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5（解析版）
一、选择题
1．密闭在钢瓶中的理想气体，温度升高时压强增大，该气体在温度T1、T2时的分子速率分布图像如图所示，则T1（　　）T2。
A．大于 B．等于
C．小于 D．无法比较
2．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
3．一定质量的某种理想气体，在不同温度下气体分子的运动速率分布曲线分别如图中实线和虚线所示，横坐标表示分子的运动速率，纵坐标表示单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比，从图中可知（　　）
A．虚线对应的温度高 B．实线对应的分子平均动能大
C．相同体积下，虚线对应的气体压强大 D．相同压强下，实线对应的气体密度大
4．下列说法正确的是（　　）
A．只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出气体分子的体积
B．一定温度时，悬浮在液体中的固体微粒越大，布朗运动就越明显
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碰撞的平均作用力增大
D．用打气筒的活塞压缩气体很费力，说明分子间有斥力
5．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．
6．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
7．下列有关热现象和内能的说法正确的是（　　）
A．水结为冰时，水分子已经停止了热运动
B．把物体缓慢举高，其内能增加
C．压缩气体时要用力是由于气体分子间存在斥力的缘故
D．电流通过电阻后电阻发热，它的内能增加是通过“做功”方式实现的
8．下列说法正确的是（　　）
A．布朗运动就是热运动
B．若已知某固体物质的摩尔质量、密度，则可以计算出每个固体分子的体积
C．密闭容器内的气体在完全失重的状态下对容器壁压强为零
D．下雨前通常空气的相对湿度较小
9．关于气体的压强，下列说法正确的是（　　）
A．气体的压强是由气体分子间的吸引和排斥产生的
B．气体分子的平均速率增大，气体的压强一定增大
C．气体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
D．当某一容器自由下落时，容器中气体的压强将变为零
10．氧气分子在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如图中曲线所示。下列说法中不正确的是（　　）
A．100℃时也有部分氧气分子速率大于900m/s
B．曲线反映100℃时氧气分子速率呈“中间多，两头少”的分布
C．在100℃时，部分氧气分子速率比较大，说明内部也有温度较高的区域
D．温度降低时，氧气分子单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比的最大值将向速率小的方向移动
11．下列说法正确的是（　　）
A．只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出气体分子的体积
B．一定温度时，悬浮在液体中的固体微粒越大，布朗运动就越明显
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碰撞的平均作用力增大
D．用打气筒的活塞压缩气体很费力，说明分子间有斥力
12．体积不变的容器内密封有某种气体，若该容器由静止起做自由落体运动，则气体对容器壁的压强（　　）
A．为零 B．不变 C．减小 D．增大
13．关于气体，下列说法正确的是（　　）
A．气体对器壁的压强大小等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力
B．气体总是很容易充满整个容器，这是分子间存在斥力的宏观表现
C．气体分子热运动的平均动能减小，气体的压强一定减小
D．容器内一定质量的理想气体体积不变，温度升高，则单位时间内撞击容器壁的分子数增加
E.对于一定量的气体，当其温度降低时，速率大的分子数目减少，速率小的分子数目增加
14．对于一定质量的理想气体，下列论述中正确的是（　　）
A．若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强一定变大
B．若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强可能不变
C．若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数一定增加
D．若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数可能不变
E.气体的压强由温度和单位体积内的分子个数共同决定
15．关于分子动理论和热力学定律，下列说法正确的是（ ）
A．当某一密闭容器自由下落时，因完全失重，容器内密封的气体压强会变为零
B．当物体运动的速度增大时，物体的内能一定增大
C．地球周围大气压强的产生是由于地球对大气的万有引力
D．当分子距离在一定范围内变大时，分子力可能增大
E.布朗运动不是分子无规则热运动
二、解答题
16．如图，一粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内有一段高度为2.0cm的液柱，液柱下密封了一定质量的理想气体，液柱上表面到管口的距离为4.0cm，此时环境温度为23℃。现对细管的气体缓慢加热，当温度达到97℃时，液柱的上表面恰好位于管口处。忽略温度变化对液柱的体积影响。
（1）求细管的长度；
（2）从微观角度解释这个过程中压强的变化情况。
17．抛掷一枚硬币时，其正面有时向上，有时向下，抛掷次数较少和次数很多时，会有什么规律？
参考答案
1．C
【详解】
密闭在钢瓶中的理想气体，温度升高时，分子的平均动能增大，温度升高时，速率大的分子数占总分子数的百分比较大，所以T1小于T2，则C正确；ABD错误；
故选C。
2．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。
3．B
【详解】
AB．由图可知图中实线对应的速率较大，由于温度越高，速率大的分子占的比例越大，则实线对应的气体分子温度较高，温度是平均动能的标志，图中实线对应的温度高，则分子平均动能大，故B正确，A错误；
C．由理想气体状态方程
可得相同体积下，实线对应的气体压强大，故C错误；
D．由
联立可得
可得质量相同，压强相同，温度越高，密度越小，故D错误。
故选B。
4．C
【详解】
A．气体分子间隙不能忽略不计，知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，只可以算出平均单个气体分子占据空间的体积，故A错误；
B．一定温度时，悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动就越明显，故B错误；
C．一定质量气体等容变化中温度升高，其压强一定变大，单位时间内分子对器壁单位面积上撞击次数增多，平均作用力增大，故C正确；
D．气体分子间距离大于分子直径10倍，分子间相互作用力忽略不计，用打气筒的活塞压缩气体很费力是因为活塞两侧的气体压强差增大的缘故，故D错误。
故选C。
5．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。
6．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。
7．D
【详解】
A．分子在永不停息地做无规则运动，故A错误；
B．把物体缓慢举高，物体的势能增加了，其机械能增加，由于物体的温度和体积都没有变化，所以内能不变，故B错误；
C．气体压缩可以忽略分子间作用力，压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体压强的原因，与分子力无关，故C错误；
D．电流通过电阻后电阻发热，是通过电流“做功”的方式改变电阻内能的，电流“做功”将电能转化为内能，故D正确。
故选D。
8．B
【详解】
A．布朗运动是悬浮在液体或气体中的微粒所作的永不停息的无规则运动，布朗运动是悬浮在液体或气体中的微粒所作的永不停息的无规则运动，故A错误；
B．若已知某固体物质的摩尔质量M、密度，则摩尔体积为
则每个分子的体积
故B正确；
C．气体分子对容器壁的压强是气体分子不断碰撞容器壁产生的，与气体的重力无关，故完全失重的情况下压强不变，故C错误；
D．下雨前通常空气的相对湿度较大，故D错误。
故选B。
9．C
【详解】
AC．气体的压强是由于大量气体分子频繁撞击器壁产生的，等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力，选项A错误，C正确；
B．气体分子的平均速率增大，若气体体积增大，气体的压强不一定增大，选项B错误；
D．当某一容器自由下落时，容器中气体分子的运动不受影响，气体的压强不为零，选项D错误。
故选C。
10．C
【详解】
A．由图可知，100℃时也有部分氧气分子速率大于900m/s，A正确，不符合题意；
B．曲线反映100℃时氧气分子速率呈“中间多，两头少”的分布，B正确，不符合题意；
C．温度是平均动能的标志，100℃时，也有少部分分子的速率较大，少部分分子的速率较小，但不是说明内部有温度较高的区域，C错误，符合题意；
D．温度降低时，分子平均速率减小，则氧气分子单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比的最大值将向速率小的方向移动，D正确，不符合题意。
故选C。
11．C
【详解】
A．气体分子间隙不能忽略不计，知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，只可以算出平均单个气体分子占据空间的体积，故A错误；
B．一定温度时，悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动就越明显，故B错误；
C．一定质量气体等容变化中温度升高，其压强一定变大，单位时间内分子对器壁单位面积上撞击次数增多，平均作用力增大，故C正确；
D．气体分子间距离大于分子直径10倍，分子间相互作用力忽略不计，用打气筒的活塞压缩气体很费力是因为活塞两侧的气体压强差增大的缘故，故D错误。
故选C。
12．B
【详解】
气体的压强是由于气体分子做无规则运动，对器壁频繁地撞击产生的，容器做自由落体运动时处于完全失重状态，但气体分子的无规则运动不会停止，根据气体压强的决定因素：分子的平均动能和分子的数密度可知，只要温度和气体的体积不变，分子的平均动能和单位体积内分子数目不变，气体对容器壁的压强就保持不变。
故选B。
13．ADE
【详解】
A．气体对器壁的压强大小等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力，选项A正确；
B．气体总是很容易充满整个容器，这是由于分子在永不停息的做无规则运动造成的，与分子间的斥力无关，选项B错误；
C．气体分子热运动的平均动能减小，则温度降低，但气体的压强不一定减小，选项C错误；
D．容器内一定质量的理想气体体积不变，分子数密度不变，温度升高，分子平均速率变大，则单位时间内撞击容器壁的分子数增加，选项D正确；
E．对于一定量的气体，当其温度降低时，分子平均速率减小，速率大的分子数目减少，速率小的分子数目增加，选项E正确。
故选ADE。
14．ACE
【详解】
AB．单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，单位面积上的碰撞次数和碰撞的平均力都增大，因此这时气体压强一定增大，故A正确，B错误；
CD．若气体的压强不变而温度降低时，气体分子热运动的平均动能减小，则单位体积内分子个数一定增加，故C正确，D错误；
E．气体的压强由气体的温度和单位体积内的分子个数共同决定，E正确。
故选ACE。
15．CDE
【详解】
A.封闭气体压强是因为大量气体分子频繁对器壁撞击产生的，当容器自由落体，但内部分子仍在无规则运动，所以气体压强仍存在，A错误
B.物体的内能等于所有分子的动能加上所有分子的势能，分子平均动能与温度有关，势能与体积有关，当物体宏观速度增大时，温度和体积不一定变，因此内能不一定变大，B错误
C.大气压强产生的原因，就是因为地球对大气的万有引力作用在地球表面产生的，C正确
D.当分子间距从开始变大时，分子力逐渐增大，后逐渐减小，所以D正确
E.布朗运动是悬浮微粒的运动，不是分子的无规则运动，E正确
16．（1）22cm；（2）见解析
【详解】
（1）设细管的长度为L，横截面的面积为S，水银柱高度为h=2cm；初始时，设水银柱上表面到管口的距离为l=4cm
初始被密封气体的体积为：V1=(L-h-l)S
温度为T1=（23+273）K=296K
当液柱的上表面恰好位于管口处时，被密封气体的体积为：V2=(L-h)S
温度为：T2=（97+273）K=370K
整个过程中压强不变，由盖—吕萨克定律有
即
解得
L=22cm
（2）一定质量的某种理想气体，温度升高时，分子的平均动能增大；同时气体的体积增大，分子的密集程度减小，压强不变。
17．抛掷次数较少时，正面向上或向下完全是偶然的，但次数很多时，正面向上或向下的概率是相等的
【详解】
略
18．（1）4N；14J （2）4.4J
【详解】
（1）对AB整体受力分析，受拉力F．重力G．支持力N．向左的摩擦力f和向右的弹力N1，如图
根据共点力平衡条件，有
竖直方向
N=G1+G2
水平方向
F=f+N1
其中
f=μN
解得
N=（m1+m2）g=20N
f=μN=0.2×20N=4N
对整体在整个运动过程中运用动能定理列式，得到
WF﹣fs﹣m2g h=0
根据几何关系，可知求B上升距离h=1m，故
WF=fs+m2g h=4×1+1×10×1=14J
（2）根据功能关系知
FS=mvA2+mvB2+E内+mgh，
根据速度的分解与合成知B的速度为m/s
解得
E内=20×1﹣0.5×1×4﹣0.5×1×﹣1×10×1=4.4J