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 同步练习-（word版含答案）

1.3分子运动速率分布规律 精选练习3（解析版）
一、选择题
1．下列选项中，能正确描述某种气体分子速率分布规律的是（　　）
A．B．
C．D．
2．下列说法正确的是（　　）
A．用打气筒的活塞压缩气体很费力，说明分子间有斥力
B．一锅水中撒一点胡椒粉，加热时发现水中的胡椒粉在翻滚，这说明温度越高布朗运动越激烈
C．阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到的尘埃的运动是布朗运动
D．生产半导体器件时，需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，可以在高温条件下利用分子的扩散来完成
3．下列说法正确的是（　　）
A．布朗运动就是分子的无规则运动
B．两个分子间距离减小时，其分子势能一定增大
C．气体压强与气体分子的平均动能、单位体积内的分子数有关
D．压强较大的气体不易被压缩是因为气体分子间存在斥力
4．氧气分子在0°C和100°C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。下列说法错误的是（　　）
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．图中实线对应于氧气分子在100 °C时的情形
D．与0°C时相比，100°C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
5．关于教材中几幅图片说法正确的是（ ）
A．图甲的扩散现象说明水分子和墨水分子相互吸引
B．图乙所描出的折线是固体小颗粒在水中运动的轨迹
C．图丙麦克斯韦速率分布规律图中，①对应的温度大于②对应的温度
D．图丁玻璃板紧贴水面，弹簧测力计将其拉离水面时，拉力一定等于玻璃板的重力
6．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。下列说法不正确的是（　　）
A．在任一温度下，气体分子的速率分布都呈现“中间多、两头少”的分布规律
B．图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形
C．图中实线对应于氧气分子在100℃时的情形
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
7．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
8．下列说法正确的是（　　）
A．扩散运动是由微粒和水分子发生化学反应引起的
B．某时刻某一气体分子向左运动，则下一时刻它一定向右运动
C．0 ℃和100 ℃氧气分子的速率都呈现“中间多、两头少”的分布规律
D．以上说法均错误
9．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
10．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
11．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
12．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。下列说法不正确的是（　　）
A．在任一温度下，气体分子的速率分布都呈现“中间多、两头少”的分布规律
B．图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形
C．图中实线对应于氧气分子在100℃时的情形
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
13．关于分子力，对下列现象解释合理的是（ ）
A．酒精灯中的酒精能沿灯芯上升，本质上是分子力引起的毛细现象
B．空中下落的小雨滴一般呈球形，主要是因为表面张力使水分子聚集成球体
C．水很难被压缩，是因为压缩时分子间距离变小，相邻分子间只有斥力，没有引力
D．拉长一根橡皮筋，能感觉到橡皮筋的张力，是因为分子间的距离变大，相邻分子间的作用力表现为引力
E.注射器中封闭一段气体，堵住出口，推动活塞压缩气体时感觉比较费力，是因为压缩气体时分子间的距离变小，相邻分子间的作用力表现为斥力
14．如图所示，一定质量的空气被水银封闭在静置于竖直平面的U型玻璃管内，右管上端开口且足够长，右管内水银面比左管内水银面高h，能使h变大的原因是（ ）
A．环境温度升高
B．大气压强升高
C．沿管壁向右管内加水银
D．U型玻璃管自由下落
15．关于气体的压强，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．气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的平均作用力
C．气体分子热运动的平均动能减小，气体的压强不一定减小
D．单位体积的气体分子数增加，气体的压强一定增大
二、解答题
16．在一个正方体容器里，任一时刻与容器各侧面碰撞的气体分子数目是否相同？是完全相同吗？这是为什么？
17．全班每人都把4枚硬币握在手中，在桌面上随意投掷10次，统计10次投掷中有0，1，2，3，4枚硬币正面朝上的次数，并将所得数据按下表的要求记录下来。你发现有什么规律？
统计对象 统计项目
总共投掷的次数 4枚硬币中正面朝上的硬币枚数
0 1 2 3 4
我的实验数据
我所在小组（3~4人一组）的数据
我所在大组（按座位划分）的数据
全班的数据
参考答案
1．A
【详解】
根据麦克斯韦关于气体分子速率的分布规律知，在同一温度下，分子的速率都呈“中间多，两头少”的分布规律；高温状态下大部分分子的速率大于低温状态下大部分分子的速率，不是所有，有个别分子的速率会更大或更小，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，综上所述，故选A。
2．D
【详解】
A．用打气筒的活塞压缩气体很费力，是因为气体的压强大，故A错误；
BC．布朗运动是悬浮的固体小颗粒的运动，肉眼看不到，故热水中胡椒粉的运动和空气中尘埃的运动都不是布朗运动，故BC错误；
D．生产半导体器件时，需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，可以在高温条件下利用分子的扩散来完成，故D正确。
故选D。
3．C
【详解】
A．布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动，是液体分子的无规则运动的表现，选项A错误；
B．当分子力表现为引力时，两个分子间距离减小时，分子力做正功，则其分子势能减小，选项B错误；
C．气体压强与气体分子的平均动能、单位体积内的分子数有关，选项C正确；
D．压强较大的气体不易被压缩，这是气体压强作用的结果，与气体分子间的斥力无关，选项D错误。
故选C。
4．D
【详解】
A．由题图可知，在0℃和100℃两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积都应该等于1，即相等，故A正确，不符合题意；
BC．气体温度越高，分子无规则运动越剧烈，分子平均动能越大，大速率的分子所占的百分比越大，故虚线对应的温度较低，故BC正确，不符合题意；
D．由图中0～400m/s区间图线下的面积可知，0℃时出现在0～400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大，故D错误，符合题意。
故选D。
5．C
【详解】
A．扩散现象，是两种不同物质分子热运动引起的，不是分子间相互吸引，A错误；
B．图中的折线只是每隔一定的时间时，粉末的位置的连线，也许在这一小段时间内，粉末又移动到了其他的位置，图中无法说明白，故图中的折线不是粉末的运动轨迹，B错误；
C．因为随着温度的升高，峰值向速率大的方向移动，所以两图线所对应的温度T1 > T2，C正确；
D．分子间距离大于平衡位置而小于10倍r时，分子间表现为引力玻璃板被拉起时，要受到水分子间的引力，所以拉力大于玻璃板的重力，与大气压无关，D错误。
故选C。
6．D
【详解】
A．由图可知，气体分子的速率分布都呈现“中间多、两头少”的分布规律，故A正确；
B．由图可知，具有最大比例的速率区间，0℃时对应的速率小，故说明虚线为0℃的分布图象，故对应的平均动能较小，故B正确；
C．实线对应的最大比例的速率区间内分子动能大，说明实验对应的温度大，故为100℃时的情形，故C正确；
D．图可知，0～400m/s段内，100°C对应的占据的比例均小于与0°C时所占据的比值，因此100°C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。
本题选不正确的，故选D。
7．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。
8．C
【详解】
A．扩散运动是物理现象，没有发生化学反应，故A错误；
B．分子运动是杂乱无章的，无法判断分子下一时刻的运动方向，故B错误；
C．0 ℃和100 ℃氧气分子的速率都呈现“中间多、两头少”的分布规律，故C正确；
D．因为C选项正确，故D错误。
故选C。
9．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。
10．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。
11．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。
12．D
【详解】
A．由图可知，气体分子的速率分布都呈现“中间多、两头少”的分布规律，故A正确；
B．由图可知，具有最大比例的速率区间，0℃时对应的速率小，故说明虚线为0℃的分布图象，故对应的平均动能较小，故B正确；
C．实线对应的最大比例的速率区间内分子动能大，说明实验对应的温度大，故为100℃时的情形，故C正确；
D．图可知，0～400m/s段内，100°C对应的占据的比例均小于与0°C时所占据的比值，因此100°C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。
本题选不正确的，故选D。
13．ABD
【详解】
A．酒精灯中的酒精能沿灯芯上升，本质上是分子力引起的毛细现象，故A正确；
B．表面张力使液体表面具有收缩趋势，使液体表面积趋于最小，所以空中下落的雨滴呈球形是因为液体的表面张力，故B正确；
C．水不易被压缩是因为在压缩时，分子的斥力大于引力，分子力表现为斥力的缘故，故C错误。
D．拉长一根橡皮筋，能感觉到橡皮筋的张力，是因为分子间的距离变大，相邻分子间的作用力表现为引力，故D正确；
E．气体难以被压缩，原因是被封闭气体压强增大的原因，故E错误。
故选ABD。
14．ACD
【详解】
以液柱h为研究对象，由受力平衡可知：P=P0+h，则有：
A、环境温度升高时，大气压强不变，而封闭气体压强增大，重新达平衡后h增大，故A正确；
B、大气压强增大时，液柱将左移使左侧液面上移，故重新平衡后高端的高度差减小，故B错误；
C、向右管加入水银时，左侧液面上升使左侧气体压强增大，大气压强不变，故重新平衡后，由上式可得h变大，故C正确；
D、U型管自由下落时，液柱失重故对气体没有压力，内外压强相等，而此时左侧气体压强大于P0，故在自由下落中体积要增大，故液柱右移，高度差h增大，故D正确；
15．AC
【解析】
【分析】
由于大量气体分子都在不停地做无规则热运动，与器壁频繁碰撞，使器壁受到一个平均持续的冲力，致使气体对器壁产生一定的压强．根据压强的定义得压强等于作用力比上受力面积，即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．根据影响气体压强的微观因素分析气体压强的变化．
【详解】
AB．由于大量气体分子都在不停地做无规则热运动，与器壁频繁碰撞，使器壁受到一个平均持续的冲力，致使气体对器壁产生一定的压强．根据压强的定义得压强等于作用力比上受力面积，即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．故A正确，B错误．
C．影响气体压强的微观因素是分子的密集程度和分子的平均动能，平均动能减小，密集程度可能增加，则压强可能增加，故C正确．
D．分子的密集程度增加，分子的平均动能可能减小，则气体压强可能减小，故D错误．
故选AC．
16．见解析
【详解】
虽然分子的运动杂乱无章，在某一时刻，向着任何一个方向运动的分子数基本相同，则在一个正方形容器里，任一时刻与容器各侧面碰撞的气体分子数目基本相同，而不是完全相同。
17．见解析
【详解】
数据记录如下：
统计对象 统计项目
总共投掷的次数 4枚硬币中正面朝上的硬币枚数
0 1 2 3 4
我的实验数据 10 1 2 4 3 0
我所在小组（3~4人一组）的数据 40 2 9 16 10 3
我所在大组（按座位划分）的数据 100 7 25 36 26 6
全班的数据 400 26 100 151 99 24
规律：4枚硬币中有两面朝上时出现的次数最多，大约占，有一面朝上和三面朝上出现的机会差不多，分别大约占，没有朝上的或均朝上的最少，分别大约占。我们不能确定每次出现的情况，但是每种情况出现的可能性是一定的。