1.3气体分子的速率分布的统计规律 课时练（Word版含答案）

1.3气体分子的速率分布的统计规律 课时练（解析版）
一、选择题
1．关于气体分子的运动情况，下列说法正确的是（　　）
A．某一时刻具有任意速率的分子数目是相等的
B．某一时刻一个分子速度的大小和方向是偶然的
C．某一温度下，大多数气体分子的速率不会发生变化
D．分子的速率分布毫无规律
2．如图所示，有一圆筒形绝热容器，用绝热且具有一定质量的活塞密封一定量的理想气体，不计活塞与容器之间的摩擦．开始时容器直立在水平桌面上，容器内气体处于状态a，然后将容器缓慢平放在桌面上，稳定后气体处于状态b．下列说法正确的是（　　）
A．与a态相比，b态气体分子间作用力较小
B．与a态相比，b态气体的温度较低
C．a、b两态的气体分子对活塞的压力相等
D．a、b两态的气体分子在单位时间内撞击活塞的个数相等
3．下列说法中正确的是（ ）
A．气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力
B．0℃的冰和0℃的铁，它们的分子平均动能不相同
C．花粉颗粒在液体中的布朗运动，是由花粉颗粒内部分子无规则运动引起的
D．一定质量的理想气体，在温度不变的条件下，外界对其做功，内能增加
4．保持密闭气缸内气体的体积不变，升高气体温度，则气体 （　　）
A．密度变大 B．分子势能变大
C．分子间斥力变大 D．分子对缸壁的平均作用力变大
5．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
6．如图所示描述了封闭在某容器里的理想气体在温度 和 下的速率分布情况，下列说法正确的是（ ）
A．
B．随着温度升高，每一个气体分子的速率都增大
C．随着温度升高，气体分子中速率大的分子所占的比例会增加
D．若从到气体的体积减小，气体一定从外界吸收热量
7．关于气体分子的运动情况，下列说法中正确的是(　　)
A．某一时刻具有某一速率的分子数目是相等的
B．某一时刻一个分子速度的大小和方向是偶然的
C．某一温度下，大多数气体分子的速率不会发生变化
D．分子的速率分布毫无规律
8．热学中有很多图象，对一定质量的理想气体图象的分析，不正确的是（ ）
A．甲图中理想气体的体积一定不变
B．乙图中理想气体的温度一定不变，丙图中理想气体的压强一定不变
C．丁图中理想气体从P到Q，可能经过了温度先升高后降低的过程
D．戊图中实线对应的气体温度高于虚线对应的气体温度
9．直倒立的U形玻璃管一端封闭，另一端开口向下，如图所示，用水银柱封闭一定质量的理想气体，在保持温度不变的情况下，假设在管子的D处钻一小孔，则管内被封闭的气体压强p和气体体积V变化的情况为
A．p、V都不变
B．V减小，p增大
C．V增大，p减小
D．无法确定
10．下列说法正确的是（　　）
A．气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈分子撞击器壁的作用力增大，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，气体的压强一定增大
C．等温压缩过程中，气体压强增大是因为单个气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大
D．等压膨胀过程中，在相同时间内，气体分子对容器壁单位面积的冲量大小相等
11．氧气分子在0℃和100℃下的速率分布如图所示，纵轴表示对应速率下的氧气分子数目ΔN占氧气分子总数N的百分比，如图，由图线信息可得（　　）
A．温度升高使得每一个氧气分子的速率都增大
B．同一温度下，速率大的氧气分子所占比例大
C．温度升高使得速率较小的氧气分子所占比例变小
D．温度越高，一定速率范围内的氧气分子所占比例越小
12．某容器中一定质量的理想气体，从状态开始经状态到达状态，其图像如图所示，三个状态对应的温度分别是，用分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数，则（　　）
A． B． C． D．
13．下列关于热现象的叙述，正确的是（ ）
A．液晶与多晶体一样具有各向同性
B．空气的相对湿度越大．空气中水蒸气的压强越接近该温度下的饱和汽压
C．雨水不能透过布雨伞是因为液体表面存在张力
D．—定质量的某种理想气体的内能与温度、体积都有关
E.当分子间的引力与斥力平衡时，分子势能最小
14．下列说法正确的是（　　）
A．氢气和氮气的温度相同时，它们分子的平均速率不同
B．两个分子在相互靠近的过程中其分子力逐渐增大，而分子势能一定先减小后增大
C．已知某种气体的密度为ρ、摩尔质量为M、阿伏加德罗常数为NA，则单位体积的分子数为
D．在等温度变化中一定质量理想气体的体积变小时，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定增多，气体的压强不一定增大
15．一定质量的理想气体从状态A开始经状态B、C、D又变化回A状态，其状态变化过程的图象如图所示，已知该气体在状态A时的压强为Pa，下列说法正确的是（　　）
A．状态A的压强大于状态B的压强
B．B到C过程中，气体分子的速率分布曲线一定发生变化
C．C到D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多
D．D到A过程中，气体吸收热量大于120J
二、解答题
16．把一颗豆粒拿到台秤上方约10 cm的位置，放手后使它落在秤盘上，观察秤的指针的摆动情况，如图乙所示，再从相同高度把100粒或更多的豆粒连续地倒在秤盘上，观察指针的摆动情况，使这些豆粒从更高的位置落在秤盘上，观察指针的摆动情况，用豆粒做气体分子的模型，试说明气体压强产生的原理。
17．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】
AD．具有不同速率的分子数目并不是相等的，呈“中间多、两头少”的统计规律分布，故AD错误；
B．由于分子之间频繁地碰撞，分子随时都会改变自己的运动状态，因此在某一时刻，一个分子速度的大小和方向是偶然的，故B正确；
C．某一温度下，每个分子的速率仍然是随时变化的，只是分子运动的平均速率不变，故C错误。
故选B。
2．B
【解析】
气体分子间的距离较大，分子间的斥力可以忽略，故A错误；设活塞的质量为m，由图可知，a气体的压强：，b气体的压强等于大气压强P0；根据理想气体的状态方程：，可知气体的压强减小时，气体的体积增大；根据热力学第一定律知，气体对外界做功，由于容器绝热，没有吸放热，可知内能减小，气体的温度降低，故B正确；气体的压强减小时，气体分子对活塞的压力减小，所以a态时气体分子对活塞的压力大，故C错误；b态下气体的压强减小，则单位时间内撞击活塞的分子个数较少，故D错误．所以B正确，ACD错误．
3．A
【详解】
A．气体压强是由于气体分子不停撞击容器壁产生的，故气体对器壁的压强等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力，故A正确；
B．0℃的水和铁温度相同，故分子平均动能相同，故B错误；
C．花粉颗粒在液体中的布朗运动是由于液体分子无规则运动引起的，故C错误；
D．理想气体的内能只和温度有关，温度不变，内能不变，故D错误。
故选A。
4．D
【详解】
气体体积不变，则气体密度不变，分子距离不变，则分子势能不变，分子间斥力不变；温度升高，则分子平均速率变大，则分子对缸壁的平均作用力变大。
故选D。
5．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。
6．C
【详解】
A．由图可知，b的分子的速率较大的分子数比较多，则b的分子的平均动能一定比较大，由于温度是分子的平均动能的标志，所以，故A错误；
BC．温度是分子的平均动能的标志，是大量分子运动的统计规律，温度升高时，气体分子中速率大的分子所占的比例会增加，但不是每一个气体分子的速率都增大，故B错误，C正确；
D．从到气体的体积减小，则外界对气体做正功；结合可知气体的内能增大；而做功与热传递都可以改变物体的内能，所以从到气体的体积减小，气体不一定从外界吸收热量，故D错误．
故选C．
7．B
【详解】
AD．具有某一速率的分子数目并不是相等的，呈“中间多，两头少”的统计规律分布，故AD错误；
B．由于分子之间不断地碰撞，分子随时都会改变自己的运动情况，因此在某一时刻，一个分子速度的大小和方向完全是偶然的，故B正确；
C．某一温度下，每个分子的速率仍然是随时变化的，只是分子运动的平均速率不变，故C错误。
故选B。
8．B
【详解】
A．甲图中，p—T线是过原点的直线，根据
可知理想气体的体积一定不变，A正确，不符合题意；
B．乙图中图象不一定是双曲线，则乙图中理想气体的温度不一定不变；丙图中V—T线是过原点的直线，根据
可知理想气体的压强一定不变，B错误，符合题意；
C．由图丙图象可知，从P到Q的过程中，pV乘积先增加后减小，则温度先升高，后降低，C正确，不符合题意；
D．温度升高时，速率分布最大的区间将向速率增大处移动，所以气体由虚线状态变成实线状态时，温度升高，实线对应的温度一定高于虚线对应的温度，D正确，不符合题意。
故选B。
9．B
【详解】
未钻孔时，D处的压强和封闭气体的压强一样，等于外界大气压减去水银柱产生的压强；钻孔后，D处的压强和外界大气压一样，在大气压的作用下，导致封闭气体的压强增大，体积减小，
故选B。
10．D
【详解】
A．气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈分子撞击器壁的作用力增大，气体的压强不一定增大，因为气体做等压变化，温度升高，气体的体积增大，压强可以不变，所以A错误；
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，气体的压强也不一定增大，因为气体做等压变化，温度降低，气体的体积减小，压强可以不变，所以B错误；
C．等温压缩过程中，气体压强增大不是因为单个气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大，而是单位时间内打到器壁单位面积上的分子数增多，所以C错误；
D．等压膨胀过程中，在相同时间内，气体分子对容器壁单位面积的冲量大小相等，所以D正确；
故选D。
11．C
【详解】
A．图中100℃的曲线较0℃的曲线整体右移，所以温度升高使得氧气分子的平均速率增大，故A错误；
B．根据曲线的单峰性可知，在同一温度下，中等速率大小的氧气分子所占的比例大，故B错误；
C．100℃的曲线在速率较小处相比0℃的曲线相同速率处来得低，所以温度升高使得速率较小的氧气分子所占的比例变小，故C正确；
D．从两曲线可以看出，温度越高，速率约在450m/s以下的氧气分子占比下降而该速率以上的氧气分子占比上升，故D错误。
故选C。
12．C
【详解】
AB．根据
以及3点的P、V关系可知
故AB错误；
CD．A、C两点温度不变体积增大压强减小，则碰撞的频率减小，则；从A到B温度增大体积增大压强减小，则碰撞的频率减小，则；从B到C依据
得
故
故C正确D错误。
故选C。
13．BCE
【详解】
A．液晶的某些性质具有各向异性，故A错误；
B．根据相对湿度的特点可知，空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近该温度下的饱和汽压，故B正确；
C．由于液体表面存在张力，故雨水不能透过布雨伞，故C正确；
D．理想气体分子势能不计，只与温度有关，与体积无关，故D错误；
E．当时，分子力表现为引力，当r增大时，分子力做负功，则分子势能增大，当时，分子力表现为斥力，当r减小时，分子力做负功，则分子势能增大，所以当，分子势能最小，故E正确；
故选BCE。
14．AC
【详解】
A．温度是分子平均动能的标志，氢气和氮气的温度相同时，氢气和氧气的分子平均动能相等，由于氢气分子与氧气分子的质量不同，则氢气和氧气的平均速率不同，故A正确；
B．当两分子间的距离为平衡距离时，分子间的作用力为零，两分子间的距离从平衡距离开始减小，分子间的作用力增大，当两分子间距离从无穷大逐渐靠近的过程中，分子力先减小后增大再减小；两分子间的距离等于平衡距离时分子势能最小，当两分子间的距离大于平衡距离时，随分子间距离的减小分子势能减小，当两分子间的距离小于等于平衡距离时，随两分子间距离的减小分子势能增大，故B错误；
C．已知某种气体的密度为ρ，气体的摩尔质量为M、阿伏加德罗常数为NA，单位体积V=1m3，气体的质量
m=ρV
单位体积气体的物质的量
单位体积气体分子数
故C正确；
D．气体温度不变，分子平均动能不变，平均每个分子对器壁的作用力不变，在等温度变化中一定质量理想气体的体积变小时，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一定增多，气体的压强一定增大，故D错误。
故选AC。
15．BD
【详解】
A．根据理想气体状态方程，A到B的过程中，体积不变，温度升高，压强增大，状态A的压强小于状态B的压强，故A错误；
B．B到C过程中，温度降低，气体分子平均动能减小，气体分子的速率分布曲线一定发生变化，故B正确；
C．C到D过程中，体积不变，分子数密度不变，温度降低，分子平均动能（速率）减小，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减小，故C错误；
D．理想气体从D到A的过程为等压变化，外界对气体做功
温度升高，△U＞0，根据热力学第一定律W+Q=△U知，气体吸热Q＞120J，故D正确。
故选BD。
16．气体压强等于大量气体分子在器壁单位面积上的平均作用力，气体压强大小与气体分子的数密度和气体分子的平均速率有关
【详解】
略
17．不是，是分子撞击器壁而产生的
【详解】
略