新教材同步辅导2023年高中物理课时评价作业六气体实验定律的微观解释粤教版选择性必修第三册

课时评价作业(六)气体实验定律的微观解释A级基础巩固1．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：决定压强的微观因素是分子撞击器壁时的平均动能及单位时间单位面积上的撞击次数，由此判断A、B错误；气体被压缩时，温度不一定升高，C错误；分子从无限远运动到作用力为零处时，分子力一直做正功，动能增大，分子间距离再减小时，需克服分子力做功，动能减小，D正确．答案：D2．(多选)对于一定质量的理想气体，下列说法中正确的是()A．温度不变时，压强增大n倍，单位体积内的分子数一定也增大n倍B．体积不变时，压强增大，所有气体分子运动的速率也一定增大C．压强不变时，若单位体积内的分子数增大，则气体分子热运动的平均速率一定减小D．气体体积增大时，气体的内能可能增大解析：根据eq\f(pV,T)＝c可知，温度不变时，压强增大n倍，体积减小到eq\f(1,n)，则当分子总数一定时，单位体积内的分子数一定也增大n倍，选项A正确；体积不变时，压强增大，则温度升高，分子的平均动能变大，但不是所有气体分子运动的速率都一定增大，选项B错误；若单位体积内的分子数增大，单位时间撞击单位面积上的分子数增加，由于压强不变，则气体分子热运动的平均速率一定减小，选项C正确；气体体积增大时，由eq\f(pV,T)＝c知，温度有可能升高，则气体的内能有可能增大，选项D正确．答案：ACD3．(多选)下列说法不正确的是()A．气体分子间距离很大，因此，气体分子间只存在分子引力，不存在分子斥力B．在一定温度下，每个气体分子的动能都相等C．在一定温度下，每个气体分子对器壁碰撞时，对器壁的冲击力大小都相等D．温度升高，气体的压强不一定增大解析：根据分子动理论可知，分子间同时存在分子引力和斥力，且分子引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，只是分子斥力减小得更快些，气体分子间距离较大，但引力和斥力都同时存在，只是都非常微弱，故选项A错误；同一温度下，任何气体分子的平均动能都相等，但对于每一个气体分子的动能就不一定相等了，故选项B错误；由于每个气体分子的动能不一定相同，且每时每刻都在变化，则每个气体分子碰撞器壁时对器壁的冲击力大小也不一定相等，故选项C错误；气体的压强由气体分子的平均动能和密集程度这两个因素决定，而温度只决定于气体分子的平均动能，如果温度升高，当气体分子密度减小时，气体的压强就不一定增大，气体分子间除相互碰撞外相互作用很小，选项D正确．答案：ABC4．对于理想气体状态方程eq\f(pV,T)＝常量，下列叙述正确的是()A．质量相同的不同种气体，常量一定相同B．质量不同的不同种气体，常量一定不相同C．物质的量相同的任何气体，常量一定相等D．标准状况下的气体，常量一定相同解析：eq\f(pV,T)＝c中的常量c与p、V、T无关，与物质的量有关．答案：C5．下列说法正确的是()A．气体对容器壁的压强就是大量气体分子作用在容器壁单位面积上的平均作用力B．气体对容器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在容器壁上的平均作用力C．气体分子热运动的平均速率减小，气体的压强一定减小D．单位体积的气体分子数增加，气体的压强一定增大解析：气体压强为气体分子对容器壁单位面积的撞击力，故A正确；单位时间内的平均作用力不是压强，B错误；气体压强的大小与气体分子的平均速率、气体分子密集程度有关，故C、D错误．答案：A6.图中A、B两点代表一定质量理想气体的两个不同的状态，状态A的温度为TA，状态B的温度为TB，由图可知()A．TB＝2TA B．TB＝4TAC．TB＝6TA D．TB＝8TA解析：对于A、B两个状态应用理想气体状态方程eq\f(pAVA,TA)＝eq\f(pBVB,TB)可得eq\f(TB,TA)＝eq\f(pBVB,pAVA)＝6，即TB＝6TA，C正确．答案：CB级能力提升7．(多选)下面的表格是某地区1—7月份气温与气压的对照表：月份/月1234567平均最高气温/℃1.43.910.719.626.730.230.8平均大气压/(×105Pa)1.0211.0191.0141.0081.0030.9980.9967月份与1月份相比较，下列说法不正确的是()A．空气分子无规则热运动的情况不变B．空气分子无规则热运动减弱了C．空气分子无规则热运动增强D．单位时间内空气分子对地面的撞击次数增多了解析：温度升高，则分子的无规则运动加剧，故A、B错误，C正确；空气分子对地面的撞击更强烈了，但压强减小了，所以单位时间内气体分子对单位面积的撞击次数减少了，故D错误．答案：ABD8.(多选)如图所示，绝热隔板K把绝热气缸分隔成两部分，K与气缸的接触是光滑的，隔板K用销钉固定，两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种理想气体a、b，a的体积大于b的体积．现拔去销钉(不漏气)，当a、b各自达到新的平衡时，下列说法不正确的是()A．a的体积小于b的体积B．a的体积等于b的体积C．在相同时间内两边与隔板碰撞的分子数相同D．在相同时间内a与隔板碰撞的分子次数比b的少解析：由于两部分气体是相同质量、相同温度的同种气体，所以两部分气体的eq\f(pV,T)值是相等的，由于a的体积大一些，压强就小一些，拔去销钉后．a的体积会减小，温度升高，压强增大，再次平衡后压强相等，但由于a的温度高一些，a的体积还是大一些，A、B错误；由于压强相等，a的温度高，分子平均动能大，相同时间内碰撞的次数要少，C错误，D正确．答案：ABC9．(2023·高二课时练习)如图所示为一定质量的理想气体的压强随体积变化的p-eq\f(1,V)的图像，其中AB段为双曲线，则下列说法正确的是()A．过程①中气体分子的平均动能不变B．过程②中单位时间内气体分子对容器壁的碰撞次数增多C．过程②中气体分子的平均动能减小D．过程③中单位时间内气体分子对容器壁的碰撞次数增多解析：根据理想气体状态方程pV＝nRT，可得p＝nRT·eq\f(1,V)，故可知p-eq\f(1,V)图像的斜率k＝nRT，对于一定质量的理想气体而言，斜率定性的反映温度的高低．p-eq\f(1,V)图像在过程①的每点与坐标原点连线的斜率逐渐减小，表示理想气体的温度逐渐降低，则过程①中气体分子的平均动能减小，A错误；p-eq\f(1,V)图像在过程②中压强不变，体积增大，分子的平均动能eq\o(E,\s\up6(－))k增大，气体压强与气体分子单位时间内对容器壁的碰撞次数N、气体分子平均动能eq\o(E,\s\up6(－))k有关，在压强p不变、eq\o(E,\s\up6(－))k增大的条件下，可得单位时间内气体分子对容器壁的碰撞次数减少，B错误；p-eq\f(1,V)图像在过程②的每点与坐标原点连线的斜率逐渐增大，表示理想气体的温度逐渐升高，则过程②中气体分子的平均动能增大，C错误；p-eq\f(1,V)图像在过程③中压强增大，温度不变，分子的平均动能eq\o(E,\s\up6(－))k不变，在压强p增大、温度不变的条件下，可得单位时间内气体分子对容器壁的碰撞次数增多，D正确．答案：D10．(2022·四川宜宾第四中学校模拟预测)如图所示，将一气缸竖直放置在水平面上，大气压强为p0＝1×105Pa，气缸壁是导热的，两个导热活塞A和B将气缸分隔为1、2两气室，达到平衡时1、2两气室高度分别为10cm、5cm，活塞A质量为2kg，活塞B质量为3kg，活塞A、B的横截面积皆为S＝1×10－3m2.活塞的厚度均不计，不计一切摩擦，g取10m/s2.(1)求气体1、气体2的压强；(2)在室温不变的条件下，将气缸顺时针旋转180°倒立在水平面上，求平衡后活塞A移动的距离．不计活塞与气缸壁之间的摩擦，A、B活塞一直在气缸内不脱出．解析：(1)由题知，气缸壁是导热的，活塞A质量为2kg，活塞B质量为3kg，面积均为S＝1×10－3m2，达到平衡时，对气缸1有p0S＋MAg＝p1S，解得p1＝1.2×105Pa.同理对气缸2有p1S＋MBg＝p2S，解得p2＝1.5×105Pa.(2)在室温不变的条件下，将气缸顺时针旋转180°，气缸平衡时，对气缸1分析，此时大气压p0对活塞的作用力和气缸1中的压力和活塞A的重力平衡，即p0S＝MAg＋p1′S，解得p1′＝0.8×105Pa.同理对气缸2受力分析有p1′S＝MBg＋p2′S，解得p2′＝0.5×105Pa.由玻意耳定律，对气缸1有p1V1＝p1′(V1＋x1S)，对气缸2有p2V2＝p2′(V2＋x2S)，解得x1＝5cm，x2＝10cm.则活塞A移动的距离为x＝x1＋x2＝15cm.答案：(1)1.2×105Pa1.5×105Pa(2)15cmC级拓展创新11．(2022·广东江门新会东方红中学模拟预测)随着国家繁荣富强，汽车已经进入了千家万户．夏天，经过太阳暴晒后的车窗关闭的汽车，车厢内温度会迅速升高，气体内能________(选填“减小”“不变”或“增大”)，气体__________(选填“每个”“大部分”或“极少数”)分子运动速率增大，车厢内气体分子单位时间内与单位面积厢壁撞击的次数________(选填“增多”“不变”或“减少”)，气体压强增大．人们可以通过打开副驾驶位置车窗，然后多次关和开主驾驶车门来给车厢降温．解析：对于车窗内封闭的气体，车厢内温度升高，分子平均动能增大，气体内能增大．一定质量的气体温度升高，气体分子的平均动能增大，气体分子的运动速率增大，但不是每个分子的运动速率都增大，是大部分气体分子的运动速率增大．车厢内大部分分子的运动速率增大，则车厢内气体分子单位时间内与单位面积厢壁撞击的次数增多．答案：增大大部分增多12．(2022·北京西城北京师大附中校考三模)“大自然每个领域都是美妙绝伦的．”随着现代科技发展，人类不断实现着“上天入地”的梦想，但是“上天容易入地难”，人类对脚下的地球还有许多未解之谜．地球可看作是半径为R的球体．图1是地球内部地震波随深度的分布以及由此推断出的地球内部的结构图．在古登堡面附近，横波(S)消失且纵波(P)的速度与地表处的差不多，于是有人认为在古登堡面附近存在着很薄的气态圈层，为了探究气态圈层的压强，两位同学提出了以下方案．甲同学的方案：如图2所示，由于地球的半径非常大，设想在气态圈层的外侧取一底面积很小的柱体，该柱体与气态圈层的外表面垂直．根据资料可知古登堡面的半径为R1，气态圈层之外地幔及地壳的平均密度为ρ，平均重力加速度为g，地球表面的大气压强相对于该气态圈层的压强可忽略不计．乙同学的方案：设想在该气态圈层内放置一个正方体，并且假定每个气体分子的质量为m，单位体积内的分子数为n，分子大小可以忽略，其速率均相等，且与正方体各面碰撞的机会均等，与各面碰撞前后瞬间，分子的速度方向都与各面垂直，且速率不变．根据古登堡面附近的温度可推知气体分子运动的平均速率为v.请你根据甲和乙同学的方案分别求出气态圈层的压强p的表达式．解析：甲同学的方案，设柱体的底面积为S，则柱体的重力为G＝ρS(R－R1)g，该柱体静止，支持力与重力的合力等于零，即F支＝G.由牛顿第三