1.4分子运动速率分布规律-2024-2025学年高二物理下学期同步培优练（人教版2019选择性必修第三册）

1.4 分子运动速率分布规律 一、气体分子热运动特点 1．大量气体分子运动的特点是（ ） A．分子除相互碰撞或跟容器壁碰撞外，可在空间里自由移动 B．分子的频繁碰撞致使它做杂乱无章的热运动 C．分子沿各方向运动的机会均不相等 D．分子的速率分布毫无规律 2．密闭在钢瓶中的理想气体，温度升高时压强增大，该气体在温度T1、T2时的分子速率分布图像如图所示，则T1（　　）T2。 A．大于 B．等于 C．小于 D．无法比较 3．（23-24高二下·全国·课后作业）利用分子动理论对下列相关物理现象的解释正确的是（　　） A．高压下油会透过钢壁渗出，说明分子是不停运动着的 B．水和酒精混合后总体积减小，说明分子间有空隙 C．存放过煤的混凝土地面下一定深度内有黑色颗粒，说明煤分子在做无规则的热运动 D．在一杯热水中放几粒盐，整杯水很快会变咸，这是盐分子在高温下无规则运动加剧的结果 二、气体分子速率分布图像 4．（23-24高二下·陕西咸阳·阶段练习）如图所示为氧气分子在不同温度下的分子速率分布规律图像，图中实线1、2对应的温度分别为、。下列说法正确的是（　　） A．氧气所处状态由曲线1变化为曲线2时，每个分子的速率均变大 B．、温度下，某一速率区间的分子数占比可能相同 C．将、温度下的氧气混合后，对应的分子速率分布规律曲线可能是图中的虚线 D．将、温度下的氧气混合后，对应的分子速率分布规律曲线下方的面积为曲线1和曲线2下方的面积之和 5．（24-25高二下·全国·课后作业）某地某天的气温变化趋势如图甲所示，细颗粒物（PM2.5等）的污染程度为中度，出现了大范围的雾霾。在11：00和14：00的空气分子速率分布曲线如图乙所示，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。下列说法正确的是（    ） A．细颗粒物在大气中的漂移是布朗运动 B．9：00时的空气分子平均速率比10：00时的大 C．图乙中实线表示14：00时的空气分子速率分布曲线 D．单位时间内空气分子对细颗粒物的平均撞击次数，14：00时比12：00时多 6．（24-25高三上·江苏南京·期中）下图是在高中物理中出现的几个相似的曲线，下列说法正确的是（　　） A．甲图为某一单摆的共振曲线，若增大摆长，共振曲线的峰值向右偏移 B．乙图为某一纯电阻电路中电源的输出功率随外电阻的变化，由图可知该电源的电动势为2V C．丙图为某气体在和温度下各速率区间的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化，图中实线对应氧气分子在时的情形 D．丁图为黑体辐射强度与波长的关系图像，其中 7．（2023高二下·河南安阳·竞赛）体积恒定时，一定量理想气体的温度升高，其分子的（　　） A．平均碰撞次数将增大 B．平均碰撞次数将减小 C．平均自由程将增大 D．平均自由程将减小 8．对一定质量的气体，通过一定的方法得到了分子数目f与速率v的两条关系图线，如图所示，下列说法正确的是（   ） A．曲线Ⅱ对应的气体温度较高 B．曲线Ⅱ对应的气体分子平均速率较大 C．曲线Ⅱ对应的气体分子平均速度较大 D．曲线Ⅱ对应的图线与横坐标轴所围面积较大 E．曲线Ⅱ对应的气体个别分子的速率有可能比曲线Ⅰ对应的气体有些分子速率大 9．（23-24高二下·浙江·强基计划）假想的气体分子，其速率分布如图所示，横坐标表示速率，纵坐标表示单位速率区间内出现的分子数。已知常量，当时分子数为零。则（　　） A．总分子数 B．分子在到区间出现的概率为 C．分子的平均速率 D．在区间内，分子出现的概率为1 E．区间内与区间内的分子平均速率相等 （23-24高二下·上海·期中）2022年4月16日，神舟十三号顺利返回地球。为了能更安全着陆，返回舱的底盘安装了4台电磁缓冲装置。电磁缓冲装置的主要部件有两部分∶① 缓冲滑块，外部由高强度绝缘材料制成，其内部边缘绕有闭合单匝矩形线圈 abcd；② 返回舱，包括绝缘光滑缓冲轨道MN、PQ，缓冲轨道内存在稳定匀强磁场，方向垂直于整个缓冲轨道平面。当缓冲滑块接触地面时，滑块立即停止运动，此后线圈与返回舱中的磁场相互作用，直至达到软着陆要求的速度，从而实现缓冲。现已知缓冲滑块竖直向下撞向地面时，返回舱的速度大小为v0，4台电磁缓冲装置结构相同，如图为其中一台缓冲装置的结构简图，线圈的电阻为R，ab边长为L，返回舱质量为m，磁感应强度大小为B，重力加速度为g，一切摩擦阻力不计。 10．返回舱进入大气层后会有较强的超低频振动，人体的共振曲线如图所示，则人体的固有频率为 ，若返回舱的振动频率在f附近，则人体会发生 ，对人体造成较大危害。 11．飞船进入大气后，由于与空气剧烈的摩擦，舱内空气温度会有所升高，能正确描述舱内气体分子速率分布规律的是（　　） A．B．C．D． 12．返回舱下降过程中ab杆两端 端的电势高（选填“A．a”或“B．b”），ab两端电势差为 。 13．（1）缓冲滑块着地时，求返回舱的加速度a。 （2）假设缓冲轨道足够长，线圈足够高，试分析返回舱的运动情况及最终软着陆的速度v。请给出必要的说明。 （3）若返回舱的速度大小从v0减到v的过程中，返回舱下降了高度h，求该过程的时间t和每台电磁缓冲装置中产生的焦耳热Q。（结果保留v）。 三、气体压强微观意义 14．（23-24高二下·安徽马鞍山·阶段练习）2024年4月30日，中科院研发的国际首套300兆瓦压缩空气储能国家示范电站首次并网发电成功，其核心是压缩空气实现储能的装置——蓄冷蓄热罐，假设蓄冷蓄热罐在工作过程中，内部为质量不变的理想气体，其图像如图。以下说法中正确的是（　　） A．由状态到状态的过程中气体体积减小 B．由状态到状态的过程中气体分子平均动能不变 C．由状态到状态的过程中气体密度减小 D．由状态到状态的过程中气体单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数增大 15．（24-25高三上·安徽浙江·阶段练习）如图所示，用一个活塞把一部分空气密封在开口竖直向上、导热良好的气缸内。打开阀门放出一些空气后，重新达到平衡状态。环境温度不变，气缸内壁光滑。与原来的状态相比（  ） A．分子的平均动能减小 B．单位体积内分子个数变少 C．单位时间内撞击在活塞上的分子个数不变 D．小速率区间的分子数占总分子数的百分比增大 16．关于气体热现象的微观解释，下列说法中正确的是（） 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大有小，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分子的平均动能、分子的密集程度这两个因素有关 D．一定质量的理想气体，温度不变，体积减小时，气体的内能一定增大 17．以下说法正确的是（　　） A．当两个分子间的距离为r0（平衡位置）时，分子势能最小且为零 B．布朗运动反映了花粉小颗粒内部分子的无规则运动 C．一定量的气体，在体积不变时，单位时间分子平均碰撞器壁的次数随着温度降低而减小 D．液晶的光学性质不随温度、电磁作用变化而改变 18．如图所示为一定质量的理想气体的压强随体积变化的图象，其中AB段为双曲线，则下列有关说法正确的是（  ） A．过程①中气体分子的平均动能不变 B．过程②中气体分子单位时间内对容器壁的碰撞次数减小 C．过程②中气体分子的平均动能减小 D．过程③中气体分子对容器壁的碰撞次数增大 E．过程③中气体的内能不变 19．有甲、乙、丙、丁、戊五瓶氢气。甲的体积为，质量为，温度为，压强为。下列说法中正确的是（　　） A．若乙的质量、温度和甲相同，体积大于，则乙的压强一定大于 B．若丙的体积、质量和甲相同，温度高于，则丙的压强一定大于 C．若丁的质量和甲相同，体积大于、温度高于，则丁的压强一定大于 D．若戊的体积和甲相同，质量大于、温度高于，则戊的压强一定大于 20．正方体密闭容器中有一定质量的某种气体，单位体积内气体分子数n为恒量。为简化问题，我们假定：气体分子大小可以忽略；其速率相同，分子动能均为，分子与器壁各面碰撞的机会均等；与器壁碰撞前后瞬间，气体分子速度方向都与器壁垂直，且速率不变。则气体对容器壁的压强为（　　） A． B． C． D． 21．（23-24高二下·辽宁·阶段练习）一位质量为60kg的同学为了表演“轻功”，他用打气筒给4只相同的气球充以相等质量的空气（可视为理想气体），然后将这4只气球以相同的方式放在水平放置的木板上，并在气球的上方放置一轻质塑料板，如图所示。 (1)关于气球内气体的压强，下列说法正确的是（　　） A．大于大气压强 B．是由于气体重力而产生的 C．是由于气体分子之间的斥力而产生的 D．是由于大量气体分子的碰撞而产生的 (2)在这位同学慢慢站上轻质塑料板中间位置的过程中，球内气体温度可视为不变。下列说法正确的是（　　） A．球内气体体积变大 B．球内气体体积变小 C．球内气体内能变大 D．球内气体内能不变 (3)为了估算气球内气体的压强，这位同学在气球的外表面涂上颜料，在轻质塑料板面向气球一侧表面贴上格子边长为2.0cm的方格纸。表演结束后，留下气球与方格纸接触部分的“印迹”如图所示。若表演时大气压强为1.013×105Pa，g取10m/s2，则气球内气体的压强为 （结果保留4位有效数字）Pa。气球在没有贴方格纸的下层木板上也会留下“印迹”，这一“印迹”面积与方格纸上留下的“印迹”面积存在什么关系： 。 22．（23-24高二下·北京通州·期末）对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质。正方体密闭容器中有大量气体分子，每个分子质量为m，单位体积内分子数量n为恒量。为简化问题，我们假定：分子大小可以忽略；其速率均为v，且与容器壁各面碰撞的机会均等；与器壁碰撞前后瞬间，分子速度方向都与器壁垂直，且速率不变。 （1）求一个气体分子与器壁碰撞一次，受到的器壁的冲量大小； （2）大量气体分子对容器壁持续频繁地撞击就形成了气体的压强。利用所学力学知识，导出气体压强p与m、n和v的关系。 （3）对于一定的气体来说，我们通常用气体所占的体积、压强、温度等物理量作为气体的状态参量。 a．若一定质量的某种理想气体在初态时的压强、体积和温度分别为、和，先后经过等温和等容变化过程到末状态时，压强、体积和温度分别为、和。试根据一定质量的理想气体等温变化的玻意耳定律（）和等容变化的查理定律（），证明：。（式中、或均表示常量） b．查阅文献可知上述证明结果中的常量，其中N为气体分子总数，k为常数。请分析说明：温度是分子平均动能大小的标志，即（其中a为常数） 试卷第1页，共3页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 1.4 分子运动速率分布规律 一、气体分子热运动特点 1．大量气体分子运动的特点是（ ） A．分子除相互碰撞或跟容器壁碰撞外，可在空间里自由移动 B．分子的频繁碰撞致使它做杂乱无章的热运动 C．分子沿各方向运动的机会均不相等 D．分子的速率分布毫无规律 【答案】AB 【详解】气体分子除碰撞外可以认为是在空间自由移动的，因气体分子沿各方向运动的机会相等，碰撞使它做无规则运动，但气体分子速率按“中间多，两头少”的规律分布。 故选AB。 2．密闭在钢瓶中的理想气体，温度升高时压强增大，该气体在温度T1、T2时的分子速率分布图像如图所示，则T1（　　）T2。 A．大于 B．等于 C．小于 D．无法比较 【答案】C 【详解】密闭在钢瓶中的理想气体，温度升高时，分子的平均动能增大，温度升高时，速率大的分子数占总分子数的百分比较大，所以T1小于T2，则C正确；ABD错误； 故选C。 3．（23-24高二下·全国·课后作业）利用分子动理论对下列相关物理现象的解释正确的是（　　） A．高压下油会透过钢壁渗出，说明分子是不停运动着的 B．水和酒精混合后总体积减小，说明分子间有空隙 C．存放过煤的混凝土地面下一定深度内有黑色颗粒，说明煤分子在做无规则的热运动 D．在一杯热水中放几粒盐，整杯水很快会变咸，这是盐分子在高温下无规则运动加剧的结果 【答案】BCD 【详解】A．高压作用下油会透过钢壁渗出，说明分子间有间隙，油分子可以从铁原子间隙穿过，故A错误； B．水和酒精混合后总体积减小，说明分子间有空隙，故B正确； C．存放过煤的混凝土地面下一定深度内有黑色颗粒，此现象属于扩散现象，说明煤分子在做无规则的热运动，故C正确； D．在一杯热水中放几粒盐，整杯水很快会变咸，这是盐分子在高温下无规则运动加剧的结果，故D正确。 故选BCD。 二、气体分子速率分布图像 4．（23-24高二下·陕西咸阳·阶段练习）如图所示为氧气分子在不同温度下的分子速率分布规律图像，图中实线1、2对应的温度分别为、。下列说法正确的是（　　） A．氧气所处状态由曲线1变化为曲线2时，每个分子的速率均变大 B．、温度下，某一速率区间的分子数占比可能相同 C．将、温度下的氧气混合后，对应的分子速率分布规律曲线可能是图中的虚线 D．将、温度下的氧气混合后，对应的分子速率分布规律曲线下方的面积为曲线1和曲线2下方的面积之和 【答案】B 【详解】A．温度越高，分子热运动越剧烈，速率大的分子所占的比例大，由图可知曲线2速率大的分子所占的比例比曲线1速率大的分子所占的比例大，故温度高于温度，温度是分子平均动能的标志，所以曲线2对应的氧气分子平均速率较大，但并不是所有的氧气分子速率都比曲线1对应的氧气分子速率大，故A错误； B．、温度下，实线1、2相交于一点，即该速率区间的分子数占比相同，故B正确； C．将、温度下的氧气混合后，温度不会比的温度更低，故对应的分子速率分布规律曲线不可能是图中的虚线，故C错误； D．曲线1和曲线2下方的面积相等，都等于1，将、温度下的氧气混合后，对应的分子速率分布规律曲线下方的面积也等于1，故D错误。 故选B。 5．（24-25高二下·全国·课后作业）某地某天的气温变化趋势如图甲所示，细颗粒物（PM2.5等）的污染程度为中度，出现了大范围的雾霾。在11：00和14：00的空气分子速率分布曲线如图乙所示，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。下列说法正确的是（    ） A．细颗粒物在大气中的漂移是布朗运动 B．9：00时的空气分子平均速率比10：00时的大 C．图乙中实线表示14：00时的空气分子速率分布曲线 D．单位时间内空气分子对细颗粒物的平均撞击次数，14：00时比12：00时多 【答案】BCD 【详解】A．细颗粒物在大气中的漂移是因为气流的作用，不属于布朗运动，故A错误； B．由题图甲可知，9：00时的气温高于10：00时的气温，所以9：00时的空气分子平均速率比10：00时的大，故B正确； C．由题图乙可知实线对应的速率大的分子占的比例大，对应的气体分子温度较高，所以题图乙中实线表示14：00时的空气分子速率分布曲线，故C正确； D．14：00时的气温高于12：00时的气温，空气分子的平均速率较大，单位时间内空气分子对细颗粒物的平均撞击次数较多，故D正确。 故选BCD。 6．（24-25高三上·江苏南京·期中）下图是在高中物理中出现的几个相似的曲线，下列说法正确的是（　　） A．甲图为某一单摆的共振曲线，若增大摆长，共振曲线的峰值向右偏移 B．乙图为某一纯电阻电路中电源的输出功率随外电阻的变化，由图可知该电源的电动势为2V C．丙图为某气体在和温度下各速率区间的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化，图中实线对应氧气分子在时的情形 D．丁图为黑体辐射强度与波长的关系图像，其中 【答案】B 【详解】A．根据单摆周期公式可知增大摆长，则单摆的固有周期增大，固有频率减小，则共振曲线的峰值向左偏移，故A错误； B．电源输出功率 可知当时，电源输出功率最大，最大输出功率为 代入图中数据可得 故B正确； C．由图可知实线对应的氧气分子速率大的分子所占的百分比大，可知图中实线对应氧气分子在时的情形，故C错误； D．因随温度的升高黑体的辐射强度的最大值向波长较短的方向移动，可知黑体辐射强度与波长的关系图像中，T1 > T2，故D错误。 故选B。 7．（2023高二下·河南安阳·竞赛）体积恒定时，一定量理想气体的温度升高，其分子的（　　） A．平均碰撞次数将增大 B．平均碰撞次数将减小 C．平均自由程将增大 D．平均自由程将减小 【答案】A 【详解】CD．分子的平均自由程为 由题意知，体积恒定不变，一定量理想气体质量不变，分子数密度n不变，分子的平均自由程不变，CD错误； AB．分子的平均碰撞次数与平均自由程的关系为 当温度升高，分子的平均速率增大，即分子的平均碰撞次数增大，A正确，B错误。 故选A。 8．对一定质量的气体，通过一定的方法得到了分子数目f与速率v的两条关系图线，如图所示，下列说法正确的是（   ） A．曲线Ⅱ对应的气体温度较高 B．曲线Ⅱ对应的气体分子平均速率较大 C．曲线Ⅱ对应的气体分子平均速度较大 D．曲线Ⅱ对应的图线与横坐标轴所围面积较大 E．曲线Ⅱ对应的气体个别分子的速率有可能比曲线Ⅰ对应的气体有些分子速率大 【答案】ABE 【详解】AB．温度增大时，分子平均速率增大，即分子速率较大的分子占比增大，由图知气体在状态Ⅰ时分子平均速率较小，曲线II对应的气体分子平均速率较大，则知气体在状态II时温度较高，故AB正确； C．因为气体分子做无规则运动，方向都不相同，故无法求出分子的平均速度。故C错误； D．由题图可知，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图线与横轴所围面积都应该等于1，即相等，故D错误； E．分子动理论为统计规律，所以曲线II对应的气体个别分子的速率有可能比曲线Ⅰ对应的气体有些分子速率大，故E正确。 故选ABE。 9．（23-24高二下·浙江·强基计划）假想的气体分子，其速率分布如图所示，横坐标表示速率，纵坐标表示单位速率区间内出现的分子数。已知常量，当时分子数为零。则（　　） A．总分子数 B．分子在到区间出现的概率为 C．分子的平均速率 D．在区间内，分子出现的概率为1 E．区间内与区间内的分子平均速率相等 【答案】AD 【详解】A．总分子数 故A正确； B．分子在到区间出现的概率为 故B错误； C．根据分布的曲线的对称性可知，分子的平均速率，故C错误； D．当时分子数为零，则在区间内，分子出现的概率为1，故D正确； E．区间内分子平均速率为，而区间内的分子平均速率为，故E错误。 故选AD。 （23-24高二下·上海·期中）2022年4月16日，神舟十三号顺利返回地球。为了能更安全着陆，返回舱的底盘安装了4台电磁缓冲装置。电磁缓冲装置的主要部件有两部分∶① 缓冲滑块，外部由高强度绝缘材料制成，其内部边缘绕有闭合单匝矩形线圈 abcd；② 返回舱，包括绝缘光滑缓冲轨道MN、PQ，缓冲轨道内存在稳定匀强磁场，方向垂直于整个缓冲轨道平面。当缓冲滑块接触地面时，滑块立即停止运动，此后线圈与返回舱中的磁场相互作用，直至达到软着陆要求的速度，从而实现缓冲。现已知缓冲滑块竖直向下撞向地面时，返回舱的速度大小为v0，4台电磁缓冲装置结构相同，如图为其中一台缓冲装置的结构简图，线圈的电阻为R，ab边长为L，返回舱质量为m，磁感应强度大小为B，重力加速度为g，一切摩擦阻力不计。 10．返回舱进入大气层后会有较强的超低频振动，人体的共振曲线如图所示，则人体的固有频率为 ，若返回舱的振动频率在f附近，则人体会发生 ，对人体造成较大危害。 11．飞船进入大气后，由于与空气剧烈的摩擦，舱内空气温度会有所升高，能正确描述舱内气体分子速率分布规律的是（　　） A． B． C． D． 12．返回舱下降过程中ab杆两端 端的电势高（选填“A．a”或“B．b”），ab两端电势差为 。 13．（1）缓冲滑块着地时，求返回舱的加速度a。 （2）假设缓冲轨道足够长，线圈足够高，试分析返回舱的运动情况及最终软着陆的速度v。请给出必要的说明。 （3）若返回舱的速度大小从v0减到v的过程中，返回舱下降了高度h，求该过程的时间t和每台电磁缓冲装置中产生的焦耳热Q。（结果保留v）。 【答案】10． f 共振 11．A 12． A 13．（1）；（2）；（3）； 【解析】10．[1][2]若返回舱的振动频率在f附近，则人体会发生共振，此时返回舱的振动频率与人体的固有频率相同，则人体的固有频率为f。 11．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。 故选A。 12．[1]磁场向下运动，线框相对磁场向上运动，由右手定则可知电流方向从b到a，则a端电势较高，故填A； [2]感应电动势为 ab两端电势差即外电路的电压 13．（1）刚落地时产生的感应电动势为 回路电流为 根据牛顿第二定律可得 解得 （2）返回舱向下做减速运动，受向上的安培力和向下的重力，随速度的减小，安培力减小，直到安培力减到与重力大小相等时，速度达到最小，此后匀速运动，即达到软着落速度v，有 解得 （3）火箭主体的速度大小从减到v的过程中，由动量定理得 解得 由能量守恒可知 解得 三、气体压强微观意义 14．（23-24高二下·安徽马鞍山·阶段练习）2024年4月30日，中科院研发的国际首套300兆瓦压缩空气储能国家示范电站首次并网发电成功，其核心是压缩空气实现储能的装置——蓄冷蓄热罐，假设蓄冷蓄热罐在工作过程中，内部为质量不变的理想气体，其图像如图。以下说法中正确的是（　　） A．由状态到状态的过程中气体体积减小 B．由状态到状态的过程中气体分子平均动能不变 C．由状态到状态的过程中气体密度减小 D．由状态到状态的过程中气体单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数增大 【答案】C 【详解】A．气体由状态a到状态b的过程中，气体做等压变化，由 可知气体由状态a到状态b的过程中，温度升高，体积增大，故A错误； B．因气体由状态a到状态b的过程中，温度升高，故分子平均动能增大，故B错误； C．气体由状态b到状态c的过程中气体压强减小，温度降低，图线上各点与原点连线的斜率逐渐减小，根据 可得图像中的状态点与原点连线的斜率与体积大小成反比，故气体由状态b到状态c的过程中，气体体积增大，密度减小，故C正确； D．气体由状态b到状态c的过程中，温度降低，气体分子平均动能减小，体积增大，则密度减小，而单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数由分子的平均速率和分子数密度决定，可知单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数减小，故D错误。 故选C。 15．（24-25高三上·安徽浙江·阶段练习）如图所示，用一个活塞把一部分空气密封在开口竖直向上、导热良好的气缸内。打开阀门放出一些空气后，重新达到平衡状态。环境温度不变，气缸内壁光滑。与原来的状态相比（  ）    A．分子的平均动能减小 B．单位体积内分子个数变少 C．单位时间内撞击在活塞上的分子个数不变 D．小速率区间的分子数占总分子数的百分比增大 【答案】C 【详解】AD．环境温度不变，分子的平均动能不变，小速率区间的分子数占总分子数的百分比不变，故AD错误； BC．放出一些空气后，气体压强不变，单位时间内撞击在活塞上的分子个数不变，单位体积内分子个数不变，故B错误，C正确。 故选C。 16．关于气体热现象的微观解释，下列说法中正确的是（） 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大有小，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分子的平均动能、分子的密集程度这两个因素有关 D．一定质量的理想气体，温度不变，体积减小时，气体的内能一定增大 【答案】BC 【详解】A．虽然分子的运动杂乱无章，但在某一时刻，向各个方向运动的气体分子数目基本相等，不能说一定相等，A错误； B．大量气体分子做无规则运动，速率有大有小，但是分子的速率按“中间多，两头少”的规律分布，B正确； C．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，气体分子的平均动能越大，则气体分子对器壁的冲量越大，气体分子密度越大，单位时间对单位器壁面积上的作用次数越多，C正确； D．一定质量的理想气体，温度不变，则气体的内能一定不变，D错误。 故选BC。 17．以下说法正确的是（　　） A．当两个分子间的距离为r0（平衡位置）时，分子势能最小且为零 B．布朗运动反映了花粉小颗粒内部分子的无规则运动 C．一定量的气体，在体积不变时，单位时间分子平均碰撞器壁的次数随着温度降低而减小 D．液晶的光学性质不随温度、电磁作用变化而改变 【答案】C 【详解】A．当两个分子间的距离为r0 (平衡位置)时,分子力为零,分子势能最小但不为0，所以A错误； B．布朗运动反映了液体分子的无规则运动,而不是花粉小颗粒内部分子运动,故B错误； C．一定量的气体,温度降低,分子的运动的激烈程度减小，所以在体积不变时,单位时间分子平均碰撞器壁的次数随着温度降低而减小，所以C正确； D．温度、压力、电磁作用等可以改变液晶的光学性质，故D错误。 故选C。 18．如图所示为一定质量的理想气体的压强随体积变化的图象，其中AB段为双曲线，则下列有关说法正确的是（  ） A．过程①中气体分子的平均动能不变 B．过程②中气体分子单位时间内对容器壁的碰撞次数减小 C．过程②中气体分子的平均动能减小 D．过程③中气体分子对容器壁的碰撞次数增大 E．过程③中气体的内能不变 【答案】BDE 【详解】根据理想气体状态方程 可得： 故可知图像的斜率，而对一定质量的理想气体而言，斜率定性的反映温度的高低。 A．图像在过程①的每点与坐标原点连线构成的斜率逐渐减小，表示理想气体的温度逐渐降低，而由平均动能可知平均动能减小，A项错误； C．图像过程②的每点与坐标原点连线构成的斜率逐渐逐渐增大，则温度升高，平均动能增大，C错误； B．图像过程②可读出压强不变，体积增大，温度升高，由压强 ， 其中N为单位时间单位面积的碰撞次数(由温度和体积共同决定)，为每个气体分子的平均碰撞力（仅由温度决定）， 因压强不变，而温度升高导致增大，可得N减小，故B正确； D．过程③可读出压强增大，体积减小，温度不变，因温度不变使得不变，而压强增大，则气体分子对容器壁的碰撞次数增大，D项正确； E．图像过程③可读出压强增大，体积减小，温度不变，因理想气体的分子势能不计，则有： 可知理想气体的内能不变，故E项正确； 故选BDE。 19．有甲、乙、丙、丁、戊五瓶氢气。甲的体积为，质量为，温度为，压强为。下列说法中正确的是（　　） A．若乙的质量、温度和甲相同，体积大于，则乙的压强一定大于 B．若丙的体积、质量和甲相同，温度高于，则丙的压强一定大于 C．若丁的质量和甲相同，体积大于、温度高于，则丁的压强一定大于 D．若戊的体积和甲相同，质量大于、温度高于，则戊的压强一定大于 【答案】BD 【详解】A．若乙的质量、温度和甲相同，则分子平均速率相同，气体分子对器壁的平均作用力相同，而乙的体积大于，则乙的分子密度较小，单位时间撞击器壁的分子数较少，气体压强较小，即乙的压强小于p，选项A错误； B．丙的温度高于t，体积、质量和甲相同，则丙分子密度与甲相同，由于丙的温度高，分子平均速率较大，分子对器壁的平均撞击力较大，则丙气体的压强较大，即丙的压强大于p，选项B正确； C．若丁的质量和甲相同，体积大于，则丁的分子数密度小于甲，单位时间内撞击器壁的分子数小于甲；但丁的温度高于，分子平均速率较大，分子对器壁的平均撞击力较大，因此无法比较丁的压强与的大小，选项C错误； D．戊的质量大于m、温度高于t，体积和甲相同，则戊的分子数密度大于甲，分子的平均速率大于甲，则单位时间内撞击器壁的分子数大于甲，分子对器壁的平均撞击力大于甲，则压强大于甲，即戊的压强大于p，选项D正确。 故选BD。 20．正方体密闭容器中有一定质量的某种气体，单位体积内气体分子数n为恒量。为简化问题，我们假定：气体分子大小可以忽略；其速率相同，分子动能均为，分子与器壁各面碰撞的机会均等；与器壁碰撞前后瞬间，气体分子速度方向都与器壁垂直，且速率不变。则气体对容器壁的压强为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】由题设可知，一个气体分子每与器壁碰撞一次，给器壁的冲量为 以器壁上面积为的部分为底、为高构成柱体，则其内有的气体分子在时间内与该柱体的底发生碰撞，碰撞的分子数为 则时间内气体分子给器壁的冲量为 器壁受到的压力为 则气体对器壁的压强为 故选A。 21．（23-24高二下·辽宁·阶段练习）一位质量为60kg的同学为了表演“轻功”，他用打气筒给4只相同的气球充以相等质量的空气（可视为理想气体），然后将这4只气球以相同的方式放在水平放置的木板上，并在气球的上方放置一轻质塑料板，如图所示。 (1)关于气球内气体的压强，下列说法正确的是（　　） A．大于大气压强 B．是由于气体重力而产生的 C．是由于气体分子之间的斥力而产生的 D．是由于大量气体分子的碰撞而产生的 (2)在这位同学慢慢站上轻质塑料板中间位置的过程中，球内气体温度可视为不变。下列说法正确的是（　　） A．球内气体体积变大 B．球内气体体积变小 C．球内气体内能变大 D．球内气体内能不变 (3)为了估算气球内气体的压强，这位同学在气球的外表面涂上颜料，在轻质塑料板面向气球一侧表面贴上格子边长为2.0cm的方格纸。表演结束后，留下气球与方格纸接触部分的“印迹”如图所示。若表演时大气压强为1.013×105Pa，g取10m/s2，则气球内气体的压强为 （结果保留4位有效数字）Pa。气球在没有贴方格纸的下层木板上也会留下“印迹”，这一“印迹”面积与方格纸上留下的“印迹”面积存在什么关系： 。 【答案】(1)AD (2)BD (3) （1.051~1.057均给分） 面积相同 【详解】（1）A．气球内气体的压强等于大气压与气球弹力产生的压强之和，所以大于大气压强，故A正确； BCD．气球内气体的压强不是由于气体的重力产生的，而是由于大量分子都在不停地做无规则热运动，与气球壁频繁碰撞，使气球壁受到一个平均持续的冲力，致使气体对气球壁产生一定的压强，故BC错误，D正确。 故选AD。 （2）AB．气球被压后，气压变大，根据玻意耳定律公式 故体积缩小，故A错误，B正确； CD．气体被压缩，外界对气体做功，气体对外放热，气球内气体温度视为不变，故内能不变，故C错误，D正确。 故选BD。 （3）[1]人处于平衡状态，由平衡条件得 解得 由数方格可知，每一个气球的压痕的方格数约是93个，则 [2]气球的质量相对于人的质量可以忽略不计，所以气球对塑料板的压力与对地面的压力是相等的，气球在没有贴方格纸的下层木板上也会留下“印迹”，这一“印迹”面积与方格纸上留下的“印迹”面积相等。 22．（23-24高二下·北京通州·期末）对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质。正方体密闭容器中有大量气体分子，每个分子质量为m，单位体积内分子数量n为恒量。为简化问题，我们假定：分子大小可以忽略；其速率均为v，且与容器壁各面碰撞的机会均等；与器壁碰撞前后瞬间，分子速度方向都与器壁垂直，且速率不变。 （1）求一个气体分子与器壁碰撞一次，受到的器壁的冲量大小； （2）大量气体分子对容器壁持续频繁地撞击就形成了气体的压强。利用所学力学知识，导出气体压强p与m、n和v的关系。 （3）对于一定的气体来说，我们通常用气体所占的体积、压强、温度等物理量作为气体的状态参量。 a．若一定质量的某种理想气体在初态时的压强、体积和温度分别为、和，先后经过等温和等容变化过程到末状态时，压强、体积和温度分别为、和。试根据一定质量的理想气体等温变化的玻意耳定律（）和等容变化的查理定律（），证明：。（式中、或均表示常量） b．查阅文献可知上述证明结果中的常量，其中N为气体分子总数，k为常数。请分析说明：温度是分子平均动能大小的标志，即（其中a为常数） 【答案】（1）；（2）；（3）a.见解析，b.见解析 【详解】（1）以气体分子为研究对象，以分子碰撞器壁时的速度方向为正方向，根据动量定理，有 所以一个分子与器壁碰撞一次器壁给分子的冲量的大小为 （2）如图所示，以器壁的面积S为底，以vΔt为高构成柱体 由题设条件可知，柱体内的分子在Δt时间内有与器壁S发生碰撞，碰撞分子总数为 在Δt时间内， N个分子对面积为S的器壁产生的作用力为F，N个分子对器壁产生的冲量有 根据压强的定义 解得气体分子对器壁的压强 （3）a.让气体保持温度不变，体积从变到，压强从变为，由玻意耳定律可得 再让气体保持体积不变，温度从变为，压强从变为，由查理定理可得 联立解得 b.由可知 即 整理可得 其中，即平均动能与温度成正比，则温度是分子平均动能大小的标志。 试卷第1页，共3页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 学科网（北京）股份有限公司 $$