1.3
一.分子运动速率的统计分布规律(共5小题)
1.如图,为一定质量的某种气体在某两个确定的温度下,其分子速率的分布情况。由图分析,下列说法错误的是( )
A.两种温度下的分子速率都呈“中间多、两头少”的分布
B.分子速率最大的分子数占的比例最大
C.图中的T1<T2
D.温度越高,分子热运动越剧烈
2.如图所示,氧气在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。下列说法中正确的是( )
A.甲为0℃时情况,速率大的分子比例比100℃时少
B.乙为0℃时情况,速率大的分子比例比100℃时少
C.甲为100℃时情况,速率小的分子比例比0℃时多
D.乙为100℃时情况,速率小的分子比例比0℃时多
3.对于某一温度下大量气体分子的无规则运动,下列说法中正确的是( )
A.所有分子的速率都相同
B.每个分子都有一个确定的速率
C.多数分子速率都在某个数值附近
D.我们可以掌握每个分子运动的全部信息
4.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TⅠ、TⅡ、TⅢ则( )
A.TⅠ>TⅡ>TⅢ
B.TⅢ>TⅡ>TⅠ
C.TⅡ>TⅠ,TⅡ>TⅢ
D.TⅠ=TⅡ=TⅢ
5.(5选3)通过实验手段可描绘出一定质量的气体,不同速率的分子数f随分子运动速率v的变化规律如图所示,则下列叙述正确的是( )
A.图线甲对应的温度比图线乙对应的温度低
B.图线甲对应的气体分子平均速率较小
C.图线甲对应的气体分子的平均动能比较大
D.图线甲对应的图线与横坐标轴围成的图形面积较小
E.图线甲对应的气体中有的分子的速率可能大于图线乙对应的气体中个别分子的速率
二.气体压强的微观意义(共2小题)
6.关于气体压强的微观解释,下列说法中正确的是( )
A.气体的温度降低,所有气体分子热运动的动能都会减小
B.在完全失重状态下,气体对其密闭容器的压强为零
C.气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的总压力
D.气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数,与单位体积内气体的分子数和气体温度有关
7.对于一定质量的理想气体,从微观的角度解释,下列说法中正确的是( )
A.在温度不变时,气体的体积增大,分子每次与器壁碰撞时冲量减小,气体压强减小
B.在压强不变时,气体温度升高,平均每个气体分子对器壁产生的冲量减小,减小单位面积上碰撞次数,使体积增大
C.在体积不变时,气体的温度升高,平均每个气体分子对器壁产生的冲量增大,碰撞次数增多,压强增大
D.在体积不变时,气体的温度升高,平均每个气体分子对器壁产生的冲量减小,压强增大
1.4
一.分子势能和分子动能、内能(共5小题)
1.如图所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上。两分子之间的相互作用力的合力F与两分子间距离x的关系如图中曲线所示,F>0表现为斥力,F<0表现为引力,a、b、c、d为x轴上四个特定的位置。现把乙分子从a处由静止释放,则( )
A.乙分子从a到b做加速运动,由b到c做减速运动
B.乙分子从a到c做加速运动,经过c点时速度最小
C.乙分子从a到c的过程中,两分子组成的系统的分子势能一直减少
D.乙分子从a到d的过程中,两分子组成的系统的分子势能一直减少
2.如图所示为分子势能与分子间距离的关系图象,下列判断错误的是( )
A.当r>r0时,r越小,则分子势能Ep越大
B.当r<r0时,r越小,则分子势能Ep越大
C.当r=r0时,分子势能Ep最小
D.当r=r0时,分子间作用力为零
3.下列说法中正确的是( )
A.物体的内能变化时,它的温度一定发生变化
B.气体的体积增大时,分子势能一定增大
C.分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小
D.用阿伏加德罗常数和某种气体的密度,就一定可以求出该种气体的分子质量
4.如图所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于r轴上距原点r3的位置。虚线分别表示分子间斥力F斥和引力F引的变化情况,实线表示分子间的斥力与引力的合力F合的变化情况。若把乙分子由静止释放,则乙分子( )
A.从r3到r2做加速运动,从r2到r1做减速运动
B.从r3到r1做加速运动,从r1向O做减速运动
C.从r3到
r1分子势能先减少后增加
D.从r3到
r1分子势能先增加后减少
5.根据分子动理论,物质分子之间的距离为r0时,分子所受的斥力和引力相等,以下关于分子力和分子势能的说法正确的是( )
A.两分子间的距离大于r0时,分子间的引力小于分子斥力
B.两分子间的距离小于r0时,分子间的引力大于分子斥力
C.两分子之间的距离等于r0时,两分子间的分子势能最小
D.两分子之间的距离等于r0时,两分子间的分子势能一定为零一.分子动能和分子势能、内能(共5小题)
1.如图所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上。两分子之间的相互作用力的合力F与两分子间距离x的关系如图中曲线所示,F>0表现为斥力,F<0表现为引力,a、b、c、d为x轴上四个特定的位置。现把乙分子从a处由静止释放,则( )
A.乙分子从a到b做加速运动,由b到c做减速运动
B.乙分子从a到c做加速运动,经过c点时速度最小
C.乙分子从a到c的过程中,两分子组成的系统的分子势能一直减少
D.乙分子从a到d的过程中,两分子组成的系统的分子势能一直减少
【分析】乙分子从a到c的过程中,分子力做正功,动能增大,分子势能减小;从c到d的过程中分子力做负功,动能减小,分子势能增大。
【解答】解:AB、乙分子从a到c分子力做正功,乙分子做加速运动,经过c点时速度最大,故AB错误;
C、乙分子从a到c的过程中,分子力做正功,两分子组成的系统的分子势能一直减少,故C正确;
D、乙分子从a到c的过程中,分子力做正功,分子势能减小。从c到d的过程中分子力做负功,分子势能增大,故D错误。
故选:C。
2.如图所示为分子势能与分子间距离的关系图象,下列判断错误的是( )
A.当r>r0时,r越小,则分子势能Ep越大
B.当r<r0时,r越小,则分子势能Ep越大
C.当r=r0时,分子势能Ep最小
D.当r=r0时,分子间作用力为零
【分析】本题考查了分子间的作用力与分子间距离关系图象,当r=r0时,分子力为零,分子势能最小,由图可知r1=r0,然后根据分子力与分子之间距离关系可以求解.
【解答】解:由图象可知:分子间距离为r0时分子势能最小,此时分子间的距离为平衡距离;
另外,结合分子力的关系可知,当r大于r0时,分子间的作用力表现为引力,当r小于r0时,分子间的作用力表现为斥力;
A、当r>r0时,r越小,分子引力做正功,则分子势能减小;故A错误;
B、当r<r0时,r越小,分子间为斥力,分子势能增大;故B正确;
C、由以上分析可知,当r等于r0时,分子势能最小,故C正确;
D、当r=r0时,分子间作用力为零;故D正确;
本题选错误的;故选:A。
3.下列说法中正确的是( )
A.物体的内能变化时,它的温度一定发生变化
B.气体的体积增大时,分子势能一定增大
C.分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小
D.用阿伏加德罗常数和某种气体的密度,就一定可以求出该种气体的分子质量
【分析】物体的内能取决于物体的分子动能、分子势能以及物质的量的多少;根据分子动理论的内容分析;根据阿伏加德罗常数与摩尔质量的关系分析。
【解答】解:A、物体中所有分子的热运动动能和分子势能的总和叫物体的内能.物体的内能与物体的温度、体积、还与物体的质量、摩尔质量有关,所以物体的内能变化时,它的温度不一定发生变化,故A错误;
B、气体分子间距离远大于平衡距离,气体分子之间的相互作用忽略不计,故气体的体积增大时,分子势能不变,故B错误;
C、根据分子力的特点可知,分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小,故C正确;
D、用阿伏加德罗常数和某种气体的密度,加气体的摩尔质量,才能求出该种气体的分子质量,故D错误。
故选:C。
34.如图所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于r轴上距原点r3的位置。虚线分别表示分子间斥力F斥和引力F引的变化情况,实线表示分子间的斥力与引力的合力F合的变化情况。若把乙分子由静止释放,则乙分子( )
A.从r3到r2做加速运动,从r2到r1做减速运动
B.从r3到r1做加速运动,从r1向O做减速运动
C.从r3到
r1分子势能先减少后增加
D.从r3到
r1分子势能先增加后减少
【分析】释放乙分子后,其仅受分子力作用,从r3到r1,分子力表现为引力,分子力一直做正功,分子一直做加速运动,从r1向O,分子力表现为斥力,分子力一直做负功,做减速运动;开始时分子力做正功;达以平衡位置后,分子力做负功,根据分子做功与分子势能的关系可得出分子势能的相应变化。
【解答】解:A、从r3到r2,分子力一直做正功,分子一直做加速运动,从r2到r1,分子力一直做正功,做加速运动,故A错误;
B、从r3到r1,分子力表现为引力,分子力一直做正功,分子一直做加速运动,从r1向O,分子力表现为斥力,分子力一直做负功,做减速运动,故B正确;
CD、从r3到r1,分子力表现为引力,分子力一直做正功,分子一直做加速运动,分子势能一直减小,故CD错误。
故选:B。
5.根据分子动理论,物质分子之间的距离为r0时,分子所受的斥力和引力相等,以下关于分子力和分子势能的说法正确的是( )
A.两分子间的距离大于r0时,分子间的引力小于分子斥力
B.两分子间的距离小于r0时,分子间的引力大于分子斥力
C.两分子之间的距离等于r0时,两分子间的分子势能最小
D.两分子之间的距离等于r0时,两分子间的分子势能一定为零
【分析】分子间同时存在引力和斥力,随着分子距离的增大而减小,斥力变化比引力快,当分子间距离r>r0,分子力表现为引力;当分子间距离相反r<r0,分子力表现为斥力;可以根据分子力做功判断分子势能的变化,分子力做正功,分子势能减小,分子力做负功,分子势能增加。
【解答】解:A、随着距离的增大,分子引力和斥力都减小,但斥力减小快,当分子间距离r>r0,分子力表现为引力,分子引力大于分子斥力,故A错误;
B、当分子间距离相反r<r0,分子力表现为斥力,分子间的引力小于分子斥力,故B错误;
C、当分子间距离r>r0,分子力表现为引力,当r减小时,分子力做正功,分子势能减小;当r<r0,分子力表现为斥力,分子间距离越小时,分子力做负功,分子势能增大,故可知当分子间距离为r0时,分子具有最小势能,故C正确;
D、因为分子势能的大小与零势能的选取有关,所以两分子之间的距离等于r0时,两分子间的分子势能最小,但是不一定为零,故D错误。
故选:C。一.分子运动速率的统计分布规律(共5小题)
1.如图,为一定质量的某种气体在某两个确定的温度下,其分子速率的分布情况。由图分析,下列说法错误的是( )
A.两种温度下的分子速率都呈“中间多、两头少”的分布
B.分子速率最大的分子数占的比例最大
C.图中的T1<T2
D.温度越高,分子热运动越剧烈
【分析】解答本题的关键是结合不同温度下的分子速率分布曲线理解温度是分子平均动能的标志的含义。
【解答】解:A、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,故A正确;
B、由图可知,中等速率的分子数占的比例最大,故B错误;
C、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.故C正确;
D、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,可知温度越高,分子的热运动越剧烈,故D正确;
因选错误的
故选:B。
2.如图所示,氧气在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。下列说法中正确的是( )
A.甲为0℃时情况,速率大的分子比例比100℃时少
B.乙为0℃时情况,速率大的分子比例比100℃时少
C.甲为100℃时情况,速率小的分子比例比0℃时多
D.乙为100℃时情况,速率小的分子比例比0℃时多
【分析】气体中的大多数分子的速率都接近某个数值,与这个数值相差越多,分子数越少,表现出“中间多,两头少”的分布规律。当温度升高时,分子最多的速率区间移向速度大的地方,速率小的分子数减小,速率大的分子数增加,分子的平均动能增大,总体上仍然表现出“中间多,两头少”的分布规律,气体分子速率分布规律也是一种统计规律。
【解答】解:A、甲为0℃时情况,速率大的分子比例比100℃时少。故A正确;
B、乙为100℃时情况,速率大的分子比例比100℃时多。故B错误;
C、甲为0℃时情况,速率小的分子比例比0℃时多。故C错误;
D、乙为100℃时情况,速率小的分子比例比0℃时少。故D错误;
故选:A。
3.对于某一温度下大量气体分子的无规则运动,下列说法中正确的是( )
A.所有分子的速率都相同
B.每个分子都有一个确定的速率
C.多数分子速率都在某个数值附近
D.我们可以掌握每个分子运动的全部信息
【分析】明确分子热运动的基本规律,知道分子在相同温度下大部分分子的速率在某一值附近,但有部分分子速率很大或很小,我们采用的统计规律来分析分子运动。
【解答】解:A、分子动理论是统计规律,相同温度下并不是所有分子的速率均相同;故A错误;
B、分子的速率并不是确定不变的,而是不断变化的;
故B错误;
C、多数分子的速率都在某个数值附过,少数分子可能速率很大,也有部分分子速率很小;故C正确;
D、我们无法掌握每个分子运动的信息,只能得出大量分子的统计信息,故D错误;
故选:C。
4.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TⅠ、TⅡ、TⅢ则( )
A.TⅠ>TⅡ>TⅢ
B.TⅢ>TⅡ>TⅠ
C.TⅡ>TⅠ,TⅡ>TⅢ
D.TⅠ=TⅡ=TⅢ
【分析】温度是分子的平均动能的标志,大量的分子的速率的分布规律,满足麦克斯韦分布的规律。
【解答】解:根据麦克斯韦关于分子的分布规律,气体的温度越高,速率大的分子所占的比例越大。所以Ⅰ的温度最高,Ⅲ的温度最低。故A正确。
故选:A。
5.通过实验手段可描绘出一定质量的气体,不同速率的分子数f随分子运动速率v的变化规律如图所示,则下列叙述正确的是( )
A.图线甲对应的温度比图线乙对应的温度低
B.图线甲对应的气体分子平均速率较小
C.图线甲对应的气体分子的平均动能比较大
D.图线甲对应的图线与横坐标轴围成的图形面积较小
E.图线甲对应的气体中有的分子的速率可能大于图线乙对应的气体中个别分子的速率
【分析】解答本题的关键是结合不同温度下的分子速率分布曲线理解温度是分子平均动能的标志的含义。
【解答】解:ABC、温度是分子平均动能的标志,由图知气体在状态甲时分子平均速率较小,分子的平均动能比较小,则知气体在状态甲时温度较低,故AB正确,C错误;
D、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D错误;
E、如果所示,图线甲对应的气体中有的分子的速率可能大于图线乙对应的气体中个别分子的速率,故E正确;
故选:ABE。
二.气体压强的微观意义(共2小题)
6.关于气体压强的微观解释,下列说法中正确的是( )
A.气体的温度降低,所有气体分子热运动的动能都会减小
B.在完全失重状态下,气体对其密闭容器的压强为零
C.气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的总压力
D.气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数,与单位体积内气体的分子数和气体温度有关
【分析】A、温度是分子平均动能的标志,气体分子做无规则运动,任何温度下都有速度快的也有速度慢的,可判断;
B、根据气体压强的微观本质,在完全失重状态下,依然存在碰撞,可解;
C、根据气体对器壁的压强是大量气体分子单位时间作用在器壁上单位面积上的压力,可解;
D、根据气体压强的微观本质,体积越小,分子越密集,单位体积内气体的分子数越多,温度越高,分子平均动能越大,平均速率越快,气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数越多,可解;
【解答】解:A、气体的温度降低,分子的平均动能减少,但气体分子做无规则运动,任何温度下都有速度快的也有速度慢的,故A错误;
B、根据气体压强的微观本质,在完全失重状态下,依然存在碰撞,依然产生气体压强,故B错误;
C、气体对器壁的压强是大量气体分子单位时间作用在器壁上单位面积上的压力,故C错误;
D、体积越小,分子越密集,单位体积内气体的分子数越多,温度越高,分子平均动能越大,平均速率越快,气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数越多,故D正确;
故选:D。
7.对于一定质量的理想气体,从微观的角度解释,下列说法中正确的是( )
A.在温度不变时,气体的体积增大,分子每次与器壁碰撞时冲量减小,气体压强减小
B.在压强不变时,气体温度升高,平均每个气体分子对器壁产生的冲量减小,减小单位面积上碰撞次数,使体积增大
C.在体积不变时,气体的温度升高,平均每个气体分子对器壁产生的冲量增大,碰撞次数增多,压强增大
D.在体积不变时,气体的温度升高,平均每个气体分子对器壁产生的冲量减小,压强增大
【分析】气体压强的产生:大量做无规则热运动的分子对器壁频繁、持续地碰撞产生了气体的压强.单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的,但是大量分子频繁地碰撞器壁,就对器壁产生持续、均匀的压力.所以从分子动理论的观点来看,气体的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力;决定气体压强大小的微观因素:气体分子的数密度和平均动能.
【解答】解:A、在温度不变时,气体的体积增大,分子的平均动能不变,分子数密度减小,故单个分子每次与器壁碰撞时平均冲量不变,故A错误;
B、在压强不变时,气体温度升高,分子的平均动能增加,分子数密度减小,故单个分子每次与器壁碰撞时平均冲量增加,故B错误;
C、在体积不变时,气体的温度升高,分子的平均动能增加,分子数密度不变,故单个分子每次与器壁碰撞时平均冲量增加,碰撞次数增多,压强增大,故C正确;
D、在体积不变时,气体的温度升高,分子的平均动能增加,分子数密度不变,故单个分子每次与器壁碰撞时平均冲量增加,故D错误;
故选:C。