第1章 3. 分子运动速率分布规律-【重难点手册】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册同步练习册（人教版）

练习册参考答案与解析佐线 长，酒精挥发，使得油酸浓度变大，但计算时仍按原来 律，速率大和速率小的分子数目相对较少，向各个方向 的浓度计算，则直径测量值偏小，D错误 运动的分子数目相等，故C错，A、B对：温度升高时，大 4(1)1.2×10(2)5×10-8(3)ABD(4)见解析 量分子的平均速率增大，但少量（如10个）分子的平均 【解析】(1)一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积是V= 速率有可能碱小，故D对： 总×动ml.=1.2X10m.(2)由题图所示油膜轮踪 6 3.A【解析】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”的分布特点，故A正确：温度是分 可知，油膜轮廓所占小方格的格数约为60个，所以油膜 子热运动剧烈程度的标志，是大量分子运动的统计规 面积是S=60×(20×104)2m=2.4×10-2m,油酸 律，对单个分子没有意义，温度越高，平均速率越大，但 分子的直径约为d4={=12X10 s-24×10×10m=5× 不是所有分子运动的速率都变大，故B错误：随着温度 10"m(3)撒的爽身粉过多，会造成油膜展开不充分， 升高，速率较大的分子数增多，分子的平均速率变大， 油膜的面积偏小，使得直径测量结果偏大，故A正确： 速率小的分子所占比例变低，故C、D错误 计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，会造成 4.C【解析】决定气体压强大小的微观因素是气体分子 计算的油膜面积小，测量的直径偏大，故B正确：溶液 的数密度和分子的平均速率，宏观上体现在体积和温 的滴数数多了，会造成测得的一滴溶液中所含纯油酸 度上，故C正确. 的体积偏小，最终测量的直径偏小，故C错误：将油酸 5.B【解析】虽然分子的运动杂乱无章，但在某一时刻， 酒精溶液的体积直接作为油酸的体积计算，会造成油 向各个方向运动的气体分子数目基本相等，不能说一 酸分子直径的测量结果偏大，故D正确.(4)甲同学的 定相等，故A错误：大量气体分子的速率有大有小，但 操作会导致测量结果偏大，实际配置的油酸酒精溶液 是按“中间多、两头少”的规律分布，故B正确：气体压 体积分数偏小，导致一滴油酸酒精溶液内纯油酸体积 强跟气体分子的平均速率和分子的数密度有关，故C 的计算值偏大，因此分子直径的计算结果偏大：乙同学 错误：当某一容器自由下落时，虽然处于失重状态，但 的操作会导致测量结果偏小，乙同学滴在水面上的这 分子热运动不会停止，所以分子仍然不断撞击容器壁 滴油酸酒精溶液的体积比已计算好的每一滴的体积要 产生压力，故压强不为0，故D错误。 大，形成的油膜面积偏大，因此分子直径的计算结果偏 【综合提能练】 小：丙同学的操作会导致测量结果偏小，丙同学把凡是 1.B【解析】由题图可知，具有最大比例的速率区间，100℃ 半格左右的油膜都算成一格，导致计算的油膜面积比 时对应的速率大，说明实线为氧气分子在100℃的分 实际面积大，因此分子直径的计算结果偏小 布图像，对应的平均速率较大，故A错误，B正确：题图 【强基突破练】 中曲线给出了任意速率区间的氧气分子所占的比例， L.(1)估算油膜面积时以超过半格按一格计算，小于半格就 但无法确定分子的具体数目，故C错误：与0℃时相 舍去的原则，估算出31格，则油酸薄膜面积为S=31α2， 比，100℃时氧气分子速率出现在0~400m/s区间内 2根据公式V=4dS,可得4=V售-3+m mv 的分子数占总分子数的百分比较小，故D错误. 2.B【解析】由题意知=√2gh=4m/s,边=一2m/s, 第3节分子运动速率分布规律 根据动量定理有F·△y=△p,得F=2-一0.6N,根 【基础过关练】 1.BD【解析】虽然气体分子间距离较大，但气体分子能 据牛顿第三定律，秤盘受到的压力大小为0.6N,故B 否视为质点应视具体问题面定，故A错：通常认为，气 正确。 体分子除相互碰撞及与器壁的碰撞外，不受任何力的 3.B【解析】温度越高，速率大的所占百分比较大，故温 作用，可自由移动，故B对：气体对器壁的压强是由于 度升高，曲线峰值向右移动，实线对应的气体分子温度 大量分子撞击器壁产生的，故C错：通常情况下，虽然 较高，A错误，B正确：虚线对应的气体分子温度较低， 分子间距离较大，但是分子的数密度巨大，分子之间频 分子平均动能较小，C错误：图中两条曲线下所围的面 繁地碰撞，使分子的运动杂乱无章，故D对. 积表示总的分子数由题意可知为同一种气体，故面积 2.ABD【解析】一定温度下气体分子碰撞十分频繁，单 相等，D错误 个分子运动杂乱无章，但大量分子的运动遵从统计规 4.C【解析】负压病房的温度和外界温度相同，故负压病 3 重雅令手册高中物理选择性必修第三册) 房内气体分子的平均速率等于外界环境中气体分子的 2.BD【解析】某物体的温度是0℃，但是分子的热运动 平均速率，故A错误：负压病房内气体分子的平均运动 没有停止，即物体中分子的平均动能不为0，故A错 速率相等，故负压病房内每个气体分子的运动速率不 误：温度是分子平均动能的标志，故物体的温度升高 可能都小于外界环境中每个气体分子的运动速率，故 时，分子的平均动能一定增大，内能的多少还与分子势 B错误：决定气体压强的微观因素为单位体积气体分 能以及物质的量有关，所以内能不一定增大，故B正 子数和气体分子的平均速率，现内外温度相等，即气体 确：当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力均减 分子平均速举相等，压强要减小且形成负压，则要求负 小，故C错误：质量相同时，100℃水的平均动能等于 压病房内单位体积气体分子的个数小于外界环境中单 100℃水蒸气的平均动能，但100℃水的分子势能小 位体积气体分子的个数，故C正确：压力F=pS,内外 于100℃水蒸气的分子势能，所以质量相同时，100℃ 压强不等，相同面积下，负压病房内壁受到的气体压力 水的内能小于100℃水蒸气的内能，故D正确 小于外壁受到的气体压力，故D错误. 3.AB【解析】r>%,分子力表现为引力，r<m,分子力 5.BD【解析】由题图可知，②中速率大的分子所占的比 表现为斥力，选项A正确：当”从无穷大开始减小，分 例较大，A错误：由气体分子运动速率分布规律可知② 子力做正功，分子势能减小，所以当分子间距离>% 对应的温度较高，②状态氧气分子的平均速率较大，B、 时，分子间的作用力做正功，分子势能减小，选项B正 D正确：随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所 确：当r减小到r。且继续减小，分子力做负功，分子势 占的比例减小，C措误。 能增加，所以当分子间距离<时，分子间的作用力 【强基突破练】 做负功，分子势能增加，选项D错误：当分子间距离「 L.AC【解析】由题意，根据动量定理有=一（一） =时，分子间的作用力为0，分子势能最小，由于题 2,可知一个粒子与器壁每碰撞一次对器壁的冲量 中取无穷远处分子势能E=0,所以在处分子势能 大小为2，故A正确；在△1时间内面积为S的容器 小于0，选项C错误 壁上的粒子所占的体积为V=S·△，因粒子与器壁 4.ACD【解析】一定量气体的内能等于其所有分子热运 各面碰撞的机会均等，即可能撞击到某一面容器壁的 动的动能和分子之间势能的总和，故A正确：做加速运 粒子数为N=言-言nSy,根据动量定理可得，y 动的物体，其宏观动能逐渐增大，但是物体的温度未必 升高，所以分子的平均动能变化情况不能确定，故B错 时间内粒子对面积为S的器冲量大小为'=N1 误：内能不同的物体，只要温度相同，它们分子热运动 言n·2m=寸SmA,故B错误：根据动量定 的平均动能就相同，故C正确：一定量气体的内能等于 其所有分子热运动的动能和分子之间势能的总和，温 理可得，面积为S的器壁所受粒子的压力大小为F= 度是分子平均动能的标志，体积大小反映了分子间的 mS,所以器壁单位面积所受粒子压 距离的大小，分子间距离不同，分子势能不同，物体的 小为号= 内能跟物体的温度和体积有关，故D正确 3 子，根据压强的定义可知，器壁所 5.AD【解析】两分子所具有的总能量为0，乙分子在P 受的压强大小即为器壁单位面积所受粒子压力大小， 点时，分子势能为一E,故分子动能为E,故A正确： 故C正确，D错误， 乙分子在P点时，分子力为0，故加速度为0且最小， 第4节分子动能和分子势能 故B错误：乙分子在Q点时，分子势能为0，但此时受 【基础过关练】 分子力不为0，故不是平衡状态，故C错误：当乙分子 1.A【解析】>阶段，分子力表现为引力，相互靠近 运动至Q点(x一)时，分子势能为0，故分子动能也 时F做正功，分子动能增加，势能减小，故A正确：< 为0，分子间距最小，而后向分子间距变大的方向运动， %阶段，分子间的作用力表现为斥力，相互靠近时F 故乙分子的运动范围为x≥，故D正确 做负功，分子动能减小，势能增大，故B错误：由以上分 【综合提能练】 析可知，当r等于r。时，分子势能最小，动能最大，若两 1.C【解析】由于分子间的距离等于平衡位置的距离时 分子相距无穷远时分子势能为0，则当r等于r时，分 分子势能最小，所以虚线为分子势能图线(E-,图 子势能不为0，故C,D错误. 线)，实线为分子间作用力图线(FPr图线)，A错误：无重雅手细高中物理选择性必修第三册圆 第3节 分子运动速率分布规律 A基础过关练 测试时间：10分钟 C.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 1.(多选)关于气体分子，下列说法中正确的是 () D.随着温度的升高，氧气分子的平均速率变小 A.由于气体分子间的距离较大，气体分子在任 4.关于决定气体压强大小的因素，下列说法中正 何情况下都可以视为质点 确的是(). B.通常认为，气体分子除了碰撞以外，可以自 A.气体的体积和气体的密度 由地运动 B.气体的质量和气体的种类 C.因为气体分子之间存在相互作用的斥力，所 C.气体分子的数密度和气体的温度 以气体对容器壁有压强 D.气体分子的质量和气体分子的速度 D.气体分子的相互作用力可以忽略，分子之间 5.关于气体热现象的微观解释，下列说法中正确 频繁地碰撞使分子的运动杂乱无章 的是(） 2.(多选)对于气体分子的运动，下列说法正确的 A.密闭在容器中的气体，在某一时刻向各个方 是(). 向运动的气体分子数目一定相等 A.一定温度下气体分子的碰撞十分频繁，同一 B.大量气体分子的速率有的大有的小，但是按 时刻，气体分子沿各个方向运动的机会（概 “中间多、两头少”的规律分布 率)相等 C,气体压强的大小跟气体的质量和气体的种 B.一定温度下气体分子的速率一般不相等，但 类有关 速率很大和速率很小的分子数目相对较少 D.当某一容器自由下落时，容器中气体的压强 C.一定温度下气体分子做杂乱无章的运动，可 将变为0 能会出现某一时刻所有分子都朝同一方向 B综合提能练 测试时间：20分钟 运动的情况 1.(2025·湖北宜昌一中高二阶段练习)氧气分 D.一定温度下的气体，当温度升高时，其中某 子在0℃和100℃温度下单位速率间隔的分 10个分子的平均速率可能减小 子数占总分子数的百分比随气体分子速率的 3.(2025·安徽六安一中高二月考)如图是氧气 变化分别如图中两条曲线所示，下列说法正确 分子在不同温度(0℃和100℃)下的速率分布 的是( ). 图像，由图可知( ◆单位速率间隔的分子数 占总分子数的百分比 △N ×100% 20 20E =0℃ 10 1=100℃ 200400600800u/m·s) 123456789(100m·s） A.图中虚线对应于氧气分子平均速率较大的 A.同一温度下，氧气分子的速率呈现出“中间 情形 多、两头少”的分布规律 B.图中实线对应于氧气分子在100℃时的 B.随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都 情形 增大 C.图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子 6 第一章分子动理论 数目 环境中气体分子的平均速率 D.与0℃时相比，100℃时氧气分子速率出现 B.负压病房内每个气体分子的运动速率都小 在0~400m/s区间内的分子数占总分子数 于外界环境中每个气体分子的运动速率 的百分比较大 C.负压病房内单位体积气体分子的个数小于 2.用豆粒模拟气体分子，可以模拟 外界环境中单位体积气体分子的个数 气体压强产生的机理.如图所 D.相同面积下，负压病房内壁受到的气体压力 示，从距秤盘80cm的高度把 等于外壁受到的气体压力 1000粒的豆粒连续均匀地倒在 5.(多选)氧气分子在不同温度下的速率分布规 律如图所示，横坐标表示速率，纵坐标表示某 秤盘上，持续作用时间为1s,豆 一速率内的分子数占总分子数的百分比，由图 粒弹起时竖直方向的速度变为碰前的一半.若 可知( 每个豆粒只与秤盘碰撞一次，且碰撞时间极短 △N ×100% (在豆粒与秤盘碰撞极短时间内，碰撞力远大 N 20 于豆粒受到的重力)，已知1000粒的豆粒的总 质量为100g,则在碰撞过程中秤盘受到的压 力大小约为(). 2468 u/(10m·s) A.0.2NB.0.6NC.1.0ND.1.6N A.两种温度下相比较，在①状态下，氧气分子 3.(2025·江西师大附中高二月考)某种气体在 中速率大的分子占总分子的比例相对较大 两种不同温度下的气体分子速率分布曲线分 B.两种状态氧气分子的平均速率不相等 别如图中实线和虚线所示，横坐标表示分子 C.随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子 速率，纵坐标表示单位速率间隔的分子数占总 所占的比例增大 分子数的百分比，从图中可得( D.①状态的温度比②状态的温度低 4单位速率间隔的分子数 占总分子数的百分比 C强基突破练 测试时间：5分钟 1.(多选)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 0 200400600800/(m·s） 略；其速率均为，且与器壁各面碰撞的机会 A.温度升高，曲线峰值向左移动 均等：与器壁碰撞前后瞬间，粒子速度方向都 B.实线对应的气体分子温度较高 与器壁垂直，且速率不变.利用所学力学知识， C.虚线对应的气体分子平均动能较大 导出器壁单位面积所受粒子压力大小为f,则 D.图中两条曲线下面积不相等 (). 4.负压病房是收治传染性极强的呼吸道疾病病 A.一个粒子每与器壁碰撞一次给器壁的冲量 人所用的医疗设施，其可以大大减小医务人员 大小为2mu 被感染的概率，病房中气压小于外界环境的大 B.△t时间内粒子给面积为S的器壁冲量大小 气压.若负压病房的温度和外界温度相同，负 为nSu4 3 压病房内气体和外界环境中气体都可以看成 理想气体，则以下说法正确的是(). C,器壁单位面积所受粒子压力大小为 3 A.负压病房内气体分子的平均速率小于外界 D.器壁所受的压强大小为2 7