1.3气体分子速率分布基础巩固（word版含答案）

1.3气体分子速率分布基础巩固2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第三册
一、选择题（共15题）
1．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
2．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
3．如图是氧气分子在不同温度（0℃和100℃）下的速率分布，由图可得信息 （ ）
A．随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增大
B．随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例高
C．同一温度下，氧气分子呈现出“中间多，两头少”的分布规律
D．随着温度的升高，氧气分子的平均速率变小
4．下列说法正确的是（　　）
A．气体温度升高，则每个气体分子的动能都将变大
B．载重汽车卸去货物的过程中，外界对汽车轮胎内的气体做正功
C．分子间同时存在着引力和斥力，其中引力比斥力大
D．密闭容器内的气体压强是由于大量气体分子频繁撞击器壁产生的
5．下列说法正确的是（　　）
A．气体对容器壁的压强就是大量气体分子作用在容器壁单位面积上的平均作用力
B．气体对容器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在容器壁上的平均作用力
C．气体分子热运动的平均速率减小，气体的压强一定减小
D．单位体积的气体分子数增加，气体的压强一定增大
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
8．一定质量的理想气体，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．单位体积内的分子数目不变
9．下面的表格是某年某地区1-6月份的气温与气压对照表：
月 份 1 2 3 4 5 6
平均气温/℃ 1.4 3.9 10.7 19.6 26.7 30.2
平均大气压/105Pa 1.021 1.019 1.014 1.008 1.003 0.9984
根据上表数据可知：该年该地区从1月份到6月份（　　）
A．空气分子无规则热运动剧烈程度呈减小的趋势
B．6 月的任何一个空气分子的无规则热运动的速率一定比它在一月时速率大
C．单位时间对单位面积的地面撞击的空气分子数呈减少的趋势
D．单位时间内地面上单位面积所受气体分子碰撞的总冲量呈增加的趋势
10．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．两个分子距离减小时，分子间引力减小而斥力增大
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
11．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．
12．下列说法中错误的是（　　）
A．一定质量的理想气体保持压强不变，温度升高，单位时间内撞击器壁单位面积上的分子数减少
B．热量可以从高温物体向低温物体传递，也可以从低温物体向高温物体传递
C．在理想气体的等压压缩过程中，外界对气体做功使气体的内能增加
D．悬浮在液体中的微小颗粒，在某一瞬间与它相碰撞的液体分子数越少，布朗运动越明显
13．分子间引力和斥力大小随分子间距离变化的图像如图所示。两图像交点为e，e点的横坐标为，下列表述正确的是（　　）
A．曲线表示引力随分子间距离变化的图线
B．压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力，这是气体分子间的平均距离小于导致的
C．当分子间距离由逐渐变为的过程中，分子势能增加
D．当分子间距离由逐渐变为的过程中，分子势能减小
14．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．
15．从分子动理论的观点看，下列表述中正确的是（　　）
A．物体的内能就是分子的平均动能和势能的总和
B．一定质量100℃的水转变成100℃的水蒸气，其分子的平均动能增加
C．一定质量的理想气体，如果压强不变而体积增大，其分子的平均动能增加
D．如果气体温度升高，物体中所有分子的速率都一定增大
二、填空题（共3题）
16．密闭在钢瓶中的理想气体，温度升高时压强增大，从分子动理论的角度分析，这是由于分子热运动的________增大了，该气体在温度为T1、T2时的分子速率分布图象如图所示，则T1________T2(填“大于”或“小于”)
17．在大力提倡“节能减排、低碳生活，建设美丽中国”的今天，绿色环保已经成为了人们重要的出行方式。小莉家为此买了一辆凤凰牌的自行车，在用打气筒给轮胎快速打气后发现筒的外壁变热了，则在打气活塞向下压缩气体过程中，外界对气体________（填“做正功”“做负功”或“不做功”）；气筒内的气体分子的平均动能________（填“增加”“减少”或“不变”）；单位时间内对筒壁单位面积碰撞的次数________（填“增加”“减少”或“不变”）。
18．有人用一根一端开口、一端封闭的长直玻璃管和温度计来测量山顶处的大气压强，其实验步骤如下：
（a）在山脚下，用一段水柱在玻璃管内封住一段空气，管囗向上竖直放置，量出此时的空气柱长度和水柱高度，如图所示．
（b）记录山脚下的大气压强，并测出山脚下的温度．
（c）将玻璃管移到山顶处，仍将管口向上竖直放置，调节水柱的高度（用吸管），使空气柱的长度仍为不变，测出此时水柱高．
（1）说明上述测量中漏掉的步骤，并列出山顶处大气压强的计算表达式（水的密度为）；
（2）已知在地面附近每上升1000m，大气压强减小量为，请由上述测量结果，列出估算山顶与山脚的竖直高度差的公式；
（3）请你分析一下上述实验可能会出现的问题．（只需一个）
三、综合题（共3题）
19．体积都是的两个容器，装着质量相等的氧气，其中一个容器内的温度是，另一个容器的温度是。请说明：这两个容器中关于氧分子运动速率分布的特点有哪些相同？有哪些不同？
20．（1）假设在t时间内有N个质量为m的气体分子在垂直器壁方向与器壁发生完全弹性碰撞，碰撞过程不考虑动能损失，气体分子运动的速率为v0，试推导这些气体分子对器壁产生的压力F表达式．
（2）对于容器内的气体分子而言，实际上每个气体分子均做无规则热运动，它们的速度不断发生变化．对某一时刻而言，容器内各分子的速度大小和方向是不同的，根据热力学统计规律，大量气体分子做无规则热运动，它们沿各个方向运动的机会均等，从统计学的观点来看，可以认为各有1/6的气体分子向着上、下、 前、后、左、右这六个方向运动，气体分子速率按一定的统计规律分布，可以认为所有分子都以平均速率向各个方向运动．大量气体分子碰撞器壁时，在某段时间内会对器壁产生一个持续均匀的压力，作用在器壁单位面积上的压力就等于气体的压强．设单位体积内气体的分子数即分子的数密度为n，气体分子运动平均速率为v，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．每个气体分子的平均动能为Ek（为了便于计算近似等于），请定量推导出气体压强P与气体分子的平均动能及分子数密度的关系．
21．根据气体分子动理论，气体分子运动的剧烈程度与温度有关，下列表格中的数据是研究氧气分子速率分布规律而列出的。
按速率大小划分的区间(m/s) 各速率区间的分子数占总分子数的百分比(%)
0 ℃ 100 ℃
100以下 1.4 0.7
100～200 8.1 5.4
200～300 17.0 11.9
300～400 21.4 17.4
400～500 20.4 18.6
500～600 15.1 16.7
600～700 9.2 12.9
700～800 4.5 7.9
800～900 2.0 4.6
900以上 0.9 3.9
试作出题中的分子运动速率分布图像。
参考答案
1．D
2．C
3．C
4．D
5．A
6．C
7．C
8．B
9．C
10．A
11．B
12．C
13．C
14．C
15．C
16．平均动能 小于
17．做正功 增加 增加
18．（1）测出山顶上的温度T， （2） （3）水柱可能会溢出
19．
相同点：两容器中氧气的质量相同，则氧分子数相同；且分子的速率分布都呈现“两头少中间多”的趋势；
不同点：温度越高分子的平均速率越大，则在100℃的容器中速率较大的氧分子占据的比例较大，而在0℃的容器中速率较大的氧分子占据的比例较小。
20．（1）（2）
21．
分子运动速率分布图像如图所示：
横坐标：表示分子的速率
纵坐标：表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比。