2019-2020学年高中物理沪科版选修3-3：1.5用统计思想解释分子运动的宏观表现 课时作业4（含解析)

1.5用统计思想解释分子运动的宏观表现
课时作业（含解析)
1．器壁透热的气缸放在恒温环境中，如图所示，气缸内封闭着一定量的气体，气体分子间相互作用的分子力可以忽略不计，在缓慢推动活塞Q向左运动的过程中，有下列说法：
①
活塞对气体做功，气体的平均动能增加
②
活塞对气体做功，气体的平均动能不变
③
气体的单位体积分子数增大,压强增大
④
气体的单位体积分子数增大，压强不变。其中正确的是（　　）
A．①③
B．①④
C．②③
D．②④
2．关于布朗运动，下列说法正确的是（　　）
A．布朗运动是花粉颗粒分子的无规则运动
B．液体温度越高，悬浮粒子越大，布朗运动越剧烈
C．布朗运动是由于液体各个部分的温度不同而引起的
D．布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的
3．如图所示是显微镜下观察水中一个小炭粒的“运动轨迹”，以小炭粒在A点开始计时，图中的A、B、C、D、E、F、G…各点是每隔20s小炭粒所在的位置，用折线连接这些点，就得到了图中小炭粒的“运动轨迹”，下列说法中正确的是（　　）
A．图中记录的是炭粒分子无规则运动的情况
B．小炭粒的运动说明了水分子的无规则运动
C．在第30s末，小炭粒一定位于B、C连线的中点
D．由实验可知，小炭粒越大，布朗运动越显著
4．关于分子动理论，下列说法正确的是（
）
A．分子的质量，分子的体积
B．物体间的扩散现象主要是分子间斥力作用的结果
C．在任一温度下，气体分子的速率分布均呈现“中间多、两头少”的规律
D．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了炭粒分子运动的无规则性
5．关于布朗运动的说法正确的是（　　）
A．温度越高布朗运动越剧烈，布朗运动就是热运动
B．布朗运动反映了分子的热运动
C．在室内看到尘埃不停地运动是布朗运动
D．室内尘埃的运动说明分子做无规则运动
6．将一定质量的氧气从0℃缓慢升高到100℃，下列说法中正确的是
A．氧气分子的平均动能一定变大
B．每个氧气分子的运动速率一定变大
C．氧气分子的密集程度一定变大
D．气体的压强一定变大
7．下列关于布朗运动和扩散现象的说法中不正确的是（　　）
A．布朗运动是固体微粒的运动，反映了液体分子的无规则运动
B．布朗运动和扩散现象都需要在重力的作用下才能进行
C．固体微粒越小，布朗运动越明显
D．扩散现象是物质分子做无规则运动的直接证明
8．关于扩散现象和布朗运动，下列说法正确的是（　　）
A．扩散现象只能发生在液体或气体中，不能发生在固体中
B．布朗运动就是花粉分子的无规则运动
C．悬浮在一定温度的液体中的固体小颗粒越大，布朗运动越明显
D．扩散现象和布朗运动都能证明分子在永不停息地做无规则运动
9．很多家庭的玻璃窗都是双层的，两层玻璃间会残留一些密闭的稀薄气体。当阳光照射玻璃窗时，其间的密闭气体（　　）
A．分子平均距离增大
B．每个分子速率均增大
C．密度增大
D．分子平均动能增大
10．PM2.5是指空气中直径小于2.5微米的悬浮颗粒物，其漂浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面。下列说法中不正确的是
A．气温越高，PM2.5运动越剧烈
B．PM2.5在空气中的运动属于布朗运动
C．PM2.5在空气中的运动就是分子的热运动
D．倡导低碳生活有利于减小PM2.5在空气中的浓度
11．一切物体的分子都在做永不停息的无规则热运动，但大量分子的运动却有一定的统计规律。氧气分子在0℃或100℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比（以下简称占比）随气体分子速率的变化如图中两条曲线所示。对于图线的分析，下列说法正确的是（　　）
A．温度升高，所有分子的动能都增大
B．虚线代表氧气分子在100℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比
C．100℃温度下，速率在200~300m/s的那一部分分子占比较0℃的占比少
D．100℃温度下氧气分子平均动能比0℃温度下氧气分子平均动能大
12．下列说法正确的是（　　）
A．布朗运动虽不是分子运动，但它证明了组成固体颗粒的分子在做无规则运动
B．扩散现象表明，分子在永不停息地运动
C．某物质的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，则该物质的分子体积为
D．气体体积不变时，温度越高，单位时间内容器壁单位面积受到气体分子撞击的次数越多
13．在相同温度时，氧气分子的平均速率要比氢气分子的平均速率________，而氧气分子的平均动能与氢气分子的平均动能相比较，应是________.
14．当一定量的气体温度保持不变而体积减小时，单位体积内的分子数将___________，单位时间内撞到单位面积上的分子数会___________，导致压强___________．
15．_________实验间接反映了液体分子的运动特点；10°C的水结成冰后大量分子的运动情况将_________．
16．电子真空管抽气到最后阶段时，还应将灯丝加热后再抽气。原因是灯丝表面均匀吸附着单层密排的气体分子，灯丝受热后，这层气体分子便释放出来。设灯丝是由半径、长的铂丝制成，每个气体分子的截面积，真空管容积，当灯丝加热至100℃时，灯丝吸附的气体分子全部逸出到真空管内。已知大气压，阿伏加德罗常数，则加热前吸附在灯丝上的气体分子数约为________个，如果这些气体分子被加热后离开灯丝而不抽出电子真空管，则此时电子真空管内的压强为________Pa（保留2位有效数字）。
17．某气体在两种不同温度下的分子速率分布图像如图所示，纵坐标f（v）表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，横坐标v表示分子的速率．可见________（选填“大于”或“小于”），温度升高，分子的平均速率___________,（选填“增大”或“减小”）．
参考答案
1．C
【解析】
推动活塞的过程中，活塞对气体做功；但由于气缸温度保持不变，故气体的分子的平均动能不变，故①错误；②正确；
由于气体体积减小，故气体单位体积内的分子数增多，由于温度不变，所以压强增大；故③正确，④错误；
故①④错误，②③正确，选择：C。
2．D
【解析】
A．布朗运动是固体小颗粒的运动，不是颗粒分子的运动，故A错误；
B．布朗运动的剧烈程度取决于温度和布朗粒子的大小，液体温度越高，悬浮颗粒越小，布朗运动越剧烈，故B错误；
CD．布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的，故C错误，D正确。
故选D。
3．B
【解析】
ABC．根据题意，每隔20s把观察到的炭粒的位置记录下来，然后用直线把这些位置依次连接成折线，所以布朗运动图象反映每隔20s固体微粒的位置，而不是运动轨迹，只是按时间间隔依次记录位置的连线；由于微粒的运动是无规则的，所以在30s末时的位置小炭粒不一定位于C、D连线的中点，由图线的杂乱无章得到固体小颗粒运动的杂乱无章，反映了液体分子热运动的无规则运动，故AC错误；B正确；
D．悬浮小炭粒越小，同一时刻受到液体分子撞击的冲力越不平衡，布朗运动越显著。反之，悬浮小炭粒越大，布朗运动越不明显，故D错误。
故选B。
4．C
【解析】
A．分子的质量，但是由于分子之间有间隔，尤其是气体分子之间距离更大，则分子的体积，选项A错误；
B．物体间的扩散现象主要是分子不停息的做无规则运动引起的，选项B错误；
C．在任一温度下，气体分子的速率分布均呈现“中间多、两头少”的规律，选项C正确；
D．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了水分子运动的无规则性，选项D错误。
故选C。
5．B
【解析】
AB．热运动是分子无规则的运动，布朗运动的激烈程度跟温度有关，但不能把布朗运动叫做热运动；布朗运动反映的是分子的热运动，其本身不是分子的热运动．故A错误，B正确；
CD．在室内看到的尘埃不停地运动不是布朗运动，而是尘埃受到的重力及空气的浮力的影响造成的宏观现象，并不是无规则运动，故CD错误
故选B。
6．A
【详解】
AB、温度是分子热运动平均动能的标志，是大量分子运动的统计规律，对单个的分子没有意义，所以温度越高，平均动能越大，故平均速率越大，但不是所有分子运动速率都变大，故A正确，B错误；
CD、气体的压强与分子的密集程度以及分子的平均撞击力有关；一定质量的气体的温度升高，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大；若气体的体积增大，单位体积内的分子数减小（即气体的密集程度减小），气体的压强不一定增大，故CD错误。
7．B
【解析】
A．悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动叫做布朗运动，它反映了液体分子在不停地做无规则运动，故A正确；
B．布朗运动的产生是因为液体分子对固体颗粒撞击的不平衡性造成的。不同物质彼此进入对方的现象叫做扩散。扩散现象并不是外界作用引起的，也不是化学反应的结果，而是由物质分子的无规则运动产生的，所以布朗运动和扩散现象的产生都不需要附加条件，故B错误；
C．悬浮在液体中的固体微粒越小，同一时刻撞击微粒的液体分子越少，受到的冲力越不平衡，布朗运动越明显，故C正确；
D．扩散是不同物质相互接触，彼此进入对方的现象，直接反映了组成物质的分子永不停息地做无规则运动，故D正确。
本题选不正确的，故选B。
8．D
【解析】
A．大量事实表明，气态、液态和固态物质之间都能发生扩散现象，故A错误；
B．布朗运动就是悬浮在液体表面的花粉颗粒的无规则运动，不是花粉分子的无规则运动，选项B错误；
C．悬浮在一定温度的液体中的固体小颗粒越小，布朗运动越明显，选项C错误；
D．扩散现象和布朗运动都能证明分子在永不停息地做无规则运动，选项D正确。
故选D。
9．D
【解析】
A．因为是密闭气体，则气体的体积不变，分子平均距离不变，选项A错误；
B．当光照使得温度升高时，分子平均动能变大，但并非每个分子速率均增大，选项B错误，D正确；
C．因气体质量和体积都不变，则气体的密度不变，选项C错误。
故选D。
10．C
【解析】
A.气温越高，空气分子热运动越剧烈，布朗运动越剧烈，故PM2.5运动越剧烈，故A正确；
B.布朗运动是固体颗粒的运动，PM2.5在空气中的运动是指空气中直径小于2.5微米的悬浮颗粒物，故B正确；
C.PM2.5在空气中的运动是固体颗粒的运动，热运动是指分子的运动，C错误；
D.倡导低碳生活减少煤和石油等燃料的使用能有效减小PM2.5在空气中的浓度，故D正确。
本题选错误的，故选：C。
11．CD
【解析】
A．温度升高，分子的平均动能变大，并非所有分子的动能都增大，故A错误；
BC．由图可以知道，实线对应的最大比例的速率区间内分子速率大，说明实线对应的温度大，为100℃时的情形，由图可知速率在?200-300m/s?的那一部分分子占比较?0°C?的占比少，故B错误，C正确；
D．由图可以知道，实线所对应的图线“腰粗”，对应的分子平均速率较大，分子热运动越激烈，则100℃时对应的速率大，对应的平均动能较大，选项D正确。
故选CD。
12．BD
【解析】
A．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的运动，而固体颗粒是由大量颗粒分子组成的，固体颗粒的运动是所有颗粒分子整体在运动，不能证明了组成固体颗粒的分子在做无规则运动，故A错误；
B．扩散现象表明分子在永不停息地做无规则运动，故B正确；
C．对于固体和液体能阿伏加德罗常数求出分子体积，但是气体不能用阿伏加德罗常数求解分子体积，只能求出其占据的空间，故C错误；
D．气体体积不变时，温度越高，气体分子的平均动能越大，则单位时间内容器壁单位面积受到气体分子撞击的次数越多，故D正确。
故选BD。
13．小
一样大
【解析】
温度是分子平均动能的标志。
【详解】
温度是分子平均动能的标志，由于二者温度相等，分子平均动能相等，但氧气分子的质量比氢气分子的质量大，因此氧气分子的平均速率较小。
14．增加
增加
增加
【解析】
[1]气体体积变小，故单位体积内分子数增加；
[2]单位体积分子数增加，故单位时间内撞到单位面积的分子数增加；
[3]温度不变，而单位时间内撞到单位面积的分子数增加，故压强增加。
15．布朗运动
减弱
【解析】
布朗运动的实质是：悬浮在液体中的颗粒受到液体分子的不规则撞击，由于受力不均衡所以颗粒开始运动，反应了液体分子的无规则运动，所以布朗运动实验间接反映了液体分子的运动特点；分子无规则运动的激烈程度与微粒的大小和液体的温度有关，温度越高，则无规则运动越激烈，所以10°C的水结成冰后大量分子的运动情况将减弱；
16．
【解析】
[1]加热前吸附在灯丝上的气体分子数约
[2]气体的物质的量
根据克拉珀龙方程
，
得
17．小于
增加
【解析】
[1]气体的分子的运动的统计规律：中间多，两头少；温度高，最可几速率向速度较大的方向移动；
故；
[2]温度升高，分子热运动的平均动能增加，故平均速率增加．
【点睛】
温度是分子热运动平均动能的标志；气体的分子的运动的统计规律：中间多，两头少；即大多数的分子的速率是比较接近的，但不是说速率大的和速率小的就没有了，也是同时存在的，但是分子的个数要少很多．