1.3气体分子的速率分布的统计规律 同步练习（Word版含答案）

1.3气体分子的速率分布的统计规律 同步练习（解析版）
一、选择题
1．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
2．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
3．下列说法中正确的是
A．气体对容器的压强是大量气体分子对容器的碰撞引起的，它跟气体分子的密集程度以及气体分子的平均动能有关
B．在使两个分子间的距离由很远(r>10-9m)减小到很难再靠近的过程中分子力先减小后增大，分子势能先减小后增大
C．温度相同的氢气和氧气，氧气分子的平均动能比较大
D．当气体分子热运动变得剧烈时，压强必变大
4．对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是（　　）
A．若体积不变、温度升高，则每个气体分子热运动的速率都增大
B．若体积减小、温度不变，则器壁单位面积受气体分子的碰撞力不变
C．若体积不变、温度降低，则气体分子密集程度不变，压强可能不变
D．若体积减小、温度不变，则气体分子密集程度增大，压强一定增大
5．氧气分子在不同温度下的速率分布规律如图所示，横坐标表示速率，纵坐标表示某一速率内的分子数占总分子数的百分比，由图可知（　　）
A．在①状态下，分子速率大小的分布范围相对较大
B．两种状态氧气分子的平均动能相等
C．随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例增大
D．①状态的温度比②状态的温度低
6．如图是一竖直放置开口向上的均匀玻璃管，内用水银柱封有一定质量的理想气体，水银与玻璃管间摩擦力不计，开始时手拿玻璃管处于平衡状态，后松开手，玻璃管沿竖直方向运动，最后达到稳定状态的过程中，下列说法中正确的是 （　　）
A．刚开始瞬间，玻璃管的加速度一定大于重力加速度g
B．刚开始短时间内，试管内的气体压强一定在逐渐变小
C．刚开始短时间内，玻璃管的加速度在逐渐变小
D．以上情况一定均会发生
7．氧气分子在不同温度下的速率分布规律如图所示，横坐标表示速率，纵坐标表示某一速率内的分子数占总分子数的百分比，由图可知（　　）
A．同一温度下，氧气分子呈现“中间多，两头少”的分布规律
B．两种状态氧气分子的平均动能相等
C．随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例增大
D．①状态的温度比②状态的温度高
8．以下说法正确的是（　　）
A．水流速度越大，水分子的热运动越剧烈
B．水的体积很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现
C．给汽车轮胎充气时很费力，说明分子间存在斥力
D．阳光射入屋内，可以看见尘埃乱舞，这属于布朗运动
9．某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示，图中表示处单位。速率区间内的分子数百分率，所对应的温度分别为、、，则（　　）
A． B．
C．， D．
10．下列说法中正确的是（　　）
A．布朗运动就是液体分子的无规则运动
B．当分子间距离增大时，分子的引力和斥力都增大
C．单位时间内气体分子对容器壁单位面积上碰撞次数减少，气体的压强一定减少
D．物体的温度越高，分子热运动越剧烈，分子的平均动能越大
11．在相同的外界环境中，两个相同的集气瓶中分别密闭着质量相同的氢气和氧气，如图所示。若在相同温度、压强下气体的摩尔体积都相同，则下列说法正确的是（　　）
A．氢气的密度较大 B．氧气的密度较大
C．氢气的压强较大 D．两气体的压强相等
12．以下关于物质的微观解释正确的是（ ）
A．分子间的距离增大时，分子间的引力先增大后减小
B．当两分子间距离大于平衡位置的距离r0时，随着分子间的距离增大，分子势能增大
C．气体对容器的压强是大量气体分子对容器的碰撞引起的，它跟气体的重力有关
D．用气筒给自行车打气，越压缩越费劲，主要是因为气体分子之间斥力变大
13．关于气体压强的产生，下列说法正确的是（　　）
A．气体的压强是大量气体分子对器壁频繁、持续地碰撞产生的
B．气体对器壁产生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
C．气体对器壁的压强是由于气体的重力产生的
D．气体压强的大小跟气体分子的平均速率和分子数密度有关
14．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．图中两条曲线下面积相等
B．图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形
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
15．下列说法正确的是（ ）
A．知道某种气体的摩尔质量和一个气体分子的质量，就可以求出阿伏加德罗常数
B．用油膜法估测油酸分子直径时，撒痱子粉应薄而均匀
C．打气费劲说明气体分子间存在相互作用的排斥力
D．布朗运动反映了液体分子的运动是永不停息的不规则运动
E.在大于的前提下，分子间距离增大，分子力做正功
二、解答题
16．一定质量的理想气体由状态经状态变为状态，其中过程为等压变化，过程为等容变化。已知状态的体积为，状态的温度与状态的温度相同，都为，状态的温度为。
(1)求气体在状态时的体积；
(2)说明过程压强变化的微观原因。
17．我们可以从宏观与微观两个角度来研究热现象。一定质量的理想气体由状态A经过状态B变为状态C，其中A→B过程为等压变化，B→C过程为等容变化。已知VA=0.3m3，TA=300K，TB=400K，TC=300K。
(1)请你求出气体在状态B时的体积VB；
(2)气体分别处于状态A和状态B时，分子热运动速率的统计分布情况如图所示，其中对应状态B的是曲线_____（选填“①”或“②”）。
(3)请你说明B→C过程中，气体压强变化的微观原因。
(4)设A→B过程气体吸收热量为Q1，B→C过程气体放出热量为Q2，请你比较Q1、Q2的大小并说明依据。
参考答案
1．A
【详解】
A．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；
B．单位时间内的平均作用力不是压强，故B错误；
CD．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CD错误。
故选A。
2．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。
3．A
【详解】
A．气体对容器的压强是大量气体分子对容器的碰撞引起的，在微观上它跟气体分子的密集程度以及气体分子的平均动能有关，在宏观上与气体的压强及温度有关，选项A 正确；
B．在使两个分子间的距离由很远(r>10-9m)减小到很难再靠近的过程中分子力先增大再减小，再增大，分子势能先减小后增大，选项B错误；
C．温度是分子平均动能的标志，故温度相同的氢气和氧气，分子的平均动能相同，选项C错误；
D．当气体分子热运动变得剧烈时，气体的温度升高，但不知道体积的变化，故压强不一定变大，选项D 错误．
故选A。
4．D
【详解】
A．温度升高，气体分子的平均动能增大，但并不是气体中每个分子的速率都增大，也有个别速度减小的，故A错误；
BD．对于一定质量的理想气体，体积减小，分子密集程度增大。理想气体质量一定时，满足，若体积减小、温度不变，则压强增大，故器壁单位面积受气体分子的碰撞力会增大，故B错误，D正确；
C．同理可分析，体积不变、温度降低，气体的压强会变小，故C错误；
故选D。
5．D
【详解】
AD．由图可知，②中速率大分子占据的比例较大，则说明②对应的平均动能较大，故②对应的温度较高，温度是分子平均动能的标志，温度高则分子速率大的占多数，即高温状态下分子速率大小的分布范围相对较大。故A错误D正确；
B．②对应的温度较高，②状态氧气分子的平均动能大，故B错误；
C．由图可知，随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例减小，故C错误；
故选D。
6．D
【详解】
一开始玻璃管处于平衡状态，放手后，玻璃管可能速度向上，或者向下，或者为零。刚开始运动时，玻璃管的内部气体的压强大于外部，所以玻璃管的加速度大于重力加速度g；最初水银所受合力为零，当玻璃管向下或向下运动后，内部气体压强减小，内外气体压强差减少，所以最初的短时间内，水银的加速度在逐渐变大，玻璃管的加速度逐渐变逐渐变小。
故选D。
7．A
【详解】
A．同一温度下，中等速率大的氧气分子数所占的比例大，即氧气分子呈现“中间多，两头少”的分布规律，故A正确。
BC．随着温度的升高，氧气分子中速率大的分子所占的比例增大，从而使分子平均动能增大，则两种状态氧气分子的平均动能不相等，故BC错误；
D．由图可知，②中速率大分子占据的比例较大，则说明②对应的平均动能较大，故②对应的温度较高，故D错误。
故选A。
8．B
【详解】
A．水分子的热运动与温度有关，温度越高运动越剧烈，与水流的宏观速度无关，故A错误；
B．水分子不同于气体分子，间隙可以忽略，水的体积很难被压缩，是分子间存在斥力的宏观表现，故B正确；
C．由于气体分子间的距离很大，分子间的作用力可以忽略不计，给汽车轮胎充气时很费力，这是压强导致的结果，故C错误；
D．阳光射入屋内，可以看见尘埃乱舞，是空气的流动造成的，不是布朗运动，布朗运动是分子碰撞的不平衡性造成的，要通过显微镜才能看到，故D错误。
故选B。
9．B
【详解】
温度越高分子热运动越激烈，分子运动激烈是指速率大的分子所占的比例大，图Ⅲ腰最粗，速率大的分子比例最大，温度最高；图Ⅰ虽有更大速率分子，但所占比例最小，温度最低。
故选B。
10．D
【详解】
A．布朗运动就是悬浮在液体中的小颗粒的无规则运动，故A错误；
B．当分子间距离增大时，分子的引力和斥力都减小，故B错误；
C．影响压强的因素除了单位时间内气体分子对容器壁单位面积上碰撞次数外，还有温度，故C错误；
D．温度是分子平均动能标志，物体的温度越高，分子热运动越剧烈，分子的平均动能越大，故D正确。
故选D。
11．C
【详解】
AB．质量相同，两种气体的体积相同，则两种气体的密度相同，故AB错误；
CD．分子数
由于氢分子的摩尔质量较小，则其分子数较多，相同温度下，氢气的压强更大，故C正确，D错误。
故选C。
12．B
【详解】
分子间的距离增大时，分子间的引力逐渐减小，选项A错误；当两分子间距离大于平衡位置的距离r0时，分子力表现为引力，随着分子间的距离增大，分子力做负功，则分子势能增大，选项B正确；气体对容器的压强是大量气体分子对容器的碰撞引起的，它跟气体的重力无关，选项C错误；用气筒给自行车打气，越压缩越费劲，主要是因为气体压强作用的缘故，与分子之间斥力无关，选项D错误.
13．ABD
【详解】
AC．气体对容器的压强是大量气体分子对器壁频繁、持续地碰撞产生的，与气体的重力无关，故A正确，C错误；
BD．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，其大小跟气体分子的平均速率、分子的数密度有关，故B、D正确。
故选ABD。
14．AB
【详解】
A．曲线下的面积表示分子速率从所有区间内分子数占总分子数的百分比之和，显然为1，故A正确；
B．温度是分子平均动能的标志，具有最大比例的速率区间，速率越大说明温度越高，所以0℃对应的是虚线，实线对应的是100℃，故B正确；
C．图中给出了任意速率区间的氧气分子占据的比例，因分子总数未知，无法确定分子的具体数目，故C错误；
D．0~400m/s区间内100℃对应的占据比例均小于0℃时所占据的比值，所以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AB。
15．ABD
【详解】
A．摩尔质量等于分子质量与阿伏伽德罗常数的乘积，所以已知一个气体分子的质量和一摩尔气体分子的质量M可计算出NA；故A项正确．
B．用油膜法估测油酸分子直径时，把浅盘水平放置，在浅盘里倒入适量的水，轻轻撒入痱子粉，确保水面上痱子粉薄而均匀，能使油酸分子形成单分子油膜均匀排列；故B项正确．
C．给篮球打气时会越来越费劲说明气体压强增大，不是分子斥力的作用；故C项错误．
D．布朗运动是花粉颗粒的无规则运动，间接反映了液体分子在做永不停息的无规则热运动；故D项正确．
E．在分子间距大于时，分子间表现为引力，随着距离增大，分子力应做负功；故E项错误．
16．(1)0.4m3；(2)见解析
【详解】
(1)设气体在B状态时的体积为VB，由盖—吕萨克定律，有
代入数据，解得
(2) 过程压强变化的微观原因是：气体体积不变，分子数密度不变，温度降低，气体分子平均动能减小，导致气体压强减小。
17．(1)；(2)②；(3)见解析；(4) ，依据见解析
【详解】
（1）过程为等压变化，由盖-吕萨克定律有
代入数据，解得
（2）因为B的温度高，气体分子的平均动能较大，即速率大的分子数点分子总数的比例偏多，故②是其对应的曲线
（3）气体的压强与气体分子的平均动能、气体分子的密集程度有关，过程为等容变化，气体体积不变，气体分子的密集程度不变，气体的温度降低，气体分子的平均动能变小，因此气体的压强变小
（4）一定质量理想气体的内能只与温度有关
过程：气体温度升高，内能增大气体体积增大，气体对外做功，由热力学第一定律可知，气体吸收热量
过程：气体温度降低，内能减少气体体积不变，既没有气体对外做功，也没有外界对气体做功，由热力学第一定律可知，气体放出热量
由题知，，因此