2019-2020学年高中物理 第4章 气体 第2节 气体实验定律的微观解释随堂演练巩固提升 鲁科版选修3-3

1 第第 2 2 节节 气体实验定律的微观解释气体实验定律的微观解释 随堂检测 1 对于一定质量的气体 下列说法正确的是 a 玻意耳定律对任何压强的气体都适用 b 盖 吕萨克定律对任意温度的气体都适用 c 常温常压下的各种气体 可以当做理想气体 d 在压强不变的情况下 它的体积跟温度成正比 解析 选 c 玻意耳定律 盖 吕萨克定律都是在气体的压强不太大 温度不太低的条 件下适用 a b 和 d 都错误 在常温常压下的各种气体都遵从气体实验定律 可以当做理 想气体 c 正确 2 多选 封闭在容积不变的容器中的气体 当温度升高时 则气体的 a 分子的平均速率增大 b 气体对器壁的压强变大 c 分子的平均速率减小 d 气体对器壁的压强变小 解析 选 ab 单位体积内的分子数不变 当温度升高时 分子的平均动能增大 气体 对器壁的压强变大 a b 选项正确 3 如图为一定质量理想气体的压强p与体积v关系图象 它由状态a 经等容过程到状态b 再经等压过程到状态c 设a b c状态对应的温度 分别为ta tb tc 则下列关系式中正确的是 a ta tb tb tc b ta tb tb tc c ta tb tb tc d ta tb tb tc 解析 选 c 由题中图象可知 气体由a到b过程为等容变化 由查理定律得 pa pb 故ta tb 由b到c过程为等压变化 由盖 吕萨克定律得 pa ta pb tb vb vc 故tbv1 故有气体从房间内流出 房间内气体质量m2 m1 25 kg 23 8 kg v1 v2 20 21 答案 23 8 kg 课时作业 一 单项选择题 1 关于理想气体 下列说法中不正确的是 a 理想气体的分子间没有分子力 b 理想气体是严格遵从气体实验定律的气体模型 c 理想气体是一种理想化的模型 没有实际意义 d 实际气体在温度不太低 压强不太大的情况下 可看成理想气体 解析 选 c 人们把严格遵从气体实验定律的气体叫做理想气体 故 b 正确 理想气体 分子间没有分子力 是一种理想化的模型 在研究气体的状态变化特点时忽略次要因素 3 使研究的问题简洁 明了 故 a 正确 c 错误 在温度不太低 压强不太大时 实际气体 可看成理想气体 故 d 正确 2 如图是一定质量的某种气体的等压线 等压线上的a b两个 状态比较 下列说法正确的是 a 在相同时间内撞在单位面积上的分子数 b状态较多 b 在相同时间内撞在单位面积上的分子数 a状态较多 c 在相同时间内撞在相同面积上的分子数 两状态一样多 d 单位体积的分子数 两状态一样多 解析 选 b b状态比a状态体积大 故单位体积分子数b比a少 d 错 b状态比a状 态温度高 其分子平均动能大 而a b压强相等 故相同时间内撞到单位面积上的分子数 a状态较多 b 对 3 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 气体的压强一定增加 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 选 d 根据气体压强的微观意义 气体压强由温度和体积两个因素决定 故 a b c 错误 分子之间同时存在引力和斥力 b对a的作用力等于引力和斥力的合力 a 趋近b时 作用力先由引力变为零 再变为斥力逐渐增大 当分子a从远处趋近于固定不 动的分子b而到达受b的作用力为零处时 分子力为引力 且做正功 故 d 正确 4 对一定质量的理想气体 用p v t分别表示其压强 体积和温度 则有 a 若t不变 p增大 则分子热运动的平均动能增大 b 若p不变 v增大 则分子热运动的平均动能减小 c 若p不变 t增大 则单位体积中的分子数减小 d 若v不变 p减小 则单位体积中的分子数减小 解析 选 c 温度不变 则分子热运动的平均动能不变 a 项错 体积不变 由于气体 分子的总数不变 则单位体积中的分子数不变 d 选项错误 压强不变 如温度升高 分 4 子热运动的平均动能增大 则单位体积内分子数减少 即体积增大 c 选项正确 b 选项错 误 5 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 解析 选 d 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 分子与器壁的撞击力增大 单位时间内碰撞的分子数要减小 压 强才可能保持不变 6 一定质量的理想气体 由状态a经b变化到c 如图所示 则下图中 能正确反映出这一变化过程的是 解析 选 c 由题图知 a b过程为气体等容升温 压强增大 b c过程为气体等温 降压 根据玻意耳定律 体积增大 由此可知 c 项正确 二 多项选择题 7 两个相同的密闭容器中分别装有等质量的同种理想气体 已知容器中气体的压强不 相同 则下列判断中正确的是 a 压强小的容器中气体的温度比较高 b 压强大的容器中气体单位体积内的分子数比较少 c 压强小的容器中气体分子的平均动能比较小 d 压强大的容器中气体分子对器壁单位面积的平均作用力比较大 解析 选 cd 相同的容器分别装有等质量的同种气体 说明它们所含的分子总数相同 即分子数密度相同 b 错 压强不同 一定是因为两容器气体分子平均动能不同造成的 压强小的容器中分子的平均动能一定较小 温度较低 故 a 错 c 对 压强大的容器中气 体分子对器壁单位面积的平均作用力比较大 故 d 项正确 8 一定质量的理想气体 初始状态为p v t 经过一系列状态变化后 压强仍为 5 p 则下列过程中可以实现的是 a 先等温膨胀 再等容降温 b 先等温压缩 再等容降温 c 先等容升温 再等温压缩 d 先等容降温 再等温压缩 解析 选 bd 根据理想气体的状态方程 c 若经过等温膨胀则t不变 v增大 再 pv t 经等容降温则v不变 t减小 则由 c可知 v增大 t减小 p一定变化 a 项不正确 pv t 同理可以判断出 c 项不正确 b d 项正确 9 甲 乙两个相同的密闭容器中分别装有等质量的同种气体 已知甲 乙容器中气体 的压强分别为p甲 p乙 且p甲 p乙 则 a 甲容器中气体的温度高于乙容器中气体的温度 b 甲容器中气体的温度低于乙容器中气体的温度 c 甲容器中气体分子的平均动能小于乙容器中气体分子的平均动能 d 甲容器中气体分子的平均动能大于乙容器中气体分子的平均动能 解析 选 bc 根据理想气体的状态方程可知 因为p甲 p乙 且v甲 p甲v甲 t甲 p乙v乙 t乙 v乙 则可判断出t甲 t乙 b 正确 气体的温度直接反映出气体分子的平均动能的大小 c 正确 10 如图所示 用活塞把一定质量的理想气体封闭在汽缸中 用水平外力 f作用于活塞杆 使活塞缓慢向右移动 由状态 变化到状态 如果环境 保持恒温 分别用p v t表示该理想气体的压强 体积 温度 气体从状态 变化到状 态 此过程可用图中的哪几个图象表示 解析 选 ad 由题意知 由状态 到状态 过程中 温度不变 体积增大 根据 c pv t 可知压强将减小 对 a 图象进行分析 p v图象是双曲线即等温线 且由 到 体积增大 压强减小 故 a 正确 对 b 图象进行分析 p v图象是直线 温度会发生变化 故 b 错误 对 c 图象进行分析 可知温度不变 体积却减小 故 c 错误 对 d 图象进行分析 可知温 度不变 压强是减小的 故体积增大 d 正确 6 三 非选择题 11 如图 一底面积为s 内壁光滑的圆柱形容器竖直放置在水平地面上 开口向上 内有两个质量均为m的相同活塞a和b 在a与b之间 b与容器 底面之间分别封有一定量的同样的理想气体 平衡时体积均为v 已知容器内 气体温度始终不变 重力加速度大小为g 外界大气压强为p0 现假设活塞b发生缓慢漏气 致使b最终与容器底面接触 求活塞a移动的距离 解析 初始状态下a b两部分气体的压强分别设为pa0 pb0 则对活塞a b由平衡 条件可得 p0s mg pa0s pa0s mg pb0s 最终状态下两部分融合在一起 压强设为p 体积设为v 对活塞a由平衡条件有 p0s mg ps 对两部分气体由玻意耳定律可得 pa0v pb0v pv 设活塞a移动的距离为h 则有 v 2v hs 联立以上五式可得h mgv p0s mg s 答案 mgv p0s mg s 12 一氧气瓶的容积为 0 08 m3 开始时瓶中氧气的压强为 20 个大气压 某实验室每 天消耗 1 个大气压的氧气 0 36 m3 当氧气瓶中的压强降低到 2 个大气压时 需重新充 气 若氧气的温度保持不变 求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天