第1章 第3节 分子运动速率分布规律 课后达标检测(Word练习)-【学霸笔记·同步精讲】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册（人教版）

题组1　气体分子的运动特点 1．伽尔顿板可以演示统计规律。如图所示，让大量小球从上方漏斗形入口落下，则下图中能正确反映最终落在槽内小球的分布情况的是(　　) 解析：选C。如果从入口处投入单个小球，与铁钉碰撞后会落入哪一个狭槽是偶然的、随机的，少量小球投入后，落入各狭槽的分布情况也带有偶然性。但是，从入口处同时(或先后)投入大量小球，落入各槽的分布情况则是确定的。多次重复实验可知，小球在各个槽内的分布是不均匀的，中间槽最多，两边最少，故C正确。 2．(多选)关于气体分子的运动情况，下列说法正确的是(　　) A．某一时刻具有任意速率的分子数目是相等的 B．某一时刻一个分子速度的大小和方向是偶然的 C．某一温度下，大多数气体分子的速率不会发生变化 D．分子的速率分布遵循统计规律 解析：选BD。某一时刻具有任意速率的分子数目并不是相等的，分子速率呈“中间多、两头少”的统计规律分布，故A错误，D正确；由于分子之间频繁地碰撞，分子随时都会改变自己的运动状况，因此在某一时刻，一个分子速度的大小和方向是偶然的，故B正确；某一温度下，每个分子的速率仍然是随时变化的，只是分子运动的平均速率不变，故C错误。 3．夏天开空调，冷气从空调吹进室内，则室内气体分子的(　　) A．热运动剧烈程度加剧 B．平均速率变大 C．每个分子速率都会相应地减小 D．速率小的分子数所占的比例升高 解析：选D。冷气从空调吹进室内，室内温度降低，分子热运动剧烈程度减弱，分子平均速率减小，即速率小的分子数所占的比例升高，但不是每个分子的速率都减小。 4．(多选)下列关于气体分子运动的说法正确的是　(　　) A．分子除相互碰撞或跟容器碰撞外，可在空间自由移动 B．分子的频繁碰撞致使它做杂乱无章的热运动 C．分子沿各个方向运动的机会相等 D．分子的速率分布毫无规律 解析：选ABC。分子的频繁碰撞使其做杂乱无章的无规则运动，除碰撞外，分子可做匀速直线运动，A、B正确；大量分子的运动遵守统计规律，如分子向各方向运动机会均等，分子速率分布呈“中间多、两头少”的规律，C正确，D错误。 题组2　分子运动速率分布图像 5．(多选)氧气分子在0 ℃ 和100 ℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示。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 解析：选ABC。曲线下的面积都等于1，A正确；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，实线为氧气分子在100 ℃ 时的情形，B、C正确；曲线给出的是单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比，D错误。 题组3　气体压强的微观解释 6．(多选)下列有关气体压强说法不正确的是(　　) A．气体分子的平均速率增大，则气体的压强一定增大 B.气体分子的平均速率增大，则气体的压强有可能减小 C．气体分子的密集程度增大，则气体的压强一定增大 D．气体分子的密集程度增大，则气体的压强有可能减小 解析：选AC。气体的压强与两个因素有关：一是气体分子的平均速率，二是气体分子的数密度。气体分子的平均速率或密集程度增大，气体的压强不一定增大。 7．(多选)(2024·广东佛山一模)如图所示的“空气弹簧”是由多个充气橡胶圈叠加制成，其“劲度系数”与圈内充气的多少有关。橡胶圈内充气越多，则(　　) A．橡胶圈越容易被压缩 B．橡胶圈越不容易被压缩 C．空气弹簧的“劲度系数”越大 D．空气弹簧的“劲度系数”越小 解析：选BC。橡胶圈内充气越多，气体分子的数密度越大，橡胶圈内气体的压强越大，橡胶圈越不容易被压缩，则空气弹簧的“劲度系数”越大。 8.用豆粒模拟气体分子，可以模拟气体压强产生的原理。如图所示，从距秤盘80 cm的高度把1 000粒豆粒连续均匀地倒在秤盘上，持续作用时间为1 s，豆粒弹起时竖直方向的速度变为碰前的一半。若每个豆粒只与秤盘碰撞一次，且碰撞时间极短(在豆粒与秤盘碰撞极短时间内，碰撞力远大于豆粒受到的重力)，已知1 000粒豆粒的总质量为100 g，则在碰撞过程中秤盘受到的压力大小约为(　　) A．0.2 N B．0.6 N C．1.0 N D．1.6 N 解析：选B。设向下为正方向，由题意知v1＝＝4 m/s，v2＝－2 m/s，对1 000粒豆粒，根据动量定理有F·Δt＝Δp＝mv2－mv1，得F＝＝－0.6 N，由牛顿第三定律知，秤盘受到的压力大小约为0.6 N。 9．(2024·辽宁沈阳期中)下列说法正确的是　(　　) A．当物体温度下降到0 ℃时，物体分子的热运动就会停止 B．水中漂浮的花粉颗粒的布朗运动反映了花粉颗粒的无规则热运动，且悬浮颗粒越大，同一时刻与它碰撞的水分子越多，布朗运动就越明显 C．气体分子的速率有大有小，但是大量气体分子的速率呈“中间多、两头少”的规律分布 D．一定质量的气体温度不变时，体积减小，压强增大，说明每秒撞击单位面积器壁的分子数减少 解析：选C。物体分子做永不停息的热运动，A错误；水中漂浮的花粉颗粒的布朗运动反映了水分子的无规则热运动，且悬浮颗粒越小，同一时刻与它碰撞的水分子越少，布朗运动就越明显，B错误；气体分子的速率有大有小，但是大量气体分子的速率呈“中间多、两头少”的规律分布，C正确；一定质量的气体温度不变时，体积减小，压强增大，温度不变说明气体分子运动的平均速率不变，体积减小说明相同体积内分子数变多，所以每秒撞击单位面积器壁的分子数增多，压力增大，压强增大，D错误。 10．(2024·湖北黄冈期中)有甲、乙两瓶氢气，甲的体积为V，质量为m，温度为t，压强为p；乙的温度高于t，体积、质量和甲相同。下列关于甲、乙两瓶氢气说法正确的是(　　) A．乙瓶中氢气的压强等于p B．乙瓶中氢气的压强小于p C．甲瓶中氢气分子的平均速率比乙瓶中氢气分子的平均速率大 D．乙瓶中速率较小的氢气分子所占比例比甲瓶中速率较小的氢气分子所占比例小 解析：选D。因为甲、乙两瓶氢气的体积、质量相同，则甲、乙两瓶中氢气的分子数密度相同，因为乙的温度高于t，则乙瓶中氢气分子的平均速率较大，分子对器壁的平均撞击力较大，所以乙瓶中氢气的压强较大，即乙瓶中氢气的压强大于p，A、B、C错误；因为乙瓶中氢气分子的平均速率较大，所以乙瓶中速率较小的氢气分子所占比例比甲瓶中速率较小的氢气分子所占比例小，D正确。 11.(2024·江苏南通期中)如图所示，体积相同的两个容器，装有质量相等的氧气，其中甲图容器内的温度是20 ℃，乙图容器内的温度是50 ℃。下列说法正确的是(　　) A．乙图容器内所有分子的速率都要大于甲图 B.乙图容器中氧气分子的热运动比甲图剧烈 C.容器中气体分子的速率分布情况是无规律的 D.气体分子能够充满容器是因为分子间的排斥力大于吸引力 解析：选B。由题图可知，甲图容器温度为20 ℃，乙图容器温度为50 ℃，温度越高，物体的分子平均速率越大，但并不是所有分子的速率都大，所以并不是乙图容器内所有分子的速率都要大于甲图，故A错误；温度越高，分子的热运动越剧烈，所以乙图容器中氧气分子的热运动比甲图剧烈，故B正确；分子永不停息地做无规则运动，但分子的速率分布是有规律的，故C错误；气体分子能够充满容器是因为气体分子间的相互作用力基本为零，所以气体分子可以随意运动，故D错误。 12．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，所对应的温度分别为TⅠ、TⅡ、TⅢ，下列说法错误的是(　　) A．气体速率均呈“中间多、两头少”的分布，但是最大比例的速率区间是不同的 B．TⅠ＞TⅡ＞TⅢ C．温度高的气体，速率大的分子比例较多 D．从图像中可以直观体会到温度越高，分子运动越剧烈 解析：选B。气体分子速率均呈“中间多、两头少”的分布，但是最大比例的速率区间是不同的，A正确，不符合题意；气体的温度越高，速率较大的分子所占的比例越大，则TⅠ＜TⅡ＜TⅢ，B错误，符合题意；C正确，不符合题意；从题中图像可以直观体 会到温度越高，分子运动越剧烈，D正确，不符合题意。 13．节假日释放氢气球，在氢气球上升过程中，气球会膨胀，达到极限体积时甚至会爆炸。假设在氢气球上升过程中，环境温度保持不变，则球内的气体压强__________(选填“增大”“减小”或“不变”)，气体分子热运动的剧烈程度________(选填“变强”“变弱”或“不变”)，气体分子的速率分布情况最接近图中的________(选填“A”“B”或“C”)线。图中f(v)表示速率v处单位速率区间内的分子数百分率。 解析：气球上升时，大气压强减小，气球膨胀，则气球内的气体压强减小；因温度不变，则气体分子热运动的剧烈程度不变；在一定温度下，大多数分子的速率都接近某个数值，但不是说其余少数分子的速率都小于该数值，有个别分子的速率会更大，故分子速率分布情况最接近题图中的C线。 答案：减小　不变　C 学科网（北京）股份有限公司 $