高效作业4 3 分子运动速率分布规律-【精彩三年】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第三册课程探究与巩固教师用书配套word（人教版）

高效作业4 [3　分子运动速率分布规律](见学生用书P79) [A级　新教材落实与巩固] 1．(多选)一定质量的气体，经压缩(温度恒定)，气体的压强增大，用分子动理论的观点分析，这是因为(　BD　) A．气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大 B．单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多 C．气体分子的总数增加 D．气体分子的数密度增大 【解析】 气体压缩且温度恒定，压强增大，体积减小，气体分子的总数不变，气体分子的数密度增大，则单位时间内单位面积器壁上受到气体分子的碰撞次数增多，但气体分子每次碰撞器壁的平均冲力不变，故B、D正确，A、C错误。 2．某种气体在两种不同温度下的气体分子速率分布曲线分别如图中实线和虚线所示，横坐标v表示分子速率，纵坐标表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，从图中可得(　B　) A．温度升高，曲线峰值向左移动 B．实线对应的气体温度较高 C．虚线对应的气体分子平均动能较大 D．图中两条曲线下面积不相等 【解析】 温度越高，速率大的分子所占百分比越大，故温度升高，曲线峰值向右移动，实线对应的气体温度较高，A错误，B正确；虚线对应的气体温度较低，分子平均动能较小，C错误；由图像的物理意义可知，图线下面积的值均等于1，D错误。 3．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)表示速率为v的区间内的分子数百分率，所对应的温度分别为TⅠ、TⅡ、TⅢ，则(　B　) A．TⅠ>TⅡ>TⅢ B．TⅢ>TⅡ>TⅠ C．TⅡ>TⅠ，TⅡ>TⅢ D．TⅠ＝TⅡ＝TⅢ 【解析】 温度越高，气体分子平均速率越大，由题图可以看出，大量分子的平均速率Ⅲ＞Ⅱ＞Ⅰ，因为是同种气体，则TⅢ＞TⅡ＞TⅠ，所以B正确，A、C、D错误。 4．气体的压强是由下列哪个因素造成的？(　B　) A．气体分子间的作用力 B．气体分子对器壁的碰撞力 C．气体分子对器壁的排斥力 D．气体分子对器壁的万有引力 【解析】 气体的压强是由气体分子对器壁的频繁碰撞造成的，与分子力无关，故B正确，A、C、D错误。 5．下列关于气体压强的理解错误的是(　A　) A．大气压强是由地球表面空气重力产生的，因此将开口瓶密闭后，瓶内气体脱离大气，它自身重力太小，会使瓶内气体压强远小于外界大气压强 B．气体压强是气体分子不断撞击器壁产生的 C．气体压强取决于单位体积内分子数和分子的平均动能 D．单位面积器壁受到气体分子的碰撞的平均压力在数值上就等于气体对器壁的压强 【解析】 大气压强是由地球表面空气重力产生的，而被密封在某种容器中的气体，其压强是大量的做无规则运动的气体分子对容器壁不断碰撞产生的，它的大小不是由被封闭气体的重力所决定的，而与温度和体积有关，若温度与体积不变，则气体压强等于外界大气压强，故A错误；密闭容器内的气体压强是大量气体分子频繁撞击器壁产生的，故B正确；气体压强取决于分子的密集程度和分子的平均动能，即单位体积内分子数和分子的平均动能，故C正确；根据公式p＝，可知单位面积器壁受到气体分子碰撞的平均压力在数值上等于气体压强的大小，故D正确。本题选择错误的，故选A。 6．下列说法正确的是(　C　) A．布朗运动是由微粒和液体分子发生化学反应引起的 B．某时刻某一气体分子向左运动，则下一时刻它一定向右运动 C．0 ℃和100 ℃时氧气分子的速率都呈现“中间多、两头少”的分布规律 D．以上说法均错误 【解析】 布朗运动是物理现象，没有发生化学反应，故A错误；分子运动是杂乱无章的，无法判断分子下一时刻的运动方向，故B错误；0 ℃和100 ℃时氧气分子的速率都呈现“中间多、两头少”的分布规律，故C正确，D错误。 7．一定质量气体的温度为某一确定值，则该气体(　A　) A．各速率区间的分子数占总分子数的比例稳定 B．各速率区间的分子数占总分子数的比例相等 C．所有分子的速率都相等 D．每个分子的速率不变化 【解析】 温度确定的理想气体处于动态平衡，每个分子的速率都可能会发生变化，但大量分子的运动在宏观上的表现是各速率区间的分子比例稳定，A正确，B、C、D错误。 8．(多选)下图所示是氧气在0 ℃和100 ℃两种情况下，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。由图可知(　BD　) A．虚线是氧气在100 ℃时的速率分布图 B．两条曲线与坐标轴围成的图形的面积相等 C．所有氧气分子在0 ℃时的速率小于100 ℃时的速率 D．同一温度下，气体分子速率分布总呈现“中间多、两头少”的特点 【解析】 温度升高时，峰值将向速率较大的方向移动，所以实线是氧气在100 ℃时的速率分布图，故A错误；两条曲线与坐标轴围成的图形的面积均为1，所以面积相等，故B正确；由图像可知，也有部分氧气分子在0 ℃时的速率大于100 ℃时的速率，故C错误；由图可知，同一温度下，气体分子速率分布总呈现“中间多、两头少”的特点，故D正确。 9．一定质量的气体体积不变，温度升高时，气体压强增大是由于(　A　) A．分子对器壁平均撞击力变大 B．气体分子数密度变大，分子对器壁排斥力变大 C．气体分子数密度变大，单位体积内分子的质量变大 D．单位体积内分子数变多，单位时间内对器壁的碰撞次数变多 【解析】 气体体积不变，气体分子数密度不变，单位体积内分子数不变，气体温度升高，分子平均动能增大，分子平均速率变大，根据动量定理，分子对器壁平均撞击力变大，A正确，B、C、D错误。 10．在一定温度下，当一定量气体的体积增大时，气体的压强减小，这是由于(　A　) A．单位体积内的分子数变少，单位时间内对单位面积器壁碰撞的次数减少 B．气体分子的密集程度变小，分子的速率也变小 C．每个分子对器壁的平均撞击力变小 D．气体分子的密集程度变小，分子势能变小 【解析】 气体温度不变，分子的平均速率不变，气体分子对器壁的平均撞击力不变，当气体的体积增大时，气体分子的密集程度减小，单位时间内对器壁的碰撞次数减少，从而导致单位时间内器壁单位面积上受到的压力变小，故气体产生的压强减小，A正确，B、C错误；气体分子间距离远大于分子直径，分子之间表现为引力，且几乎为0，气体的体积增大，分子间距离增大，如果考虑气体分子间的相互作用，分子力做负功，分子势能增大，D错误。 [B级　素养养成与评价] 11．负压病房是收治传染性极强的呼吸道疾病病人所用的医疗设施，可以大大减少医务人员被感染的机会，病房中气压小于外界环境的大气压。若负压病房的温度和外界温度相同，负压病房内的气体和外界环境中的气体都可以看成理想气体，则以下说法正确的是(　C　) A．负压病房内气体分子的平均速率小于外界环境中气体分子的平均速率 B．负压病房内每个气体分子的运动速率都小于外界环境中每个气体分子的运动速率 C．负压病房内单位体积内气体分子的个数小于外界环境中单位体积内气体分子的个数 D．相同面积下，负压病房内壁受到的气体压力等于外壁受到的气体压力 【解析】 负压病房的温度和外界温度相同，故负压病房内气体分子的平均速率等于外界环境中气体分子的平均速率，故A错误。负压病房内气体分子的平均运动速率与外界相等，故不可能负压病房内每个气体分子的运动速率都小于外界环境中每个气体分子的运动速率，故B错误。决定气体压强的微观因素：单位体积内气体分子数和气体分子的平均速率。气体分子平均速率相等，病房内气压小于外界环境的大气压，则负压病房内单位体积内气体分子的个数小于外界环境中单位体积内气体分子的个数，故C正确。压力F＝pS，内、外压强不相等，相同面积下，负压病房内壁受到的气体压力小于外壁受到的气体压力，故D错误。 12．(多选)下列说法中正确的是(　AD　) 　　　 　　　 A．图甲“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，测得油酸分子大小的数量级为10-10 m B．图乙为布朗运动实验的观测记录，图中记录的是某个微粒做布朗运动的运动轨迹图线 C．图丙为分子力F与分子间距r的关系图，分子间距从r0增大时，分子势能先增大后减小 D．图丁为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线②对应的分子平均速率较大 【解析】 题图甲“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，测得油酸分子大小的数量级为10-10 m，选项A正确；题图乙为布朗运动实验的观测记录，图中记录的是某个微粒做布朗运动每隔一定时间所到的位置连线，该图并不是某个微粒做布朗运动的运动轨迹图线，选项B错误；题图丙为分子力F与分子间距r的关系图，分子间距从r0增大时，分子力表现为引力，做负功，分子势能变大，选项C错误；题图丁为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线②中分子速率大的分子占比较大，故对应的分子平均速率较大，选项D正确。 13．如图所示，两个完全相同的圆柱形容器，甲中恰好装满水，容器乙密闭，其中充满空气，则下列说法中正确的是(　C　) 　　　 A．两容器中的压强都是由于分子撞击器壁而产生的 B．两容器中的压强都是由于所装物质的重力而产生的 C．甲容器中pA>pB，乙容器中pC＝pD D. 如果温度略有升高，pA、pB变大，pC、pD也要变大 【解析】 甲容器中压强产生的原因是液体受到重力的作用，而乙容器中压强产生的原因是气体分子撞击器壁，A、B错误；液体的压强p＝ρgh，hA>hB，可知pA>pB，而密闭容器中气体压强各处均相等，与位置无关，pC＝pD，C正确；温度略有升高时，pA、pB不变，而pC、pD增大，D错误。 14．一定量的氧气储存在密封容器中，在T1和T2温度下其分子速率分布的情况如下表所示，则T1__大于__(填“大于”“小于”或“等于”)T2。若约10%的氧气从容器中泄漏，泄漏前后容器内温度均为T1，则在泄漏后的容器中，速率处于400～500 m/s区间的氧气分子数占总分子数的百分比__等于__(填“大于”“小于”或“等于”)18.6%。 速率区间/(m·s-1) 各速率区间的分子数占总分子数的百分比/% 温度T1 温度T2 100以下 0.7 1.4 100～200 5.4 8.1 200～300 11.9 17.0 300～400 17.4 21.4 400～500 18.6 20.4 500～600 16.7 15.1 600～700 12.9 9.2 700～800 7.9 4.5 800～900 4.6 2.0 900以上 3.9 0.9 【解析】 分子速率分布与温度有关，温度升高，分子的平均速率增大，速率大的分子数所占比例增加，速率小的分子数所占比例减小，所以T1＞T2。泄漏前后容器内温度不变，则在泄漏后的容器中，速率处于400～500 m/s区间的氧气分子数占总分子数的百分比不变，仍为18.6%。 学科网（北京）股份有限公司 $$