1.3 分子运动速率分布规律 练习 （word版含答案）

分子运动速率分布规律练习
一、单选题
关于图中实验及现象的说法，正确的是(????)
A. 图甲说明薄板是非晶体
B. 图乙说明气体速率分布随温度变化且T1>T2
C. 图丙说明气体压强的大小既与分子动能有关也与分子的密集程度有关
D. 图丁说明水黾受到了浮力作用
关于气体热现象的微观解释，下列说法正确的是(????)
A. 密闭在容器中的气体，在某一时刻向各个方向运动的气体分子数目一定相等
B. 大量气体分子的速率有的大有的小，但是按“中间多，两头少”的规律分布
C. 气体压强的大小跟气体的质量和气体的种类有关
D. 当某一容器自由下落时，容器中气体的压强将变为零
决定气体压强大小的因素是(????)
A. 气体的体积和气体的密度
B. 气体的质量和气体的种类
C. 气体分子的数密度和气体的温度
D. 气体分子的质量和气体分子的速率
关于大量气体分子运动的特点，下列说法正确的是(????)
A. 气体分子的热运动速率分布没有规律
B. 气体分子沿各个方向运动的机会是不相等的
C. 气体分子的频繁碰撞致使气体分子的运动杂乱无章
D. 除相互碰撞或跟器壁碰撞外，气体分子几乎不运动
下列说法错误的是(????)
A. 自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的
B. 液体表面层内分子间的相互作用力表现为引力
C. 若一定质量的理想气体被压缩且吸收热量，则压强可能不变
D. 分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大
下列说法正确的是(????)
A. 温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度
B. 内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和
C. 气体压强仅与气体分子的平均动能有关
D. 气体膨胀对外做功且温度降低，分子的平均动能可能不变
如图所示，一定质量的理想气体由状态A变化到状态B再变化到状态C，其中状态A到状态B过程为等压变化过程，状态B到状态C过程为等容变化过程，A、C两个状态处在同一条双曲线上，则下列说法正确的是(????)
A. 状态A到状态B过程，气体放出热量
B. 状态A到状态B过程，气体对外做功，内能增加
C. 状态B到状态C过程，气体内能增加
D. 状态A到状态B，再到状态C过程，气体分子的平均动能先减小后增大
如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A。其中，A→B和C→D为等温过程，B→C和D→A为绝热过程(气体与外界无热量交换)。这就是著名的“卡诺循环”。关于该循环过程，下列说法正确的是(????)
A. A→B过程中，气体向外界放热
B. B→C过程中，气体分子的平均动能减小
C. C→D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数不变
D. D→A过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化
如图，一绝热容器被隔板K隔开成a，b两部分．已知a内有一定量的稀薄气体，b内为真空．抽开隔板K后，a内气体进入b，最终达到平衡状态．在此过程中(????)
A. 气体对外界做功，内能减少 B. 气体不做功，内能不变
C. 气体压强变小，温度降低 D. 气体压强不变，温度不变
．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>TIII>TI
C. TII>TI,TII>TIII
D. TI=TII=TIII
对分子的热运动，下列说法正确的是(????)
A. 分子的热运动就是布朗运动
B. 同种物质的分子热运动的激烈程度相同
C. 气体分子的热运动不一定比液体分子激烈
D. 物体运动的速度越大，其内部分子的热运动就越激烈
某气缸内封闭有一定质量的理想气体，从状态A 依次经过状态B,C和D 后再回到状态A ，其V?T图象如图所示，则在该循环过程中，下列说法正确的是(????)
A. 从B 到C 过程中，气体吸收热量
B. 从C 到D 过程中，气体的压强增大
C. 从D 到A 过程中，单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数减少
D. 若气体在从C 到D 过程中，内能增加，对外做功，则气体向外界放出热量
二、多选题
对于气体分子的运动，下列说法正确的是(????)
A. 气体分子的碰撞十分频繁，同一时刻，气体分子沿各个方向运动的概率相等
B. 气体分子的速率一般不相等，但速率很大和速率很小的分子数目相对较少
C. 气体分子做杂乱无章的运动，可能会出现某一时刻所有分子都朝同一方向运动的情况
D. 当气体温度升高时，每个分子的热运动速率都增大
对应四幅图，下列说法正确的有：
A. 根据分子间的作用力与距离的关系可知当分子间距r=r0时，分子势能最大
B. 根据某种气体分子速率分布图可判断T1>T2
C. 水的饱和汽压随温度的升高而增大，与饱和汽的体积无关
D. 根据某理想气体的p?T关系图可知此理想气体为等容变化
下列图象与实际不相符的是(????)
A.
B.
C.
D.
气闸舱是载人航天器中供航天员进入太空或由太空返回用的气密性装置，其原理图如图所示。座舱A与气闸舱B之间装有阀门K，座舱A中充满空气，气闸舱B内为真空。航天员从太空返回气闸舱时，打开阀门K，A中的气体进入B中，最终达到平衡。假设此过程中系统与外界没有热交换，舱内气体可视为理想气体。在此过程中(????)
A. 气体对外界做功，内能减少
B. 气体不做功，温度不变
C. 气体压强变小，气体分子的平均动能减少
D. 气体压强变小，气体分子单位时间对气缸壁单位面积碰撞的次数变少
下列说法正确的是(????)
A. 对于一定量的理想气体，保持压强不变，体积减小，那么它一定从外界吸热
B. 热量总是自发的从分子平均动能大的物体传递到分子平均动能小的物体
C. 一定质量的晶体在熔化过程中，其内能保持不变，分子势能增大
D. 当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大
E. 气体对容器压强的大小，是由气体分子的密集程度和气体分子平均动能共同决定的
三、填空题
某学生在水瓶中装入半瓶热水，盖紧瓶盖，一段时间后，该同学发现瓶盖变紧，其本质原因是单位时间内瓶盖受到瓶内气体分子的撞击次数______ (选填“增加”、“减少”或“不变”)，瓶内气体分子平均动能______ (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(1)如图甲，在斯特林循环的p?V图象中，一定质量理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，整个过程由两个等温和两个等容过程组成.B→C的过程中，单位体积中的气体分子数目_______(填“增大”“减小”或“不变”).状态A和状态D的气体分子热运动速率的统计分布图象如图乙，则状态A对应的是_____(填“①”或“②”)．
(2)如图甲，在A→B和D→A的过程中，气体放出的热量分别为4J和20J.在B→C和C→D的过程中，气体吸收的热量分别为20J和12J.求气体完成一次循环对外界所做的功_______J．
如p?V图所示，1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态，对应的温度分别是T1、T2、T3.用N1、N2、N3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数，则N1________N2，T1________T3，N2________N3.(填“大于”“小于”或“等于”)
一只汽车轮胎，充足气体时的体积是0.8m3，压强是5.7×105Pa。装在汽车上后(汽车静止)，受到车身的压力而发生形变，体积减小到0.76m3，这时轮胎内气体的压强为________Pa。每秒撞击单位面积器壁的气体分子数________(选填“增加”、“减小”或“不变”)。
答案和解析
1.【答案】C
【解答】
A.图甲说明薄板具有各向同性，多晶体和非晶体都具有各向同性，说明薄板可能是多晶体，也可能是非晶体，故A错误；?
B.图乙看出温度越高，各速率区间的分子数占总分子数的百分比的最大值向速度大的方向迁移，可知T2>T1，故B错误；?
C.如图丙可以说明，气体压强的大小既与分子动能有关，也与分子的密集程度有关，故C正确；?
D.水黾停在水面上的原因是水黾受到了水的表面张力的作用，故D错误。?
故选C。
2.【答案】B
3.【答案】C
4.【答案】C
5.【答案】C
【解答】
A、根据热力学第二定律，自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的，故A正确；
B、液体表面层内的分子之间距离大于r0，所以表面层内分子间的相互作用力表现为引力，故B正确；
C、一定质量的理想气体被压缩，则分子数密集程度增加，同时吸收热量，则温度升高，分子运动剧烈，从压强的微观角度分析可知，压强一定增大，故C错误；
D、当分子间距小于r0时，分子势能随着分子间距的增大，先减小后增大，故D正确。
本题选错误的，故选：C。
6.【答案】A
【解答】
A.温度是分子平均动能的标志，标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度，故A正确；
B.内能是物体中所有分子热运动所具有的动能和势能总和，故B错误；
C.气体压强由温度、体积决定，即与气体分子的平均动能和分子密集程度有关，故C错误；
D.气体膨胀对外做功且温度降低，则分子的平均动能减小，故D错误。
故选A。
7.【答案】B
【解答】
AB.从状态A→状态B的过程，气体发生等压变化，体积增大，根据盖?吕萨克定律得：VATA=VBTB，知温度升高，一定质量的理想气体内能由温度决定，因此气体内能增加，根据热力学第一定律ΔU=W+Q，由于体积增大，气体对外做功，所以气体吸收热量，故A错误，B正确；
C.从状态B→状态C的过程，气体发生等容变化，根据查理定律得：pBTB=pCTC，可知由于压强减小，温度降低，因此气体内能减小，故C错误；
D.温度是分子平均动能的标志，从状态A→状态B→状态C的过程，由于气体温度先升高后降低，因此气体分子的平均动能先增大后减小，故D错误。
故选B。
8.【答案】B
9.【答案】B
【解答】
AB．b室为真空，则a气体体积膨胀对外不做功，由热力学第一定律ΔU=W+Q知，在绝热时，气体的内能不变，故A错误，B正确；
CD.气体是稀薄气体，则只有动能，因此气体的温度不变，由pV=C知，气体的压强随着体积的增大而减小，故CD错误。
故选B。
10.【答案】B
【解答】温度越高分子热运动越激烈，分子运动激烈是指速率大的分子所占的比例大，III速率大的分子比例最大，温度最高，I小速率分子所占比例最大，温度最低，故 B正确。
故选B。
11.【答案】C
12.【答案】C
【解答】
A.从B到C过程气体发生等温变化，内能不变，体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律可知，气体放出热量，故A错误；
B.由pVT=C得，V=CpT，可知从C到D过程气体发生等压变化，故B错误；
C.从D到A过程中，气体的温度不变，则单个气体分子碰撞器壁的力不变，压强减小，则必然是单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数减少造成的，故C正确；
D.由，得Q=8kJ，气体从外界吸收热量，故D错误。
故选C。
13.【答案】AB
14.【答案】CD
【解答】
A.由分子间作用力与分子间距离的关系图象知，当分子间的距离r子势能随分子间距离增大而减小；当r>r0时分子力表现为引力，分子间的距离增大，分子力做负功，分子势能增加，分子势能随分子间的距离增大而增大，所以当分子间距r=r0时，分子势能最小，故A错误；
B.由图可知，温度为T2的气体中速率大，分子占据的比例较大，则说明其分子平均动能较大，故温度较高，即T2>T1，故 B错误；
C.水的饱和汽压与温度有关，随温度的升高而增大，与体积无关，故C正确；
D.根据理想气体状态方程得：pVT=C，整理得：p=CVT，根据某理想气体的p?T关系图可知，p与T成正比，说明体积是不变的，故D正确。
故选CD。
15.【答案】AD
【解答】
A.温度越高，则速率较大的分子所占的百分比越大，故A图象不符合实际，故A错误；
B.气体由状态A变化到B的过程中，pV先增大后减小，则气体的温度先升高后降低，故气体分子平均动能先增大后减小，故B正确；
C.当r=r0时分子力表现为零，分子引力和斥力都随分子间距离增大而减小，故C正确；
D.根据pT=C可知，气体的等容变化图象应该过热力学温度的零点，图象D是摄氏温度，故D错误。
故选AD。
16.【答案】BD
【解答】
A、座舱A中空气向真空舱B扩散，不用克服外力做功，有W=0，而这个过程中系统与外界没有热交换，有Q=0，根据热力学第一定律：△U=Q+W=0，即内能不变，故A错误。
B、W=0，即气体不做功，△U=0，即温度不变，故B正确。
C、温度是分子平均动能的标志，温度不变，分子的平均动能不变；根据理想气体状态方程pVT=C，温度不变，体积增大，则压强p减小，故C错误。
D、根据气体压强微观意义，气体压强与气体分子单位时间对气缸壁单位面积碰撞的次数、分子平均动能有关；因为分子平均动能不变，气体压强减小，所以气体分子单位时间对气缸壁单位面积碰撞的次数变少，故D正确。
故选BD。
17.【答案】BDE
【解答】
A、对于一定量的理想气体，如果压强不变，体积减小，则由理想气体状态方程可知，温度一定降低，内能减小，同时外界对气体做功，则由热力学第一定律可知，它一定向外界放热；故 A错误；
B、根据热力学第二定律可知，热量总是自发的从温度高的物体传递到温度低的物体；而温度是分子的平均动能的标志，所以热量总是自发的从分子平均动能大的物体传递到分子平均动能小的物体，故B正确；
C、晶体有固定的熔点，在熔化过程中，温度不变，分子的平均动能保持不变，吸收热量，内能增大，则知分子势能增大，故C错误；
D、当分子间距小于r0，分子力表现为斥力，随着分子间距的减小而增大，分子势能也随着分子间距的减小而增大，故D正确；
E、气体压强的大小跟气体分子的平均动能、分子的密集程度这两个因素有关，故E正确；
故选：BDE。
18.【答案】减小? 减小
【解析】解：在水瓶中装入半瓶热水，一段时间后，瓶内水温度降低，此时内部气体压强减小，瓶盖变紧，由于温度降低，分子的平均动能减小，分子运动平均速率降低，瓶内气体体积不变，气体分子数密度不变，则单位时间内瓶盖受到瓶内气体分子的次数也减小。
19.【答案】(1)不变；①；
(2)8。
结合热力学第一定律进行分析判断即可解决。
【解答】
(1)由图可知，图线BC与纵坐标平行，表示气体的体积不变，所以B→C的过程中，单位体积中的气体分子数目不变；
根据理想气体的状态方程：pVT=C可知，气体的温度越高，压强与体积的乘积pV值越大，所以由图可知TD>TA；
气体的分子的运动的统计规律：中间多，两头少；温度高，气体分子的平均速率增大，故因此状态A对应的是①。
(2)在气体完成一次循环后的内能与开始时是相等的，所以内能不变，即ΔU=0；
由图可知，A→B和D→A的过程中，气体放出的热量分别为4J和20J.在B→C和C→D的过程中气体吸收的热量分别为20J和12J，则吸收的热量Q=QAB+QBC+QCD+QDA=?4+20+12?20=8J。
由热力学第一定律得：ΔU=Q+W，所以W=?8J
所以气体完成一次循环对外做功是8J。
故答案为：(1)不变；①；(2)8。
20.【答案】大于? 等于? 大于
【解答】
解：由pV=nRT得：p1V1T1=p2V2T2，
由图示图线可知，在状态1气体压强大于状态2气体压强，两状态下气体体积相等；
即：V1=V2，p1=2p2，
故p1T1=p2T?2，解得：T1=2T2，即T1>T2，
由于分子密度相同，温度高，分子单位时间内撞击器壁单位面积的分子数就多，故N1>N2；
由于p1V1=p3V3；故T1=T3；
则T3>T2，又p2=p3，
状态2气体分子密度大，分子运动缓慢，单个分子平均作用力小，状态3气体分子密度小，分子运动剧烈，单个分子平均作用力大。故在状态2单位时间内撞击器壁单位面积的分子数大于状态3单位时间内撞击器壁单位面积的分子数，即N2大于N3；
故答案为：大于；等于；大于。
21.【答案】6×105，增加