2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第三册 1.3气体分子的速率分布的统计规律 跟踪训练（word解析版）

2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第三册
1.3气体分子的速率分布的统计规律 跟踪训练（解析版）
1．氧气分子在0℃和100℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示，下列说法正确的是（　　）
A．图中虚线对应于氧气分子平均速率较大的情形
B．图中实线对应于氧气分子在100℃时的情形
C．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目
D．与0℃时相比，100℃时氧气分子速率出现在0～400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大
2．如图所示，一定质量的理想气体由状态A沿平行于纵轴的直线变化到状态B，则它的状态变化过程是（　　）
A．气体的平均动能不变
B．气体的内能增加
C．气体分子的数密度减小
D．气体分子在单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数不变
3．下列说法中正确的是（　　）
A．扩散现象和布朗运动都与温度有关
B．当两个分子距离大于r0且继续减小时，分子间引力增大而斥力减小
C．在完全失重的情况下，容器内气体对容器壁的压强为零
D．物体的温度升高，其内部所有分子运动的动能都增大
4．关于地面附近的大气压强，甲说：“这个压强就是地面每平方米面积的上方整个大气柱的压力，它等于该气柱的重力。“乙说：“这个压强是由地面附近那些做无规则运动的空气分子对每平方米地面的碰撞造成的。”丙说：“这个压强既与地面上方单位体积内气体分子数有关，又与地面附近的温度有关。”你认为（　　）
A．只有甲的说法正确 B．只有乙的说法正确
C．只有丙的说法正确 D．三种说法都有道理
5．如图所示，一定质量的理想气体被质量为m的活塞封闭在竖直放置的导热气缸内（活塞与气缸间的摩擦不计），下列操作可使理想气体压强变大的是（　　）
A．缓慢升高环境温度 B．将整体倒置，气缸开口向下
C．用力推气缸，让整体向上加速运动 D．气缸自由下落
6．分子间引力和斥力大小随分子间距离变化的图像如图所示。两图像交点为e，e点的横坐标为，下列表述正确的是（　　）
A．曲线表示引力随分子间距离变化的图线
B．压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力，这是气体分子间的平均距离小于导致的
C．当分子间距离由逐渐变为的过程中，分子势能增加
D．当分子间距离由逐渐变为的过程中，分子势能减小
7．某种气体在两种不同温度下的气体分子速率分布曲线分别如图中实线和虚线所示，横坐标v表示分子速率，纵坐标表示单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比，从图中可得（　　）
A．温度升高，曲线峰值向左移动 B．实线对应的气体分子温度较高
C．虚线对应的气体分子平均动能较大 D．图中两条曲线下面积不相等
8．下列关于气体压强的说法，正确的是（　　）
A．大气压强是由于大气分子永不停息地做无规则热运动而产生的
B．一定质量的理想气体，只要体积减小，单位体积内气体的分子数就增多，气体分子对器壁的碰撞就更加频繁，压强就增大
C．一定质量的理想气体，只要温度升高，气体分子的平均速率就增大，在单位时间内对单位面积器壁的平均撞击力就增大
D．容器内的大量气体分子对器壁的碰撞满足统计规律，机会均等，故器壁各部分气体压强相等
9．对于气体，下列说法中正确的是（　　）
A．气体的体积是所有气体分子的体积之和
B．气体的质量是所有气体分子的质量之和
C．气体温度升高，每个气体分子的热运动动能都增大
D．封闭气体的压强是由于气体受到重力而产生的
10．一定质量的气体，经等温压缩，气体的压强增大，用分子动理论的观点分析，这是因为（　　）
A．气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大
B．单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多
C．气体分子的总数增加
D．气体分子的数密度增大
11．对于气体分子的运动，下列说法正确的是（　　）
A．一定温度下某种气体的分子的碰撞虽然十分频繁，但同一时刻，每个分子的速率都相等
B．一定温度下某种气体的分子速率一般不相等，但速率很大和速率很小的分子数目相对较少
C．一定温度下某种气体的分子做杂乱无章的运动可能会出现某一时刻所有分子都朝同一方向运动的情况
D．一定温度下某种气体，当温度升高时，其中某10个分子的平均动能可能减小
12．某同学记录2021年4月12日教室内温度如下表所示：可认为教室内气压全天保持不变。
时刻 6:00 9:00 12:00 15:00 18:00
温度 12℃ 15℃ 18℃ 23℃ 17℃
当天15:00与9:00相比，下列说法正确的是（　　）
A．教室内空气密度减小
B．教室内所有空气分子热运动动能都增加
C．教室内单位体积内的分子个数一定增加
D．单位时间碰撞墙壁单位面积的气体分子数一定减少
13．对于相同质量、体积、温度的氧气和氢气，在温度不太低、压强不太大时，下列说法正确的是（　　）
A．两种气体分子的平均动能相同
B．两种气体的压强相同
C．两种气体的内能相同
D．两种气体分子热运动的平均速率不同
14．关于分子动理论，下列说法正确的有（　　）
A．扩散现象是物质分子永不停息地做无规则运动的证明
B．布朗运动不是分子的运动，但间接地反映了液体分子运动的无规则性
C．压缩气体时，体积越小，压强越大，说明气体分子间存在着斥力
D．当分子间作用力表现为引力时，分子势能随距离的增大而减少
15．下列说法正确的是（ ）
A．物体的温度越高，分子热运动越剧烈，分子的平均动能越大
B．在不考虑分子势能的情况下，质量和温度相同的氢气和氧气内能相同
C．液体中悬浮颗粒内的分子所做的无规则运动就是布朗运动
D．理想气体对容器的压强是由大量气体分子对容器不断碰撞而产生的
E.当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大
16．密闭在钢瓶中的气体，温度升高时压强增大，从分子动理论的角度分析，这是由于气体分子的________增大了，该气体在温度T1、T2时的分子速率分布图像如图所示，则T1________（选填“大于”或“小于”）T2。
17．微观解释：
（1）某容器中气体分子的平均速率越大，单位时间内、单位面积上气体分子与器壁的碰撞对器壁的作用力越______。
（2）容器中气体分子的数密度大，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就______，平均作用力也会较______
18．温度越高，分子的热运动越______大量气体分子的速率呈______的规律分布，当温度升高时，速率大的分子比例比较______，平均速率较______
19．在某一时刻，向着任何一个方向运动的分子都有，而且向各个方向运动的气体分子数目______。
20．自行车的轮胎没气后会变瘪，用打气筒向里打气，打进去的气越多，轮胎会越“硬”。怎样从微观角度来解释这种现象？（假设轮胎的容积和气体的温度不发生变化）
21．如图甲所示，密闭容器内封闭一定质量的气体，气体的压强是由气体分子间的斥力产生的吗？
参考答案
1．B
【详解】
AB．由题图可以知道，具有最大比例的速率区间，100℃时对应的速率大，说明实线为氧气分子在100℃的分布图像，对应的平均速率较大，故A错误，B正确；
C．题图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子占据的比例，但无法确定分子具体数目，故C错误；
D．与0℃时相比，100℃时氧气分子速率出现在0～400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较小，故D错误。
故选B。
2．B
【详解】
A．从p－V图像中的AB图线看，气体由状态A到状态B为等容升压变化，根据查理定律，一定质量的理想气体，当体积不变时，压强跟热力学温度成正比，由A到B是压强增大，温度升高，分子平均动能增加，故A错误；
B．理想气体的内能只与温度有关，气体的温度升高，内能增加，故B正确；
CD．气体体积不变，气体分子的数密度不变，温度升高，气体分子平均速率增大，则气体分子在单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数增加，故C、D错误。
故选B。
3．A
【详解】
A．扩散现象指不同的物质相互接触时，彼此进入对方的现象；布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，不是分子的无规则运动，温度越高，分子热运动越剧烈，故布朗运动和扩散现象都与温度有关，故A正确；
B．当分子间的距离减小时，分子间的引力和斥力都增大，故B错误；
C．被封闭气体的压强是由气体分子持续撞击器壁产生的，与气体是否失重无关，故C错误；
D．温度是分子热运动平均动能的标志，物体温度升高时分子的平均动能增大，但不是内部所有分子的动能都增大，故D错误。
故选A。
4．D
【详解】
容器内气体压强，是器壁单位面积上受到大量气体分子的频繁碰撞而产生的持续、均匀的压力引起的，它既与单位体积内气体分子数有关，又与环境温度有关；从宏观效果上看，地面附近的大气压强是地面每平方米面积的上方整个大气柱的重力引起的。故D正确，ABC错误。
故选D。
5．C
【详解】
A．缸内气体的压强为
则缓慢升高环境温度，缸内气体压强不变，选项A错误；
B．将整体倒置，气缸开口向下，则缸内气体的压强变为
即压强减小，选项B错误；
C．用力推气缸，让整体向上加速运动，则对活塞

解得
则压强变大，选项C正确；
D．气缸自由下落，则活塞完全失重，则缸内气体的压强变为p0减小了，选项D错误。
故选C。
6．C
【详解】
A．分子间引力和斥力都随分子距离的增大而减小，而斥力减小的更快，则曲线表示斥力随分子间距离变化的图线，故A错误；
B．压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力，分子间的距离依然超过，分子间的作用力可忽略不计，这是气体分子间的压强导致的，故B错误；
CD．分子间距为时斥力等于引力为平衡位置，当分子间距离由逐渐变为的过程中，分子间表现为引力，距离增大，分子力做负功，则分子势能增加，故C正确，D错误；
故选C。
7．B
【详解】
AB．温度越高，速率大的所占百分比较大，故温度升高，曲线峰值向右移动，实线对应的气体分子温度较高，A错误，B正确；
C．虚线对应的气体分子温度较低，分子平均动能较小，C错误；
D．图中两条曲线下的面积表示总的分子数，由题意可知为同一种气体，故面积相等，D错误。
故选B。
8．D
【详解】
A．地球的周围被厚厚的空气包围着，这些空气被称为大气层，空气可以像水那样自由的流动，同时它也受重力作用，因此空气的内部向各个方向都有压强，这个压强被称为大气压，可近似看成是空气的重力产生的，A错误；
B．一定质量的理想气体，从宏观上看，压强与气体的体积及温度均有关系，从微观上看，压强与单位体积内的分子数及分子的平均动能有关，故体积减小，压强不一定增大，B错误；
C．在单位时间内对单位面积器壁的平均撞击力即气体产生的压强，结合B的解析可知，C错误；
D．容器内的大量气体分子对器壁的碰撞满足统计规律，机会均等，故器壁各部分气体压强相等，D正确。
9．B
【详解】
A．由于气体分子间隙较大，故气体的体积远大于所有气体分子体积之和，A错误；
B．封闭在容器的一定质量气体的质量等于组成这些气体的所有分子的质量之和，B正确；
C．气体的温度升高，平均动能变大，不是每个分子的动能都变大，C错误；
D．气体压强是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力，与重力无关， D错误。
故选B。
10．BD
【详解】
气体经等温压缩，压强增大，体积减小，气体分子的总数不变，气体分子的数密度增大，则单位时间内单位面积器壁上受到气体分子的碰撞次数增多，但气体分子每次碰撞器壁的平均冲力不变。
故选BD。
11．BD
【详解】
ABC．一定温度下某种气体分子碰撞十分频繁，单个分子运动杂乱无章，速率不等，但大量分子的运动遵从统计规律，速率很大和速率很小的分子数目相对较少，向各个方向运动的分子数目相等，故AC错误，B正确；
D．温度升高时，大量分子的平均动能增大，但个别或少量（如10个）分子的平均动能有可能减小，D正确。
故选BD。
12．AD
【详解】
A．压强不变，当温度升高时，气体体积增大，因此教室内的空气质量将减少，教室体积不变，则密度减小，选项A正确；
B．温度是分子平均动能的标志，温度升高则分子的平均动能增大，不是所有空气分子动能均增加，选项B错误；
C．由B可知密度减小，单位体积内分子数减小，选项C错误；
D．与9点相比，15点时教室内的温度升高，空气分子的平均动能增大，教室内气体分子密度减小，又因为教室内气压不变，那么单位时间内碰撞墙壁单位面积的气体分子数一定减少，选项D正确。
故选AD。
13．AD
【详解】
A．温度是分子平均动能的标志，所以两种气体分子的平均动能相同。A正确；
B．因为氢气的摩尔质量较小，所以相同质量的气体中，氢气的分子数较多，在相同体积下，氢气分子更密集，所以氢气的压强更大。B错误；
C．在分子平均动能相同的条件下，分子数较多的分子总动能大。所以氢气的内能较大。C错误；
D．因为氢气分子质量较小，在分子平均动能相同的条件下，氢气分子的平均速率较大。D正确。
故选AD。
14．AB
【详解】
A．扩散现象是物质分子永不停息地做无规则运动的证明，选项A正确；
B．布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的运动，不是分子的运动，但间接地反映了液体分子运动的无规则性，选项B正确；
C．压缩气体时，体积越小，压强越大，这是因为体积越小时气体分子的密度越大，单位时间内气体分子对器壁的碰撞次数越多，压强越大，这与气体分子间的斥力无关，选项C错误；
D．当分子间作用力表现为引力时，分子距离增大时，分子力做负功，则分子势能随距离的增大而增大，选项D错误。
故选AB。
15．ADE
【详解】
A．温度是分子热运动的平均动能的标志，故物质的温度越高，分子热运动越剧烈，分子的平均动能越大，故A正确；
B．质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的分子平均动能；但相同质量下氢气的物体的量多，故氢气的内能要大于相同质量的氧气的内能，故B错误；
C．根据布朗运动的定义可知，液体中悬浮微粒的无规则运动是布朗运动，故C错误；
D．理想气体的压强产生的机理是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的，故D正确；
E．当分子力表现为斥力时，分子间距离减小，分子力增大，分子力做负功，则分子势能增大，故E正确。
故选ADE。
16．平均速率 小于
【详解】
略
17．大 多 大
【详解】
略
18．剧烈 中间多、两头少 多 大
【详解】
略
19．几乎相等
【详解】
略
20．见解析
【详解】
轮胎的容积不发生变化，随着气体不断地打入，轮胎内气体分子的数密度不断增大，温度不变意味着气体分子的平均动能没有发生变化，单位时间内单位面积上碰撞次数增多，故气体压强不断增大，轮胎会越来越“硬”．
21．不是，是分子撞击器壁而产生的
【详解】
略