-1.3分子运动速率分布规律 学科素养提升练（word版含答案）

1.3分子运动速率分布规律
学科素养提升练（解析版）
一、选择题
1．氧气分子在0 °C和100 °C温度下各速率区间的分子数占总分子数的百分比随气体分子的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．图中虚线对应氧气分子平均动能较小的情形
B．图中实线对应氧气分子在100 °C时的情形
C．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目
D．与0 °C时相比，100 °C时氧气分子速率出现在0～400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大
2．在没有外界影响的情况下，密闭容器内的理想气体静置足够长时间后，该气体（ ）
A．分子的无规则运动停息下来 B．每个分子的速度大小均相等
C．分子的平均动能保持不变 D．分子的密集程度保持不变
3．如图所示，氧气在和两种情况下，单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系。由图可知（　　）
A．虚线是氧气在时的速率分布图
B．两条曲线与坐标轴围成的图形的面积相等
C．所有氧气分子时的速率小于时的速率
D．同一温度下，气体分子速率分布总呈现“中间多、两头少”的特点
4．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
5．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
6．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，负压病房内壁受到的气体压力等于外壁受到的气体压力
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．下列说法正确的是（　　）
A．饱和汽压与温度和体积都有关
B．绝对湿度的单位是Pa，相对湿度没有单位
C．空气相对湿度越大，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越快
D．气体做等温膨胀，气体分子单位时间对汽缸壁单位面积碰撞的次数一定变大
9．一定质量的理想气体，经等温压缩，气体的压强增大，用分子动理论的观点分析，这是因为（　　）
A．气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大
B．单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多
C．气体分子的总数增加
D．分子的平均速率增加
10．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
11．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．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
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．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
12．一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
13．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
14．下列说法正确的是（　　）
A．封闭气体被压缩到一定程度时，将更难压缩，主要是因为气体分子间斥力很大
B．在一锅水中撒一些胡椒粉，加热一段时间后发现水中的胡椒粉在不停翻滚，说明温度越高，布朗运动越剧烈
C．用NA表示阿伏加德罗常数，M表示铜的摩尔质量，ρ表示实心铜块的密度，那么铜块中一个铜原子所占空间的体积可表示为
D．非晶体在熔化过程中吸收的热量，将用于增加分子势能，但分子的平均动能保持不变
15．有关分子动理论的描述，下列说法正确的是（　　）
A．若不计分子势能，则质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能
B．随着分子间距离增大，分子间作用力减小，分子势能可能增大
C．用打气筒给自行车车胎充气时要用力才能压缩空气，这说明空气分子间存在斥力
D．单位时间内，气体分子对容器壁单位面积上的碰撞次数减少，气体的压强一定减小
二、解答题
16．有甲、乙、丙、丁四瓶氢气。甲的体积为，质量为，温度为，压强为。乙、丙、丁的体积、质量、温度如下所述。
(1)乙的体积大于，质量、温度和甲相同。
(2)丙的温度高于，体积、质量和甲相同。
(3)丁的质量大于、温度高于，体积和甲相同。
试问：乙、丙、丁的压强是大于还是小于？或等于？请用气体压强的微观解释来说明。
17．夏天停放在太阳底下暴晒的自行车容易“爆胎”。某同学为了防止“爆胎”，给车胎打的气总是比冬天稍少一些。试用分子动理论的观点解释“爆胎”现象，分析该同学这样做的道理。
试卷第页，共页
参考答案：
1．AB
【解析】
A．0 °C具有最大比例的速率区间对应的速率应较小，说明虚线为0 °C时的分布图线，对应的分子平均动能较小，A正确；
B．实线对应的最大比例的速率区间内分子速率较大，说明实线对应的温度大，故为100 °C时的情形，B正确；
C．题图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子占总分子数的百分比，但无法确定分子具体数目，C错误；
D．由题图可知，0～400 m/s段内，100 °C对应的氧气分子占总分子数的百分比小于0 °C时的，因此100 °C时氧气分子速率出现在0～400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较小，D错误。
故选AB。
2．CD
【解析】
分子的无规则运动则为分子的热运动，由分子动理论可知，分子热运动不可能停止，故A错误；密闭容器内的理想气体，温度不变，所以分子平均动能不变，但并不是每个分子的动能都相等，故B错误，C正确；由于没有外界影响且容器密闭，所以分子的密集程度不变，故D正确．
3．BD
【解析】
A．温度升高时，峰值将向速率较大的方向移动，所以实线是氧气在时的速率分布图。A错误；
B．两条曲线与坐标轴围成的图形的面积均为1，所以面积相等。B正确；
C．由图像可知，也有部分氧气分子时的速率大于时的速率。C错误；
D．由图可知，同一温度下，气体分子速率分布总呈现“中间多、两头少”的特点。D正确。
故选BD。
4．D
【解析】
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。
5．C
【解析】
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。
6．C
【解析】
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。
7．B
【解析】
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．B
【解析】
A．饱和汽压与温度有关，和体积无关，A错误；
B．绝对湿度的单位是Pa，相对湿度没有单位，B正确；
C．空气相对湿度越大，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越慢，C错误；
D．气体做等温膨胀，体积变大，所以气体分子单位时间对汽缸壁单位面积碰撞的次数一定变小，故D错误。
故选B。
9．B
【解析】
AD．等温压缩过程中气体的温度不变，则气体分子的平均速率不变，气体分子每次碰撞器壁的平均冲力也不变，故A、D错误；
BC．压缩过程中气体分子的总数不变，单位体积内的分子数增多，所以单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多，从而使气体的压强增大，故B正确、C错误。
故选B。
10．A
【解析】
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。
11．D
【解析】
A．地球的周围被厚厚的空气包围着，这些空气被称为大气层，空气可以像水那样自由的流动，同时它也受重力作用，因此空气的内部向各个方向都有压强，这个压强被称为大气压，可近似看成是空气的重力产生的，A错误；
B．一定质量的理想气体，从宏观上看，压强与气体的体积及温度均有关系，从微观上看，压强与单位体积内的分子数及分子的平均动能有关，故体积减小，压强不一定增大，B错误；
C．在单位时间内对单位面积器壁的平均撞击力即气体产生的压强，结合B的解析可知，C错误；
D．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，D正确。
12．B
【解析】
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。
13．D
【解析】
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。
14．C
【解析】
A．封闭气体被压缩到一定程度时，将更难压缩，主要是因为气体压强变大了，气体分子间距离较大，不般不考虑分子间的作用力，所以A错误；
B．在一锅水中撒一些胡椒粉，加热一段时间后发现水中的胡椒粉在不停翻滚，布朗运动是小颗粒的运动，但是小颗粒是肉眼看不到的，所以胡椒粉在不停翻滚不是布朗运动，则B错误；
C．用NA表示阿伏加德罗常数，M表示铜的摩尔质量，ρ表示实心铜块的密度，那么铜块中一个铜原子所占空间的体积可表示为，所以C正确；
D．因为非晶体没有固定熔点，所以非晶体在熔化过程中吸收的热量，温度逐渐升高，则分子的平均动能逐渐增大，所以D错误；
故选C。
15．B
【解析】
A．质量相等的氢气和氧气，温度相同，分子的平均动能相同，而氢气的分子数较多，则氢气的内能较大，故A错误；
B．当分子间作用力表现为引力，随着分子间距离增大，分子间作用力减小时，引力做负功，分子势能增大，故B正确；
C．用打气筒给自行车车胎充气时要用力才能压缩空气，这是气体压强作用的缘故，气体分子间一般不考虑相互作用力，故C错误；
D．气体的压强与单位时间内气体分子对容器壁单位面积上的碰撞次数以及分子对器壁的平均撞击力有关，若温度升高，分子对器壁的平均撞击力增大，单位时间内气体分子对容器壁单位面积上的碰撞次数减少，气体的压强不一定减小，故D错误。
故选B。
16．(1)小于p；(2)大于p；(3) 大于p；
【解析】
(1)乙的体积大于，质量、温度和甲相同，则分子平均速率相同，气体分子对器壁的平均作用力相同，而由于乙的体积较大，则分子密度较小，则单位时间撞击器壁的分子数较少，则气体压强较小，即乙的压强小于p。
(2) 丙的温度高于，体积、质量和甲相同。则丙分子密度与甲相同，丙的温度高，则分子平均速率较大，分子对器壁的平均撞击力较大，则丙气体的压强较大，即丙的压强大于p。
(3)丁的质量大于、温度高于，体积和甲相同。则丁的分子数密度大于甲，分子的平均速率大于甲，则单位时间内撞击器壁的分子数大于甲，分子对器壁的平均撞击力大于甲，则压强大于甲，即丁的压强大于p。
17．见解析
【解析】
夏天比冬天容易爆胎的原因是夏天温度高，分子运动剧烈，温度越高，分子运动越剧烈，分子内能增大，同时，在炎热的夏天，分子的间隔随着温度的升高而增大，气体体积膨胀，轮胎中气体分子之间间隔变大，容易爆胎。夏天给车胎打气比冬天少一些，可以减小气体分子个数，减少内能，以减少爆胎的次数。
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