多,氣體的壓強變大。