(課改地區(qū)專用)2018-2019學(xué)年高考物理總復(fù)習(xí) 1.2.4 氣體熱現(xiàn)象的微觀意義學(xué)案.doc
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第1.2.4節(jié) 氣體熱現(xiàn)象的微觀意義 學(xué)習(xí)目標(biāo) 核心提煉 1.了解什么是“統(tǒng)計(jì)規(guī)律”。 1個規(guī)律——統(tǒng)計(jì)規(guī)律 1個特點(diǎn)——?dú)怏w分子運(yùn)動的特點(diǎn) 1個圖象——?dú)怏w分子的速率分布圖象 2.知道氣體分子運(yùn)動的特點(diǎn):分子沿各個方向運(yùn)動的機(jī)會均等,分子速率按一定規(guī)律分布。 3.能用氣體分子動理論解釋氣體壓強(qiáng)的微觀意義,知道氣體的壓強(qiáng)、溫度、體積與所對應(yīng)的微觀物理量間的相互聯(lián)系。 4.能用氣體分子動理論解釋三個氣體實(shí)驗(yàn)定律。 一、隨機(jī)性與統(tǒng)計(jì)規(guī)律、氣體分子運(yùn)動的特點(diǎn) 1.隨機(jī)性與統(tǒng)計(jì)規(guī)律 (1)必然事件:在一定條件下必然出現(xiàn)的事件。 (2)不可能事件:在一定條件下不可能出現(xiàn)的事件。 (3)隨機(jī)事件:在一定條件下可能出現(xiàn),也可能不出現(xiàn)的事件。 (4)統(tǒng)計(jì)規(guī)律:大量隨機(jī)事件整體表現(xiàn)出來的規(guī)律。 2.氣體分子運(yùn)動的特點(diǎn) (1)由于氣體分子間的距離比較大,分子間作用力很弱。通常認(rèn)為,氣體分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外,不受力而做勻速直線運(yùn)動,因而氣體會充滿它能達(dá)到的整個空間。 (2)分子的運(yùn)動雜亂無章,在某一時刻,向著任何一個方向運(yùn)動的分子都有,而且向各個方向運(yùn)動的氣體分子數(shù)目都相等。 二、氣體溫度的微觀意義 1.溫度越高,分子的熱運(yùn)動越激烈。 2.氣體分子速率呈“中間多、兩頭少”的規(guī)律分布。當(dāng)溫度升高時,對某一分子在某一時刻它的速率不一定增加,但大量分子的平均速率一定增加,而且“中間多”的分子速率值在增加。如圖1所示。 圖1 3.理想氣體的熱力學(xué)溫度T與分子的平均動能k成正比,即:T=ak(式中a是比例常數(shù)),這表明,溫度是分子平均動能的標(biāo)志。 思考判斷 (1)氣體內(nèi)部所有分子的動能都隨溫度的升高而增大。() (2)當(dāng)溫度發(fā)生變化時,氣體分子的速率不再是“中間多,兩頭少”。() (3)某一時刻一個分子的速度大小和方向是偶然的。(√) (4)溫度相同時,各種氣體分子的平均速度都相同。() 三、氣體壓強(qiáng)的微觀意義 1.氣體壓強(qiáng)的大小等于氣體作用在器壁單位面積上的壓力。 2.產(chǎn)生原因:大量氣體分子對器壁的碰撞引起的。 3.決定因素:(1)微觀上決定于分子的平均動能和分子的密集程度,(2)宏觀上決定于氣體的溫度T和體積V。 思考判斷 (1)密閉容器中氣體的壓強(qiáng)是由氣體的重力而產(chǎn)生的。() (2)密閉容器中氣體的壓強(qiáng)是由于分子間的相互作用力而產(chǎn)生的。() (3)溫度越高,氣體的壓強(qiáng)越大。() (4)氣體壓強(qiáng)由氣體的體積和氣體的密度決定。() (5)氣體分子的平均動能越大,分子越密集,氣體壓強(qiáng)越大。(√) 四、對氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋 1.玻意耳定律的微觀解釋 一定質(zhì)量的某種理想氣體,溫度保持不變時,分子的平均動能不變。體積減小時,分子的密集程度增大,單位時間內(nèi)撞擊單位面積器壁的分子數(shù)就增多,氣體的壓強(qiáng)就增大。 2.查理定律的微觀解釋 一定質(zhì)量的某種理想氣體,體積保持不變時,分子的密集程度保持不變,溫度升高時,分子的平均動能增大,分子撞擊器壁的作用力變大,所以氣體的壓強(qiáng)增大。 3.蓋—呂薩克定律的微觀解釋 一定質(zhì)量的某種理想氣體,溫度升高時,分子的平均動能增大,分子撞擊器壁的作用力變大,而要使壓強(qiáng)不變,則需使影響壓強(qiáng)的另一個因素分子的密集程度減小,所以氣體的體積增大。 思考判斷 (1)一定質(zhì)量的某種理想氣體,若T不變,p增大,則V減小,是由于分子撞擊器壁的作用力變大。() (2)一定質(zhì)量的某種理想氣體,若p不變,V增大,則T增大,是由于分子密集程度減小,要使壓強(qiáng)不變,分子的平均動能增大。(√) (3)一定質(zhì)量的某種理想氣體,若V不變,T增大,則p增大,是由于分子密集程度不變,分子平均動能增大,而使單位時間內(nèi)撞擊單位面積器壁的分子數(shù)增多,氣體壓強(qiáng)增大。() 對氣體分子運(yùn)動特點(diǎn)的理解 [要點(diǎn)歸納] 1.氣體的微觀結(jié)構(gòu)特點(diǎn) (1)氣體分子間的距離較大,大于10r0(10-9 m),氣體分子可看成質(zhì)點(diǎn)。 (2)氣體分子間的分子力很微弱,通常認(rèn)為氣體分子除了相互碰撞或與器壁碰撞外,不受其他力的作用。 2.氣體分子運(yùn)動的特點(diǎn) (1)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下1 cm3氣體中的分子數(shù)比地球上的人口總數(shù)還要多上許多億倍。大量氣體分子做無規(guī)則熱運(yùn)動,因此,分子之間頻繁地碰撞、每個分子的速度大小和方向頻繁地改變。 (2)正是“頻繁碰撞”,造成氣體分子不斷地改變運(yùn)動方向,使得每個氣體分子可自由運(yùn)動的行程極短(理論研究指出通常情況下氣體分子自由運(yùn)動行程的數(shù)量級僅為10-8 m),整體上呈現(xiàn)為雜亂無章的運(yùn)動。 (3)分子運(yùn)動的雜亂無章,使得分子在各個方向運(yùn)動的機(jī)會均等。 (4)大量氣體分子的速率分布呈現(xiàn)“中間多、兩頭少”的規(guī)律,當(dāng)溫度升高時,“中間多”這一高峰向速率大的一方移動,分子的平均速率增大,分子的熱運(yùn)動更劇烈。 [精典示例] [例1] 如圖2是氧氣分子在不同溫度下的速率分布規(guī)律圖,橫坐標(biāo)表示速率,縱坐標(biāo)表示某一速率內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比,由圖可知( ) 圖2 A.同一溫度下,氧氣分子呈現(xiàn)“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增大 D.①狀態(tài)的溫度比②狀態(tài)的溫度高 解析 同一溫度下,中等速率的氧氣分子數(shù)所占的比例大,即氧氣分子呈現(xiàn)“中間多,兩頭少”的分布規(guī)律,故A正確;溫度升高使得氧氣分子的平均速率增大,不一定每一個氧氣分子的速率都增大,B錯誤;隨著溫度的升高,氧氣分子中速率大的分子所占的比例增大,從而使分子平均動能增大,故C錯誤;由圖可知,②中速率大分子占據(jù)的比例較大,則說明②對應(yīng)的平均動能較大,故②對應(yīng)的溫度較高,故D錯誤。 答案 A 誤區(qū)警示 (1)在一定溫度下,所有氣體分子的速率都呈“中間多、兩頭少”的分布。 (2)并不是所有分子的速率隨溫度升高都增大。 [針對訓(xùn)練1] (多選)對于氣體分子的運(yùn)動,下列說法正確的是( ) A.一定溫度下某理想氣體的分子的碰撞雖然十分頻繁,但同一時刻,每個分子的速率都相等 B.一定溫度下某理想氣體的分子速率一般不相等,但速率很大和速率很小的分子數(shù)目相對較少 C.一定溫度下某理想氣體的分子做雜亂無章的運(yùn)動,可能會出現(xiàn)某一時刻所有分子都朝同一方向運(yùn)動的情況 D.一定溫度下某理想氣體,當(dāng)溫度升高時,其中少量(如10個)分子的平均動能可能減小 解析 一定溫度下某理想氣體分子碰撞十分頻繁,單個分子運(yùn)動雜亂無章,速率不等,但大量分子的運(yùn)動遵從統(tǒng)計(jì)規(guī)律,速率大和速率小的分子數(shù)目相對較少,向各個方向運(yùn)動的分子數(shù)目相等,A、C錯誤,B正確;溫度升高時,大量分子平均動能增大,但個別或少量(如10個)分子的平均動能有可能減小,D正確。 答案 BD 氣體壓強(qiáng)的微觀意義 [要點(diǎn)歸納] 1.氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生 單個分子碰撞器壁的沖力是短暫的,但是大量分子頻繁地碰撞器壁,就對器壁產(chǎn)生持續(xù)、均勻的壓力。所以從分子動理論的觀點(diǎn)來看,氣體的壓強(qiáng)就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力。 2.決定氣體壓強(qiáng)大小的因素 (1)微觀因素 ①氣體分子的密集程度:氣體分子密集程度(即單位體積內(nèi)氣體分子的數(shù)目)大,在單位時間內(nèi),與單位面積器壁碰撞的分子數(shù)就多,氣體壓強(qiáng)就越大。 ②氣體分子的平均動能:氣體的溫度越高,氣體分子的平均動能就越大,每個氣體分子與器壁的碰撞給器壁的沖力就越大;從另一方面講,分子的平均速率大,在單位時間內(nèi)器壁受氣體分子撞擊的次數(shù)就越多,累計(jì)沖力就越大,氣體壓強(qiáng)就越大。 (2)宏觀因素 ①與溫度有關(guān):溫度越高,氣體的壓強(qiáng)越大。 ②與體積有關(guān):體積越小,氣體的壓強(qiáng)越大。 3.密閉氣體壓強(qiáng)與大氣壓強(qiáng)不同 (1)密閉氣體壓強(qiáng) 因密閉容器中的氣體密度一般很小,由于氣體自身重力產(chǎn)生的壓強(qiáng)極小,可忽略不計(jì),故氣體壓強(qiáng)由氣體分子碰撞器壁產(chǎn)生,大小由氣體的分子密度和溫度決定,與地球的引力無關(guān),氣體對上下左右器壁的壓強(qiáng)大小都是相等的。 (2)大氣壓強(qiáng) 大氣壓強(qiáng)是由于空氣受到重力作用緊緊包圍地球而對浸在它里面的物體產(chǎn)生的壓強(qiáng)。如果沒有地球引力作用,地球表面就沒有大氣,從而也不會有大氣壓。地面大氣壓的值與地球表面積的乘積,近似等于地球大氣層所受的重力值,大氣壓強(qiáng)最終還是通過分子碰撞實(shí)現(xiàn)對放入其中的物體產(chǎn)生壓強(qiáng)。 [精典示例] [例2] 下列說法正確的是( ) A.氣體對器壁的壓強(qiáng)等于大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力 B.氣體對器壁的壓強(qiáng)等于大量氣體分子單位時間作用在器壁上的平均作用力 C.氣體分子熱運(yùn)動的平均動能減小,氣體的壓強(qiáng)一定減小 D.單位體積的氣體分子數(shù)增加,氣體的壓強(qiáng)一定增大 解析 氣體壓強(qiáng)為氣體分子對器壁單位面積的撞擊力,故A正確,B錯誤;氣體壓強(qiáng)的大小與氣體分子的平均動能和氣體分子密集程度有關(guān),故C、D錯誤。 答案 A 氣體壓強(qiáng)問題的解題思路 (1)明確氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因——大量做無規(guī)則運(yùn)動的分子對器壁頻繁持續(xù)的碰撞。壓強(qiáng)等于大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力。 (2)明確氣體壓強(qiáng)的決定因素——?dú)怏w分子的密集程度與平均動能。 (3)只有知道了這兩個因素的變化,才能確定壓強(qiáng)的變化,任何單個因素的變化都不能決定壓強(qiáng)是否變化?! ? [針對訓(xùn)練2] (多選)一定質(zhì)量的理想氣體,經(jīng)等溫壓縮,氣體的壓強(qiáng)增大,用分子動理論的觀點(diǎn)分析,這是因?yàn)? ) A.氣體分子每次碰撞器壁的平均沖力增大 B.單位時間內(nèi)單位面積器壁上受到氣體分子碰撞的次數(shù)增多 C.氣體分子的總數(shù)增加 D.氣體分子的密集程度增大 解析 理想氣體經(jīng)等溫壓縮,壓強(qiáng)增大,體積減小,分子密度增大,則單位時間內(nèi)單位面積器壁上受到氣體分子的碰撞次數(shù)增多,但氣體分子每次碰撞器壁的平均沖力不變,故B、D正確,A、C錯誤。 答案 BD 氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋 [要點(diǎn)歸納] 1.玻意耳定律 (1)宏觀表現(xiàn):一定質(zhì)量的某種理想氣體,在溫度保持不變時,體積減小,壓強(qiáng)增大;體積增大,壓強(qiáng)減小。 (2)微觀解釋:溫度不變,分子的平均動能不變。體積越小,分子越密集,單位時間內(nèi)撞到單位面積器壁上的分子數(shù)就越多,氣體的壓強(qiáng)就越大,如圖3所示。 圖3 2.查理定律 (1)宏觀表現(xiàn):一定質(zhì)量的某種理想氣體,在體積保持不變時,溫度升高,壓強(qiáng)增大;溫度降低,壓強(qiáng)減小。 (2)微觀解釋:體積不變,則分子密度不變,溫度升高,分子平均動能增大,分子撞擊器壁的作用力變大,所以氣體的壓強(qiáng)增大,如圖4所示。 圖4 3.蓋—呂薩克定律 (1)宏觀表現(xiàn):一定質(zhì)量的某種理想氣體,在壓強(qiáng)不變時,溫度升高,體積增大,溫度降低,體積減小。 (2)微觀解釋:溫度升高,分子平均動能增大,撞擊器壁的作用力變大,而要使壓強(qiáng)不變,則需影響壓強(qiáng)的另一個因素,即分子的密集程度減小,所以氣體的體積增大,如圖5所示。 圖5 [精典示例] [例3] (多選)對一定質(zhì)量的理想氣體,下列說法正確的是( ) A.體積不變,壓強(qiáng)增大時,氣體分子的平均動能一定增大 B.溫度不變,壓強(qiáng)減小時,氣體的密度一定減小 C.壓強(qiáng)不變,溫度降低時,氣體的密度一定減小 D.溫度升高,壓強(qiáng)和體積都可能不變 解析 根據(jù)氣體壓強(qiáng)、體積、溫度的關(guān)系可知,體積不變,壓強(qiáng)增大時,溫度升高,氣體分子的平均動能一定增大,選項(xiàng)A正確;溫度不變,壓強(qiáng)減小時,氣體體積增大,氣體的密度減小,選項(xiàng)B正確;壓強(qiáng)不變,溫度降低時,體積減小,氣體密度增大,選項(xiàng)C錯誤;溫度升高,壓強(qiáng)、體積中至少有一個發(fā)生改變,選項(xiàng)D錯誤。 答案 AB (1)對一定質(zhì)量的理想氣體來說,體積不變時,分子密度不變,體積增大時,分子密度減小,體積減小時,分子密度增大。即分子總數(shù)一定時,分子密度與氣體的體積有關(guān)。 (2)氣體的三個狀態(tài)參量如果有變化,至少有其中兩個會同時變化,從微觀的角度可以這樣理解:壓強(qiáng)變化時,分子密度和分子平均動能兩個量中至少有一個發(fā)生了變化,即體積和溫度中的一個發(fā)生變化;壓強(qiáng)不變時,若分子密度發(fā)生變化,則分子平均動能一定同時發(fā)生變化?! ? [針對訓(xùn)練3] 下列說法正確的是( ) A.一定質(zhì)量的氣體,保持溫度不變,壓強(qiáng)隨體積減小而增大的微觀原因是每個分子撞擊器壁的作用力增大 B.一定質(zhì)量的氣體,保持溫度不變,壓強(qiáng)隨體積增大而減少的微觀原因是單位體積內(nèi)的分子數(shù)減少 C.一定質(zhì)量的氣體,保持體積不變,壓強(qiáng)隨溫度升高而增大的微觀原因是每個分子動能都增大 D.一定質(zhì)量的氣體,保持體積不變,壓強(qiáng)隨溫度升高而增大的微觀原因是分子的密度增大 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。若溫度不變,壓強(qiáng)隨分子密度的變化而變化,A錯誤,B正確;若體積不變,壓強(qiáng)隨分子平均動能的變化而變化,C、D錯誤。 答案 B 1.(分子速率分布規(guī)律)(多選)如圖6所示,表示一定質(zhì)量氧氣分子在0 ℃和100 ℃兩種不同情況下速率分布情況,由圖可以判斷以下說法正確的是( ) 圖6 A.溫度升高,所有分子運(yùn)動速率變大 B.溫度越高,分子平均速率越小 C.0 ℃和100 ℃氧氣分子速率都呈現(xiàn)“中間多、兩頭少”的分布特點(diǎn) D.100 ℃的氧氣與0 ℃氧氣相比,速率大的分子數(shù)比例較多 解析 由圖象的意義及特點(diǎn)可知C、D正確;溫度升高,平均速率變大,但具體到某個分子速率可能變大、不變或變小,A、B錯誤。 答案 CD 2.(氣體壓強(qiáng)的理解)關(guān)于氣體的壓強(qiáng),下列說法正確的是( ) A.氣體分子的平均速率增大,則氣體的壓強(qiáng)一定增大 B.氣體分子的密集程度增大,則氣體的壓強(qiáng)一定增大 C.氣體分子的平均動能增大,則氣體的壓強(qiáng)一定增大 D.氣體分子的平均動能增大,氣體的壓強(qiáng)有可能減小 解析 氣體的壓強(qiáng)在微觀上與兩個因素有關(guān):一是氣體分子的平均動能,二是氣體分子的密集程度,密集程度或平均動能增大,都只強(qiáng)調(diào)問題的一方面,也就是說,平均動能增大的同時,分子的密集程度可能減小,使得壓強(qiáng)可能減??;同理,當(dāng)分子的密集程度增大時,分子的平均動能也可能減小,氣體的壓強(qiáng)變化不能確定,故D正確。 答案 D 3.(氣體壓強(qiáng)的微觀解釋)一定質(zhì)量的理想氣體,在壓強(qiáng)不變的條件下,溫度升高,體積增大,從分子動理論的觀點(diǎn)來分析,正確的是( ) A.此過程中分子的平均速率不變,所以壓強(qiáng)保持不變 B.此過程中每個氣體分子碰撞器壁的平均沖擊力不變,所以壓強(qiáng)保持不變 C.此過程中單位時間內(nèi)氣體分子對單位面積器壁的碰撞次數(shù)不變,所以壓強(qiáng)保持不變 D.以上說法都不對 解析 壓強(qiáng)與單位時間內(nèi)碰撞到器壁單位面積的分子數(shù)和每個分子的沖擊力有關(guān),溫度升高,分子與器壁的平均沖擊力增大,單位時間內(nèi)碰撞到器壁單位面積的分子數(shù)應(yīng)減小,壓強(qiáng)才可能保持不變。 答案 D 4.(氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋)對于一定質(zhì)量的某種理想氣體,若用N表示單位時間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的分子數(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)壓強(qiáng)不變而體積和溫度變化時,N可能不變 解析 由于氣體壓強(qiáng)是由大量氣體分子對器壁的碰撞作用產(chǎn)生的,其值與分子密集程度及分子平均速率有關(guān);對于一定質(zhì)量的氣體,壓強(qiáng)與溫度和體積有關(guān)。若壓強(qiáng)不變而溫度和體積發(fā)生變化(即分子密集程度發(fā)生變化時),N一定變化,故C正確,D錯誤;若體積減小且溫度也減小,N不一定增加,A錯誤;當(dāng)溫度升高,同時體積增大時,N也不一定增加,故B錯誤。 答案 C 基礎(chǔ)過關(guān) 1.(多選)關(guān)于氣體分子,下列說法中正確的是( ) A.由于氣體分子間的距離很大,氣體分子可以視為質(zhì)點(diǎn) B.氣體分子除了碰撞以外,可以自由地運(yùn)動 C.氣體分子之間存在相互斥力,所以氣體對容器壁有壓強(qiáng) D.在常溫常壓下,氣體分子的相互作用力可以忽略 解析 通常情況下,分子間距離較大,相互作用力可以忽略,氣體分子能否視為質(zhì)點(diǎn)應(yīng)視具體問題而定,A錯誤,D正確;氣體分子間除相互碰撞及與器壁的碰撞外,不受任何力的作用,可自由移動,B正確;氣體對器壁的壓強(qiáng)是由大量分子碰撞器壁產(chǎn)生,C錯誤。 答案 BD 2.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.氣體分子數(shù)密度和氣體的溫度 D.氣體分子質(zhì)量和氣體分子的速度 解析 從微觀角度來看,氣體壓強(qiáng)的大小跟兩個因素有關(guān),一個是氣體分子的平均動能,另一個是分子的密集程度。而溫度是分子熱運(yùn)動的平均動能的標(biāo)志,C正確。 答案 C 3.(多選)一定質(zhì)量的理想氣體,在壓強(qiáng)不變的條件下,體積增大,則( ) A.氣體分子的平均動能增大 B.氣體分子的平均動能減小 C.氣體分子的平均動能不變 D.分子密集程度減小,平均速率增大 解析 一定質(zhì)量的理想氣體,在壓強(qiáng)不變時,由蓋—呂薩克定律=C可知,體積增大,溫度升高,所以氣體分子的平均動能增大,平均速率增大,分子密集程度減小,A、D正確,B、C錯誤。 答案 AD 4.對于一定質(zhì)量的氣體,下列敘述中正確的是( ) A.如果體積減小,氣體分子在單位時間內(nèi)對單位面積器壁的碰撞次數(shù)一定增多 B.如果壓強(qiáng)增大且溫度不變,氣體分子在單位時間內(nèi)對單位面積器壁的碰撞次數(shù)一定增多 C.如果溫度升高,氣體分子在單位時間內(nèi)對單位面積器壁的碰撞次數(shù)一定增多 D.如果分子數(shù)密度增大,氣體分子在單位時間內(nèi)對單位面積器壁的碰撞次數(shù)一定增多 解析 氣體分子在單位時間內(nèi)對單位面積器壁的碰撞次數(shù),是由單位體積內(nèi)的分子數(shù)和分子的平均速率共同決定的。選項(xiàng)A和D都是單位體積內(nèi)的分子數(shù)增多,但分子的平均速率如何變化卻不知道;選項(xiàng)C由溫度升高可知分子的平均速率增大,但單位體積內(nèi)的分子數(shù)如何變化未知,所以選項(xiàng)A、C、D錯誤;氣體分子在單位時間內(nèi)對單位面積器壁的碰撞次數(shù)正是氣體壓強(qiáng)的微觀表現(xiàn),同時溫度又不變,所以選項(xiàng)B正確。 答案 B 5.(多選)對于一定質(zhì)量的氣體,當(dāng)它的壓強(qiáng)和體積發(fā)生變化時,以下說法正確的是( ) A.壓強(qiáng)和體積都增大時,其分子平均動能不可能不變 B.壓強(qiáng)和體積都增大時,其分子平均動能有可能減小 C.壓強(qiáng)增大,體積減小時,其分子平均動能一定不變 D.壓強(qiáng)減小,體積增大時,其分子平均動能可能增大 答案 AD 6.某種氣體在不同溫度下的氣體分子速率分布曲線如圖1所示,圖中f(v)表示v處單位速率區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)百分率,所對應(yīng)的溫度分別為TⅠ、TⅡ、TⅢ,則( ) 圖1 A.TⅠ>TⅡ>TⅢ B.TⅢ>TⅡ>TⅠ C.TⅡ>TⅠ,TⅡ>TⅢ D.TⅠ=TⅡ=TⅢ 解析 曲線下的面積表示分子速率從0→∞所有區(qū)間內(nèi)分子數(shù)的比率之和,顯然其值應(yīng)等于1,當(dāng)溫度升高時,分子的平均速率增大,所以曲線的高峰向右移動,曲線變寬,但由于曲線下總面積恒等于1,所以曲線的高度相應(yīng)降低,曲線變得平坦。所以TⅢ>TⅡ>TⅠ。選項(xiàng)B正確。 答案 B 7.下列關(guān)于氣體分子運(yùn)動的特點(diǎn),正確的說法是( ) A.氣體分子運(yùn)動的平均速率與溫度有關(guān) B.當(dāng)溫度升高時,氣體分子的速率分布不再是“中間多,兩頭少” C.氣體分子的運(yùn)動速率可由牛頓運(yùn)動定律求得 D.氣體分子的平均速度隨溫度升高而增大 解析 氣體分子的運(yùn)動與溫度有關(guān),溫度升高時,平均速率變大,但仍遵循“中間多、兩頭少”的統(tǒng)計(jì)規(guī)律,A正確,B錯誤;分子運(yùn)動無規(guī)則,而且牛頓運(yùn)動定律是宏觀定律,不能用它來求微觀分子的運(yùn)動速率,C錯誤;大量分子向各個方向運(yùn)動的概率相等,所以穩(wěn)定時,平均速度幾乎為零,與溫度無關(guān),D錯誤。 答案 A 能力提升 8.一定質(zhì)量的某種理想氣體的壓強(qiáng)為p,熱力學(xué)溫度為T,單位體積內(nèi)的氣體分子數(shù)為n,則( ) A.p增大,n一定增大 B.T減小,n一定增大 C.增大時,n一定增大 D.增大時,n一定減小 解析 只有p或T增大,不能得出體積的變化情況,A、B錯誤;增大,V一定減小,單位體積內(nèi)的氣體分子數(shù)一定增加,C正確,D錯誤。 答案 C 9.如圖2所示,一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A沿平行于縱軸的直線變化到狀態(tài)B,則它的狀態(tài)變化過程是( ) 圖2 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 解析 從p-V圖象中的AB圖線看,氣體由狀態(tài)A變到狀態(tài)B為等容變化,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A錯誤;一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能僅由溫度決定,氣體的溫度升高,內(nèi)能增加,故B正確;氣體的溫度升高,分子平均速率增大,故C錯誤;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D錯誤。 答案 B 10.(多選)對于一定質(zhì)量的理想氣體,下列說法正確的是( ) A.溫度升高,氣體中每個分子的動能都增大 B.在任一溫度下,氣體分子的速率分布都呈現(xiàn)“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律 C.從微觀角度看,氣體的壓強(qiáng)取決于氣體分子的平均動能和分子的密集程度 D.溫度不變時,氣體的體積減小,壓強(qiáng)一定增大 E.氣體的壓強(qiáng)由分子密集程度、分子平均動能、重力共同決定 解析 溫度升高時,分子平均動能增大,但每個分子的動能不一定都增大,A錯誤;氣體分子的速率分布規(guī)律是“中間多、兩頭少”,B正確;氣體的壓強(qiáng)由分子密集程度和分子平均動能決定,與重力無關(guān),C正確,E錯誤;溫度不變,體積減小時,由玻意耳定律可知,壓強(qiáng)一定增大,D正確。 答案 BCD 11.(多選)[2017全國卷Ⅰ,33(1)]氧氣分子在0 ℃和100 ℃溫度下單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨氣體分子速率的變化分別如圖3中兩條曲線所示。下列說法正確的是( ) 圖3 A.圖中兩條曲線下面積相等 B.圖中虛線對應(yīng)于氧氣分子平均動能較小的情形 C.圖中實(shí)線對應(yīng)于氧氣分子在100 ℃時的情形 D.圖中曲線給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目 E.與0 ℃時相比,100 ℃時氧氣分子速率出現(xiàn)在0~400 m/s 區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較大 解析 根據(jù)圖線的物理意義可知,曲線下的面積表示總分子數(shù),所以圖中兩條曲線下面積相等,選項(xiàng)A正確;溫度是分子平均動能的標(biāo)志,且溫度越高,速率大的分子比例較大,所以圖中實(shí)線對應(yīng)于氧氣分子平均動能較大的情形,虛線對應(yīng)于氧氣分子平均動能較小的情形,選項(xiàng)B、C正確;根據(jù)曲線不能求出任意區(qū)間的氧氣分子數(shù)目,選項(xiàng)D錯誤;由圖線可知100 ℃時的氧氣分子速率出現(xiàn)在0~400 m/s 區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比比0 ℃ 時的百分比小,選項(xiàng)E錯誤。 答案 ABC 12.一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(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=0.3 m3,TA=TC=300 K,TB=400 K。 (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。 解析 (1)設(shè)氣體在B狀態(tài)時的體積為VB,由蓋—呂薩克定律得,=,代入數(shù)據(jù)得VB=0.4 m3。 (2)微觀原因:從B→C過程,氣體體積不變,分子密集程度不變,溫度變小,氣體分子平均動能減小,導(dǎo)致氣體壓強(qiáng)減小。 答案 (1)0.4 m3 (2)氣體體積不變,分子密集程度不變,溫度變小,氣體分子平均動能減小,導(dǎo)致氣體壓強(qiáng)減小- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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- 課改地區(qū)專用2018-2019學(xué)年高考物理總復(fù)習(xí) 1.2.4 氣體熱現(xiàn)象的微觀意義學(xué)案 地區(qū) 專用 2018 2019 學(xué)年 高考 物理 復(fù)習(xí) 1.2 氣體 現(xiàn)象 微觀 意義
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