2019-2020学年高中物理沪科版选修3-3：1.4无序中的有序 课时作业1（含解析）

1.4无序中的有序
课时作业（含解析)
1．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v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．
2．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
3．雾霾天气是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述，是特定气候条件与人类活动相互作用的结果．雾霾中，各种悬浮颗粒物形状不规则，但可视为密度相同、直径不同的球体，并用PM10、PM2.5分别表示直径小于或等于10
μm、2.5
μm的颗粒物（PM是颗粒物的英文缩写）．某科研机构对北京地区的检测结果表明，在静稳的雾霾天气中，近地面高度百米的范围内，PM10的浓度随高度的增加略有减小，大于PM10的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小，且两种浓度分布基本不随时间变化．据此材料，以下叙述正确的是（
）
A．PM10表示直径小于或等于1.0×10-6
m的悬浮颗粒物
B．PM10受到的空气分子作用力的合力始终大于其受到的重力
C．PM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动
D．PM2.5的浓度随高度的增加逐渐增大
4．如图是氧气分子在不同温度（0℃和100℃）下的速率分布，
是分子数所占的比例．由图线信息可得到的正确结论是（?
）
A．同一温度下，速率大的氧气分子数所占的比例大
B．温度升高使得每一个氧气分子的速率都增大
C．温度越高，一定速率范围内的氧气分子所占的比例越小
D．温度升高使得速率较小的氧气分子所占的比例变小
5．下图描绘一定质量的氧气分子分别在0℃和100℃两种情况下速率分布情况，符合统计规律的是（
）
A．B．C．D．
6．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。下列说法正确的是（　　）
A．图中两条曲线下面积相等
B．图中实线对应于氧气分子平均动能较小的情形
C．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目
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
7．表中数据是某地区1~6月份气温与气压的对照表：
月份/月
1
2
3
4
5
6
平均气温/℃
1.8
4.5
12.8
21.4
28.7
31.4
平均大气压/105Pa
1.031
1.025
1.018
1.012
1.007
0.9764
6月份与1月份相比较，下列说法正确的是_______
A．空气中每个气体分子无规则热运动速度加快了
B．空气中气体分子的平均动能增加了
C．单位时间内空气分子对地面单位面积的撞击次数增加了
D．单位时间内空气分子对地面单位面积的撞击次数减少了
E.速率大的空气分子比例较多
8．如图所示为某气体分子在两种不同温度下的速率分布图象，下列说法中正确的是__________。
A．图中状态①的温度比状态②的温度高
B．图中状态①的气体分子平均动能比状态②的大
C．图中状态①曲线下的面积比状态②曲线下的面积大
D．图中曲线给出了任意速率区间的某气体分子数占总分子数的百分比
E.此气体若是理想气体，则在图中状态①的内能比状态②的内能小
9．下图为密闭的理想气体在温度T1、T2时的分子速率分布图像，图中f（v）表示v处单位速率区间内的分子数百分率，则T1______
T2（选填“大于”或“小于”）；气体温度升高时压强增大，从微观角度分析，这是由于分子热运动的_______增大了．
10．边长为的黑色正方体可以吸收光线，有一点光源位于正方体一个面的中心处，可以向各个方向发出单色光，折射率为，外层有一层透明球壳，球壳半径为，图示为侧视图，求透明球壳外表面发光区域的面积。
参考答案
1．B
【解析】
因为对于给定的气体，当温度升高，分子热运动加剧，速率较大的分子所占百分比增高，分布曲线的峰值向速率大的方向移动即向高速区扩展，峰值变低，曲线变宽，变平坦，故B正确．
2．C
【解析】
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。
3．C
【解析】
试题分析：PM10表示直径小于或等于1．0×10-5m的悬浮颗粒物，选项A错误；颗粒物悬浮时，受到的空气分子作用力的合力与其重力相等，选项B错误；PM10和大悬浮颗粒物都在天空中做无规则运动，即它们在做布朗运动，选项C正确；由题意可知，PM2．
5浓度随高度的增加逐渐减小，选项D错误．
考点：雾霾天气．
4．D
【解析】
A．同一温度下，中等速率大的氧气分子数所占的比例大，A错误；
B．温度升高使得氧气分子的平均速率增大，但是每一个分子的速率不一定变大，B错误；
C．温度越高，一定速率范围内的氧气分子所占的比例有高有低，C错误；
D．温度升高使得速率较小的氧气分子所占的比例变小，D正确．
5．A
【解析】
温度是分子热运动平均动能的标志，温度越高，平均动能越大，故平均速率越大，即速率大的分子数占据总数的比例越大，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，故C
D错误；故选A．
6．A
【解析】
A．由题图可知，在0℃和100℃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，A正确；
B．由图可知，具有最大比例的速率区间，100℃时对应的速率大，故说明实线为100℃的分布图象，故对应的平均动能较大，B错误；
C．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子占据的比例，但无法确定分子具体数目，C错误；
D．由图可知，0～400m/s段内，100℃对应的占据的比例均小于与0℃时所占据的比值，因此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小，D错误。
7．BDE
【解析】
AB.温度越高，分子无规则热运动加强.6月份与1月份相比较，平均气温升高了，气体分子的平均动能增加，分子平均速率增大，但是个别分子的速率变化无法确定；故A错误，B正确；
CD.温度升高，分子的平均动能变大，但是压强减小，知气体分子的密集程度减小，则单位时间内空气分子对单位面积地面撞击次数减少；故C错误，D正确.
E.温度升高，分子的平均动能变大，分子的平均速率增大，速率大的分子比例较多；故E正确.
8．ABD
【解析】
AB.
由图可知，①中速率大分子占据的比例较大，则说明①对应的平均动能较大，故①对应的温度较高。故AB正确；
C.图中状态①曲线下的面积和状态②曲线下的面积相等。故C错误；
D.图中曲线给出了任意速率区间的某气体分子数占总分子数的百分比。故D正确；
E.此气体若是理想气体，则内能只与温度有关，而①对应的温度较高，所以在图中状态①的内能比状态②的内能大。故E错误。
9．小于
平均动能
【解析】
由图可看出T1图线最高点所对的v值比T2图线最高点所对的v值要小，则T1小于
T2．气体温度升高压强增大，是由于分子热运动的平均动能增大引起的．
10．
【解析】
作出光路如图所示：
设光线射到点的时候恰好发生全反射，在三角形中，由正弦定理得
解得
由几何关系可知
根据对称性可知，形成一束光柱，又因球形面积
则发光区域的面积为