四川省内江第六中学2019-2020学年高中物理教科版选修3-3：1.4统计规律 分子运动速率分布 课时作业（含解析）

1.4统计规律
分子运动速率分布
课时作业（含解析)
1．如图所示为大量氮气分子在甲、乙两种状态下的速率分布统计规律图，则下列说法正确的是(　　)
A．氮气在甲状态下的温度较高
B．甲状态做无规则运动平均速率较大，氮气分子较多
C．乙状态下氮气分子做无规则运动更剧烈
D．某时刻速率为1000m/s的分子在下一时刻的速率一定还是1000m/s
2．氧气分子在不同温度下的速率分布规律如图所示，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分比，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．两种状态氧气分子的平均动能相等
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
3．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
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．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
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．图中虚线对应于氧气分子平均动能较大的情形
B．图中实线对应于氧气分子在100
℃时的情形
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0～400
m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大
7．氧气分子在0℃和100℃温度下单位速率间隔的分子数占分子总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．图中虚线对应于氧分子平均动能较小的情形
B．图中实线对应于氧分子在0℃时的情形
C．图中曲线给出了任意速率区间的氧分子数目
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小
8．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随气体分子速率的变化如图中曲线所示。下列说法中正确的是______。
A．100℃时也有部分氧气分子速率大于900m/s
B．曲线反映100℃时氧气分子速率呈“中间多，两头少”的分布
C．在100℃时，部分氧气分子速率比较大，说明内部也有温度较高的区域
D．100℃时,400～500m/s的速率分子数比0～400m/s的速率分子数多
E.温度降低时，氧气分子单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比的最大值将向速率小的方向移动
9．一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
10．如图是氧气分子在不同温度（0和100）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分比，由图可知（　　）
A．同一温度下，氧气分子呈现出“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．温度越高，氧气分子热运动的平均速率越大
11．如图所示，图线1和2分别表示在温度和下的分子速率分布图线，则温度高低关系有_______（选填“>”“<”或“=”）．
12．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．
13．已知常温常压下CO2气体的密度为ρ，CO2的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则在该状态下容器内体积为V的CO2气体含有的分子数为____________．在3km的深海中，CO2浓缩成近似固体的硬胶体，此时若将CO2分子看做直径为d的球，则该容器内CO2气体全部变成硬胶体后体积约为_____________．
参考答案
1．C
【解析】
ABC．由不同温度下的分子速率分布曲线可知，分子数百分率呈现“中间多，两头少”统计规律，温度是分子平均动能的标志，温度高则分子速率大的占多数，所以乙状态下温度较高，分子无规则运动的平均速率较大，分子运动更剧烈，故AB错误，C正确；
D．由于分子运动无规则，故在下一时刻的速率无法确定，故D错误。
故选C。
2．A
【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，即氧气分子呈现“中间多，两头少”的分布规律，故A正确。
BC．随着温度的升高，氧气分子中速率大的分子所占的比例增大，从而使分子平均动能增大，则两种状态氧气分子的平均动能不相等，故BC错误；
D．由图可知，②中速率大分子占据的比例较大，则说明②对应的平均动能较大，故②对应的温度较高，故D错误。
故选A。
3．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。
4．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。
5．D
【解析】
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。
6．B
【解析】
AB．由图可以知道,具有最大比例的速率区间，
时对应的速率大，说明实线为的分布图像，对应的平均动能较大，故A错误；B正确；?
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，故C错误；
D．与
时相比，100
℃时氧气分子速率出现在0～400
m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较小，故D错误；
故选B．
点睛：温度是分子平均动能的标志,温度升高分子的平均动能增加,不同温度下相同速率的分子所占比例不同,要注意明确图象的意义是解题的关键.
7．AD
【解析】
AB．由图可以知道，实线对应的最大比例的速率区间内分子动能大，说明实验对应的温度大，故为100℃时的情形，对应的平均动能大；虚线对应的最大比例的速率区间内分子动能小，说明实验对应的温度小，故为0℃时的情形，对应的平均动能小；故A正确，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，故C错误；
D．由图可知，0～400
m/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，故D正确。
故选AD。
8．ABE
【解析】
A．100℃时也有部分氧气分子速率大于900m/s，选项A正确；
B．曲线反映100℃时氧气分子速率呈“中间多，两头少”的分布，选项B正确；
C．温度是平均动能的标志，100℃时，也有部分分子的速率较大，部分平均速率较小，但不是说明内部有温度较高的区域，选项C错误；
D．因图线与坐标轴围成的的面积表示该温度区间对应的分子数，则由图像可知100℃时，400～500m/s的速率分子数比0～400m/s的速率分子数少，选项D错误；
E．温度降低时，分子平均速率减小，则氧气分子单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比的最大值将向速率小的方向移动，选项E正确。
故选ABE。
9．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。
10．AD
【解析】
A．同一温度下，中等速率的氧气分子数所占的比例大，即呈现出“中间多，两头少”的分布规律，A正确；
BD．温度升高使得氧气分子的平均速率增大，不一定每一个氧气分子的速率都增大，B错误D正确；
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.
故选AD。
11．<
【解析】
[1]由不同温度下的分子速率分布曲线可知，分子数百分率呈现“中间多，两头少”统计规律，温度是分子平均动能的标志，温度高则分子速率大的占多数，所以有T1＜T2.
12．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．
13．
【解析】
试题分析：体积为V
的CO2气体质量m=ρV，则分子数．CO2浓缩成近似固体的硬胶体，分子个数不变，则该容器内CO2气体全部变成硬胶体后体积约为：
考点：阿伏伽德罗常数
【名师点睛】本题关键抓住二氧化碳气体变成固体后，分子数目不变．再根据质量与摩尔质量的关系求出分子数，即可求出固体二氧化碳的体积．