1、4 气体热现象的微观意义气体热现象的微观意义 一、选择题 考点一 气体分子运动的特点 1伽尔顿板可以演示统计规律如图 1 所示，让大量小球从上方漏斗形入口落下，则下图中 能正确反映最终落在槽内小球的分布情况的是( ) 图 1 答案 C 2关于气体分子的运动情况，下列说法中正确的是( ) A某一时刻具有任意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某一温度下，大多数气体分子的速率不会发生变化 D分子的速率分布毫无规律 答案 B 解析 具有某一速率的分子数目并不是相等的，呈“中间多、两头少”的统计规律分布，故 A、D 项错误；由于分子之间频繁地碰撞，分子随时都会改变自己
2、的运动状况，因此在某一 时刻，一个分子速度的大小和方向是偶然的，故 B 项正确；某一温度下，每个分子的速率仍 然是随时变化的，只是分子运动的平均速率不变，故 C 项错误 3(多选)(2019 聊城市高二下期末)我们知道，气体分子的运动是无规则的，每个分子运动的 速率一般是不同的，但大量分子的速率分布却有一定的统计规律图 2 描绘了某种气体在不 同温度下分子数百分比按速率分布的曲线， 两条曲线对应的温度分别为 T1和 T2， 则下列说法 正确的是( ) 图 2 AT1T2 C两曲线与横轴所围图形的“面积”相等 D两曲线与横轴所围图形的“面积”不相等 答案 AC 解析 由于气体的温度越高，速率较大
3、的分子所占的比例越大，故 T1pB，乙容器中 pCpD D当温度升高时，pA、pB变大，pC、pD也要变大 答案 C 解析 甲容器中器壁的压强产生的原因是水受到重力的作用，而乙容器中器壁的压强产生的 原因是分子撞击器壁，A、B 错误；水的压强 pgh，hAhB，可知 pApB，而密闭容器中气 体压强各处均相等，与位置无关，pCpD，C 正确；温度升高时，pA、pB不变，而 pC、pD变 大，D 错误 考点三 对气体实验定律的微观解释 7一定质量的理想气体，在压强不变的条件下，温度升高，体积增大，从分子动理论的观点 来分析，正确的是( ) A此过程中分子的平均速率不变，所以压强保持不变 B此过程
4、中每个气体分子碰撞器壁的平均冲击力不变，所以压强保持不变 C此过程中单位时间内气体分子对单位面积器壁的碰撞次数不变，所以压强保持不变 D以上说法都不对 答案 D 解析 压强与单位时间内碰撞到器壁单位面积的分子数和每个分子的冲击力有关， 温度升高， 分子与器壁的平均撞击力增大，单位时间内碰撞到器壁单位面积的分子数应减小，压强才可 能保持不变 8.(多选)如图 4 所示， 导热的汽缸固定在水平地面上， 用活塞把一定质量的理想气体封闭在汽 缸中，汽缸的内壁光滑现有水平外力 F 作用于活塞杆，使活塞缓慢地向右移动，在此过程 中如果环境保持恒温，下列说法正确的是( ) 图 4 A每个气体分子的速率都不变
5、 B气体分子平均动能不变 C水平外力 F 逐渐变大 D气体内能减少 答案 BC 解析 温度不变，分子的平均动能不变，分子的平均速率不变，但并不是每个分子的速率都 不变，B 对，A 错；由玻意耳定律知，体积增大，压强减小，活塞内外的压强差增大，水平 拉力 F 增大，C 对；由于温度不变，内能不变，故 D 错 9(多选)关于理想气体的温度、分子平均速率、内能的关系，下列说法正确的是( ) A温度升高时，气体分子的平均速率增大 B温度相同时，各种气体分子的平均速率都相同 C温度相同时，各种气体分子的平均动能相同 D温度相同时，各种气体的内能都相同 答案 AC 解析 温度升高，气体分子的平均动能增大，
6、气体分子的平均速率增大，选项 A 正确；温度 相同时，一定质量的各种理想气体平均动能相同，但由于是不同气体，分子质量不同，所以 各种气体分子的平均速率不同，选项 C 正确，选项 B 错误；各种理想气体的温度相同，只说 明它们的平均动能相同，气体的内能大小还和气体的分子数有关，选项 D 错误 10如图 5 所示为装有食品的同一密封包装袋在不同物理环境下的两张照片，甲摄于压强为 p0、气温为 18 的环境下，乙摄于压强为 0.9p0、气温为 10 的环境下，其中 p0为标准大气 压，下列说法中正确的是( ) 图 5 A甲图包装袋内气体的压强小于乙图中袋内气体压强 B乙图包装袋内气体的压强小于甲图中
7、袋内气体压强 C图中包装袋鼓起越厉害，袋内单位体积的气体分子数越多 D图中包装袋鼓起越厉害，袋内气体分子的平均动能越大 答案 B 解析 对于一定质量的理想气体，由理想气体状态方程得：p1V1 T1 p2V2 T2 ，由于 V1V2，T1 T2，故 p1p2，故 A 错误，B 正确；题图中包装袋鼓起越厉害，体积越大，则单位体积的气 体分子数越少，故 C 错误；由于甲中气体温度高于乙中气体的温度，而温度是气体分子平均 动能的标志，故甲中包装袋内气体分子的平均动能大于乙中包装袋内气体分子的平均动能， 故 D 错误 二、非选择题 11.节假日释放氢气球，在氢气球上升过程中，气球会膨胀，达到极限体积时甚
8、至会胀破假 设在氢气球上升过程中，环境温度保持不变，则球内的气体压强_(选填“增大”“减 小”或“不变”)， 气体分子热运动的剧烈程度_(选填“变强”“变弱”或“不变”)， 气体分子的速率分布情况最接近图 6 中的_线(选填“A”“B”或“C”)，图中 f(v) 表示速率 v 处单位速率区间内的分子数百分率 图 6 答案 减小 不变 C 解析 在氢气球上升过程中，环境温度保持不变，气体分子热运动的剧烈程度不变，体积增 大，气体分子的密集程度减少，球内气体的压强变小；气体分子的速率分布满足“中间多， 两头少”的特点，最接近题图中的 C 线 12 一定质量的理想气体由状态 A 经状态 B 变化到状态 C， 其中 AB 过程为等压变化， BC 过程为等容变化已知 VA0.3 m3，TATC300 K，TB400 K. (1)求气体在状态 B 时的体积； (2)说明 BC 过程压强变化的微观原因 答案 (1)0.4 m3 (2)见解析 解析 (1)AB 过程，由盖吕萨克定律得VA TA VB TB， VBTB TAVA 400 3000.3 m 30.4 m3. (2)BC 过程，气体体积不变，分子的密集程度不变，温度降低，分子平均动能减小，分子 对器壁的撞击力减小，故压强减小