5. 分子热运动的统计规律（分层作业）物理教科版选择性必修第三册

第1.5课 分子热运动的统计规律 ID： 一、单选题 1．下列说法不正确的是（　　） A．由图甲可知，状态①的温度比状态②的温度高 B．图乙水中小炭粒每隔一定时间位置的连线不能表示小炭粒做布朗运动的轨迹 C．由图丙可知，当分子间的距离r=r0时，分子间的作用力为零 D．由图丁可知，在r由r1变到r2的过程中分子力做负功 【答案】D 【难度】0.85 【知识点】布朗运动微粒运动的观测记录图象、分子间的引力、斥力合力与距离的关系图像、分子势能随间距的变化E-r图、气体温度的微观意义、气体分子速率分布图像 【详解】A．由图甲可知，状态①的温度比状态②的温度高，A正确，不符合题意； B．图乙水中小炭粒每隔一定时间位置的连线只是记录了粒子的位置变化，并不能反映其真实的运动轨迹，B正确。不符合题意； C．由图丙可知，当分子间的距离r=r0时，分子间的作用力为零，C正确，不符合题意； D．由图丁可知，在r由r1变到r2的过程中分子势能减小，分子力做正功，D错误，符合题意。 故选D。 2．关于气体分子运动的特点表述不正确的是（　　） A．分子除相互碰撞或跟容器碰撞外，可在空间里自由移动 B．分子的频繁碰撞致使它做无规则的热运动 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 【答案】D 【难度】0.85 【知识点】气体分子热运动的特点 【详解】A．气体分子间的相互作用力十分微弱，气体分子可以自由运动，分子除相互碰撞或跟容器壁碰撞外，可在空间里自由移动，选项A正确； B．气体分子的运动是杂乱无章的，由于气体分子的频繁碰撞，使气体分子的速度大小和方向具有不确定的特点，选项B正确； C．气体分子可以自由运动，造成气体分子沿各方向运动的机会相等，选项C正确； D．气体分子做无规则运动时，气体分子速率按一定的规律分布，表现为“中间多，两头少”，选项D错误。 此题选择不正确的，故选D。 3．下面的表格是某地区1~7月份气温与气压的对照表，7月份与1月份相比较，正确的是（　　） 月份/月 平均最高气温/℃ 平均大气压/ 1 1.4 1.021 2 3.9 1.019 3 10.7 1.014 4 19.6 1.008 5 26.7 1.003 6 30.2 0.9984 7 30.8 0.9960 A．空气分子无规则热运动的情况几乎不变 B．空气分子无规则热运动减弱了 C．单位时间内空气分子对单位面积器壁的撞击次数增多了 D．单位时间内空气分子对单位面积器壁的撞击次数减少了 【答案】D 【难度】0.85 【知识点】气体分子热运动的特点、气体压强的微观意义 【详解】AB．由表中数据知，7月份与1月份相比，温度升高，温度升高使气体分子热运动更加剧烈，故AB错误； CD．由表中数据知，7月份与1月份相比，温度升高，而压强减小，可知气体分子的数密度减小，所以单位时间内空气分子对单位面积器壁的撞击次数减少了，故C错误，D正确。 故选D。 4．以下关于分子运动论说法正确的是（　　） A．图甲是用显微镜观察布朗运动所记录的三颗小炭粒运动位置的连线图，直观反映分子的无规则运动 B．图乙是用扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子的照片，根据阿伏加德罗常数、碳的摩尔质量及碳的密度可以估算出碳原子的直径 C．丙（b）是丙（a）所示容器中气体在不同温度下的气体分子速率分布图，对应图像与坐标轴包围的面积大于对应图像与坐标轴包围的面积 D．在图丙（a）容器中，当气体温度为时，单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数多于气体温度为时的相应分子数。 【答案】B 【难度】0.65 【知识点】分子直径大小的数量级、布朗运动的定义、现象和解释、气体温度的微观意义、气体分子速率分布图像 【详解】A．图甲中三颗微粒的运动是布朗运动，是微粒受到周围分子碰撞不平衡引起的，不是分子的运动，只是能间接反映分子的无规则运动，故A错误； B．用表示阿伏加德罗常数，表示碳的摩尔质量，表示实心石墨的密度，那么石墨中一个碳原子所占空间的体积 将碳原子看作球体，，联立可解得碳原子的直径，故B正确； C．温度越高，速率大的分子占总分子数的百分比越大，则小于，但对应图像与坐标轴包围的面积等于对应图像与坐标轴包围的面积，均为1，故C错误； D．温度越高，分子平均速率越大，单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数越多，又根据C选项分析可知，小于，故D错误。 故选B。 5．我国物理学家葛正权定量验证了麦克斯韦的气体分子速率分布规律。如图所示为氧气分子在不同温度下的气体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． 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与横轴围成的面积为曲线1和曲线2下方的面积之和 D．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 【答案】B 【难度】0.65 【知识点】气体分子热运动的特点、气体温度的微观意义、气体分子速率分布图像 【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越大，由题图可知，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，故A错误； B．曲线1和曲线2有一个交点，交点对应的速率区间的分子数占比相同，故B正确； C．气体分子速率分布规律曲线与横轴围成的面积均为1，即曲线1、曲线2以及将温度下的氧气混合后对应的曲线与横轴围成的面积都为1，故C错误； D．将温度下的氧气混合后，混合气体的温度介于和之间，曲线波峰应介于曲线1和曲线2之间，不可能为题图中的虚线，故D错误。 故选B。 二、多选题 6．在研究热现象时，我们采用统计方法。这是因为（    ） A．每个分子的运动速率随温度变化是有规律的 B．个别分子的运动不具有规律性 C．在一定温度下，大量分子的速率分布是有规律的 D．大量随机事件整体会表现出一定的规律性 【答案】BCD 【难度】0.85 【知识点】气体分子热运动的特点 【详解】在一定温度下，大量分子运动的速率分布是有规律的，可以用统计方法研究其规律性，而个别分子的运动是杂乱无章、没有规律的。 故选BCD。 7．如图所示是氧气分子在0℃和100℃下的速率分布情况，下列说法正确的是（　　） A．图中两条曲线下面积相等 B．图中虚线对应于氧气分子平均速率较小的情形 C．图中实线对应于氧气分子在100℃时的情形 D．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目 【答案】ABC 【难度】0.65 【知识点】气体温度的微观意义、气体分子速率分布图像 【详解】A．由题图可知，两曲线下的面积应该都等于1，二者相等，故A正确； B．温度越高，分子的平均速率越大，虚线为氧气分子在0℃时的情形，分子平均速率较小，故B正确； C．实线为氧气分子在100℃时的情形，故C正确； D．曲线给出的是分子数占总分子数的百分比，故D错误。 故选ABC。 8．某新能源汽车在清晨时（环境温度为27℃），胎压传感器显示四个轮胎的气压均为2.5bar（），中午因阳光暴晒，左前轮的气压升高到2.8bar。现从左前轮气门嘴放出部分气体，忽略放气过程中胎内气体与外界的热交换，轮胎容积始终不变，胎内气体可视为理想气体。下列说法正确的是（　　） A．放气过程中胎内气体内能不变 B．放气过程中胎内气体分子的平均动能减小 C．放气过程中胎内每个气体分子的动能均减小 D．放气前胎内气体的温度约为63℃ 【答案】BD 【难度】0.65 【知识点】气体温度的微观意义、气体分子速率分布图像、应用查理定律解决实际问题、判断系统吸放热、做功情况和内能变化情况 【详解】A．放气过程中胎内气体对外做功，忽略放气过程中胎内气体与外界的热交换，由可知，即胎内气体内能减小，故A错误； BC．放气过程中胎内气体的温度降低，气体分子的平均动能减小，故B正确，C错误； D．根据理想气体状态方程有 解得 故D正确。 故选BD。 三、实验题 9．60kg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，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．等于大气压强 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．球内气体内能变小 【答案】 D B 【难度】0.65 【知识点】应用波意耳定律解决实际问题、气体压强的微观意义、理解内能的概念 【详解】（1）[1]A．气球充气后膨胀，内部气体的压强应等于大气压强加上气球收缩产生的压强，A错； BCD．气球内部气体的压强是大量气体分子做无规则运动发生频繁的碰撞产生的，BC错，D正确； 故选D。 （2）[2]该同学站上塑料板后，因温度视为不变，而压强变大，故气体体积变小。理想气体的内能只有温度决定，本题温度不变，故内能不变。ACD错误，B正确。 故选B。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第1.5课 分子热运动的统计规律 ID： 一、单选题 1．下列说法不正确的是（　　） A．由图甲可知，状态①的温度比状态②的温度高 B．图乙水中小炭粒每隔一定时间位置的连线不能表示小炭粒做布朗运动的轨迹 C．由图丙可知，当分子间的距离r=r0时，分子间的作用力为零 D．由图丁可知，在r由r1变到r2的过程中分子力做负功 2．关于气体分子运动的特点表述不正确的是（　　） A．分子除相互碰撞或跟容器碰撞外，可在空间里自由移动 B．分子的频繁碰撞致使它做无规则的热运动 C．分子沿各方向运动的机会均等 D．分子的速率分布毫无规律 3．下面的表格是某地区1~7月份气温与气压的对照表，7月份与1月份相比较，正确的是（　　） 月份/月 平均最高气温/℃ 平均大气压/ 1 1.4 1.021 2 3.9 1.019 3 10.7 1.014 4 19.6 1.008 5 26.7 1.003 6 30.2 0.9984 7 30.8 0.9960 A．空气分子无规则热运动的情况几乎不变 B．空气分子无规则热运动减弱了 C．单位时间内空气分子对单位面积器壁的撞击次数增多了 D．单位时间内空气分子对单位面积器壁的撞击次数减少了 4．以下关于分子运动论说法正确的是（　　） A．图甲是用显微镜观察布朗运动所记录的三颗小炭粒运动位置的连线图，直观反映分子的无规则运动 B．图乙是用扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子的照片，根据阿伏加德罗常数、碳的摩尔质量及碳的密度可以估算出碳原子的直径 C．丙（b）是丙（a）所示容器中气体在不同温度下的气体分子速率分布图，对应图像与坐标轴包围的面积大于对应图像与坐标轴包围的面积 D．在图丙（a）容器中，当气体温度为时，单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数多于气体温度为时的相应分子数。 5．我国物理学家葛正权定量验证了麦克斯韦的气体分子速率分布规律。如图所示为氧气分子在不同温度下的气体分子速率分布规律图像，图中实线1、2对应的温度分别为。下列说法正确的是（　　） A． B．温度下，某一速率区间的分子数占比可能相同 C．将温度下的氧气混合后，对应的分子速率分布规律曲线与横轴围成的面积为曲线1和曲线2下方的面积之和 D．将温度下的氧气混合后，对应的分子速率分布规律曲线可能是图中的虚线 二、多选题 6．在研究热现象时，我们采用统计方法。这是因为（    ） A．每个分子的运动速率随温度变化是有规律的 B．个别分子的运动不具有规律性 C．在一定温度下，大量分子的速率分布是有规律的 D．大量随机事件整体会表现出一定的规律性 7．如图所示是氧气分子在0℃和100℃下的速率分布情况，下列说法正确的是（　　） A．图中两条曲线下面积相等 B．图中虚线对应于氧气分子平均速率较小的情形 C．图中实线对应于氧气分子在100℃时的情形 D．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目 8．某新能源汽车在清晨时（环境温度为27℃），胎压传感器显示四个轮胎的气压均为2.5bar（），中午因阳光暴晒，左前轮的气压升高到2.8bar。现从左前轮气门嘴放出部分气体，忽略放气过程中胎内气体与外界的热交换，轮胎容积始终不变，胎内气体可视为理想气体。下列说法正确的是（　　） A．放气过程中胎内气体内能不变 B．放气过程中胎内气体分子的平均动能减小 C．放气过程中胎内每个气体分子的动能均减小 D．放气前胎内气体的温度约为63℃ 三、实验题 9．60kg的同学为了表演“轻功”，他用打气筒给4只相同的气球充以相等质量的空气（可视为理想气体），然后将这4只气球以相同的方式放在水平放置的木板上，在气球的上方放置一轻质塑料板，如图所示． （1）关于气球内气体的压强，下列说法正确的是( ) A．等于大气压强 B．是由于气体重力而产生的 C．是由于气体分子之间的斥力而产生的 D．是由于大量气体分子的碰撞而产生的 （2）在这位同学慢慢站上轻质塑料板中间位置的过程中，球内气体温度可视为不变．下列说法正确的是( ) A．球内气体体积变大    B．球内气体体积变小     C．球内气体内能变大    D．球内气体内能变小 / 学科网（北京）股份有限公司 $$