1.3分子运动速率分布规律 基础练习（Word版含答案）

1.3、分子运动速率分布规律
一、选择题（共16题）
1．对于一定质量的理想气体，下列叙述中正确的是（　　）
A．当分子间的平均距离变大时，气体压强一定变小
B．当分子热运动变剧烈时，气体压强一定变大
C．当分子热运动变剧烈且分子平均距离变小时，气体压强一定变大
D．当分子热运动变剧烈且分子平均距离变大时，气体压强一定变大
2．某同学记录2021年11月19日教室内温度如下：
时刻 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00
温度 7℃ 11℃ 12℃ 17℃ 16℃
教室内气压可认为不变，则当天16:00与10:00相比，下列说法正确的是（在给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）（　　）A．教室内空气密度增加
B．教室内空气分子平均动能增加
C．墙壁单位面积受到气体压力增大
D．单位时间碰撞墙壁单位面积的气体分子数增加
3．布朗运动是1826年英国植物学家布朗用显微镜观察悬浮在水中的花粉时发现的。不只是花粉和小炭粒，对于液体中各种不同的悬浮微粒，例如胶体，都可以观察到布朗运动。对于布朗运动，下列说法正确的是（　　）
A．布朗运动就是分子的运动
B．布朗运动说明分子间只存在斥力
C．温度越高，布朗运动越明显
D．悬浮在液体中的微粒越大，同一瞬间，撞击微粒的液体分子数越多，布朗运动越明显
4．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．分子的速度保持不变
C．分子的平均动能保持不变 D．每个分子的速度大小均相等
5．以下几种说法，正确的是（ ）
A．因为空气分子间存在斥力，所以用气筒给自行车打气时，要用力才能压缩空气
B．用手捏面包，面包体积会缩小，这是分子间有间隙的缘故
C．打开酒瓶后可嗅到酒的气味，说明分子在做无规则的运动
D．把碳素墨水滴入清水中，观察到的布朗运动，是碳分子无规则运动的反映
6．下列说法正确的是
A．分子间距增大，分子势能先减小后增大
B．在较暗的房间里，看到透过窗户的“阳光柱”里粉尘的运动是布朗运动
C．当分子间的距离变小时,分子间作用力增大
D．上图中表示不同温度时氧气分子的速率分布图象，由图可知T2温度时氧气分子的平均动能较大
7．一个密闭容器中装有气体，当气体压强减少了（不考虑容器热胀冷缩），下列描述气体的物理量：①气体的密度②单位体积的分子数③气体分子的平均动能④作用中器壁上单位面积的作用力，保持不变的是（　　）
A．①② B．①②③ C．②④ D．③④
8．有关理想气体的压强，下列说法正确的是（　　）
A．气体分子的平均速率增大，则气体的压强可能增大
B．气体分子的密集程度增大，则气体的压强一定增大
C．气体分子的平均动能减小，则气体的压强一定减小
D．气体分子的内能减小，则气体的压强一定减小
9．气体压强从微观角度看是大量气体分子频繁碰撞容器壁而产生的一个持续的压力效果。一同学用下图实验装置模拟这一情景。桌面上放一台秤，用杯子向台秤上倾倒大豆，观察台秤的示数。关于实验现象及推论，下列说法正确的是（　　）
A．只增大倾倒大豆的杯子高度，台秤示数会减小
B．只增加相同时间内倾倒大豆的数量，台秤示数会减小
C．气体分子与容器壁的碰撞越剧烈、越频繁，则气体压强就越大
D．一定质量的气体，其温度越高、体积越大，则气体压强就越大
10．如图是氧气分子在不同温度下的速率分布规律图横坐标表示速率，纵坐标表示某一速率内的分子数占总分子数的百比由图可知（　　）
A．同一温度下氧气分子呈现“中间多，两头少”的分布规律
B．随着温度的升高每一个氧气分子的速率都增大
C．随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例增大
D．①状态的温度比②状态的温度高
11．一定质量的理想气体，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
12．密封在容积不变的容器中的气体，当温度降低时（ ）
A．压强减小，密度减小； B．压强减小，密度增大；
C．压强不变，密度减小； D．压强减小，密度不变；
13．如图，横坐标v表示分子速率，纵坐标f(v)表示各等间隔速率区间的分子数占总分子数的百分比．途中曲线能正确表示某一温度下气体分子麦克斯韦速率分布规律的是 ．（填选项前的字母）
A．曲线① B．曲线② C．曲线③ D．曲线④
14．对于气体分子的运动,下列说法正确的是（　　）
A．一定温度下气体分子的碰撞十分频繁,同一时刻,气体分子沿各个方向运动的机会（概率）相等
B．一定温度下气体分子的速率一般不相等,但速率很大和速率很小的分子数目相对较少
C．一定温度下气体分子做杂乱无章的运动,可能会出现某一时刻所有分子都朝同一方向运动的情况
D．当温度升高时,其中某10个分子的平均速率可能减小
15．一定质量的理想气体,保持温度不变，压缩气体，则（ ）
A．气体分子平均速率增大
B．每个气体分子的动能都不变
C．容器单位面积上受到分子撞击的平均作用力增大
D．气体分子单位时间内与容器单位面积碰撞的分子数增加
16．一定质量的理想气体，如果保持气体的压强不变，气体的温度升高，下列说法中正确的是（　　）
A．气体分子的平均速率增大
B．单位面积受到气体分子碰撞的平均作用力变大
C．气体分子对器壁的平均作用力变大
D．该气体的密度减小
二、填空题
17．气体压强的产生原因：______
18．微观解释：
（1）某容器中气体分子的平均速率越大，单位时间内、单位面积上气体分子与器壁的碰撞对器壁的作用力越______。
（2）容器中气体分子的数密度大，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就______，平均作用力也会较______
19．中午时车胎内气体（视为理想气体）的温度高于清晨时的温度，若不考虑车胎体积的变化，则与清晨相比，中午时车胎内气体分子的平均动能___________，车胎内气体分子在单位时间内对车胎内壁单位面积的碰撞次数___________。（均选填“增大”、“减小”或“不变”）
三、综合题
20．把一颗豆粒拿到台秤上方约10 cm的位置，放手后使它落在秤盘上，观察秤的指针的摆动情况，如图乙所示，再从相同高度把100粒或更多的豆粒连续地倒在秤盘上，观察指针的摆动情况，使这些豆粒从更高的位置落在秤盘上，观察指针的摆动情况，用豆粒做气体分子的模型，试说明气体压强产生的原理。
21．在一个正方体容器里，任一时刻与容器各侧面碰撞的气体分子数目是否相同？是完全相同吗？这是为什么？
22．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？
23．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。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】
气体压强在微观上与分子的平均动能和分子密集程度有关。当分子热运动变剧烈且分子平均距离变大时，气体压强可能变大、可能不变、也可能变小；当分子热运动变剧烈且分子平均距离变小时，气体压强一定变大。
故选C。
2．B
【详解】
A. 压强不变，当温度升高时，气体体积增大，因此教室内的空气质量减少，教室体积不变，则密度减小，故A错误；
B．温度是分子平均动能的标志，温度升高则分子平均动能增加，故B正确；
CD．当天16:00与10:00相比教室内升高，空气分子平均动能增大，教室内气体分子密度减小，又因为教室内气压不变，那么单位时间碰撞墙壁单位面积的气体分子数减小，墙壁单位面积受到气体压力不变，故CD错误。
故选B。
3．C
【详解】
A．布朗运动是指悬浮于液体中的颗粒所做的无规则运动的运动，不是分子本身运动，只是反映分子无规则运动，A错误；
B．布朗运动现象是悬浮颗粒的无规则运动，它说明液体分子永不停息地做无规则运动，B错误；
C．液体温度越高，液体分子运动越激烈，布朗运动是由于液体分子的撞击形成的，布朗运动就越显著，C正确；
D．悬浮在液体或气体中的颗粒越小，液体分子或气体分子对微粒的撞击造成的不平衡越明显，布朗运动越明显，D错误。
故选C。
4．C
【详解】
A．由分子动理论可知，分子总是在永不停息的无规则运动，故A错误；
B．因为分子总是在无规则运动，所以分子的速度总是在变化，故B错误；
C．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，理想气体将会达到平衡态，即理想气体的温度、体积和压强等状态参量均不会发生变化，因温度不变，所以分子的平均动能保持不变，故C正确；
D．在相同温度下各个分子的动能并不相同，故速度大小也不相等，故D错误。
故选C。
5．C
【详解】
A．用气筒给自行车打气时，要用力才能压缩空气，这是打气筒内气体的压力的作用，不是分子斥力，选项A错误；
B．面包内的间隔比分子间隔大的很多，故用手捏面包，面包体积会缩小，不能说明分子间有间隙，选项B错误；
C．打开酒瓶后可嗅到酒的气味，说明分子在做无规则的运动，选项C正确；
D．把碳素墨水滴入清水中，观察到的布朗运动，这是水分子无规则运动的反映，选项D错误；
故选C.
6．D
【详解】
A．若开始时分子之间距离小于r0，则随着分子距离的增大，分子势能先减小后增大，故A错误．
B．布朗运动是悬浮在液体或气体中固体小颗粒的无规则运动，在较暗的房间里可以观察到射入屋内的阳光中有悬浮在空气里的小颗粒在飞舞，是由于气体的流动，这不是布朗运动，故B错误；
C．当分子间的距离从平衡位置增大时，分子间作用力先增大后减小，所以当分子间的距离变小时，分子间作用力并不是一直增大，故C错误；
D．由不同温度时氧气分子的速率分布图象可知，T2中速率大分子占据的比例较大，则说明T2对应的平均动能较大，故D正确．
故选D.
7．A
【详解】
由于是密闭容器，总的气体体积不变，气体的质量的也不变，所以气体分子数不变，分子数密度不变；根据理想气体的状态方程可知，当气体压强减少，则气体的温度一定减小，所以气体分子平均动能减小，分子撞击器壁的作用力也减小，综上所述①②不变。
故选A。
8．A
【详解】
A．从微观角度讲，决定气体压强大小的因素：气体分子的数密度、平均动能；气体分子的平均速率增大，分子数密度可能减小，故气体的压强可能增大，故A正确；
B．气体分子的密集程度增大，分子热运动的平均动能可能减小，故气体的压强不一定增大，故B错误；
C．气体分子的平均动能增大，分子数密度可能减小，故气体的压强不一定减小，故C错误；
D．如果该气体分子经过等压冷却过程，此时气体分子的内能减小，气体压强却保持不变，故D错误。
故选A。
9．C
【详解】
A．倾倒大豆的杯子高度增大，类似于器壁发生碰撞的气体分子的平均速率增大，压强增大，压力增大，因此台秤示数增大，故A错误；
B．倾倒大豆时大豆对台秤有力的作用，这个力是大豆对台秤的压力，相同时间内倾倒的大豆越多，类似于器壁发生碰撞的气体分子的数目越多，压强越大，压力越大，因此台秤的示数越大，故B错误；
C．气体分子与容器壁的碰撞越剧烈、越频繁，即在单位时间内作用在器壁单位面积上的平均作用力增大，则气体压强增大，故C正确；
D．一定质量的气体，其温度越高、体积越大，气体压强不一定越大，故D错误。
故选C。
10．A
【详解】
A．由图可知，同一温度下氧气分子都是呈现出“中间多，两头少”的分布规律，A正确；
B．随着温度的升高，绝大多数的氧气分子的速率增加，它满足统计规律，但个别分子的速率也可能减小，B错误；
C．随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例减小，C错误；
D．①状态的温度比②状态的温度低，D错误。
故选A。
11．B
【详解】
温度不变，分子平均动能不变，气体体积减小，分子数密度增加，故气体分子碰撞器壁更频繁，B正确ACD错误。
故选：B。
12．D
【详解】
密封在容积不变的容器中的气体，体积不变，则密度不变．气体温度降低时，发生等容变化，由查理定律得知，压强减小．
A.选项与分析不一致，故A错误；
B.选项与分析不一致，故B错误；
C.选项与分析不一致，故C错误；
D.选项与分析一致，故D正确；
13．D
【详解】
麦克斯韦分子速率分布规律如图所示，
呈现“两头大，中间小”的特点，曲线①、③可先排除，曲线②也不对，因为当v=0时，f（v）一定为零，且v很大时，f（v）趋于零，所以本题正确是曲线④，故ABC错误，D正确．
故选D。
14．ABD
【详解】
ABC．一定温度下气体分子碰撞十分频繁，单个分子运动杂乱无章，但大量分子的运动遵从统计规律，速率大和速率小的分子数目相对较少，向各个方向运动的分子数目相等，C错误AB正确；
D．温度升高时，大量分子的平均速率增大，但少量（如10个）分子的平均速率有可能减小，D正确。
故选ABD。
15．CD
【详解】
试题分析：当温度保持不变时，分子平均动能不变，平均速率不变，故A错误．温度保持不变时，分子平均动能不变，并非指每个分子的平均动能不变，故B错误．温度保持不变时，压缩气体，气体的压强会变大．容器单位面积上受到分子撞击的平均作用力增大，故C正确．温度保持不变时，压缩气体，气体的压强会变大，气体分子单位时间内与容器单位面积碰撞的分子数增加，故D正确．
故选CD．
16．ACD
【详解】
A．由气体分子运动速率分布图像可知，气体的温度升高，气体分子的平均速率增大，故A正确；
B．气体压强是器壁单位面积上受到大量气体分子频繁地碰撞而产生的平均作用力的结果，气体压强不变，单位面积受到气体分子碰撞的平均作用力不变，故B错误；
C．气体的温度升高，气体分子平均速率增大，气体分子对器壁的平均作用力变大，故C正确；
D．根据理想气体状态方程，压强不变，温度升高，则体积增大，在质量一定的情况下，该气体的密度减小，故D正确。
故选ACD。
17．大量气体分子不断撞击器壁的结果
【详解】
略
18． 大 多 大
【详解】
略
19． 增大 增大
【详解】
当车胎内气体的温度升高时，车胎内气体分子的平均动能增大。
在分子数和体积不变的情况下，由于气体分了的平均速率变大，气体分子在单位时间内对车胎内壁单位面积的碰撞次数增大。
20．气体压强等于大量气体分子在器壁单位面积上的平均作用力，气体压强大小与气体分子的数密度和气体分子的平均速率有关
【解析】
略
21．见解析
【解析】
虽然分子的运动杂乱无章，在某一时刻，向着任何一个方向运动的分子数基本相同，则在一个正方形容器里，任一时刻与容器各侧面碰撞的气体分子数目基本相同，而不是完全相同。
22．
【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
23．见解析
【解析】
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。
答案第1页，共2页