1.3气体分子速率分布同步训练（Word版含答案）

1.3气体分子速率分布
一、选择题（共15题）
1．下列关于分子运动和热现象的说法中正确的是（ ）
A．如果气体温度升高，那么所有分子的速率都增大
B．颗粒越大，在某一瞬间与颗粒碰撞的液体分子数越多，布朗运动越明显
C．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在斥力的缘故
D．对于一定量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它的内能一定增大
2．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
3．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
4．由热学知识可知下列说法中正确的是（ ）.
A．布朗运动是液体分子的运动，它说明液体分子永不停息地做无规则运动
B．随着科技的发展，永动机是有可能被制造出来的
C．气体密封在坚固的容器中且温度升高，则分子对器壁单位面积的平均作用力增大
D．热量能够从高温物体传到低温物体，但不可能从低温物体传到高温物体
5．如图所示，两个完全相同的圆柱形密闭容器，甲中恰好装满水，乙中充满空气，则下列说法中正确的是（容器容积恒定）（　　）
A．两容器中器壁上的压强都是由于分子撞击器壁而产生的
B．两容器中器壁上的压强都是由所装物质的重力而产生的
C．甲容器中，乙容器中
D．当温度升高时，、变大，、也要变大
6．在做托里拆利实验时，玻璃管内有些残存的空气（可视为理想气体），此时玻璃管竖直放置。假如环境温度增加，而大气压强不变，则（　　）
A．空气柱的长度将减小 B．空气柱的内能将减小
C．空气柱的压强将减小 D．试管中水银柱的长度将减小
7．对密闭在钢瓶中一定质量的气体，下列说法中正确的是（ ）
A．温度很低、压强很大时，瓶中气体才可看做理想气体
B．在瓶子自由下落时，由于失重气体对瓶底的压强减小
C．温度升高时，平均单个分子对器壁的撞击力增大了
D．瓶中气体分子的运动速率分布呈现中间小两头大的分布规律
8．下列说法中不正确的是
A．当分子间的引力和斥力平衡时，分子势能最小
B．布朗运动是悬浮在液体中的小颗粒的运动，它说明分子在不停息地做无规则运动
C．气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，仅与单位体积内的分子数有关
D．如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体分子的平均动能一定增大，因此压强也必然增大
9．一定质量的理想气体，其状态变化的P-T图像如图所示。气体在由状态1变化到状态2的过程中，下列说法正确的是
A．分子热运动的平均速率增大
B．分子热运动的平均速率减小
C．单位体积内分子数增多
D．单位面积、单位时间内撞击器壁的分子数增多
10．在相同的外界环境中，两个相同的集气瓶中分别密闭着质量相同的氢气和氧气，如图所示。若在相同温度、压强下气体的摩尔体积都相同，则下列说法正确的是（　　）
A．氢气的密度较大 B．氧气的密度较大
C．氢气的压强较大 D．两气体的压强相等
11．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．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
C．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
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加速度为零时，a的分子势能也为零
12．如图所示为装有食品的密封包装袋在不同物理环境下的两张照片，甲摄于压强为、气温为18℃的环境下，乙摄于压强为、气温为10℃的环境下，其中为标准大气压，下列说法中正确的是（　 ）
A．甲图包装袋内气体的压强小于乙图中袋内气体压强
B．乙图包装袋内气体的压强小于甲图中袋内气体压强
C．图中包装袋鼓起越厉害，袋内单位体积的气体分子数越多
D．图中包装袋鼓起越厉害，袋内气体分子的平均动能越大
13．下列关于热现象的叙述，正确的是（ ）
A．液晶与多晶体一样具有各向同性
B．空气的相对湿度越大．空气中水蒸气的压强越接近该温度下的饱和汽压
C．雨水不能透过布雨伞是因为液体表面存在张力
D．—定质量的某种理想气体的内能与温度、体积都有关
E．当分子间的引力与斥力平衡时，分子势能最小
14．下列说法正确的有（ ）
A．在真空、高温条件下，可利用分子扩散向半导体材料中掺入其它元素
B．气体压强的大小仅与气体分子的密集程度有关
C．分子间的引力和斥力都随分子间距的减小而增大
D．物体温度升高1 ℃相当于热力学温度升高274 K
15．对于一定量的理想气体，下列说法中正确的是（　　）
A．当分子热运动变剧烈时，压强必变大
B．当分子热运动变剧烈时，压强可以不变
C．当分子热运动变剧烈时，温度必升高
D．当分子间的平均距离变大时，压强可以不变
E．当分子间的平均距离变大时，压强必变大
二、填空题
16．盛有氧气的钢瓶，从的室内搬到的工地上，两状态下钢瓶内氧气分子热运动速率统计分布图像如图所示，则此过程中瓶内氧气的内能______（填“增大”、“不变”或“减小”），图中_____。
17．高压锅的锅盖通过几个牙齿似的锅齿与锅镶嵌旋紧，锅盖与锅之间有橡皮制的密封圈，不会漏气，锅盖中间有一排气孔，上面套上类似砝码的限压阀，将排气孔堵住．当加热高压锅，锅内气体压强增加到一定程度时，气体就把限压阀顶起来，蒸汽即从排气孔排出锅外．已知某高压锅的限压阀的质量为，排气孔直径为，则锅内气体的压强最大可达_______．设压强每增加，水的沸点相应增加1℃，则锅内的最高温度可达______℃．（设大气压为）
18．很多家庭的玻璃窗都是密闭双层的，两层玻璃间会残留一些密闭的稀薄气体。在温暖的阳光照射玻璃窗时，双层玻璃间的密闭气体的内能_______，密闭气体的压强_______。（均选填“变大”、“变小”或“不变”）
三、综合题
19．如图所示，由U形管和细管连接的玻璃泡A、B和C浸泡在温度均为0℃的水槽中，B的容积是A的4倍．阀门S将A和B两部分隔开．A内为真空，B和C内都充有气体，U形管内左边水银柱比右边的低50mm．打开阀门S，整个系统稳定后，U形管内左右水银柱高度相等．设U形管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的容积．
（1）求玻璃泡C中气体的压强（以mmHg为单位）；
（2）将右侧水槽的水从0℃加热到一定温度时，U形管内左右水银柱高度差变为100mm，求加热后右侧水槽的水温．
20．如图所示，一根重力为G的上端封闭下端开口的横截面积为S的薄壁玻璃管静止直立于可视为无限大无限深的水槽中，已知水的密度为p，重力加速度为g，管内空气柱的长度为L，空气柱长度大于管内外液面高度差。大气压强为，求：
（1）管内外液面高度差；
（2）若在A端施加竖直向下大小也为G的作用力，待平衡后，A端下移的高度。（A端依然在水面上）
21．如图，内横截面积为S的圆桶容器内下部盛有密度为的某种液体，上部用软塞封住一部分气体，两端开口的薄壁玻璃管C下端插入液体中，上端从软塞中穿出与大气相通。气缸B的下端有小孔通过一小段导管D与A中气体相通，面积为，不计重力的轻活塞封住了一部分气体。开始C内外的液面等高，A内气柱的长度为h，保持温度不变，缓慢向下压B内的活塞，当活塞到达B底时，C内液体刚好上升到A的内上表面，此时C的下端仍在A的液体中。外界气压为p0，重力加速度为g，玻璃管C的横截面积为0.1S，不计导管D内气体的体积。求：
(1)此时作用在活塞上的压力；
(2)开始时气缸B内气体的长度。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】
A．气体温度升高，气体分子的平均速率增大，并非所有分子的速率都增大，故A错误；
B．颗粒越大，与颗粒碰撞的液体分子数越多，使颗粒平衡的机会就越大，布朗运动越不明显，故B错误；
C．气体如果失去了容器的约束就会散开，是因为气体分子的无规则运动，故C错误；
D．对于一定量的理想气体，如果压强不变，体积增大，说明温度升高，分子平均动能增大，而理想气体的内能只有分子平均动能，则它的内能一定增大，故D正确。
故选D。
2．A
【详解】
A．气体压强为气体分子对容器壁单位面积的撞击力，故A正确；
B．单位时间内的平均作用力不是压强，故B错误；
CD．气体压强的大小与气体分子的平均速率、气体分子密集程度有关，故CD错误。
故选A。
3．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。
4．C
【详解】
A. 布朗运动是微粒的运动，它说明液体分子永不停息地做无规则运动，故A错误。
B. 永动机违背了能量守恒定律，或违背热力学第二定律，故永远无法制成；故B错误；
C. 气体对容器壁的压强取决于分子数密度和热运动的平均动能；气体密封在坚固容器中且温度升高，分子热运动的平均动能越大，则分子对器壁单位面积的平均作用力增大，故C正确。
D. 热量能够从高温物体传到低温物体，也可能从低温物体传到高温物体，但会引起其他的变化，故D错误；
5．C
【详解】
AB．甲容器中压强产生的原因是液体受到重力的作用，而乙容器中压强产生的原因是分子撞击器壁，故AB错误；
C．液体产生的压强
，
可知
而密闭容器中气体压强各处均相等，与位置无关
故C正确；
D．温度升高时，、不变，而、增大，故D错误；
故选C。
6．D
【详解】
ACD．环境温度增加，空气柱的温度升高，分子热运动加剧，空气柱的压强增大，体积增大，空气柱的长度将增大，试管中水银柱的长度将减小，AC错误，D正确；
B．环境温度增加，空气柱的温度升高，内能增大，B错误。
故选D。
7．C
【详解】
温度不是很低、压强不是很大时，瓶中气体才可看做理想气体，选项A错误．钢瓶中的气体的压强是气体分子频繁的碰撞容器壁而产生的，与钢瓶是否处于失重状态无关，选项B错误．温度升高时，分子的平均动能变大，所以平均单个分子对器壁的撞击力会增大，选项C正确．瓶中气体分子的运动速率分布呈现中间多两头少的分布规律，选项D错误；故选C．
8．C
【详解】
试题分析：“用油膜法估测分子大小”的实验中，油酸分子的直径等于油酸酒精溶液中纯油酸的体积除以相应油膜的面积，选项A错误；布朗运动与固体颗粒大小、液体温度有关，固体颗粒越小、液体温度越高，布朗运动越明显，选项B正确；温度是分子平均动能的标志，温度相同，分子的平均动能就相同，选项C错误；根据液晶的特性，选项D错误.
9．A
【详解】
AB．温度是分子热运动平均动能的标志，温度升高，分子热运动平均动能增加，分子热运动的平均速率增大，A正确，B错误；
C．由理想气体状态方程，
温度升高，压强变小，体积变大，单位体积内分子数减少，C错误；
D．温度升高，分子热运动的平均速率增大，压强却减小了，故单位面积，单位时间内撞击壁的分子数减少，D错误；
故选A。
10．C
【详解】
AB．质量相同，两种气体的体积相同，则两种气体的密度相同，故AB错误；
CD．分子数
由于氢分子的摩尔质量较小，则其分子数较多，相同温度下，氢气的压强更大，故C正确，D错误。
故选C。
11．C
【详解】
A．由得，若温度T升高，若同时体积V增大，则压强p不一定增大，故A错误；
B．当分子间距离r>10r0（r0的数量级为10-10m）时，分子引力和斥力几乎都减为零，破碎的玻璃不能重新拼接在一起是因为其分子间的距离不能达到引力范围之内，故B错误；
C．把两块纯净的铅压紧，使分子间距离减小到引力的作用效果，它们就会“粘”在一起，故C正确；
D．a从远处运动到与b的作用力为零处时加速度为零，此过程中，分子力表现为引力，对a做正功，分子势能减小，取无穷远处分子势能为零，则此处的分子势能为负数，故D错误。
故选C。
12．B
【详解】
A、B、由一定质量理想气体状态方程得：，由于V1＜V2，T1＞T2，故P1＞P2，故A错误，B正确；C、图中包装袋鼓起越厉害，体积越大，则单位体积的气体分子数越少，故C错误；D、由于图片甲中气体温度高于图片乙中气体的温度，而温度是气体分子热运动平均动能的标志，故图甲中小包内气体分子的平均动能大于图乙中小包内气体分子的平均动能，故D错误；故选B．
13．BCE
【详解】
A．液晶的某些性质具有各向异性，故A错误；
B．根据相对湿度的特点可知，空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近该温度下的饱和汽压，故B正确；
C．由于液体表面存在张力，故雨水不能透过布雨伞，故C正确；
D．理想气体分子势能不计，只与温度有关，与体积无关，故D错误；
E．当时，分子力表现为引力，当r增大时，分子力做负功，则分子势能增大，当时，分子力表现为斥力，当r减小时，分子力做负功，则分子势能增大，所以当，分子势能最小，故E正确；
故选BCE。
14．AC
【详解】
温度越高，分子无规则运动的剧烈程度越大，因此在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其它元素，故A正确；根据气体压强的微观解释可知，气体的压强与气体分子的密集程度、温度有关，B错误；根据分子力作用的特点可知，分子间的引力和斥力都随分子间距的减小而增大，只是分子斥力变化快，C正确；根据可知，物体的摄氏温度变化了1℃，其热力学温度变化了1K，D错误．
15．BCD
【详解】
AB．理想气体的压强由分子平均动能和分子密集程度决定，当分子热运动变剧烈时，分子平均动能变大，但分子密集程度不确定，故压强不一定变大，故A错误，B正确；
C．当分子热运动变剧烈时，分子平均动能变大，则温度升高，故C正确；
DE．当分子间的平均距离变大时，分子密集程度变小，单位时间单位面积上分子碰撞次数减小，但由于分子平均动能不确定，故压强可以不变，故D正确，E错误。
故选BCD。
16． 减小 -13℃
【详解】
钢瓶温度降低，分子的平均动能减小，由于分子势能可以忽略不计，故瓶内氧气的内能减小；
由图可知，t2对应的速率大的分子占比增大，说明t2对应的温度高，故t1对应温度为-13℃。
17． 139
【详解】
锅内最大压强为：
锅内压强增加了：
水的沸点增高：
所以锅内温度最高可达：
18． 变大 变大
【详解】
在温暖的阳光照射玻璃窗时，双层玻璃间的密闭气体的温度升高，理想气体的内能由温度决定，则其内能变大。
温度是分子平均动能的标志，则温度升高分子的平均动能增加，气体分子撞击力增大，则密闭气体的压强变大。
19．(1) 200mmHg (2) 477.75K
【详解】
(1) 在打开阀门S前，两水槽水温均为T0=273K．设玻璃泡B中气体的压强为p1，体积为VB，玻璃泡C中气体的压强为pC，依题意有：
p1=pC+△p
式中△p=50mmHg．打开阀门S后，两水槽水温仍为T0，设玻璃泡B中气体的压强为pB
pB=pC
玻璃泡A和B中气体的体积为：
V2=VA+VB
根据玻意耳定律得：
p1VB=pBV2
代入数据解得
pC=200mmHg
(2) 当右侧水槽的水温加热至T′时，U形管左右水银柱高度差为100mm，即
△p=100mmHg
玻璃泡C中气体的压强为
pc′=pB+△p
玻璃泡C的气体体积不变，发生等容变化，根据查理定理得：
解得：
T′=477.75K
20．（1）；（2）
【详解】
(1)设空气柱压强为p，大气压强为，对玻璃管则有
另外又有
联立两式得到
(2)设空气柱压强为，大气压强为，对玻璃管则有
此时的管内外液面高度差为，亦有
又有
A端下移高度为
解得
21．(1)；(2)。
【详解】
(1)设容器A内的液面下降了H，则
H（S-0.1S)=h（0.1S）
被封气体原来的的压强p1=p0，容器A内的液面下降了H后气体的压强
作用在活塞上的压力
整理得：
；
(2)设开始时B内气体的长度为L，则开始时A及B内气体的总体积为
后来的气体的体积为
根据玻意耳定律
开始时气缸B内气体的长度
。
答案第1页，共2页