物理鲁科选修33同步测控:第1章第2节气体分子运动与压强 含解析
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课后集训基础过关1.气体的压强是由下列哪种原因造成的( )A.气体分子对器壁的吸引力B.气体分子对器壁的碰撞力C.气体分子对器壁的排斥力D.气体的重力答案:B2.关于密闭容器中气体的压强( )A.是由气体受到的重力产生的B.是由气体分子间的相互作用(引力和斥力)产生的C.是大量气体分子频繁地碰撞器壁产生的D.当容器自由下落时,容器内气体的压强减小到零答案:C3.下列说法中正确的是( )A.气体的压强是由气体分子的重力引起的B.气体的压强是由大量气体分子对器壁的频繁碰撞而产生的C.气体的压强由封闭气体的物体的形状所决定D.气体的压强与气体热运动的状态有关解析:气体分子永不停息地做无规则的热运动,频繁地碰撞容器的器壁,会对器壁产生压强.不是因为气体分子的重力引起的,A错,B对.气体分子是大量的,尽管每个分子的运动毫无规则,但大量气体分子的频繁碰撞,使气体分子对器壁的每个位置的压强都相同,因此与容器的形状无关,C错.分子运动的能量大小决定对器壁的撞击力大小,又因为分子运动的能量与分子热运动的状态有关,所以气体的压强与气体热运动的状态有关,D对.答案:BD4.对于一定质量的气体,下列四个论述中正确的是…( )A.当分子热运动变剧烈时,压强必变大B.当分子热运动变剧烈时,压强可以不变C.当分子间平均距离变大时,压强必变小D.当分子间平均距离变大时,压强必变大解析:A、B选项中,“分子热运动变剧烈”说明温度升高,但不知体积变化情况,所以压强变化情况不确定.C、D选项中,“分子间的平均距离变大”说明体积变大,但温度的变化情况未知,故不能确定压强变化情况.答案:B5.关于密闭容器中气体的压强,下列说法中正确的是( )A.是由气体受到的重力所产生的B.是大量气体分子频繁地碰撞器壁所产生的C.压强的大小只决定于气体质量的大小D.容器运动的速度越大,气体的压强也就越大解析:气体压强是大量气体分子频繁地碰撞器壁所产生的.它与气体分子每次碰撞的动量改变量有关,与单位时间内碰撞的次数有关,所以与气体的平均动能和单位体积中的分子数目有关(与气体的整体机械运动无关),所以,只有B选项正确.答案:B6.下列说法正确的是( )A.一定质量的气体的体积是不变的B.气体的体积等于所有分子的体积之和C.密闭容器中气体的压强是由气体的重力引起的D.密闭容器内气体对各个方向的器壁的压强大小相同解析:气体的体积是随着容器的容积而变化的,它总是充满整个容器.选项A错误.由于气体分子间的距离是分子直径的10倍以上,所以气体的体积远大于气体分子的体积之和.选项B错误.气体的压强是由于气体分子对容器壁的频繁碰撞而产生的.一般大小的容器中,气体本身所受的重力很小,与气体产生的对容器的压力相比可以忽略.选项C错误.气体分子的运动是无规则的.但对大量的气体分子由统计方法可知,在任一时刻分子沿各方向运动的机会是均等的,没有任何一个方向沿着它运动的分子的数目更多.所以气体对各个方向的器壁产生的压强是相同的.选项D正确.答案:D综合运用7.在一定温度下,某种气体的速率分布应该是…( )A.每个分子的速率都相等B.每个分子的速率一般都不相等,速率很大和速率很小的分子数目都很少C.每个分子的速率一般都不相等,但在不同速率范围内,分子数的分布是均匀的D.每个分子的速率一般都不相等,速率很大和速率很小的分子数目很多答案:B8.下列说法中正确的是( )A.气体的温度升高时,分子的热运动变得剧烈,分子的平均动能增大,撞击器壁时对器壁的作用力增大,从而气体的压强一定增大B.气体的体积变小时,单位体积的分子数增多,单位时间内打到器壁单位面积上的分子数增多,从而气体的压强一定增大C.压缩一定量的气体,气体的内能一定增加D.分子a从远处趋近固定不动的分子b,当a到达受b的作用力为零处时,a的动能一定最大解析:从微观角度来看,气体的压强跟两个因素有关:一个是气体分子的热运动剧烈程度,一个是单位体积的分子数目.所以,A、B两个选项都是错误的.由热力学第一定律ΔU=W+Q 可知,压缩一定量的气体时,外界对气体做功,但气体可以向外界放热,故其内能不一定增大.C选项错误.分子a从远处趋近固定不动的分子b时,分子力做正功,分子势能减少,由能量守恒可知,分子a的动能增大,当a到达受b的作用力为零处时,a的动能达到最大.D 选项正确.答案:DA.空气分子无规则热运动的情况几乎不变B.空气分子无规则热运动减弱了C.单位时间内空气分子对地面的撞击次数增多了D.单位时间内空气分子对单位面积地面撞击次数减少了答案:D10.估算在标准状况下1cm3气体中含有的分子数为____________个.解析:1 mol 的任何气体在标准状况下的体积都是22.4×103cm 3,所以标准状况下1 cm 3气体含有的分子数为 n=3104.221×6.02×1023=2.7×1019. 答案:2.7×1019 拓展探究11.(探究题)在失重状态下气体对器壁是否还有压强?你是根据什么道理得出结论的? 答案:在失重状态下气体对器壁也有压强,因为气体对器壁的压力是由大量气体分子不断撞击器壁产生的,而不是由分子的重力产生的,因此在失重的情况下也有压强.。
气体分子运动与压强练习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(2010·福建理综,28(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。
下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________。
3下列说法中正确的是( )。
A.气体体积等于容器的容积B.气体压强的大小取决于单位体积内的分子数和分子平均速率C.温度升高,大量气体分子中速率小的分子数减少,速率大的分子数增多D.一定质量的气体,温度一定时,体积减小,则单位时间内分子对单位面积容器壁的碰撞次数增多,压强增大4对于气体压强的产生,下列说法正确的是( )。
A.气体压强是气体分子之间的斥力产生的B.气体对器壁的压强是由于气体的重力产生的C.气体压强是大量气体分子频繁碰撞器壁而产生的D.气体压强决定于单位体积中的分子数和气体的温度5一个人应该为知识不广博而害羞。
——张衡5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6大量气体分子做无规则运动,速率有的大,有的小,当气体温度由某一较低温度升高到某一较高温度时,关于分子速率的说法正确的是( )。
A.温度升高时,每一个气体分子的速率均增加B.在不同速率范围内,分子数的分布是均匀的C.气体分子的速率分布不再呈“中间多,两头少”的分布规律D.气体分子的速率分布仍然呈“中间多,两头少”的分布规律7根据实验测得的结果,气体分子的平均速率是很大的。
第2节气体分子运动与压强课前预习情境导入1.下表是不同温度下氧分子的速率分布情况从这个表中,你能得出什么结论?简答:气体分子的平均速率呈“中间多,两头少”的分布规律.2.在雨天,单个雨滴对伞面的冲力是短暂的,但是大量密集的雨滴接连不断地打在伞面上,对伞面就形成了一个持续的均匀的压力.雨滴的动能越大,雨滴越密集,伞面单位面积上的压力,即压强就越大.若以此例类比理解气体影响压强的微观因素,那么雨滴的动能相当于什么?雨滴的密集程度相当于什么?简答:雨滴的动能相当于气体分子的平均动能,雨滴的密集程度相当于分子的密集程度. 知识预览1.偶然中的必然——统计规律大量的偶然事件整体遵循着一定的__________规律.某一事件的出现纯粹是偶然的,但大量的偶然事件却会表现出一定的规律.这种大量偶然事件表现出来的整体规律,叫做__________.2.气体分子速率分布规律理论和大量实验表明,在一定温度下,不管个别分子怎样运动,气体的多数分子的速率都在某个数值附近,表现出“__________”的分布规律.当温度升高时,“中间多、两头少”的分布规律不变,气体分子的速率增大,分布曲线的峰值向__________的一方移动.3.气体的压强每个分子撞击容器壁产生的力是短暂的、不连续的,但容器壁受到大量分子频繁撞击,就会受到一个稳定的__________,从而产生压强.气体分子的运动是无规则的,气体分子向各个方向运动的概率__________,对每个器壁的撞击效果也相同,因此气体内部压强处处__________.当气体__________升高时,高速率的气体分子数__________,整体上分子运动更加__________,分子使容器壁受到的撞击更加__________,导致气体的压强__________.若单位体积内的分子数目__________,气体分子撞击器壁也会更加__________,使气体的压强更__________.由此可见,气体的压强与__________和__________有关,温度越高,单位体积的分子数越多,气体的压强越大.答案:1.统计统计规律2.中间多、两头少速率大3.压力相同相等温度增多剧烈频繁增大增加频繁大气体温度单位体积的分子数。
1 第2节 气体分子运动与压强[随堂检测]1.(多选)关于气体分子运动的特点,下列说法中正确的是( )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 .气体分子间除相互碰撞外,几乎无相互作用解析:选ABD.气体分子间距离较大,相互作用的引力和斥力很微弱,所以气体很容易被压缩,气体分子能自由运动,故A 、B 均正确.但气体间有相互作用,故C 错误,D 正确.2.某同学觉得一只气球体积比较小,于是他用打气筒给气球继续充气.据有关资料介绍,随着气球体积的增大,气球膜的张力所产生的压强逐渐减小,假设充气过程气球内部气体的温度保持不变,且外界大气压强也不变,则充气气球内部气体( )A .压强增大B .单位体积内分子数增多C .单位体积内分子数减少D .分子的平均动能增大解析:选C.随着气球体积的增大,气球膜的张力所产生的压强逐渐减小,充气气球内部气体的压强减小,故选项A 是错误的.温度不变,分子平均动能不变,压强减小,所以单位体积内分子数减少,故选项B 、D 是错误的,选项C 是正确的.3.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 .相互作用力十分微弱,气体分子可以自由运动D .相互作用力十分微弱,气体分子间的距离都一样大解析:选C.布朗运动是指悬浮颗粒因受分子作用力不平衡而引起的悬浮颗粒的无规则运动,选项A 错误;气体分子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10r 0,因此气体分。
第2节气体分子运动与压强学习目标知识脉络1.初步了解什么是“统计规律”.2.理解气体分子运动的特点,知道气体分子速率分布规律.(重点)3.理解气体压强产生的微观原因,知道影响压强的微观因素.(难点)偶然中的必然——统计规律[先填空]1.气体分子运动的特点气体分子都在永不停息地做无规则运动,每个分子的运动状态瞬息万变,每一时刻的运动情况完全是偶然的、不确定的.2.现象某一事件的出现纯粹是偶然的,但大量的偶然事件却会表现出一定的规律.3.定义大量偶然事件表现出来的整体规律.4.气体分子速率分布规律(1)图象图121(2)规律在一定温度下,不管个别分子怎样运动,气体的多数分子的速率都在某个数值附近,表现出“中间多、两头少”的分布规律.当温度升高时,该分布规律不变,气体分子的速率增大,分布曲线的峰值向速率大的一方移动.[再判断]1.气体的温度升高时,所有气体分子的速率都增大.(×)2.某一时刻气体分子向任意一个方向运动的分子数目近似相等.(√)3.某一温度下大多数气体分子的速率不会发生变化.(×)[后思考]气体分子运动的统计规律有几个特点?【提示】(1)气体分子沿各个方向运动的机会(几率)相等.(2)大量气体分子的速率分布呈现中间多(占有分子数目多)、两头少(速率大或小的分子数目少)的规律.[合作探讨]探讨1:为什么气体会充满它能到达的整个空间?【提示】由于气体分子间的距离比较大,分子间作用力很弱.通常认为,气体分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外,不受力而做匀速直线运动,因而气体会充满它能达到的整个空间.探讨2:为什么说分子的运动是杂乱无章的,但大量分子的运动会表现出一定的规律性?【提示】气体分子的密度很大,分子之间频繁地碰撞,每个分子的速度大小和方向频繁地改变,所以分子的运动杂乱无章,在某一时刻,向着各个方向运动的分子都有,而且向各个方向运动的气体分子数目都相等,所以说大量分子的运动会表现出一定的规律性.[核心点击]1.气体的微观结构特点(1)气体分子间的距离较大,大于10r0(10-9m),气体分子可看成无大小的质点.(2)气体分子间的分子力很微弱,通常认为气体分子除了相互碰撞或与器壁碰撞外,不受其他力的作用.2.气体分子运动的特点(1)气体分子可以在空间自由移动而充满它所能到达的任何空间.(2)气体分子间频繁发生碰撞一个空气分子在1 s内与其他分子的碰撞达亿次之多,分子的频繁碰撞使每个分子速度的大小和方向频繁地发生改变,造成气体分子杂乱无章地做无规则运动.(3)某时刻,气体分子沿各个方向运动的概率相同.某时刻,沿任何方向运动的分子都有,且沿各个方向运动的分子数目是相等的.1.气体分子永不停息地做无规则运动,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,由表能得出结论( )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100~200 200~300 300~400 400~500 500~600 600~700 700~800 800~900 900以上8.117.021.420.415.19.24.52.00.95.411.917.418.616.712.97.94.63.9A.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E.随着温度的升高,速率大的分子数变多【解析】根据表格数据,逐项分析如下:选项分析结论A两种温度下,速率低于200 m/s和高于700 m/s的分子数比例明显较小×B分子速率在200 m/s~700 m/s之间的分子数比例较大√C 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,0 ℃的分子数所占比例较大.气体分子的平均速率随温度升高而增大√D 比较0 ℃和100 ℃两种温度下,可看到气体分子的平均速率随温度的变化而变化×E比较0 ℃和100 ℃两种温度下,100 ℃时速率大的分子数占总分子数的百分比变大√2.某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图122所示,图中f(v)表示v处单位速率区间内的分子数百分率,所对应的温度分别为TⅠ、TⅡ、TⅢ,则TⅠ、TⅡ、TⅢ的高低关系为________.【导学号:】图122【解析】一定质量的气体,温度升高时,速率增大的分子数目增加,曲线的峰值向速率增大的方向移动,且峰值变小,由此可知TⅢ>TⅡ>TⅠ.【答案】TⅢ>TⅡ>TⅠ气体分子速率分布规律表中只是给出了氧气在0 ℃和100 ℃两个温度下的速率分布情况,通过分析比较可得出:1.在一定温度下,气体分子的速率都呈“中间多、两头少”的分布.2.温度越高,速率大的分子比例较大.这个规律对任何气体都是适用的.气体的压强[先填空]1.产生原因大量气体分子频繁撞击器壁,对器壁产生一个稳定的压力,从而产生压强.2.压强特点气体内部压强处处相等.3.决定因素(1)气体的温度.(2)单位体积内的分子数.[再判断]1.气球内气体压强是由于气体重力作用产生的.(×)2.影响气体压强的因素有温度、体积.(√)3.当温度升高时,气体压强一定变大.(×)[后思考]用小滚珠作空气分子模型,把装有滚珠的杯子拿到秤盘上方某处,把1粒滚珠倒在秤盘上,秤的指针会摆动一下.再在相同的高处把100粒或更多的滚珠快速倒在秤盘上,秤的指针会在一个位置附近摆动,如图123,如果使这些滚珠从更高的位置倒在秤盘上,可以观察到秤的指针所指示的压力更大.想一想,为什么?图123【提示】释放位置越高,滚珠对秤盘的冲击力越大.[合作探讨]探讨1:气体压强是由气体分子间的相互作用产生的吗?【提示】不是.气体压强是由大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的.探讨2:气体压强和大气压是一回事吗?【提示】不是.气体压强由气体分子频繁地碰撞器壁产生,大小由气体的体积和温度决定,与地球引力无关;大气压强是由于空气受到重力作用而对浸在其中的物体产生的压强,随高度的升高而减小,如果没有地球引力作用,地球表面就没有大气,也就没有大气压强.[核心点击]1.产生原因大量做无规则热运动的分子对器壁频繁、持续地碰撞产生了气体的压强.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,就对器壁产生持续、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.气体压强的决定因素宏观因素微观因素温度体积气体分子密度气体分子平均速率在体积不变的情况下,温度越高,气体分子的平均速率越大,气体在温度不变的情况下,体积越小,气体分子的气体分子密度(即单位体积内气体分子的数目)大,在单位时间内,与气体的温度高,气体分子的平均速率就大,单个气体分子与器壁的碰撞(可视作弹性碰撞)给器壁的撞击力就大;从另一方面讲,分子的的压强越大密度越大,气体的压强越大单位面积器壁碰撞的分子数就多平均速率大,在单位时间里器壁受气体分子撞击的次数就多,累计撞击力就大气体压强大气压强区别(1)因密闭容器的气体分子的密集程度一般很小,由气体自身重力产生的压强极小,可忽略不计,故气体压强由气体分子碰撞器壁产生.(1)由于空气受到重力作用紧紧包围地球而对浸在它里面的物体产生的压强.如果没有地球引力作用,地球表面就没有大气,从而也不会有大气压强.区别(2)大小由气体分子的密集程度和温度决定,与地球的引力无关.(3)气体对上下左右器壁的压强大小都是相等的.(2)地面大气压强的值与地球表面积的乘积,近似等于地球大气层所受的重力值.(3)大气压强最终还是通过分子碰撞实现对放入其中的物体产生压强.联系两种压强最终都是通过气体分子碰撞器壁或碰撞放入其中的物体而实现的.3.封闭在气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( )【导学号:】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增加E.气体分子的疏密程度不变【解析】气体的体积不变,对一定质量的气体,单位体积内的分子数不变,当温度升高时,分子的平均速率增大,每秒内撞击单位面积器壁的分子数增加,撞击力增大,压强必增大.所以B、D、E项正确,A、C均不正确.【答案】BDE4.在某一容积不变的容器中封闭着一定质量的气体,对此气体的压强,下列说法中正确的是( )A.气体压强是由重力引起的,容器底部所受的压力等于容器内气体所受的重力B.气体压强是由大量气体分子对器壁的频繁碰撞引起的C.容器以 m/s2的加速度向下运动时,容器内气体压强不变D.由于分子运动无规则,所以容器内壁各处所受的气体压强相等E.容器以 m/s2的加速度向上运动时,容器内气体的压强增大【解析】气体压强是由大量气体分子对器壁的频繁碰撞引起的,它由气体的温度和单位体积内的分子数决定,与容器的运动状态无关.故A、E错误,B、C、D正确.【答案】BCD气体压强的分析技巧(1)明确气体压强产生的原因——大量做无规则运动的分子对器壁频繁、持续地碰撞.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)明确气体压强的决定因素——气体分子的密集程度与温度.(3)只有知道了这两个因素的变化,才能确定压强的变化,不能根据任何单个因素的变化确定压强是否变化.学业分层测评(二)(建议用时:45分钟)[学业达标]1.在研究热现象时,我们采用统计方法.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也随时间而变化E.大量随机事件的整体会表现出一定的规律性【解析】大量分子运动的速率分布是有规律的,可以用统计方法,而个别分子的运动速率瞬息万变,极无规律,故B、C、E选项正确.【答案】BCE2.下列关于气体分子运动的特点,正确的说法是 ( )A.气体分子运动的平均速率与温度有关B.当温度升高时,气体分子的速率分布不再是“中间多,两头少”C.气体分子的运动速率不能由牛顿运动定律求得D.气体分子的平均速度随温度升高而增大E.气体分子的平均速率随温度升高而增大【解析】气体分子的运动与温度有关,温度升高时,平均速率变大,但仍遵循“中间多,两头少”的统计规律,A、E项正确,B项错误;分子运动无规则,而且牛顿定律是宏观定律,不能用它来求微观分子的运动速率,C项正确;大量分子向各个方向运动的概率相等,所以稳定时,平均速度几乎为零,与温度无关,D 项错误.【答案】 ACE3.下列物理量哪些不能决定气体的压强( )【导学号:】A .温度B .分子密集程度C .分子总数D .分子种类E .分子的大小【解析】 气体的压强是由大量分子碰撞器壁而引起的,气体分子的密集程度越大(即单位体积内分子数越多),在单位时间内撞击单位面积的器壁分子就越多,则气体的压强越大.温度越高,整体上分子运动更加剧烈,分子撞击器壁时对器壁产生的作用力越大,气体的压强就越大.故决定气体压强的因素是分子密集程度和气体的温度,故不能决定气体压强的是C 、D 、E 选项.【答案】 CDE4.下面对气体压强的理解,正确的是( ) A .气体压强是由于气体分子不断撞击器壁而产生的 B .气体压强取决于单位体积内分子数和气体的温度C .单位面积器壁受到大量气体分子的碰撞的作用力就是气体对器壁的压强D .大气压强是由地球表面空气重力产生的,因此将开口瓶密闭后,瓶内气体脱离大气,它自身重力太小,会使瓶内气体压强远小于外界大气压强E .在分析容器内气体的压强时,气体的重力不能忽略不计【解析】 气体压强是由于气体分子不断撞击器壁而产生的,A 正确,E 错误;气体压强的大小取决于气体分子密度和气体分子的平均速率,即取决于单位体积内的分子数和气体的温度,B 正确;由p =FS知,C 正确;虽然大气压强是由地球表面空气重力产生的,但最终还是通过分子碰撞实现对放入其中的物体产生压强,将开口瓶密封后,瓶内气体脱离大气,瓶内气体压强仍等于外界大气压强,D 错误.【答案】 ABC5.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 ( )【导学号:】A .空气分子密集程度减小B.空气分子的平均速率增大C.空气分子的速率都增大D.空气质量减小E.空气质量增大【解析】温度升高,气体分子的平均速率增大,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、B项正确,E项错误;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】ABD6.图124是氧分子在不同温度(0 ℃和100 ℃)下的速率分布规律图,由图可得出哪些结论?(至少答出两条)图124【解析】①一定温度下,氧气分子的速率呈现出“中间多,两头少”的分布规律;②温度越高,氧气分子热运动的平均速率越大(或温度越高,氧气分子运动越剧烈).【答案】见解析7.气体压强和通常所说的大气压强是不是同一回事?若不是有何区别与联系?【解析】因密闭容器中的气体密度一般很小,由气体自身重力产生的压强极小,可忽略不计,故气体压强由气体分子碰撞器壁产生,大小由气体的密度和温度决定,与地球的引力无关,气体对上下左右器壁的压强都是大小相等的.大气压强却是由于空气受到重力作用紧紧包围地球而对浸在它里面的物体产生的压强.如果没有地球引力作用,地球表面就没有大气,从而也不会有大气压.地面大气压的值与地球表面积的乘积,近似等于地球大气层所受的重力值,大气压强最终还是通过分子碰撞实现对放入其中的物体产生压强.【答案】见解析[能力提升]8.小刚同学为了表演“轻功”,用打气筒给4只相同的气球充以相等质量的空气,然后将它们放置在水平木板上,再在气球的上方平放一块轻质塑料板,如图125所示.小刚同学在慢慢站上轻质塑料板中间位置的过程中,气球一直没有破裂.球内气体温度可视为不变.下列说法正确的是 ( )图125A.气球内气体的压强是由于气体重力而产生的B.气球内气体的压强是由于气体分子频繁碰撞器壁产生的C.球内气体分子间的分子力约为零D.气球内气体分子运动速率的分布规律不变E.气球内气体的体积是所有气体分子的体积之和【解析】气体的压强是由于气体分子频繁地碰撞器壁产生的,与分子的重力无关,故A错,B对;在常温常压下,气体分子之间的距离约为10-9m,分子之间的分子力认为是零,故C对;温度不变,因此气体分子运动速率的分布规律不变,故D对;气体分子之间的距离远大于气体分子的大小,因此气体的体积要大于所有气体分子的体积之和,故E错.【答案】BCD9.图126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中射出的银原子蒸气穿过屏上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 ( )图126A.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.到达Q附近的银原子速率为“中等”速率D.位于PQ区间的分子百分率大于位于NP区间的分子百分率E.位于PQ区间的分子百分率小于位于NP区间的分子百分率【解析】根据分子速率分布规律的“中间多,两头少”特征可知:M附近的银原子速率较大,故选项A、C正确,B错误;PQ区间的分子百分率最大,故选项E错误,D正确.【答案】ACD10.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( )【导学号:】A.当体积减小时,N必定增加百度文库- 让每个人平等地提升自我11 B.当体积减小时,N可能减小C.当温度升高时,N不一定增加D.当压强不变而体积和温度变化时,N必定变化E.当压强不变而体积和温度变化时,N可能不变【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错误,B正确;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,C正确;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,平均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D正确,E错误.【答案】BCD11.从宏观上看,一定质量的气体仅温度升高或仅体积减小都会使压强增大,从微观上看,这两种情况有什么区别?【解析】因为一定质量的气体的压强是由单位体积内气体的分子数和气体的温度决定的.气体温度升高,即气体分子运动加剧,分子的平均速率增大,分子撞击器壁的作用力增大,故压强增大.气体体积减小时,虽然分子的平均速率不变,但单位体积内的分子数增多,单位时间内撞击容器的分子数增多,故压强增大,所以这两种情况在微观上是有区别的.【答案】见解析12.如图127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:图127(1)两容器各侧壁压强的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么变?【解析】(1)对甲容器,上壁的压强为零,底面的压强最大,其数值为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上底面的竖直距离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分子数密度和温度.(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.【答案】见解析。
同步测控
我夯基我达标
1.对于气体压强的产生,下列说法正确的是()
A.气体压强是气体分子之间互相频繁碰撞而产生的
B.气体压强是少数气体分子频繁碰撞器壁而产生的
C.气体对器壁的压强是由于气体的重力产生的
D.气体压强是大量气体分子频繁碰撞器壁而产生的
答案:D
2.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
答案:BC
3.在一定温度下,某种理想气体分子的速率分布应该是()
A.每个分子速率都相等
B.每个分子速率一般都不相等,大量气体分子的速率分布呈现一定的统计规律
C.每个分子速率一般都不相等,但在不同速率范围内,分子数的分布是均匀的
D.速率很大和速率很小的分子数占气体总分子数的百分率一般都很高
答案:B
4.下列说法中正确的是()
A.气体体积等于容器的容积
B.气体压强的大小取决于单位体积内的分子数和分子平均速率
C.温度升高,大量气体分子中速率小的分子数减少,速率大的分子数增多
D.一定质量的气体,温度一定时,体积减小,则单位时间内分子对单位面积的容器壁上的碰撞次数增多,压强增大
答案:ACD
5.对于一定质量的某种气体,以下说法中正确的是()
A.气体体积是气体分子体积的总和
B.分子平均速率越大,气体的压强一定越大
C.气体分子平均速率越大,气体温度越高
D.气体分子平均速率越大,气体内能越小
答案:C
6.在一个水温相同的游泳池中,一个小空气泡由水底缓慢向上浮起时,下列对空气泡内气体分子的描述中正确的是()
A.气体分子的平均速率不变
B.气体分子数密度增加
C.气体分子单位时间内撞击气泡与液体界面单位面积的分子数增加
D.气体分子无规则运动加剧
答案:A
7.在一定温度下,当气体的体积减小时,气体的压强增大,这是由于()
A.单位体积内的分子数变大,单位时间内对器壁碰撞的次数增多
B.气体分子密度变大,分子对器壁的吸引力变大
C.每个气体分子对器壁的撞击力变大
D.气体分子的密度变大,单位体积内分子的重量变大
答案:A
8.大量气体分子做无规则运动,速率有的大,有的小,当气体温度由某一较低温度升高到某一较高温度时,关于分子速率的说法正确的是()
A.温度升高时,每一个气体分子的速率均增加
B.在不同速率范围内,分子数的分布是均匀的
C.气体分子的速率分布不再呈“中间多,两头少”的分布规律
D.气体分子的速率分布仍然呈“中间多,两头少”的分布规律
答案:D
我综合我发展
9.下面说法中哪些能反映气体分子运动的特点()
A.气体分子间的距离比较大
B.气体分子可以自由地移动
C.气体分子的作用力比较大
D.气体分子的运动比较慢,和人骑自行车的速率差不多
答案:AB
10.根据实验测得的结果,气体分子的平均速率是很大的.如在0 ℃时,氢气为1 760 m/s,氧气为425 m/s.可是在一个房间里,打开香水瓶时,却无法立即闻到它的香味,这是什么缘故?
答案:分子的速率虽然很大,但由于单位体积内的气体分子数非常巨大,所以一个分子要前进一段距离是“很不容易”的.分子在前进的过程中要与其他分子发生非常频繁的碰撞(标准状况下,1个分子在1s内大约与其他分子发生65亿次碰撞),每次碰撞后,分子速度的大小和方向都会发生变化,所以它所经历的路程是极其曲折的.不排除有个别香水分子迅速地运动到人的鼻子处,但要想使人闻到香味,必须有相当数量的分子扩散到人的鼻子处,还需要较长的时间才行.
11.图1-2-8所示为两种不同温度气体分子的麦克斯韦速率分布曲线.其横坐标为速率,纵坐标为对应这一速率的分子个数,可以看出,在任一温度下,既有速率很小的分子,也有速率很大的分子.温度升高,只是分子的平均速率增大,并不能说温度高的物体所有分子速度都比温度低的物体分子速率大.由图1-2-8所示图象中,你能判断T1、T2的大小吗?
图1-2-8
解析:据麦克斯韦气体分子分布规律知,温度升高,气体分子速率大的占的比率要增大,速率小的所占的比率要减小,这也就是我们前边学过的“温度越高分子运动越剧烈,所以T2要大于T1”.
答案:T2大于T1。