课时梯级训练(3) 分子运动速率分布规律（Word练习）-【优化指导】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册（人教版2019）

课时梯级训练(3)　分子运动速率分布规律 1．在没有外界影响的情况下，密闭容器内的理想气体静置足够长时间后，该气体(　　) A．分子的无规则运动停息下来 B．分子的速度保持不变 C．分子的平均速率保持不变 D．每个分子的速度大小均相等 C　解析：由分子动理论可知，分子总是在永不停息地做无规则运动，A错误；因为分子总是在无规则运动，所以分子的速度总是在变化，B错误；在没有外界影响的情况下，密闭容器内的理想气体静置足够长时间后，理想气体的温度不会发生变化，所以分子的平均速率保持不变，C正确；在相同温度下各个分子的动能并不相同，故速度大小也不相等，D错误。 2．一定质量的气体在温度不变的情况下，当气体的体积变化时，下列各量中发生变化的是(　　) A．分子的平均速率 B．单位体积内的分子数 C．所有分子的速率 D．分子总数 B　解析：气体的质量不变，则分子总数不变，D错误；温度不变，分子的平均速率不变，A错误；分子的平均速率不变，但对于单个分子，其速率可能增大、减小或不变，C错误；体积变化而分子总数不变，故单位体积内的分子数变化，B正确。 3．(多选)分子都在做无规则运动，但大量分子的速率分布有一定的规律性，如图所示。下列说法正确的是(　　) A．在一定温度下，大多数分子的速率都接近某个数值，其余少数分子的速率都小于该数值 B．高温状态下每个分子的速率都大于低温状态下所有分子的速率 C．高温状态下分子速率大小的分布范围相对较大 D．高温状态下大多数分子对应的速率大于低温状态下大多数分子对应的速率 CD　解析：由题中图像可知，在一定温度下，大多数分子的速率接近某个数值，其余少数分子的速率有的大于、有的小于该值，A、B错误；由题中图像可看出，高温状态下分子速率大小的分布范围相对较大，高温状态下大多数分子对应的速率大于低温状态下大多数分子对应的速率，C、D正确。 4．某同学为了表演“轻功”，站上了一块由气球垫放的轻质硬板，如图所示。气球内充有空气，气体的压强(　　) A．是由气体受到的重力产生的 B．是由大量气体分子不断地碰撞气球壁而产生的 C．大小只取决于气体分子数量的多少 D．大小只取决于气体温度的高低 B　解析：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，A错误，B正确；压强的大小取决于气体分子的数密度的大小以及气体温度的高低，C、D错误。 5．(2024·天津北辰高三检测)温度一定时，若气体体积增大，气体压强会减小，其原因是(　　) A．单位体积的分子数减小，单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数减小 B．气体分子的数密度变大，分子对器壁的吸引力变小 C．每个气体分子对器壁的平均撞击力变小 D．气体分子的数密度变小，单位体积内分子的质量变小 A　解析：一定量气体，在一定温度下，分子运动的剧烈程度不变，分子撞击器壁的平均作用力不变，气体体积增大，单位体积内的分子数减少，单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数减小，气体压强减小，A正确，B、C、D错误。 6．一定质量的气体，在压强不变的条件下，温度升高，体积增大，从分子动理论的观点来分析，正确的是(　　) A．此过程中分子的平均速率不变，所以压强保持不变 B．此过程中每个气体分子碰撞器壁的平均冲击力不变，所以压强保持不变 C．此过程中单位时间内气体分子对单位面积器壁的碰撞次数不变，所以压强保持不变 D．以上说法都不对 D　解析：压强与单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数以及分子对器壁的平均冲击力有关，温度升高，分子对器壁的平均撞击力增大，单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数应减小，压强才可能保持不变。 7．(多选)对于气体分子的运动，下列说法正确的是(　　) A．一定温度下某种气体的分子的碰撞虽然十分频繁，但同一时刻，每个分子的速率都相等 B．一定温度下某种气体的分子速率一般不相等，但速率很大和速率很小的分子数目相对较少 C．一定温度下某种气体的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．一定温度下某种气体，当温度升高时，其中某10个分子的平均动能可能减小 BD　解析：一定温度下某种气体分子碰撞十分频繁，单个分子运动杂乱无章，速率不等，但大量分子的运动遵从统计规律，速率很大和速率很小的分子数目相对较少，向各个方向运动的分子数目相等，A、C错误，B正确；温度升高时，大量分子的平均动能增大，但个别或少量(如10个)分子的平均动能有可能减小，D正确。 8．(多选)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)表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，图线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所对应的温度分别为TⅠ、TⅡ、TⅢ，下列说法正确的是(　　) A．气体分子速率均呈“中间多、两头少”的规律分布，但是最大比例的速率区间是不同的 B．TⅠ>TⅡ>TⅢ C．温度越高的气体，速率大的分子所占的比例越大 D．从图像中可以直观体会到温度越高，分子热运动越剧烈 ACD　解析：由题图知，气体分子速率均呈“中间多、两头少”的规律分布，但是最大比例的速率区间是不同的，A正确；气体的温度越高，气体分子中速率较大的分子所占的比例越大，分子热运动越剧烈，从图像中可以直观看到气体分子速率分布的情况，B错误，C、D正确。 9．对于一定质量的某种气体，若用N表示单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数，则(　　) A．当体积减小时，N必定增加 B．当温度升高时，N必定增加 C．当压强不变而体积和温度变化时，N必定变化 D．当压强不变而体积和温度变化时，N可能不变 C　解析：由于气体压强是由大量气体分子对器壁的碰撞作用产生的，其值与分子数密度及分子平均速率有关；对于一定质量的气体，压强与温度和体积有关。若压强不变而温度和体积发生变化(即分子数密度发生变化时)，N一定变化，C正确，D错误；若体积减小且温度也减小，N不一定增加，A错误；当温度升高，同时体积增大时，N也不一定增加，B错误。 10．(2024·广东江门高二检测)如图所示为模拟气体压强产生机理的演示实验。操作步骤如下：①把一颗豆粒从距秤盘20 cm处松手让它落到秤盘上，观察指针摆动的情况；②再把100颗左右的豆粒从相同高度均匀连续地倒在秤盘上，观察指针摆动的情况；③使100颗左右的豆粒从40 cm的位置均匀连续倒在秤盘上，观察指针摆动的情况。下列说法正确的是(　　) A．步骤①和②模拟的是气体压强与气体分子平均动能的关系 B．步骤②和③模拟的是气体压强与分子密集程度的关系 C．步骤②和③模拟的是大量气体分子速率分布所服从的统计规律 D．步骤①和②反映了气体压强产生的原因 D　解析：步骤①和②都从相同的高度下落，不同的是豆粒的个数，故它模拟的是气体压强与分子密集程度的关系，也说明大量的豆粒连续地作用在盘子上能产生持续的作用力，即反映了气体压强产生的原因，A错误，D正确；步骤②和③的豆粒个数相同，让它们从不同的高度落下，豆粒撞击的速率不同，所以它们模拟的是气体压强与分子的速率的关系，或者说是气体压强与气体平均动能的关系，B、C错误。 11．(2024·北京朝阳高二期末)从分子动理论的观点来看，气体分子间距离比较大，分子间的作用力很弱，气体对容器的压强源于气体分子的热运动。当它们飞到器壁时，就会跟器壁发生碰撞(可视为弹性碰撞)，对器壁产生作用力从而产生压强，如图所示。设气体分子的质量为m，气体分子热运动的平均速率为v。下列说法正确的是(　　) A．气体分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，可视为匀速直线运动 B．在某一时刻，向各个方向运动的气体分子数目差距很大 C．每个气体分子跟器壁发生碰撞过程中，施加给器壁的冲量大小为2mv D．若增大气体体积，则气体压强一定减小 A　解析：由于气体分子间的距离较大，分子间的作用力很弱，所以气体分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，可视为匀速直线运动，A正确；气体分子的运动是无规则的，但在某一时刻，向各个方向运动的气体分子数目几乎相等，B错误；速度为v的气体分子跟器壁发生碰撞过程中根据动量定理－mv－mv＝可知＝－2mv，但并不是每一个分子的速度都是v，则每个气体分子跟器壁发生碰撞过程中，施加给器壁的冲量大小不一定为2mv，C错误；气体的压强由体积和温度共同决定，所以增大气体体积，气体压强不一定减小，D错误。 12．(多选)(2024·四川眉山模拟)夏日炎炎的正午，室外温度较室内高。与停在地下停车场相比较，同一汽车停在室外停车场时，汽车上同一轮胎内的气体(　　) A．所有分子热运动的速率都更大 B．单位体积内的分子数更多 C．单位时间内与轮胎内壁单位面积撞击的分子数更多 D．分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力更大 CD　解析：温度升高，平均动能变大，但并不是所有分子热运动的速率都更大，A错误；因轮胎体积不变，所以单位体积内的分子数不变，B错误；在体积不变的情况下，温度越高，气体分子的平均速率越大，气体的压强越大，单位时间内与轮胎内壁单位面积撞击的分子数越多，C正确；因为分子的平均速率大，从而气体的压强大，所以分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力更大，D正确。 13．(2024·北京西城高三检测)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为n。我们假定：气体分子大小可以忽略；每个气体分子质量为m，其速率均为v，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。气体对容器壁的压强为(　　) A．nmv2 B．n2mv2 C．n2mv2 D．nmv2 D　解析：由题设可知，一个气体分子每与器壁碰撞一次，给器壁的冲量大小为ΔI＝2mv，以器壁上面积为S的部分为底、vΔt为高构成柱体，则其内有的气体分子在Δt时间内与该柱体的底发生碰撞，碰撞的分子数为N＝×n×S×vΔt，则Δt时间内气体分子给器壁的冲量为I＝N·ΔI＝nSmv2Δt，器壁受到的压力为F＝＝nSmv2，则气体对器壁的压强为p＝＝nmv2。 学科网（北京）股份有限公司 $$