2021-2022学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册1.3分子运动速率分布规律 练习(Word版含答案)

1.3分子运动速率分布规律 精选练习1（解析版）
一、选择题
1．密闭的玻璃杯内气体温度升高时，气体（　　）
A．分子数增加 B．每个分子的动能增加
C．密度增加 D．每秒撞击单位面积的器壁的分子数增多
2．一定质量理想气体的温度为某一确定值，则该气体（　　）
A．各速率区间的分子数占总分子数的比例稳定
B．各速率区间的分子数占总分子数的比例相等
C．所有分子的速率都相等
D．每个分子的速率不变化
3．一定质量的气体处于某一平衡状态，此时其压强为p0，有人设计了四种途径，使气体经过每种途径后压强仍为p0，这四种途径中（　　）
①先保持体积不变，降低压强，再保持温度不变，压缩体积
②先保持体积不变，使气体升温，再保持温度不变，让体积膨胀
③先保持温度不变，使体积膨胀，再保持体积不变，使气体升温
④先保持温度不变，压缩气体，再保持体积不变，使气体降温
A．①、②不可能
B．③、④不可能
C．①、③不可能
D．①、②、③、④都可能
4．对于下列实验，说法不正确的是（　　）
A．甲图是溴蒸气的扩散实验，若温度升高，则扩散的速度加快
B．乙图是模拟气体压强产生的机理，说明气体压强是由气体分子对器壁碰撞产生的
C．丙图是蜂蜡涂在单层云母片上受热融化的实验，说明云母的导热性能具有各向异性
D．丁图是把毛细管插入水银中的实验现象，说明水银对玻璃是浸润液体
5．从微观角度分析，下列不是决定气体压强大小因素的是（　　）
A．分子质量
B．分子速率
C．单位时间单位面积的分子数
D．温度
6．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
7．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．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
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．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
8．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
9．负压病房是收治传染性极强的呼吸道疾病病人所用的医疗设施，可以大大减少医务人员被感染的机会，病房中气压小于外界环境的大气压。若负压病房的温度和外界温度相同，负压病房内气体和外界环境中气体都可以看成理想气体，则以下说法正确的是（　　）
A．负压病房内气体分子的平均速率小于外界环境中气体分子的平均速率
B．负压病房内每个气体分子的运动速率都小于外界环境中每个气体分子的运动速率
C．负压病房内单位体积气体分子的个数小于外界环境中单位体积气体分子的个数
D．相同面积下，负压病房内璧受到的气体压力等于外壁受到的气体压力
10．下列说法正确的是（　　）
A．相同温度的10克冰和10克水比较，内能不相等
B．氢气和氧气的温度相同时，它们分子的平均速率相同
C．如果气体温度升高，那么每一个分子热运动的速率都增加
D．一定质量的某种理想气体，体积减小时，分子的密集程度也将减小
11．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
12．在一定温度下，当一定量气体的体积增大时，气体的压强减小，这是由于（　　）
A．单位体积内的分子数变少，单位时间内对单位面积器壁碰撞的次数减少
B．气体分子的密集程度变小，分子的平均动能也变小
C．每个分子对器壁的平均撞击力变小
D．气体分子的密集程度变小，分子势能变小
13．下列关于气体分子运动的说法，正确的是（　　）
A．某一时刻具有任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随机的
C．某一时刻向任意一个方向运动的分子数目基本相等
D．某一温度下每个气体分子的速率不会发生变化
14．夏天，从湖底形成的一个气泡，在缓慢上升到湖面的过程中没有破裂。若越接近水面，湖内水的温度越高，大气压强没有变化，将气泡内气体看做理想气体，则上升过程中，以下说法正确的是（　　）
A．气泡内气体对外界做功
B．气泡内每个气体分子的动能都变大
C．气泡内气体从外界吸收热量
D．气泡内分子单位时间内对气泡壁单位面积的撞击力减小
15．关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是（ ）
A．只要知道气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，就可以算出气体分子的体积
B．对某物体做功，可能会使该物体的内能增加
C．密封在体积不变的容器中的气体，温度升高，气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大
D．一定质量的100℃的水吸收热量后变成100℃的水蒸气，系统的内能保持不变
E.物体的温度越高，分子热运动越剧烈，分子的平均动能就越大
二、解答题
16．虽然单个细微粒子撞击一个巨大物体上的力是局部而短暂的脉冲，但大量粒子频繁撞击在物体产生的平均效果是个均匀而持续的压力．为简化问题，我们设粒子流中每个粒子的速度都与物体的界面<壁)垂直，并且速率也一样，皆为．此外，设每个粒子的质量为m，数密度(即单位体积内的粒子数)为．求下列两种情况下壁面受到的压强．
(1)粒子完全射入壁面;
(2)粒子等速率弹回.
参考答案
1．D
【详解】
AC．由于是密闭玻璃杯内的气体，质量一定，体积一定，则分子数不变，密度不变，故AC错误；
B．温度升高，气体分子的平均动能增加，但不是每个分子的动能都增加，故B错误；
D．变化为等容变化，温度升高，分子密度不变但分子平均动能增大，故每秒撞击单位面积的器壁的分子数增多，故D正确。
故选D。
2．A
【详解】
A．温度确定的理想气体处于动态平衡，每个分子的速率都可能会发生变化，但大量分子的运动在宏观上的表现是占各速率区间的分子比例稳定，A正确；
BC．气体处于热平衡时符合麦克斯韦分布，即
BC错误；
D．对于单个分子来说，由于时刻会和别的分子发生碰撞，所以速率随时发生变化，D错误。
故选A。
3．D
【详解】
保持体积不变，降低压强，气体温度减小，再保持温度不变，压缩气体，体积变小，压强增大，①有可能；
体积不变升温，压强变大，温度不变，体积膨胀，压强减小；②有可能；
温度不变，体积膨胀，压强减小，体积不变，升温压强变大，③有可能；
温度不变，压缩气体，压强增大，体积不变，降温，压强减小，④有可能。
故选D。
4．D
【详解】
A．溴蒸气的扩散实验中，若温度升高，分子运动加剧，因此扩散的速度加快，A正确；
B．模拟气体压强产生的机理实验中，说明气体压强是由气体分子对器壁持续的碰撞产生的，B正确；
C．蜂蜡涂在单层云母片上受热融化的实验，从实验中可以看出，沿不同方向，传热快慢不同，说明云母的导热性能具有各向异性，C正确；
D．把毛细管插入水银中的实验现象，说明水银对玻璃是不浸润液体，D错误。
故不正确的选D。
5．D
【详解】
从微观角度看，气体压强的大小跟两个因素有关：一个是气体分子密集程度，另一个是气体分子的平均动能，即跟单位时间单位面积的分子数、分子质量和分子速率有关，跟温度无关。
故选D。
6．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。
7．B
【详解】
A．气体的压强是由大量气体分子对容器壁的频繁碰撞引起，不是由于大气分子永不停息地做无规则热运动而产生的，A错误；
B．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，B正确；
C．温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子的平均动能增大，每次碰撞对容器壁的作用力增大，由于气体体积的变化情况不确定，在单位时间内对单位面积器壁的平均撞击力不一定增大，C错误；
D．对于一定质量的理想气体，当温度不变时，分子的平均动能不变，如果气体体积减小，分子密集程度增大，单位体积内分子的个数增加，在单位时间、单位面积上气体分子对器壁碰撞的次数增多，作用力增大，压强增大，D错误 。
故选B。
8．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。
9．C
【详解】
A．负压病房的温度和外界温度相同，故负压病房内气体分子的平均速率等于外界环境中气体分子的平均速率，故A错误；
B．负压病房内气体分子的平均运动速率相等，故不可能负压病房内每个气体分子的运动速率都小于外界环境中每个气体分子的运动速率，故B错误；
C．决定气体压强的微观因素：单位体积气体分子数和气体分子的平均速率，现内外温度相等，即气体分子平均速率相等，压强要减小形成负压，则要求负压病房内单位体积气体分子的个数小于外界环境中单位体积气体分子的个数，故C正确；
D．压力，内外压强不等，相同面积下，负压病房内壁受到的气体压力小于外壁受到的气体压力，故D错误。
故选C。
10．A
【详解】
A．相同温度的10克冰和10克水，温度相同，平均动能相同，但冰吸热融化为水，故内能不相同，故A正确；
B．温度相同时，分子的平均动能相同，但由于它们的质量不同，故平均速率不同，故B错误；
C．如果气体温度升高，分子的平均动能增大，并不是每一个分子热运动的速率都增加，故C错误；
D．一定质量的某种理想气体，体积减小时，分子的密集程度将增大，故D错误。
故选A。
11．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。
12．A
【详解】
ABC．气体温度不变，分子的平均动能不变，气体分子对器壁的平均撞击力不变，当气体的体积增大时，气体分子的密集程度减小，单位时间内对器壁的碰撞次数减少，从而导致单位时间内器壁单位面积上受到的压力变小，故气体产生的压强减小，A正确，B、C错误；
D．气体分子间距离远大于分子直径，分子之间为引力，且几乎为零，气体的体积增大，分子间距离增大，如果考虑气体分子间的相互作用，分子力做负功，分子势能增大，D错误。
故选A。
【名师点睛】
求解本题的关键是明确气体压强产生的机理，是由于无规则运动的气体分子频繁的碰撞器壁产生的，压强的大小与温度、体积有关，符合统计规律。
13．BC
【详解】
A．根据统计规律，分子的速率按“中间多，两头少”的规律分布，故A错误；
B．分子的运动是杂乱无章的，某一时刻一个分子速度的大小和方向是随机的，故B正确；
C．根据统计规律，分子的运动虽然是杂乱无章的，但某一时刻向任意一个方向运动的分子数目可以认为是相等的，故C正确；
D．温度是分子的平均动能的标志，某一温度下分子的平均速率不变，不表示所有气体分子的速率都不会发生变化，故D错误。
故选BC。
14．ACD
【详解】
A．气泡上升过程中，温度升高，压强减小，则根据
=C
可知，体积变大，气体对外做功，A正确；
B．气泡的温度升高，则气体分子的平均动能变大，并非气泡内每个气体分子的动能都变大，B错误；
C．气体温度升高，内能变大，气体对外做功，根据
可知，气泡内气体从外界吸收热量，C正确；
D．因大气压强不变，则随水深度的减小，气泡的压强减小，根据气体压强的微观意义可知，气泡内分子单位时间内对气泡壁单位面积的撞击力减小，D正确。
故选ACD。
15．BCE
【详解】
A．用气体的摩尔体积除以阿伏伽德罗常数，可以算出气体分子运动占据的空间的体积，选项A错误；
B．做功和热传递都可以改变物体的内能，对某物体做功，可能会使该物体的内能增加，选项B正确；
C．密封在体积不变的容器中的气体，温度升高，气体分子的平均速率变大，则气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大，选项C正确；
D．一定质量的100℃的水吸收热量后变成100℃的水蒸气，分子动能不变，分子势能变大，即系统的内能变大，选项D错误；
E．物体的温度越高，分子热运动越剧烈，分子的平均动能就越大，选项E正确。
故选BCE。
16．(1)；(2)
【详解】
（1）设巨大的物体的面积为S，设粒子撞击到面板上所用的时间为，则在时间内能撞击到面板上的粒子的个数，因此粒子的总质量为，取向右为正方向，由动量定理有解得；
（2）若粒子等速率返回，由动量定理有解得