作业(二) 分子运动速率分布规律-【精讲精练】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册知能达标训练（人教版2019）

作业（二） 分子运动速率分布规律 [基础训练] ! 4.一定质量的气体温度不变时，体积减小，压 1.(多选)一定质量的气体，在等温变化过程 强增大，说明 中，发生变化的是 ( A.气体分子的平均动能增大 A.分子的平均速率 B.气体分子的平均动能减小 B.单位体积内的分子数 C.每秒撞击单位面积器壁的分子数增多 C.气体的压强 D.每秒撞击单位面积器壁的分子数减少 D.分子总数 : 5.下列有关气体分子动理论的说法正确的是 2.(教材本节演示实验变式) () 如图所示为模拟气体压强 A.无论对个别分子还是对大量分子整体， 产生机理的演示实验。操 气体分子的运动都是无规则的 作步骤如下：①把一颗豆粒 B.温度升高时每个气体分子的速率都将 从距秤盘20cm处松手让 增大，因此气体分子的平均速率也将 它落到秤盘上，观察指针摆 增大 动的情况；②再把100颗左 C.在一定温度下，某种气体的分子速率分 右的豆粒从相同高度均匀 布是确定的 连续地倒在秤盘上，观察指 D.气体的压强只跟气体的温度有关，温度 针摆动的情况；③使这些豆粒从更高的位 越高压强越大 置均匀连续倒在秤盘上，观察指针摆动的 6.如图所示是一定质量的 V 情况。下列说法正确的是 ( ) 某种气体的等压线，关于 A.步骤①和②模拟的是气体压强与气体 等压线上的a、b两个状态 分子平均动能的关系 的比较，下列说法正确 B.步骤②和③模拟的是气体压强与分子 的是 密集程度的关系 A.在相同时间内撞在单位面积上的分子 C.步骤②和③模拟的是大量气体分子分 数b状态较多 布所服从的统计规律 B.在相同时间内撞在单位面积上的分子 D.步骤①和②模拟的是大量气体分子频 数a状态较多 繁碰撞器壁产生压力的持续性 C.在相同时间内撞在相同面积上的分子数 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()表示各等间隔 两状态一样多 速率区间的分子数占总分子数的百分率， D.单位体积的分子数两状态一样多 所对应的温度分别为T、T、T,则( 7.(多选)关于封闭在容器内的一定质量的气 体，当温度升高时，下列说法正确的是 ( A.气体中的每个分子的速率必定增大 B.有的分子的速率可能减小 A.TI>TI>T B.TI>TI>TI C.速率大的分子数目增加 C.T>T,TI>T D.TI=TI=T D.“中间多、两头少”的分布规律改变 3 。物理·选择性必修第三册（配RJ版） 8.决定气体压强大小的因素，下列说法正确的是 A.温度降低后，气体分子的平均速率 ( ) 变小 A.气体的体积和气体的密度 B.温度降低后，气体分子的平均动能 B.气体的质量和气体的种类 变小 C.气体分子数密度和气体的温度 C.温度降低后，分子撞击器壁的平均作用 D.气体分子质量和气体分子数速度 力减小 9.下面的表格是某年某地区1~6月份的气 D.温度降低后，单位体积内的分子数变 温与气压对照表： 少，撞击到单位面积器壁上的分子数 月份 6 减少 平均气温/℃ 1.4 3.9 10.7 19.6 26.7 30.2 12.关于气体的压强，下列说法正确的是 平均大气压/ 1.0211.019 1.0141.008 1.003 0.9984 (X10 Pa) ) 根据表数据可知：该年该地区从1月份到 A.气体的压强是由气体分子间的吸引和排 6月份 斥产生的 A.空气分子热运动的剧烈程度呈减弱的 B.气体分子的平均速率增大，气体的压强一 趋势 定增大 B.速率大的空气分子所占比例逐渐增加 C.气体的压强是由于大量气体分子频繁 C.单位时间对单位面积的地面撞击的空 撞击器壁产生的 气分子数呈增加的趋势 D.当某一容器自由下落时，容器中气体 D.单位时间内地面上单位面积所受气体 的压强将变为零 分子碰撞的总冲量呈增加的趋势 13.如图所示，两个完全相同的圆柱形密闭容 [能力提升] 器，甲中装满水，乙中充满空气，则下列说 法正确的是（容器容积恒定） 10.(多选)两个相同的密闭容器分别装有等 质量的同种理想气体，已知容器中气体的 压强不相同，则下列判断正确的是( A.压强小的容器中气体的温度比较高 B.压强大的容器中气体单位体积内的分 甲 子数比较少 A.两容器中器壁的压强都是由于分子撞 C.压强小的容器中气体分子的平均动能 击器壁而产生的 比较小 B.两容器中器壁的压强都是由所装物质 D.压强大的容器中气体分子对器壁单位 的重力而产生的 面积的平均作用力比较大 C.甲容器中pA>B,乙容器中pc=pD 11.(多选)一定质量的气体，在体积不变的情 D.当温度升高时，pA、pg变大，pc、pD也 况下，温度降低，压强减小的原因是() 要变大知能达标训练 作业（一）分子动理论的基本内容 和斥力随分子间的距离增大而减小，但斥力减小得快， 1.D向伏加德罗常数是指1mol任何物质所含的粒子 故B错误：气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比是 数，对固体和液体，阿伏加德罗常数NA= 气体分子所占空间的大小，该大小比气体的分子大很 琴震整出或N=琴车袋轻选项D正痛。 多，故C错误：显微镜下观察到的墨水中的小炭粒所做 分子质量m。 的不停地无规则运动，是小炭粒的运动，小炭粒由很多 2.BC气体的体积是指气体所充满的容器的容积，它不 的分子组成，所以不是分子的运动，故D错误。 等于气体分子个数与每个气体分子体积的乘积，所以 A、D错误：由质量、体积、密度关系可推知BC正确。 1,解析(1D设N的物魔的量为，则-氯气的分 3.CD扩散现象指不同的物质相互接触时，彼此进入对 方的现象；布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，不是分 子总数N=mN-N代入最据得V=3X102个 子的无规则运动，故A、B错误：扩散现象宏观上可以停 (2②)身个分子所占的室间为。=片设分子间平均距 止，但微观上分子无规则运动依然存在，布朗运动由分子 对悬浮微粒的不均匀撞击所致，它不会停止：这两种现象 离为a,则有Vo=a3,即a==√长，代入敦据得 都与温度有关，温度越高，现象越明显，故C、D正确。 4.A炭粒越大，受到液体分子撞击的冲力越容易平 a≈3×10-9m。 衡，布朗运动越不显著，故此题中b颗粒较大，A正 答案(1)3×1024个(2)3×10-9m 确：温度越高，布朗运动越刷烈，的运动更剧烈，故 作业（二）分子运动速率分布规律 所处的水温更高，B错误；其中每个炭粒子的运动是 1.BC气体温度不变，气体分子的平均动能不变，故分子 不同的，间接说明液体分子做无规则运动，C错误：该 的平均速率不变；质量不变，分子总数不变，而单位体积 图中的黑点是固体粒子每隔308的位置，而不是运 内的分子敏和气体压强都可变，故B、C正确。 动轨迹，其连线仅代表位置变化，而其运动并非直 2.D步骤①和②都从相同的高度下落，不同的是豆粒的 线，D错误。 个数，故它模拟的气体压强与分子密集程度的关系，也 5.BD由题知r1ror2,在两个分子间的距离由r1变 说明大量的豆粒连续地作用在盘子上能产生持续的作 到r2过程中，分子力先表现为斥力，然后表现为引力， 用力：而步骤②和③的豆粒个数相同，让它们从不同的 分子力先减小到0，然后又增大，最后又减小，A、C错 高度落下，豆粒撞击的速率不同，所以它们模拟的是分 误，B正确；引力斥力都随距离增大而减小，D正确，故 子的速率与气体压强的关系，或者说是气体的分子平均 选BD。 动能与气体压强的关系。 6.AC颗粒做布朗运动是由于液体分子对颗粒有力的作 :3.B曲线下的面积表示分子速率从0~∞所有区间内分 用，大颗粒接触的分子数多，各个方向受的分子作用力 子数的比率之和，显然其值应等于1，当温度升高时，分 相互平衡，所以不做布朗运动，但它说明不了分子体积 子的速率普遍增大，所以曲线的高峰向右移动，曲线变 的大小，A正确，B错误：扩散现象说明了分子是运动 宽，但由于曲线下总面积恒等于1，所以曲线的高度相 的，因此C正确：高压下油渗出钢罐壁，也说明了分子之 应降低，曲线变得平坦。所以，T■>TⅡ>T1。 间有间隙，D错误。 ·4.C温度不变，说明气体的分子平均动能不变，A、B错 7.C已知油酸分子体积，根据V=NAV,可以计算出油 误；体积减小，说明气体在单位体积内的分子数增加：而 酸的摩尔体积：但由于不知道密度，故无法求解油酸的 压强增大说明气体分子在单位时间内对单位面积的容 摩尔质量，更不能求解一滴油的质量，故C正确，A、B、 器壁的碰撞次数增加，所以C正确，D错误。 D错误。 5.C个别分子的运动是无规则的，但是大量分子整体的 8.B分子间存在相互作用的引力和斥力，引力和斥力都 运动遵从统计规律，所以A错误：温度升高时分子平均 随分子间距离的减小而增大，随分子间距离的增大而减 动能增加即分子平均速率增加，但不是每个分子的速牵 小，故A错误，B正确：气体能充满任何容器是因为气体 都增大，有可能出现个别分子速率不变，所以B错误：在 分子在永不停息地做无规则运动，故C错误：固体分子 一定温度下，某种气体的分子速率分布是确定的，所以 间的引力并不总是大于斥力，故D错误。 C正确：气体的压强除了跟温度有关还与体积有关，所 9.ABC正是因为分子间有间隙，才使得水和酒精混合 以D错误。 后，总体积减小，才可以将物体压缩，A正确：水很难被：6.B由题图可知一定质量的气体a、b两个状态，压强相 压缩，说明分子力表现为斥力，B正确：由分子力与分子 等，而a状态温度低，分子的平均动能小，平均每个分子 间距离的关系可知C正确：弹簧的弹力是由于弹簧发生： 对器壁的撞击力小，而压强不变，则相同时间内撞在单 弹性形变而产生的，与分子力是两种不同性质的力，D 位面积上的分子数a状态一定较多，故A、C错误，B正 错误。 确，一定质量的气体，分子总数不变，V>V。,单位体积 10.A当分子之间的距离小于平衡位置的间距时，分子 的分子数a决态多，故D错误。 之间的作用力表现为斥力，随分子之间距离的增大，分 :7.BC由于研究对象是由大量分子组成的，只能具有统 子力做正功，分子势能减小：当分子之间的距离大于平 计规律，而单个分子的运动情况具有偶然性。对每个分 衡位置的间距时，分子之间的作用力表现为引力，随分 子无法判断速率的变化，A错误，B正确：但总体上速率 子之间距离的增大，分子力做负功，分子势能增大，故 大的分子数目在增加，C正确：无论温度如何变化，“中 A正确：根据分子力的特点，分子间的相互作用的引力 间多、两头少”的分布规律不会变化，D错误。 28 @ 8.C从微观角度来看，气体压强的大小跟两个因素有关，一：5.D温度是分子的平均动能的标志，一定质量的水凝结 个是气体分子的平均动能，另一个是气体分子的密集程 成同温度的冰，温度不变，则分子的平均动能不变，体积 度。而温度是分子平均动能的标志，故C选项正确。 变大，放出热量，内能减小，则分子势能减小，故D正确， 9.B该年该地区从1月份到6月份平均气温逐渐升高，所 A、B、C错误。 以空气分子热运动的刷烈程度呈增强的趋势，A错误：平 、 6.AD综合题设及题图信息可知，分子势能选择了无穷 均气温逐渐升高，速率大的空气分子所占比例逐渐增加， 远处或大于10r处为零势能参考点，故A正确：题图甲 B正确：平均大气压逐渐减小，单位时间对单位面积的地 中阴影部分面积表示分子势能差值，势能差值与零势能 面撞击的空气分子数呈减小的趋势，C错误：平均大气压 点的选取无关，故B错误：分子势能与分子间距图像中， 逐渐减小，单位时间内地面上单住面积所受气体分子碰 图线切线的斜率的大小表示分子间作用力大小，故C错 撞的总冲量呈减弱的趋势，D错误。 误，D正确 10.CD相同的容器分别装有等质量的同种理想气体，说 明它们所含的分子总数相同，即分子的密集程度相同， 7.BD从分子力的曲线中可以看出从0.5r。处到r0处斥 故选项B错误：压强不同一定是两容器中气体分子的 力减小，加速度也就减小，从处到无穷远处引力先增 平均动能不同造成的，压强小的容器中分子的平均动 大后减小，所以A错误：从0.5r%处到r。处乙分子受到 能一定较小，温度较低，故选项A错误，C正确：压强大 向右的斥力，做向右的加速运动，通过。处后受到向左 的容器中气体分子对器壁单位面积的平均作用力比校： 的引力，做向右的减速运动，在r。处加速度a=0,速度最 大，故选项D正确。 大，所以B正确：当通过后分子的引力做负功，分子的 11.ABC体积不变，分子密度不变，温度降低，分子平均 势能增大，C错误；从0.5r0到r。处分子的斥力微正功， 速率变小，单位时间内单位器壁面积上所受的分子平 分子的势能减小，通过后，分子的引力微负功，分子的 均撞击次数减少，撞击力减少，气体压强减小，因此， 势能增大，故分子在r。处的势能最小，D正确。 A、B、C正确，D错误。 ：8.解析(1)两者质量一样，同种物质，所以分子数目一 12.C气体的压强是由于大量气体分子频繁撞击器壁产 样，而80℃的水比40℃的水的水分子平均动能大，若 生的，A错误，C正确：气体分子的平均速率增大，若气 不考虑水的膨胀引起的体积微小变化，则1kg的80℃ 体体积增大，气体的压强不一定增大，B错误：当某一 的水的内能多。 容器自由下落时，分子的运动不受影响，客器中气体的 (2)1kg的40℃的水和2kg的40℃的水比较，2kg的 压强不为零，D错误。 40℃的水内能多，因为后者分子数目多。 13.C甲容器压强产生的原因是水受到重力的作用，而日 (3)虽然100℃的开水的水分子平均动能较大，但池塘的水 乙容器压强产生的原因是分子撞击器壁，A、B错误：水 的分子数比一杯水的分子数多得多，故一池塘常温下的水的 的压强p=pgh,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，p心=pD,C正确： 内能比一杯100℃的开水的内能多。 温度升高时，PAPB不变，而pCpD变大，D错误。 (4)它们的质量相等，因而所含分子数相等，分子的平均 作业（三）分子动能和分子势能 动能也相同，但100℃的水蒸气分子势能比100℃的水 1.A功是能量转化的量度，分子势能增大，一定是克服 的分子势能大，故1kg的100℃的水蒸气的内能比1kg 分子力做了功，但无法确定分子力是引力还是斥力，分 的100℃的水的内能多。 子问距离是变大还是变小，故A对 答案(1)1kg80℃的水(2)2kg40℃的水 2.BD温度高低反映分子平均动能的大小，但由于物体 (3)一池塘常温下的水(4)1kg100℃的水蒸气 不同，分子数目不同，所处状态不同，无法反映内能的大 :9.BC分子间距离等于时分子势能最小，即2=%。当r 小，选项A错误：由于分子都在做无规则运动，因此，任 小于？时分子力表现为斥力：当r=时，分子间的作用 何物体内能不可能为零，选项B正确：内能相同的物体， 力为零：当r大于2时分子力表现为引力，A错误，B,C正 它们的分子平均动能不一定相同，选项C错误：内能不 确：在r由”增大到2的过程中，分子斥力做正功，分子势 同的两个物体，它们的温度可以相同，即它们的分子平 能减少，D错误。 均动能可以相同，选项D正确。 10.CD物体在下落过程中，不计空气阻力，只有重力做功， 3.BD当两分子间的距离<。时，分子间存在斥力作用，： 机械能守恒：但此过程中，物体的温度和体积都没有变 也存在引力作用，A错误：两分子仅在分子力的作用下从 化，所以，分子热运动的平均动能和分子势能都保持不 2运动到%的过程中，两分子的作用力先增大后减小，力 变，故AB错误，C,D正确。 是产生加速度的原因，即它们的加速度先增大后减小，B 11.B分子间距离大于r。时，分子力为引力，因此分子力 正确：两分子间距离为。时，分子间斥力和引力的合力 做正功使分子势能逐渐减少：分子间距离小于「。时， 为0，分子势能最小，并不一定是零，C错误：两分子之间的 分子力为斥力，因此分子力做负功使分子势能逐渐增 距离变化时，可能存在分子势能相等的两个点，D正确。 加，故分子势能先减少，后增加。根据能量守恒定律， 4.CD由题图可知，两个分子在r=r2处的分子势能最 距离最小时《、b之间的势能等于初动能，是大于零的， 小，则分子之间的距离为平衡距离，分子之间的作用力恰 B正确。 好为0，所以假设将两个分子从r=3处释放，它们既不会 相互远离，也不会相互靠近，A、B错误：由于r1<r2,可 12.解析分子动能和势能是与分子的热运动相对应的， 知分子在一”处的分子之间的作用力表现为斥力，分 与飞机的机械运动无关。飞机的内能应是飞机中所有 子之间的距离将增大，分子力做正功，分子的速度增大， 分子做无规则热运动的动能和由于分子间的相互作用 分子力减小，加速度减小；当分子之间的距离大于2 而具有的势能的总和。分子热运动是永不停息的，因 时，分子之间的作用力表现为引力，随距离的增大，分子 此飞机的内能永远不可能为零。而飞机的机械能与飞 力做负功，分子的递度减小，分子力先增大后减小故加 机的速率、质量和飞行高度有关，当飞机停在地上时， 速度先增大后减小，所以当r=r2时它们的速度最大， 机械能为零。综上分析可知，题中的说法均是错误的。 加速度最小为零，C、D正确。 答案见解析 29