高中物理-2.6氣體狀態(tài)參量課時作業(yè)(含解析)粵教版選修3-3

PAGE第六節(jié)氣體狀態(tài)參量1．在研究氣體的性質時，可以用氣體的________、________、________來描述氣體的狀態(tài)，描述氣體狀態(tài)的物理量稱為氣體的____________．2．體積是氣體分子所能達到的________，也就是氣體充滿的容器的________．3．溫度是物體內部分子熱運動____________的標志．溫度的________________叫溫標．日常生活中常用的溫標是____________，它的單位是____________，符號是________．在國際單位制中用__________溫標來表示溫度，叫做______________，用符號________表示，單位是__________，兩種溫標的關系為______________．4．從分子動理論的觀點來看，氣體的壓強是大量氣體分子________________的結果．理想氣體的壓強p與分子平均動能ε和單位體積的分子數n的乘積成正比，即p＝eq\f(2,3)nε.5．關于氣體的體積下列說法正確的是()A．氣體的體積就是所有氣體分子體積的總和B．氣體的體積與氣體的質量成正比C．氣體的體積與氣體的密度成反比D．氣體的體積等于氣體所在容器的容積6．關于溫度的物理意義，下列說法正確的是()A．人們如果感到某個物體很冷，說明這個物體溫度很低B．物體溫度越高，分子平均速率越大C．溫度是分子平均動能的標志D．就某個分子來講，溫度越高，動能越大7．關于氣體的壓強，下列說法錯誤的是()A．氣體的壓強是由氣體分子頻繁碰撞容器壁產生的B．氣體的壓強是由氣體的重力產生的C．氣體的壓強數值上等于作用在單位面積器壁上的壓力D．氣體的壓強大小取決于氣體的溫度與分子密度【概念規(guī)律練】知識點一熱力學溫度和攝氏溫度1．(雙選)關于熱力學溫度，下列說法中正確的是()A．－33℃＝240KB．溫度變化1℃，也就是溫度變化1KC．攝氏溫度與熱力學溫度都可能取負值D．溫度由t℃升至2t℃，對應的熱力學溫度升高了273K＋t2．關于熱力學溫標，說法錯誤是()A．熱力學溫標是一種更為科學的溫標B．熱力學溫標的零度為－273.15℃，叫絕對零度C．氣體溫度趨近于絕對零度時其體積為零D．在絕對零度附近氣體已液化，所以它的壓強不會為零知識點二氣體壓強的微觀解釋3．對一定質量的理想氣體，下列四個論述中正確的是()A．當分子熱運動變劇烈時，壓強必變大B．當分子熱運動變劇烈時，壓強可以不變C．當分子間的平均距離變大時，壓強必變小D．當分子間的平均距離變大時，壓強必變大4．(雙選)一定質量的理想氣體經歷等溫壓縮過程時，氣體壓強增大，從分子運動理論觀點來分析，這是因為()A．氣體分子的平均動能增大B．單位時間內，器壁單位面積上分子碰撞的次數增多C．氣體分子數增加D．氣體的分子數密度加大【方法技巧練】封閉氣體壓強的計算方法5．求圖1中被封閉氣體A的壓強．圖中的玻璃管內都灌有水銀且水銀柱都處在平衡狀態(tài)，大氣壓強p0＝76cmHg.(p0＝1.01×105Pa，g＝10m/s2)．圖16.圖2如圖2所示，一個壁厚可以不計、質量為M的汽缸放在光滑的水平地面上，活塞的質量為m，面積為S，內部封有一定質量的氣體．活塞不漏氣，不計摩擦，外界大氣壓強為p0，若在活塞上加一水平向左的恒力F(不考慮氣體溫度的變化)，求汽缸和活塞以相同加速度運動時，缸內氣體的壓強為多大？1．描述氣體狀態(tài)的參量是指()A．質量、溫度、密度B．溫度、體積、壓強C．質量、壓強、溫度D．密度、壓強、溫度2．封閉容器中氣體的壓強()A．是由氣體的重力產生的B．是由氣體分子間相互作用力(引力和斥力)產生的C．是由大量分子頻繁碰撞器壁產生的D．當充滿氣體的容器自由下落時，由于失重，氣體壓強將減小為零3．關于熱力學溫標和攝氏溫標()A．熱力學溫標中的每1K與攝氏溫標中每1℃大小相等B．熱力學溫度升高1K大于攝氏溫度升高1℃C．熱力學溫度升高1K小于攝氏溫度升高1℃D．某物體攝氏溫度10℃，即熱力學溫度10K4．某同學覺得一只氣球體積比較小，于是他用打氣筒給氣球繼續(xù)充氣．據有關資料介紹，隨著氣球體積的增大，氣球膜的張力所產生的壓強逐漸減小，假設充氣過程氣球內部氣體的溫度保持不變，且外界大氣壓強也不變，則充氣氣球內部氣體()A．壓強增大B．單位體積內分子數增多C．單位體積內分子數減少D．分子的平均動能增大5．對于地面所受到的大氣壓強，甲說：“這個壓強就是地面上每平方米面積的上方整個大氣柱對地面的壓力，它等于地面上方的這一大氣柱的重力”，乙說：“這個壓強是由地面附近那些做規(guī)則運動的空氣分子對每平方米地面的碰撞造成的”．下列判斷正確的是()A．甲說得對B．乙說得對C．甲、乙說得都對D．甲、乙說得都不對6．容積不變的容器內封閉著一定質量的氣體，當溫度升高時()A．每個氣體分子的速率都增大B．單位時間內氣體分子撞擊器壁的次數增多C．氣體分子對器壁的撞擊在單位面積上的個數增多D．以上說法都不正確7．將H2、N2、O2三種氣體分別放入不同容器中，使它們的溫度、密度相同，則其壓強p大小的關系符合(原子質量：H：1、N：14、O：16)()A．p(H2)>p(O2)>p(N2)B．p(O2)>p(N2)>p(H2)C．p(H2)>p(N2)>p(O2)D．p(N2)>p(O2)>p(H2)8．如圖3所示，圖3密閉汽缸內裝有某種氣體，則氣體對缸內壁A、B兩點產生的壓強分別為pA、pB，若在完全失重狀態(tài)下，氣體對汽缸內壁兩點的壓強為pA′、pB′則()A．pA>pB，pA′>pB′B．pA<pB，pA′＝pB′C．pA＝pB，pA′＝pB′D．無法確定9.圖4如圖4所示，U形管的A端封有氣體，B端也有一小段氣體．現(xiàn)有一條小鐵絲插入B端氣體，輕輕攪動，使B部分上下兩塊水銀柱相連接，設外界溫度不變，則A端氣柱的()A．壓強增大B．壓強減小C．體積減小D．體積不變10．(雙選)圖5如圖5所示，用彈簧秤拉著一支薄壁平底玻璃試管，將它的開口端向下插入水銀槽中，由于管內有一部分空氣，此時試管內水銀面比管外水銀面高h.若試管本身的重力與管壁的厚度不計，此時彈簧秤的讀數()A．等于進入試管內的H高水銀柱的重力B．等于外部大氣壓與內部空氣對試管平底部分的壓力之差C．等于試管內高出管外水銀面的h高水銀柱的重力D．等于上面A、C所述的兩個數值之差11.圖6如圖6所示，有一壓力鍋，鍋蓋上的排氣孔截面積約為7.0×10－6m2，限壓閥重為0.7N．使用該壓力鍋對水消毒，根據下列水的沸點與氣壓關系的表格，分析可知壓力鍋內的最高水溫約為(大氣壓強為1.01×10p(×105Pa)1.011.431.541.631.731.821.912.012.122.21t(℃)100110112114116118120122124126A.100℃B．112℃C．122℃D．124℃題號1234567891011答案12.圖7如圖7所示，開口豎直向上的玻璃管下端有一段被水銀柱封閉了的空氣柱，此時玻璃管正具有一向下的加速度a，若大氣壓強用p0表示，封閉氣體壓強用p表示，若a＝g，則p________p0.(填“>”或“<”或“＝”)13．如圖8所示，重G1＝20N的活塞將一部分氣體封閉在汽缸內，活塞可以在汽缸內無摩擦地滑動，活塞的橫截面積為S＝100cm2，外界大氣壓強p0＝1.0×105Pa(g取10m/s2)．圖8(1)活塞上物體重G2＝200N，求汽缸內氣體壓強p1.(2)活塞受到豎直向上拉力F的作用，拉力F＝10N，求汽缸內氣體壓強p2.(3)將汽缸懸掛起來，汽缸及活塞均保持靜止，求汽缸內氣體壓強p3.(4)將活塞懸掛起來，汽缸及活塞均保持靜止，汽缸質量M＝10kg，汽缸壁厚度可忽略不計，求汽缸內氣體壓強p4.

答案課前預習練1．體積壓強溫度狀態(tài)參量2．空間容積3．平均動能數值表示法攝氏溫標攝氏度℃熱力學熱力學溫度T開爾文T＝t＋273.15K4．頻繁碰撞器壁5．D6．C[人體感受到物體的冷熱程度，一方面取決于被感受物體的溫度，另一方面還與被感受物體單位時間內放出(或吸收)給人體的熱量的多少有關，例如冬天溫度相同的鐵塊和木塊，摸上去鐵塊感覺更冷一些，故A不正確．溫度是分子平均動能的標志，溫度越高，分子平均動能越高，而分子平均速率還與分子質量有關，故B錯，C正確．研究單個分子動能大小無意義，因單個分子動能是時刻變化的，溫度升高時，這個分子動能可能變大，也可能變小，故D錯．]7．B[氣體的壓強是由大量氣體分子永不停息地、頻繁地碰撞器壁產生的．]課堂探究練1．AB[本題主要考查熱力學溫度與攝氏溫度的關系．T＝273K＋t，由此可知：－33℃＝240K，A正確，同時B正確；D中初態(tài)熱力學溫度為273K＋t，末態(tài)為273K＋2t，溫度變化tK，故D錯；對于攝氏溫度可取負值的范圍為0～－273方法總結(1)熟練應用T＝t＋273K是解決有關攝氏溫度與熱力學溫度換算的基礎．(2)就一個分度來說，1℃和1K相等，即ΔT＝Δt.(3)對于同一個溫度來說，用不同的溫標表示，數值不同，這是因為零值選取不同．2．C[本題考查熱力學溫標的性質．熱力學溫標在科學計算中特別體現(xiàn)在熱力學方程中，使方程更簡單，更科學，A對；B是熱力學溫標的常識，正確；氣體趨近于絕對零度時，已液化，但有體積，故其壓強不為零，C錯，D對．]方法總結熱力學溫標中的絕對零度是低溫極限，在接近0K時，所有物體都被液化或凝固．3．B[當分子的熱運動變劇烈時，分子的平均動能、平均速率變大，使氣體產生的壓強有增大的趨勢；如果同時氣體的體積也增大，這將使分子的密集程度減小，使氣體的壓強有減小的趨勢．因此，只告訴分子的熱運動變劇烈這一條件，氣體的壓強是變大、變小還是不變是不確定的．同理，當分子間的平均距離變大時，分子的密集程度減小，使氣體的壓強有減小的趨勢；若同時氣體的溫度升高，分子的平均速率增大，將使每次的碰撞對器壁的沖力增大，使氣體的壓強有增大的趨勢．顯然在只知道分子間的平均距離增大的情況下，無法確定壓強的變化結果．]方法總結決定氣體壓強的因素(1)微觀因素①氣體分子的密集程度：氣體分子的密集程度(單位體積內氣體分子的數目)大，在單位時間內，與單位面積器壁碰撞的分子數就多，壓強就大．②氣體分子的平均動能：氣體的溫度高，氣體分子的平均動能就大，每個氣體分子與器壁的碰撞中給器壁的沖力就大；從另一方面講，分子的平均速率大，在單位時間里，器壁受氣體分子撞擊的次數就多，累計沖力就大，壓強就大．(2)宏觀因素①與溫度有關：在體積不變的情況下，溫度越高，分子的平均動能越大，氣體的壓強就越大．②與體積有關：在溫度不變的情況下，體積越小，氣體分子的密集程度越大，氣體的壓強就越大．4．BD[一定質量的氣體等溫壓縮，分子的平均動能不變，氣體分子的總數不變，故A、C錯；氣體壓強增大是因為氣體分子數密度加大，使單位時間內，器壁單位面積上分子碰撞的次數增多，故B、D正確．]5．(1)66cmHg(2)71cmHg(3)81cmHg解析(1)pA＝p0－ph＝76cmHg－10cmHg＝66cmHg(2)pA＝p0－ph＝76cmHg－10×sin30°cmHg＝71cmHg(3)pB＝p0＋ph2＝76cmHg＋10cmHg＝86cmHgpA＝pB－ph1＝86cmHg－5cmHg＝81cmHg方法總結靜止或勻速運動系統(tǒng)中壓強的計算，一般選與封閉氣體接觸的液柱(或活塞、汽缸)為研究對象進行受力分析，列平衡方程求氣體壓強．6．p0＋eq\f(MF,M＋mS)解析設穩(wěn)定時汽缸和活塞以相同加速度a向左做勻加速運動，這時缸內氣體的壓強為p，分析它們的受力情況，分別列出它們的運動方程為汽缸：pS－p0S＝Ma①活塞：F＋p0S－pS＝ma②將上述兩式相加，可得系統(tǒng)加速度a＝eq\f(F,m＋M)將其代入①式，化簡即得封閉氣體的壓強為p＝p0＋eq\f(M,M＋m)·eq\f(F,S)＝p0＋eq\f(MF,M＋mS)方法總結(1)當系統(tǒng)加速運動時，選與封閉氣體接觸的物體如液柱、汽缸或活塞等為研究對象，進行受力分析，然后由牛頓第二定律列方程，求出封閉氣體的壓強．(2)壓強關系的實質反映力的關系，力的關系由物體的狀態(tài)來決定．課后鞏固練1．B2．C[氣體的壓強是大量氣體分子熱運動頻繁碰撞器壁產生的，氣體分子的熱運動不受重力、超重、失重的影響，所以只有C正確．]3．A[熱力學溫標和攝氏溫標盡管是不同標準的計數方式，但僅是起點不同，熱力學溫標中變化1K與攝氏溫標中變化1℃是相同的，故A選項正確；B、C選項錯誤；攝氏溫度為104．C[隨著氣球體積的增大，氣球膜的張力所產生的壓強逐漸減小，充氣氣球內部氣體的壓強減小，故選項A是錯誤的．溫度不變，分子平均動能不變，壓強減小，所以單位體積內分子數減少，故選項B、D是錯誤的，選項C是正確的．]5．C6.B7．C[氣體的壓強是氣體分子對器壁頻繁碰撞產生的，從微觀角度考慮，氣體壓強的大小由兩個因素決定：一是氣體分子的平均動能，二是分子的密集程度(即單位體積內分子的個數)．將H2、N2、O2三種氣體分別放入不同的容器中，由于它們的溫度相同，所以它們分子熱運動的平均動能相同，而它們壓強的大小是由分子的密集程度決定的，分子越密集，氣體的壓強就越大．它們的密度相同，即單位體積內氣體的質量m相同，由于不同氣體的摩爾質量M不同，所以，單位體積內氣體的摩爾數n也就不同．由n＝eq\f(m,M)可知，由于M(O2)>M(N2)>M(H2)，所以有n(O2)<n(N2)<n(H2)，p(O2)<p(N2)<p(H2)．