1.3气体分子运动的统计规律（Word版含答案）

粤教版（2019）选择性必修三 1.3 气体分子运动的统计规律
一、单选题
1．当气体温度降低时，气体（　　）
A．每个分子的动能增大 B．每个分子的动能减小
C．分子平均动能增大 D．分子平均动能减小
2．在温度相同的条件下，下列有关氧气、氮气分子说法正确的是（　　）
A．每一个氧分子和每一个氮分子的动能相同
B．1克氧气分子动能之和与1克氮气分子动能之和相等
C．1摩尔氧气分子动能总和与1摩尔氮气分子动能总和相等
D．1摩尔氧气分子动能总和大于1摩尔氮气分子动能总和
3．下列有关热现象和内能的说法中正确的是（　　）
A．把物体缓慢举高，其机械能增加，内能增加
B．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
C．盛有气体的容器做加速运动时，容器中气体的内能必定会随之增大
D．分子间引力和斥力相等时，分子势能最大
4．在自然界生态系统中，蛇与老鼠和其他生物通过营养关系构成食物链，在维持生态平衡方面发挥着重要作用。蛇是老鼠的天敌，它是通过接收热辐射来发现老鼠的。假设老鼠的体温约37℃，它发出的最强的热辐射的波长为λ。根据热辐射理论，λ与辐射源的绝对温度T的关系近似为，则老鼠发出的最强的热辐射的波长为（　　）
A．7.8×10-5m B．9.4×10-6m
C．1.1×10-4m D．9.7×10-8m
5．两支内径不同、下面玻璃泡内水银量相等的合格的温度计，同时插入一杯热水中，过一会儿则会看到（　　）
A．两支温度计水银柱上升的高度相同，示数相同
B．内径细的温度计水银柱升得较高，示数较大
C．内径粗的温度计水银柱升得较高，示数较大
D．内径粗的温度计水银柱升得较低，两支温度计示数相同
6．下列关于分子热运动的说法中正确的是（　　）
A．扩散现象表明，分子在做永不停息的热运动
B．布朗运动就是液体分子的无规则热运动
C．温度相同的氢气和氮气，氢气分子和氮气分子的平均速率相同
D．微粒越大，液体温度越高，布朗运动就越明显
7．下列说法中正确的是（　　）
A．两个分子在相互远离的过程中分子势能一定增大
B．1K表示的温度变化大于1°C表示的温度变化
C．温度升高时，速率大的分子占分子总数的比例增大，同时每个分子的速率都增大
D．布朗运动反应了液体分子的无规则运动
8．下列说法正确的是（　　）
A．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，间接说明了液体分子在不停地做无规则运动
B．随着分子间距离的增大，分子间的相互作用力一定先减小后增大
C．不计分子之间的分子势能，质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能
D．当温度升高时，物体内每一个分子热运动的速率都增大
9．下列说法中正确的是（　　）
A．一定质量的理想气体压强不变时，气体分子单位时间内对器壁单位面积的平均碰撞次数随着温度升高而增大
B．温度相同的氢气和氧气，氢气分子和氧气分子的平均速率相同
C．物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动也是无规律的
D．可看作理想气体的质量相等的氢气和氧气，温度相同时氧气的内能小
10．对内能的理解，下列说法正确的是（　　）
A．系统的内能是由系统的状态决定的
B．温度高的系统比温度低的系统的内能大
C．不计分子之间的分子势能，质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能
D．做功可以改变系统的内能，但是单纯地对系统传热不能改变系统的内能
11．下列关于分子运动和热现象的说法正确的是（　　）
A．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势能的缘故
B．一定质量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气，其分子间势能增加
C．一个气体分子的内能等于其热运动动能和分子势能的和
D．如果气体温度升高，那么所有分子的速率都增加
12．关于分子动理论，下列说法不正确的是（　　）
A．气体温度升高，分子的平均动能一定增大
B．当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大
C．分子动理论是在一定实验基础上提出的
D．布朗运动的实质就是分子热运动
13．1摩尔铁、1摩尔水和1摩尔水蒸气的温度均为0℃时（　　）
A．分子数相同，分子平均动能也相同
B．分子数相同，而分子平均动能不相同
C．分子数不相同，而分子平均动能相同
D．分子数相同，分子内能也相同
14．为测算太阳射到地面的辐射能，某校科技实验小组的同学把一个横截面积是S的矮圆筒的内壁涂黑，外壁用保温材料包裹，内装质量m的水。让阳光垂直圆筒口照射1分钟后，水的温度升高了。水的比热容为c，地球的半径为R，太阳到地球的距离为r，不考虑太阳能在传播过程中的损失，假设到达圆筒内的能量全部被水吸收。则由此可算出地球每分钟接收的太阳能量为（　　）
A． B．
C． D．
15．关于分子动理论和物体的内能，下列说法正确的是（　 　）
A．10 g 水的内能等于10 g 水蒸气的内能
B．某种物体的温度为，说明该物体中分子的平均动能为零
C．物体的温度升高时，分子的平均动能一定增大，但内能不一定增大
D．当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都增大，但引力增大得更快，所以分子力表现为引力
二、填空题
16．用下述各种方法改变物体的内能_______，是属于做功的方式， _______是属于热传递的方式.
A．电流通过灯丝发热
B．热的物体放在通风的地方凉得快
C．用锤子捶击金属块后，锤子和金属块都变热
D．摩擦冰块使其熔解
E.冷物体接触热物体后变热
F.物体在火炉旁被烤热
17．指出下面各例中物体内能的改变是通过什么方式实现的：
（1）池水在阳光照射下温度升高：______________.
（2）汽车刹车后轮胎的温度升高：______________.
（3）火柴在火上被点燃：_____________________.
18．氧气分子在0℃和100℃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速率的变化分别如图中两条曲线所示。根据图中提供的信息，图中曲线乙是氧气分子在______℃温度下各速率区间的分子数占总分子数的百分比随分子速率的变化曲线；100℃氧气的分子的平均速率比0℃氧气的分子的平均速率______（选填“大”或“小”）。
三、解答题
19．如果系统与外界没有能量交换，该系统就达到平衡态了吗？
20．根据温度计的测温原理，回答下列问题：
（1）测温物质应具备怎样的特性？
（2）测温物质具有怎样的特性，刻度才能均匀？
（3）使用时应注意哪些问题？
21．气体在绝热膨胀时它的温度会怎样变化？气体在绝热压缩时它的温度会怎样变化？为什么会发生这样的变化？请分别举一个绝热膨胀和绝热压缩时温度变化的实例。
22．观察表1和图，思考并回答下列问题。
表1氧气分子的速率分布
速率区间 不同温度下各速率区间的分子数占总分子数的百分比
0 100
1.4% 0.7%
8.1% 5.4%
17.0% 11.9%
21.4% 17.4%
20.4% 18.6%
15.1% 16.7%
9.2% 12.9%
4.5% 7.9%
2.0% 4.6%
0.9% 3.9%
（1）由图可以发现，氧气分子的速率分布具有什么特点？
（2）由表可得如图所示的0℃氧气分子的速率分布直方图，实验时速率区间取得越窄，图中整个直方图锯齿形边界就越接近一条光滑曲线．该曲线有何意义？曲线与横坐标所围的面积代表什么意义？能否求得该面积的值？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】
温度是分子平均动能的标志，当温度降低时，气体分子平均动能减小，但并非每个分子的动能都减小。
故选D。
2．C
【详解】
A．在温度相同的条件下，氧气、氮气分子的平均动能相同，但非每一个氧分子和每一个氮分子的动能都相同，选项A错误；
B．1克氧气和1克氮气中含分子总数不同，因两种气体分子的平均动能相同，则1克氧气分子动能之和与1克氮气分子动能之和不相等，选项B错误；
CD．1摩尔氧气和1摩尔氮气中含分子总数不同，因两种气体分子的平均动能相同，则1摩尔氧气分子动能总和与1摩尔氮气分子动能总和相等，选项C正确，D错误；
故选C。
3．B
【详解】
AC．内能是分子无规则运动能量总和的统计平均值，分子无规则运动的能量包括分子的动能、分子间相互作用势能以及分子内部运动的能量，物体的内能不包括这个物体整体运动时的动能和它在重力场中的势能，故AC错误；
B．电流通过电阻后电阻发热，是因为导体内电场对自由电子做功所致，故B正确；
D．分子间引力和斥力相等时，分子势能最小，故 D错误；
故选B。
4．B
【详解】
由热力学温度与摄氏温度的关系可知
根据热辐射理论可知
四个选项中B选项最接近，B正确。
故选B。
5．D
【详解】
BC．同一杯热水，用两只不同的温度计测量，温度计示数应该相同，故BC错误；
AD．玻璃泡中水银量相等，说明水银受热后膨胀程度相同，即增大的体积是相同的，内径的不同影响的是水银柱升高的高度；内径粗的温度计水银柱升得较低；内径细的温度计水银柱升得较高，温度计示数应该相同，故A错误，D正确。
故选D。
6．A
【详解】
A．扩散现象表明分子在做永不停息的热运动，故A正确；
B．布朗运动是固体小颗粒的无规则运动，反映了液体分子的无规则热运动，故B错误；
C．温度是分子平均动能的标志，温度相同的氢气和氮气，氢气分子和氮气分子的平均动能相同，由于分子质量不同，分子的平均速率不同，故C错误；
D．布朗颗粒越小，液体温度越高，布朗运动就越明显，故D错误。
故选A。
7．D
【详解】
A．在两个分子相互远离的过程中，当体现引力时，一定克服分子力做功，分子势能增大；当体现斥力时，分子力做正功，分子势能减小，故A错误；
B．1K表示的温度变化和1°C表示的温度变化相等，故B错误；
C．温度升高时，速率大的分子占分子总数的比例增大，分子的平均速率增大，但不是每个分子的速率都增大，故C错误；
D．固体微粒在液体中受到的液体分子撞击力不平衡，从而引起微粒的无规则运动，它反应了液体分子的无规则运动，故D正确；
故选D。
8．A
【详解】
A．显微镜中观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，是由于液体分子不断撞击小炭粒引起的，这反映了液体分子运动的无规则性，故A正确；
B．分子间的相互作用力，当r=r0时，分子力等于零，如果初始时rr0，则可能先增大再减小，也可能一直减小，故B错误；
C．不计分子之间的分子势能，质量和温度相同的氢气和氧气分子数不同，所以具有的内能不相同，故C错误；
D．温度是平均动能的标志，当温度升高时物体内分子热运动的平均速度一定增大，但并不是物体内每一个分子热运动的速率都增大，故D错误。
故选A。
9．D
【详解】
A．温度升高，分子对器壁的平均撞击力增大，要保证压强不变，分子单位时间对器壁单位面积平均碰撞次数必减少，故A错误；
B．温度相同，分子的平均动能就相等，氧气的分子的质量大于氢气的分子质量，那么氧气分子的平均速率小于氢气分子的平均速率，故B错误；
C．分子动理论告诉我们，物质是由分子组成的，分子永不停息地做无规则运动，但大量分子的运动遵从一定的统计规律，如温度升高，所有分子的平均动能增大，故C错误；
D．氧气和氢气的摩尔质量不同，质量相等的氧气和氢气的摩尔数不同，所以氧气的分子数比氢气分子数少，分子平均动能相同，所以氧气的内能要比氢气的内能小，故D正确。
故选D。
10．A
【详解】
A．系统的内能是一个只依赖于系统自身状态的物理量，所以是由系统的状态决定的，故A正确；
B．系统的内能与温度、体积、物质的多少等因素都有关系，故B错误；
C．质量和温度相同的氢气和氧气的平均动能相同，但它们的物质的量不同，内能不同，故C错误；
D．做功和热传递都可以改变系统的内能，故D错误。
故选A。
11．B
【详解】
A．气体分子之间的距离很大分子力近似为零，分子势能也近似为零，气体如果失去了容器的约束就会散开，是由于分子杂乱无章运动的结果，故A错误；
B．一定量100℃的水变成100℃的水蒸气时，吸收热量，内能增加，由于分子平均动能不变，因此分子势能增加，故B正确；
C．组成气体的所有分子的动能和分子之间势能的总和是气体的内能，内能是对大量分子而言的，内能不是对一个分子而言的，故C错误；
D．如果气体温度升高，气体分子平均动能增大，气体分子平均速率增加，并不是所有分子的速率都增加，有的分子速率可能会减小，故D错误。
故选B。
12．D
【详解】
A．分子平均动能只与温度有关，温度越高，平均动能越大，A正确；
B．分子间作用力表现为斥力，分子间距离减小，分子间作用力做负功，分子势能增大，B正确；
C．分子动理论的实验基础包括扩散和布朗运动，C正确；
D．布朗运动是固体小微粒的运动，它间接反映了液体分子的无规则运动，D错误；
故选D。
13．A
【详解】
ABC．56克和18克分别为铁和水、水蒸气的摩尔质量，所以，它们的分子数相同。由于温度相同，它们的分子平均动能也相同，选项A正确，BC错误；
D．但三者分子的间距不同，它们的势能不同，因此内能也不相同，选项D错误；
故选A。
14．A
【详解】
横截面积是S的矮圆筒每分钟吸收太阳的内能为
则每平方米每分钟吸收的太阳能量为
地球上每分钟被照射的有效面积为
则地球每分钟接收的太阳能量为
故A正确，BCD错误。
故选A。
15．C
【详解】
A．10g水吸收热量转变为水蒸气，故10g水的内能小于10g水蒸气的内能，A错误；
B．某种物体的温度是，分子仍然在做无规则运动，物体中分子的平均动能并不为零，B错误；
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。内能等于物体内部所有分子的动能与分子势能总和，分子势能与物体的体积有关，当物体温度升高的同时体积发生变化，即增加的分子动能可能小于减小的势能，所以物体的内能不一定增加，C正确；
D．当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力都减小但斥力减小得更快，当 ，分子力表现为引力， ，分子力表现为斥力，D错误。
故选C。
16． ACD BEF
【详解】
[1][2]A．电流通过灯丝发热，是通过电流做功改变灯丝的内能；
B．热的物体放在通风的地方凉得快，是通过热传递的方式改变物体的内能；
C．用锤子捶击金属块后，锤子和金属块都变热，是通过做功的方式改变物体的内能；
D．摩擦冰块使其熔解，是通过做功的方式改变物体的内能；
E．冷物体接触热物体后变热，是通过热传递的方式改变物体的内能；
F．物体在火炉旁被烤热，是通过热传递的方式改变物体的内能；
故ACD是属于做功的方式改变内能；BEF是属于热传递的方式改变内能。
17． 热传递 做功 热传递
【详解】
（1）[1]．池水在阳光照射下温度升高：热传递.
（2）[2]．汽车刹车后轮胎的温度升高：做功.
（3）[3]．火柴在火上被点燃：热传递.
18． 100 大
【详解】
[1]由图可知，具有最大比例的速率区间，100℃时对应的速率大，则曲线乙是氧气分子在100℃度下各速率区间的分子数占总分子数的百分比随分子速率的变化曲线。
[2]温度越高，大速率的分子所占的百分比越大，分子的平均动能越大，则100℃氧气的分子的平均速率比0℃氧气的分子的平均速率大。
19．不是
【详解】
略
20．（1）见解析；（2）见解析；（3）见解析
【详解】
（1）测温物质的特性（细管中水银柱高度、封闭气体的体积、热敏电阻的电流等）随温度发生单调的、显著的变化。
（2）测温物质的特性随温度线性变化时，温度计刻度是均匀的。
（3）使用时应使温度计的测温物质部分与待测物体充分接触，读数时温度计一般不离开待测物体等。
21．温度降低；温度升高；见解析
【详解】
根据功与内能的改变关系，在没有热交换，或时间极短系统来不及跟外界进行热交换的情况下，气体对外界做功（即绝热膨胀），气体的内能减少，温度降低；外界对气体做功（即绝热压缩），气体的内能增加，温度升高。
绝热膨胀实例：用打气筒向用橡胶塞塞住的瓶内打气，当橡胶塞跳出时，瓶内的气体迅速膨胀，系统对外做功，因此，气体的内能迅速减少，瓶内气体温度迅速下降，瓶内水蒸气液化，出现白雾。
绝热压缩实例：引火仪实验中，当迅速下压活塞时，引火仪筒内的气体可看作绝热压缩，外界对气体做功，气体内能增加，温度升高，当温度达到易燃物的燃点时，易燃物就被点燃了。
22．（1）见解析；（2）见解析
【详解】
（1）由图可以看到，0℃和100℃氧气分子的速率分布都呈现“中间多、两头少”的分布规律，但这两个温度下具有最大比例的速率区间是不同的，0℃时的分子最多，100℃时的分子最多。100℃的氧气，速率大的分子比例较多，其分子的平均速率比0℃的大；
（2）该曲线体现的是0℃氧气分子在不同速率分子数目的分布情况，即氧气分子速率分布情况．曲线与横坐标所围面积为所有速率区间的分子数占气体总分子数的比例，故该面积的值为1。
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