1.3分子运动速率分布规律 自主提升过关练（word版含答案）

1.3分子运动速率分布规律 自主提升过关练（解析版）
一、选择题
1．声音在某种气体中传播的速度表达式可用气体压强、气体密度和没有单位的绝热指数来表示。通过对单位的分析，判断速度表达式可能是（　　）
A． B． C． D．
2．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
3．某同学为了表演“轻功”，他站上了一块由气球垫放的轻质硬板，如图所示。气球内充有空气（视为理想气体），气体的压强（　　）
A．是由气体受到的重力产生的
B．是由大量气体分子不断地碰撞器壁而产生的
C．大小只取决于气体分子数量的多少
D．大小只取决于气体温度高低
4．关于地面附近的大气压强，甲说：“这个压强就是地面每平方米面积的上方整个大气柱的压力，它等于该气柱的重力。“乙说：“这个压强是由地面附近那些做无规则运动的空气分子对每平方米地面的碰撞造成的。”丙说：“这个压强既与地面上方单位体积内气体分子数有关，又与地面附近的温度有关。”你认为（　　）
A．只有甲的说法正确 B．只有乙的说法正确
C．只有丙的说法正确 D．三种说法都有道理
5．某容器中一定质量的理想气体，从状态开始经状态到达状态，其图像如图所示，三个状态对应的温度分别是，用分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数，则（　　）
A． B． C． D．
6．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f（v）表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，所对应的温度分别为TⅠ、TⅡ、TⅢ，下列说法错误的是（　　）
A．气体速率均呈“中间多、两头少”的分布，但是最大比例的速率区间是不同的
B．TⅠ＞TⅡ＞TⅢ
C．温度高的气体，速率大的分子比例较多
D．从图像中可以直观体会到温度越高，分子运动越剧烈
7．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．每个分子的动能保持不变 D．分子的密集程度保持不变
8．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
9．对一定质量的气体，通过一定的方法得到了单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比f与速率v的两条关系图线，如图所示。下列说法正确的是 （　　）
A．曲线Ⅰ对应的气体温度较高
B．曲线Ⅱ对应的气体分子平均速率较大
C．曲线Ⅰ对应的图线与横坐标轴所围面积较大
D．曲线Ⅱ对应的图线与横坐标轴所围面积较大
10．下列说法正确的是（　　）
A．由图甲可知，状态①的温度比状态②的温度高
B．由图乙可知，气体由状态A变化到B的过程中，气体分子平均动能一直增大
C．由图丁可知，在r由r1变到r2的过程中分子力做负功
D．由图丙可知，当分子间的距离r>r0时，分子间的作用力先减小后增大
11．如图所示，由导热材料制成的气缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞与气缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体。将一细管插入液体，因虹吸现象，活塞上方的液体逐渐流出。在此过程中，大气压强与外界的温度保持不变。关于封闭在气缸内的理想气体，下列说法正确的是（　　）
A．分子间的引力和斥力都增大
B．在单位时间内，气体分子对活塞撞击的次数增多
C．在单位时间内，气体分子对活塞的冲量保持不变
D．气体分子的平均动能不变
12．热学中有很多图象，对一定质量的理想气体图象的分析，不正确的是（ ）
A．甲图中理想气体的体积一定不变
B．乙图中理想气体的温度一定不变，丙图中理想气体的压强一定不变
C．丁图中理想气体从P到Q，可能经过了温度先升高后降低的过程
D．戊图中实线对应的气体温度高于虚线对应的气体温度
13．我们知道,气体分子的运动是无规则的,每个分子运动的速率一般是不同的,但大量分子的速率分布却有一定的统计规律．如图所示描绘了某种气体在不同温度下分子数百分比按速率分布的曲线,两条曲线对应的温度分别为和,则下列说法正确的是（ ）
A．
B．
C．两曲线与横轴所围图形的“面积”相等
D．两曲线与横轴所围图形的“面积”不相等
14．正方体密闭容器中有大量运动粒子，每个粒子质量为m，单位体积内粒子数量n为恒量。为简化问题，我们假定：粒子大小可以忽略；其速率均为v，且与器壁各面碰撞的机会均等；与器壁碰撞前后瞬间，粒子速度方向都与器壁垂直，且速率不变。利用所学力学知识，导出器壁单位面积所受粒子压力大小为f，则（　　）
A．一个粒子每与器壁碰撞一次给器壁的冲量大小为
B．时间内粒子给面积为S的器壁冲量大小为
C．器壁单位面积所受粒子压力大小为
D．器壁所受的压强大小为
E.气体对容器的压强是大量气体分子对容器壁频繁碰撞引起的
15．下列说法中正确的是（　　）
A．气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，从而气体的压强一定增大
B．把两块纯净的铅压紧，它们会“粘”在一起，说明分子间存在引力
C．破碎的玻璃不能重新拼接在一起是因为其分子间存在斥力作用
D．分子a从远处趋近固定不动的分子b，只受分子之间作用力，当a到达受b的作用力为零处时，a的动能一定最大
E.1g100℃水的内能小于1g100℃水蒸气的内能
二、解答题
16．储气筒内压缩气体的温度是27℃，压强为40atm．从筒中放出一半质量的气体，并使筒内剩余气体温度降到12℃，这时剩余气体压强等于多少？
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。
参考答案
1．B
【详解】
传播速度的单位，密度的单位为，压强的单位，所以的单位是，故的单位是，绝热指数无单位，则与的单位相同，故速度表达式可能正确的选B。
2．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。
3．B
【详解】
AB．由于大量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，A错误B正确；
CD．根据压强的微观意义可知，压强的大小取决于气体分子数量的多少以及气体温度的高低， CD错误。
故选B。
4．D
【详解】
容器内气体压强，是器壁单位面积上受到大量气体分子的频繁碰撞而产生的持续、均匀的压力引起的，它既与单位体积内气体分子数有关，又与环境温度有关；从宏观效果上看，地面附近的大气压强是地面每平方米面积的上方整个大气柱的重力引起的。故D正确，ABC错误。
故选D。
5．C
【详解】
AB．根据
以及3点的P、V关系可知
故AB错误；
CD．A、C两点温度不变体积增大压强减小，则碰撞的频率减小，则；从A到B温度增大体积增大压强减小，则碰撞的频率减小，则；从B到C依据
得
故
故C正确D错误。
故选C。
6．B
【详解】
A．气体速率均呈“中间多、两头少”的分布，但是最大比例的速率区间是不同的，选项A正确，不符合题意；
B．气体的温度越高，速率较大的分子所占的比例越大，则TⅠC．温度高的气体，分子平均速率较大，速率大的分子比例较多，选项C正确，不符合题意；
D．从图像中可以直观体会到温度越高，分子运动越剧烈，选项D正确，不符合题意；
故选B。
7．D
【详解】
A．物体中分子永不停息地做无规则运动，与放置时间长短无关，故A错误；
BC．物体中分子热运动的速率大小不一，各个分子的动能也有大有小，而且在不断改变，故BC错误。
D．由于容器密闭，所以气体体积不变，则分子的密集程度保持不变，故D正确。
故选D。
8．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。
9．B
【详解】
AB．由图知气体在状态Ⅰ时分子平均速率较小，曲线Ⅱ对应的气体分子平均速率较大，则知气体在状态Ⅰ时温度较低，曲线Ⅱ对应的气体温度较高，故A错误B正确；
CD．在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CD错误。
故选B。
10．A
【详解】
A．由图可知，①中速率大的分子占据的比例较大，说明①对应的平均动能较大，故①对应的温度较高，A正确；
B．直线AB的斜率
则直线AB的方程为
有
所以在 处温度最高，在A和B状态时，PV乘积相等，说明在AB处的温度相等，所以从A到B的过程中，温度先升高，后又减小到初始温度，温度是分子平均动能的标志，所以在这个过程中，气体分子的平均动能先增大后减小，B错误；
C．当在r由r1变到r2的过程中，分子势能减小，分子间的作用力做正功，C错误；
D．由图丙可知，当分子间的距离 时，分子间的作用力先增大后减小，D错误。
故选A。
11．D
【详解】
A．活塞上方液体逐渐流出，对活塞受力分析可得，气缸内气体压强减小，又气缸内气体温度不变，气体体积变大，分子间距变大，则分子间的引力和斥力都减小，选项A错误；
BC．气体的温度不变，压强减小，分子数密度减小，则单位时间气体分子对活塞撞击的次数减少，单位时间气体分子对活塞的冲量减少．故BC错误；
D．外界的温度保持不变，导热材料制成的气缸内气体温度不变，气体分子的平均动能不变，故D正确。
故选D。
12．B
【详解】
A．甲图中，p—T线是过原点的直线，根据
可知理想气体的体积一定不变，A正确，不符合题意；
B．乙图中图象不一定是双曲线，则乙图中理想气体的温度不一定不变；丙图中V—T线是过原点的直线，根据
可知理想气体的压强一定不变，B错误，符合题意；
C．由图丙图象可知，从P到Q的过程中，pV乘积先增加后减小，则温度先升高，后降低，C正确，不符合题意；
D．温度升高时，速率分布最大的区间将向速率增大处移动，所以气体由虚线状态变成实线状态时，温度升高，实线对应的温度一定高于虚线对应的温度，D正确，不符合题意。
故选B。
13．AC
【详解】
根据麦克斯韦分布律知，气体的温度越高，速率较大的分子所占的比例越大，故，A正确B错误；分子总数目是一定的，故图线与横轴包围的面积是100%，故两个图线与横轴包围的面积是相等的，C正确D错误．
14．CDE
【详解】
A.由题意，根据动量定理可知一个粒子每与器壁碰撞一次给器壁的冲量是
故A错误；
B.在Δt时间内面积为S的容器壁上的粒子所占据的体积为
因为粒子与器壁各面碰撞的机会均等，即可能撞击到某一个器壁面的粒子数为
根据动量定理得Δt时间内粒子给面积为S的器壁冲量大小为
故B错误；
CD.根据动量定理可得面积为S的器壁所受粒子的压力大小为
所以器壁单位面积所受粒子压力大小为
根据压强的定义可知器壁所受的压强大小即为器壁单位面积所受的压力大小，故CD正确；
E. 气体对容器的压强是大量气体分子对容器壁频繁碰撞引起的，故E正确。
故选CDE。
15．BDE
【详解】
A．气体的压强与气体分子数密度和气体的温度都有关，气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，若气体分子数密度减小，则气体的压强不一定增大，选项A错误；
B．把两块纯净的铅压紧，它们会“粘”在一起，说明分子间存在引力，选项B正确；
C．破碎的玻璃分子间距较大，已经大于10倍的r0，所以分子间作用力很小，不足以将玻璃重新拼接起来，故C错误；
D．分子a从远处趋近固定不动的分子b，只受分子之间作用力，当a到达受b的作用力为零处时，分子力表现为引力且一直做正功，则a的动能一定最大，选项D正确；
E．100℃水的变为100℃水蒸气要吸收热量，则1g100℃水的内能小于1g100℃水蒸气的内能，选项E正确。
故选BDE。
16．
【详解】
筒中放出一半气体，即剩下一半气体，体积也为原来的一半，在扩散充满储气筒．
根据气体状态方程
其中
得
17．见解析
【详解】
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。