课下巩固训练(3) 分子运动速率分布规律-【正禾一本通】2024-2025学年高中物理选择性必修3同步课堂高效讲义配套练习（人教版2019）

[课下巩固训练(三)]　分子运动速率分布规律 ________________________________________________________________________ (选择题每题5分，非选择题每题10分，建议用时：40分钟)　　　　 【基础应用题】 1．(多选)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，可在空间内自由移动 B．分子间的不断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等 D．分子的速率分布毫无规律可言 解析：选ABC。因气体分子间的距离较大，分子间的作用力可以忽略，所以气体分子除相互碰撞或跟器壁碰撞外不受其他作用，可在空间内自由移动，A正确；分子间不断的碰撞使分子的运动杂乱无章，且向各方向运动的机会均等，B、C正确；气体分子速率呈“中间多、两头少”的分布规律，D错误。 2．(多选)如图是氧气分子在不同温度(0 ℃和100 ℃)下的速率分布图像，由图可知(　　) A．同一温度下，氧气分子的速率呈现“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变大 C．随着温度的升高，氧气分子的平均速率变大 D. 随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例变高 解析：选AC。由题图可知，同一温度下，氧气分子的速率呈现“中间多、两头少”的分布规律，故A正确；随着温度的升高，氧气分子的平均速率变大，但不是所有分子运动的速率都变大，故B错误，C正确；由题图可知，随着温度的升高，速率较大的分子数增多，速率小的分子所占比例变低，故D错误。 3．密闭容器中气体的压强是(　　) A．由于气体的重力产生的 B．由于分子间的相互作用力产生的 C．大量气体分子频繁碰撞器壁产生的 D．在完全失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁没有压强 解析：选C。密闭容器中气体的重力产生的压强很小，可忽略不计，气体的压强是由大量气体分子频繁地撞击器壁产生的，A、B错误，C正确；完全失重时，气体分子的热运动不受影响，密闭容器内的气体对器壁仍然有压强的作用，D错误。 4．关于决定气体压强大小的因素，下列说法中正确的是(　　) 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度 解析：选C。决定气体压强大小的微观因素是分子的数密度和分子的平均速率，分子的平均速率在宏观上又取决于气体的温度，故C正确。 5．(2024·浙江名校检测)一定质量的气体，保持温度不变仅体积减小后，气体的压强增大。用分子动理论的观点分析，这是因为(　　) A．气体分子的总数增加 B．单位体积内的分子数目不变 C．气体分子每次碰撞器壁的平均作用力增大 D．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 解析：选D。气体的质量一定，则分子总数一定，A错误；当体积减小时，分子总数不变，单位体积内的分子数目增加，故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，B错误，D正确；因温度不变，则分子的平均速率不变，则气体分子每次碰撞器壁的平均作用力不变，C错误。 6．如图为密闭钢瓶中的理想气体分子在两种不同温度下的速率分布情况，可知一定温度下气体分子的速率呈现________________(选填“两头多、中间少”或“两头少、中间多”)的分布规律；T1温度下气体分子的平均速率________(选填“大于”“等于”或“小于”)T2温度下气体分子的平均速率。 解析：由题图可知，一定温度下气体分子的速率呈现两头少、中间多的分布规律。温度升高时，速率小的分子所占的百分比减小，速率大的分子所占百分比变大，所以题图中温度T1＜T2，故T1温度下气体分子的平均速率小于T2温度下气体分子的平均速率。 答案：两头少、中间多　小于 【综合提升题】 7．(多选)根据气体分子动理论，气体分子运动的剧烈程度与温度有关，下列表格中的数据是研究某密闭氧气瓶中氧气分子的速率分布规律而列出的。 按速率大小划分的区间(m/s) 各速率区间的分子数占总分子数的百分比 0 ℃ 100 ℃ 100以下 1.4 0.7 100～200 8.1 5.4 200～300 17.0 11.9 300～400 21.4 17.4 400～500 20.4 18.6 500～600 15.1 16.7 600～700 9.2 12.9 700～800 4.5 7.9 800～900 2.0 4.6 900以上 0.9 3.9 依据表格内容，以下四位同学所总结的规律正确的是(　　) A．不论温度多高，速率很大和很小的气体分子总是少数 B．温度变化时，“中间多、两头少”的分布规律要改变 C．温度升高时，所有气体分子的速率都增大 D．温度升高时，速率小的气体分子数减少 解析：选AD。在任何温度下，气体分子的速率分布都呈现出“中间多、两头少”的分布规律，即速率很大或速率很小的分子所占的比例都很小，故A正确，B错误；温度升高时，并不是所有气体分子的速率都增大，有的可能还会减小，故C错误；温度升高时，速率小的气体分子所占的比例减小，故D正确。 8．(多选)如图所示，在汽缸内封闭有一定质量的气体，如果保持气体的体积不变，当温度升高时，下列说法正确的是(　　) A．气体的密度变大 B．气体的压强增大 C.分子的平均速率减小 D．气体在单位时间内撞击到单位面积器壁上的分子数增多 解析：选BD。气体的质量和体积都不发生变化，故气体的密度不变，A错误；温度升高时，分子的平均速率增大，一方面使单位时间内撞击到器壁单位面积上的分子数增多，另一方面也使一个分子与器壁碰撞一次时对器壁的平均冲击力增大，所以气体的压强也就增大，故B、D正确，C错误。 9．(多选)(2024·山东潍坊期末)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T1 、T2，下列说法正确的是(　　) A．T2高于T1 B．T1时气体压强一定比 T2时气体压强小 C．两温度下，某一速率区间的分子数占比可能相同 D．若将T1、T2温度下的氧气混合，对应的分子速率分布规律曲线可能是图中的虚线 解析：选AC。温度越高，分子热运动越剧烈，速率大的分子所占的比例越大，由题图可知曲线2速率大的分子数所占的比例比曲线1速率大的分子数所占的比例大，所以T2 高于T1，故A正确；温度高只能说明气体分子的平均速率大，但气体的压强不一定大，压强还与气体分子的数密度有关，所以T1时气体压强不一定比 T2时气体压强小，故B错误；T1、T2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C正确；将T1、T2温度下的氧气混合后，温度不会比T1温度更低，所以对应的分子速率分布规律曲线不可能是题图中的虚线，故D错误。 10．下面的表格是某年某地区1～6月份的气温与大气压对照表： 月份 1 2 3 4 5 6 平均气温/℃ 1.4 3.9 10.7 19.6 26.7 30.2 平均大气压/105 Pa 1.021 1.019 1.014 1.008 1.003 0.9984 根据表中数据可知：该年该地区从1月份到6月份(　　) A．空气分子热运动的剧烈程度呈减弱的趋势 B．速率大的空气分子所占比例逐渐增加 C．单位时间对单位面积的地面撞击的空气分子数呈增加的趋势 D．单位时间内地面上单位面积所受气体分子碰撞的总冲量呈增加的趋势 解析：选B。该年该地区从1月份到6月份平均气温逐渐升高，所以空气分子热运动的剧烈程度呈增强的趋势，A错误；平均气温逐渐升高，速率大的空气分子所占比例逐渐增加，B正确；平均大气压逐渐减小，单位时间对单位面积的地面撞击的空气分子数呈减少的趋势，C错误；平均大气压逐渐减小，单位时间内地面上单位面积所受气体分子碰撞的总冲量呈减弱的趋势，D错误。 11．(多选)在x、y两容器中装有相同质量的氦气，已知x容器中氦气的温度高于y容器中氦气的温度，但压强却低于y容器中氦气的压强。由此可知(　　) A．x中氦气分子的平均速率一定大于y中氦气分子的平均速率 B．x中每个氦气分子的速率一定都大于y中每个氦气分子的速率 C．x中速率大的氦气分子数一定多于y中速率大的氦气分子数 D．x中氦气分子的数密度一定比y中氦气分子的数密度小 解析：选ACD。温度越高，分子的平均速率越大，但对于其一个氦气分子来说具有随机性，所以x容器中每个氦气分子的速率不一定都比y中大，故A正确，B错误；分子的速率遵从统计规律，即有“中间多、两头少”的特点，温度较高时，速率大的分子数一定多于温度较低时速率大的分子数，故C正确；与y容器中的氦气相比，x容器中氦气的温度高(分子的平均速率大)，但压强低，说明x容器中氦气的分子数密度一定小，故D正确。 【创新拔高题】 12．(多选)(2024·北京西城区检测)如图所示，正方体密闭容器中有大量运动粒子，每个粒子质量为m，单位体积内粒子数量n为恒量。为简化问题，我们假定：粒子大小可以忽略；其速率均为v，且与器壁各面碰撞的机会均等；与器壁碰撞前后瞬间，粒子速度方向都与器壁垂直，且速率不变。利用所学力学知识，导出器壁单位面积所受粒子压力大小为f，则(　　) A.一个粒子每与器壁碰撞一次给器壁的冲量大小为I＝mv B．Δt时间内，粒子给面积为S的器壁的冲量大小为 C．器壁单位面积所受粒子压力大小为f＝ D．器壁所受的压强大小为 [创新空间]流体问题中模型的建立 研究流动的液体、气体、微粒等的冲击力问题时，常构建“柱体模型”或“立方体模型”，从而化“无形”为“有形”，然后利用相关知识推导规律。比如电流微观表达式的推导。 解析：选CD。根据动量定理可知，一个粒子每与器壁碰撞一次给器壁的冲量是I＝mv－(－mv)＝2mv，故A错误；在Δt时间内，面积为S的容器壁上的粒子所占据的体积为V＝SvΔt，因为粒子与器壁各面碰撞的机会均等，所以可能撞击到某一个器壁面的粒子数为N＝nV＝nSvΔt，Δt时间内粒子给面积为S的器壁冲量大小为I′＝NI＝nSvΔt·2mv＝nmSv2Δt，故B错误；根据动量定理可得，面积为S的器壁所受粒子的压力大小为F＝＝nmv2S，所以器壁单位面积所受粒子压力大小为f＝＝nmv2，根据压强的定义可知，器壁所受的压强大小即为器壁单位面积所受的压力大小，故C、D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $$