《學(xué)年高中物理第八章氣體第節(jié)氣體熱現(xiàn)象的微觀意義練習(xí)含解析新人教版選修-.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《學(xué)年高中物理第八章氣體第節(jié)氣體熱現(xiàn)象的微觀意義練習(xí)含解析新人教版選修-.doc（9頁珍藏版）》請在匯文網(wǎng)上搜索。

1、第4節(jié)氣體熱現(xiàn)象的微觀意義1初步了解什么是“隨機事件和“統(tǒng)計規(guī)律。2知道氣體分子運動的特點。3理解氣體溫度的微觀意義，知道氣體分子速率的統(tǒng)計分布規(guī)律。4理解氣體壓強的微觀意義，知道氣體壓強大小的決定因素。5理解分子動理論對三個氣體實驗定律的微觀解釋。一、隨機性與統(tǒng)計規(guī)律1隨機性(1)必然事件：假設(shè)在一定條件下，某事件必然出現(xiàn)，這個事件叫做必然事件。(2)不可能事件：假設(shè)在一定條件下某事件不可能出現(xiàn)，這個事件叫做不可能事件。(3)隨機事件：假設(shè)在一定條件下某事件可能出現(xiàn)，也可能不出現(xiàn)，這個事件叫做隨機事件。2統(tǒng)計規(guī)律大量隨機事件的整體表現(xiàn)出一定的規(guī)律性，這種規(guī)律就是統(tǒng)計規(guī)律。熱現(xiàn)象與大量分子熱運

2、動的統(tǒng)計規(guī)律有關(guān)。二、氣體分子運動的特點1運動的自由性：氣體分子之間的距離大約是分子直徑的10倍左右，因此，除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，氣體分子不受力的作用，在空間內(nèi)可自由移動。2運動的無序性：分子的運動永不停息，雜亂無章，在某一時刻，向著任何方向運動的分子都有，而且向各個方向運動的氣體分子數(shù)目都相等。3運動的高速性：常溫下，大多數(shù)氣體分子的速率都到達數(shù)百米每秒，在數(shù)量級上相當于子彈的速率。三、氣體溫度的微觀意義1溫度越高，分子的熱運動越劇烈。2理想氣體的熱力學(xué)溫度T與分子的平均動能k成正比，即：Tak(式中a是比例常數(shù))，因此可以說，溫度是分子平均動能的標志。四、氣體壓強的微觀意義1氣體壓

3、強的形成原因氣體作用在器壁上的壓力是由碰撞產(chǎn)生的，一個氣體分子和器壁的碰撞時間是極其短暫的，它施于器壁的作用力是不連續(xù)的，但大量分子頻繁地碰撞器壁，從宏觀上看，可以認為氣體對器壁的作用力是持續(xù)的、均勻的。2氣體壓強的決定因素(1)分子的平均動能與密集程度從微觀角度來看，氣體分子的質(zhì)量越大，速度越大，即分子的平均動能越大，每個氣體分子撞一次器壁的作用力越大，而單位時間內(nèi)氣體分子撞擊器壁的次數(shù)越多，對器壁的總壓力也越大，而這一次數(shù)又取決于單位體積內(nèi)的分子數(shù)(分子的密集程度)和平均動能(分子在容器中往返運動著，其平均動能越大，分子平均速率也越大，連續(xù)兩次碰撞某器壁的時間間隔越短，即單位時間內(nèi)撞擊次數(shù)

4、越多)?？梢?，從微觀角度看，氣體的壓強決定于氣體分子的平均動能和分子的密集程度。(2)氣體的溫度和體積從宏觀角度看，一定質(zhì)量的氣體的壓強跟氣體的體積和溫度有關(guān)。對于一定質(zhì)量的氣體，體積的大小決定分子的密集程度，而溫度的上下是分子平均動能大小的標志。五、對氣體實驗定律的微觀解釋1玻意耳定律：一定質(zhì)量的某種理想氣體，溫度保持不變時，分子的平均動能是一定的。在這種情況下，體積減小時，分子的平均密集程度增大，氣體的壓強就增大。2查理定律：一定質(zhì)量的某種理想氣體，體積保持不變時，分子的密集程度保持不變。在這種情況下，溫度升高時，分子的平均動能增大，氣體的壓強就增大。3蓋呂薩克定律：一定質(zhì)量的某種理想氣體

5、，溫度升高時，分子的平均動能增大。只有氣體的體積同時增大，使分子的密集程度減小，才能保持壓強不變。判一判(1)分子沿各個方向運動的時機相等。()(2)氣體的溫度升高時，所有氣體分子的速率都增大。()(3)氣體的溫度越高，壓強就一定越大。()提示：(1)(2)(3)課堂任務(wù)氣體分子運動的特點及氣體溫度的微觀意義1統(tǒng)計規(guī)律：由于物體是由數(shù)量極多的分子組成的，這些分子并沒有統(tǒng)一的運動步調(diào)。單獨看來，各個分子的運動都是不規(guī)那么的，帶有偶然性，但從總體來看，大量分子的運動卻有一定的規(guī)律，這種規(guī)律叫統(tǒng)計規(guī)律。2氣體分子沿各個方向運動的時機(幾率)相等。3大量氣體分子的速率分布呈現(xiàn)中間多(占有分子數(shù)目多)、

6、兩頭少(速率大或小的分子數(shù)目少)的規(guī)律。當溫度升高時，“中間多的這一“頂峰向速率大的方向移動，分子的平均速率增大，分子的熱運動變劇烈，因此說，溫度是分子平均動能的標志。但具體到某一個氣體分子，速率可能變大也可能變小，無法確定。例1在一定溫度下，某種理想氣體的分子速率分布應(yīng)該是()A每個氣體分子速率都相等B每個氣體分子速率一般都不相等，速率很大和速率很小的分子數(shù)目很少C每個氣體分子速率一般都不相等，但在不同速率范圍內(nèi)，分子數(shù)的分布是均勻的D每個氣體分子速率一般不相等，速率很大和速率很小的分子數(shù)目很多標準解答物體里大量分子做無規(guī)那么運動，速率大小各不相同，但分子的速率遵循一定的分布規(guī)律。氣體的大多

7、數(shù)分子速率在某個數(shù)值附近，離這個數(shù)值越近，分子數(shù)目越多，離這個數(shù)值越遠，分子數(shù)目越少，呈現(xiàn)出“中間多、兩頭少的分布規(guī)律。故正確答案為B。完美答案B某種氣體在不同溫度下的氣體分子速率分布曲線如下圖，圖中f(v)表示v處單位速率區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)百分率，所對應(yīng)的溫度分別為T、T、T，那么()ATTT BTTTCTT，TT DTTT答案B解析溫度是氣體分子平均動能的標志。由圖象可以看出，大量分子的平均速率，因為是同種氣體，那么kkk，TTT，所以B正確，A、C、D錯誤。課堂任務(wù)氣體壓強的微觀意義氣體的壓強與大氣壓強1因密閉容器中的氣體密度一般很小，由氣體自身重力產(chǎn)生的壓強極小，可忽略不計，故氣體壓強由氣

8、體分子碰撞器壁產(chǎn)生，大小由氣體的密度和溫度決定，與地球的引力無關(guān)，氣體對上下左右器壁的壓強都是大小相等的。2大氣壓卻是由于空氣受到重力作用緊緊包圍地球而對浸在它里面的物體產(chǎn)生的壓強。大氣壓強最終還是通過分子碰撞實現(xiàn)對放入其中的物體產(chǎn)生壓強。宏觀因素和微觀因素要分清，不可交叉考慮，宏觀因素是溫度和體積，微觀因素是單位體積內(nèi)分子個數(shù)(分子密度)和平均動能(沖力)。例2對于一定質(zhì)量的氣體，以下四個論述中正確的選項是()A當分子熱運動變劇烈時，壓強必增大B當分子熱運動變劇烈時，壓強可以不變C當分子間平均距離變大時，壓強必變大D當分子間平均距離變大時，壓強必變小標準解答影響氣體壓強的是分子的平均動能和氣

9、體的分子數(shù)密度。分子熱運動變劇烈，說明氣體溫度升高，分子平均動能增大，但不知氣體的分子數(shù)密度怎么變化，故壓強的變化趨勢不明確，A錯誤，B正確；分子間平均距離變大，說明氣體的分子數(shù)密度變小，但因不知此時分子的平均動能怎么變，故氣體的壓強變化趨勢不明確，C、D錯誤。完美答案B氣體壓強的分析技巧(1)明確氣體壓強產(chǎn)生的原因大量做無規(guī)那么運動的分子對器壁頻繁、持續(xù)地碰撞。壓強就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力。(2)明確氣體壓強的決定因素氣體分子的密集程度與平均動能。只有知道了這兩個因素的變化，才能確定壓強的變化，任何單個因素的變化都不能決定壓強的變化。一定質(zhì)量的氣體，以下表達中正確的選

10、項是()A如果體積減小，氣體分子在單位時間內(nèi)對單位面積器壁的碰撞次數(shù)一定增大B當溫度一定時，如果壓強增大，氣體分子在單位時間內(nèi)對單位面積器壁的碰撞次數(shù)一定增大C如果溫度升高，氣體分子在單位時間內(nèi)對單位面積器壁的碰撞次數(shù)一定增大D如果分子數(shù)密度增大，氣體分子在單位時間內(nèi)對單位面積器壁的碰撞次數(shù)一定增大答案B解析氣體分子在單位時間內(nèi)對單位面積器壁的碰撞次數(shù)，是由單位體積內(nèi)的分子數(shù)和分子的平均速率共同決定的，A和D都是單位體積內(nèi)的分子數(shù)增大，但分子的平均速率如何變化卻不知道；對C，由溫度升高可知分子的平均速率增大，但單位體積內(nèi)的分子數(shù)如何變化未知，所以A、C、D都不正確。當溫度一定時，氣體分子的平均

11、速率一定，此時氣體分子在單位時間內(nèi)對單位面積器壁的碰撞次數(shù)正是氣體壓強的微觀表現(xiàn)，所以B正確。課堂任務(wù)對氣體實驗定律的微觀解釋1玻意耳定律(1)宏觀表現(xiàn)：一定質(zhì)量的某種理想氣體，在溫度保持不變時，體積減小，壓強增大，體積增大，壓強減小。(2)微觀解釋：溫度不變，分子的平均動能不變。體積越小，分子越密集，單位時間內(nèi)撞到單位面積器壁上的分子數(shù)就越多，氣體的壓強就越大。2查理定律(1)宏觀表現(xiàn)：一定質(zhì)量的某種理想氣體，在體積保持不變時，溫度升高，壓強增大，溫度降低，壓強減小。(2)微觀解釋：體積不變，那么分子密度不變，溫度升高，分子平均動能增大，分子撞擊器壁的作用力變大，所以氣體的壓強增大。3蓋呂薩

12、克定律(1)宏觀表現(xiàn)：一定質(zhì)量的某種理想氣體，在壓強不變時，溫度升高，體積增大，溫度降低，體積減小。(2)微觀解釋：溫度升高，分子平均動能增大，撞擊器壁的作用力變大，而要使壓強不變，那么需影響壓強的另一個因素分子密度減小，所以氣體的體積增大。例3(多項選擇)對于一定質(zhì)量的理想氣體，以下論述中正確的選項是()A假設(shè)單位體積內(nèi)分子個數(shù)不變，當分子熱運動加劇時，壓強一定變大B假設(shè)單位體積內(nèi)分子個數(shù)不變，當分子熱運動加劇時，壓強可能不變C假設(shè)氣體的壓強不變而溫度降低時，那么單位體積內(nèi)分子個數(shù)一定增加D假設(shè)氣體的壓強不變而溫度降低時，那么單位體積內(nèi)分子個數(shù)可能不變標準解答假設(shè)單位體積內(nèi)分子個數(shù)不變，說明

13、體積不變，當分子熱運動加劇時，壓強一定變大，A正確，B錯誤；假設(shè)氣體的壓強不變而溫度降低時，體積減小，那么單位體積內(nèi)分子個數(shù)一定增加，C正確，D錯誤。完美答案AC正確理解決定三個狀態(tài)參量的微觀因素間的關(guān)系對一定質(zhì)量的理想氣體來說，分子密度和分子平均動能兩個量中，只有一個變化時，都會導(dǎo)致壓強變化，因此描述氣體的三個狀態(tài)參量變化時，至少有兩個同時發(fā)生了變化。在一定的溫度下，一定質(zhì)量的氣體體積減小時，氣體的壓強增大，這是由于 ()A單位體積內(nèi)的分子數(shù)增多，單位時間內(nèi)分子對器壁碰撞的次數(shù)增多B氣體分子的密度變大，分子對器壁的吸引力變大C每個氣體分子對器壁的平均撞擊力變大D氣體分子數(shù)密度增大，單位體積內(nèi)

14、分子重量變大答案A解析氣體壓強的微觀表現(xiàn)是氣體分子在單位時間內(nèi)對單位面積器壁的碰撞次數(shù)與每個氣體分子對器壁的平均撞擊力的積，是由分子的平均動能和單位體積內(nèi)的分子數(shù)共同決定。溫度一定說明氣體分子的平均動能不變，氣體體積減小時，單位體積內(nèi)分子數(shù)增多，故單位時間內(nèi)分子對器壁碰撞的次數(shù)增多，氣體的壓強增大。故A正確。A組：合格性水平訓(xùn)練1(氣體分子速率的分布規(guī)律)1859年麥克斯韋從理論上推導(dǎo)出了氣體分子速率的分布規(guī)律，后來有許多實驗驗證了這一規(guī)律。假設(shè)以橫坐標v表示分子速率，縱坐標f(v)表示各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比。下面四幅圖中能正確表示某一溫度下氣體分子速率分布規(guī)律的是()答案D解析

15、分子的速率分布遵循“中間多兩頭少的統(tǒng)計規(guī)律，即分子平均速率附近的分子最多，與平均速率差距越大的分子越少，故D正確。2(氣體分子速率的分布規(guī)律)對一定質(zhì)量的氣體，通過一定的方法得到了某一速率的分子數(shù)目N與速率v的兩條關(guān)系圖線，如下圖，以下說法正確的選項是()A曲線對應(yīng)的溫度T1高于曲線對應(yīng)的溫度T2B曲線對應(yīng)的溫度T1可能等于曲線對應(yīng)的溫度T2C曲線對應(yīng)的溫度T1低于曲線對應(yīng)的溫度T2D無法判斷兩曲線對應(yīng)的溫度關(guān)系答案C解析溫度越高，分子的平均速率越大，從題圖中可以看出的平均速率大，故的溫度高，C正確。3(氣體壓強的微觀意義)密閉容器中氣體的壓強是()A由于氣體的重力產(chǎn)生的B由于分子間的相互作用力產(chǎn)生的C大量氣體分子頻繁碰撞器壁產(chǎn)生的D在失重的情況下，密閉容器內(nèi)的氣體對器壁沒有壓強答案C解析密閉容器中的氣體由于自身重力產(chǎn)生的