第1章 第5节 分子热运动的统计规律-课后达标检测-【优学精讲】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册教用课件(教科版)

第5节　课后达标检测 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(　　) 3 4 5 6 7 8 9 10 2 1 √ 课后达标检测 解析：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。 3 4 5 6 7 8 9 10 2 1 课后达标检测 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 3 4 5 6 7 8 1 9 10 2 √ √ 课后达标检测 解析：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 4 5 6 7 8 1 9 10 2 课后达标检测 3．夏天开空调，冷气从空调中吹进室内，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：冷气从空调中吹进室内，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 5 6 7 8 1 9 10 2 3 √ 课后达标检测 4．(多选)关于气体分子的运动，下列说法正确的是(　　) A．当温度升高时，气体分子的运动速率都将增大 B．当温度升高时，气体分子的运动一定变剧烈 C．除碰撞外，气体分子可视为不受力而做匀速直线运动 D．气体分子运动的速率分布毫无规律 3 5 6 7 8 1 9 10 2 4 √ √ 课后达标检测 解析：温度升高时，气体分子的热运动加剧，这是大量分子热运动的集中体现，但对单个分子而言，讨论它的温度与速率之间的联系是没有意义的，故A错误，B正确； 气体分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，可视为不受力，做匀速直线运动，C正确； 大量气体分子运动的速率分布遵循统计规律，D错误。 3 5 6 7 8 1 9 10 2 4 课后达标检测 5．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的变化是有规律的 B．单个分子的运动具有规律性 C．在一定温度下，大量分子的速率分布是确定的 D．在一定温度下，大量分子的速率分布随时间而变化 解析：大量分子运动的速率分布是有规律的，与温度有关，而个别分子的运动速率没有规律，故C正确。 3 4 6 7 8 1 9 10 2 5 √ 课后达标检测 6．一定量的气体在两种不同温度下的气体分子速率分布曲线分别如图中实线和虚线所示，横轴表示分子速率，纵轴表示单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比，从图中可得(　　)   A．温度升高，曲线峰值向左移动 B．实线对应的温度较高 C．虚线对应的分子平均速率较大 D．与实线相比，虚线对应的速率在300～400 m/s间隔内的分子数较少 3 4 5 7 8 1 9 10 2 6 √ 课后达标检测 解析：根据分子速率分布的特点知，温度越高，速率大的分子占的比例越大，可知温度升高，曲线峰值向右移动，实线对应的温度较高，故A错误，B正确； 题图中实线对应的温度高，则实线对应的分子平均速率较大，故C错误； 由题图可知，与实线相比，虚线对应的速率在300～400 m/s间隔内的分子数较多，故D错误。 3 4 5 7 8 1 9 10 2 6 课后达标检测 7．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 3 4 5 6 8 1 9 10 2 7 √ 课后达标检测 解析：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。 3 4 5 6 8 1 9 10 2 7 课后达标检测 8．下列选项图描绘的是一定质量的氧气分子分别在0 ℃和100 ℃两种情况下时速率的分布情况，符合统计规律的是(　　) 3 4 5 6 7 1 9 10 2 8 √ 课后达标检测 解析：气体温度越高，分子热运动越剧烈，分子热运动的平均速率越大，且分子速率分布呈现“中间多、两头少”的特点。温度高时速率大的分子所占据的比例大，但由于曲线下总面积恒等于1，所以曲线的高度相应降低，曲线变得平坦，A正确。 3 4 5 6 7 1 9 10 2 8 课后达标检测 9．(多选)图甲为测量分子速率分布的装置示意图，圆筒绕其中心匀速转动，侧面开有狭缝N，内侧贴有记录薄膜，M为正对狭缝的位置。从原子炉R中射出的银原子蒸汽穿过屏上S缝后进入狭缝N，在圆筒转动半个周期的时间内相继到达并沉积在薄膜上。展开的薄膜如图乙所示，NP和PQ间距相等，则(　　)   A.到达M附近的银原子速率较大 B．到达Q附近的银原子速率较大 C．位于PQ区间的分子百分率大于位于NP区间的分子百分率 D．位于PQ区间的分子百分率小于位于NP区间的分子百分率 3 4 5 6 7 8 1 10 2 9 √ √ 课后达标检测 解析：从原子炉R中射出的银原子穿过S缝后向右做匀速直线运动，同时圆筒匀速转动，银原子进入狭缝N后依次全部到达最右端并打到记录薄膜上，打在薄膜M点附近的银原子先到达最右端，所用时间最短，所以M附近的银原子速率较大，故A正确，B错误； PQ区间的分子百分率最大，故D错误，C正确。 3 4 5 6 7 8 1 10 2 9 课后达标检测 10．观察下表和图甲、乙，思考并回答下列问题。 表：氧气分子的速率分布 3 4 5 6 7 8 1 9 2 10 速率区间 v/(m·s－1) 不同温度下各速率区间的分子数占总分子数的百分比 0 ℃ 100 ℃ v≤100 1.4% 0.7% 100＜v≤200 8.1% 5.4% 200＜v≤300 17.0% 11.9% 300＜v≤400 21.4% 17.4% 课后达标检测 3 4 5 6 7 8 1 9 2 10 速率区间 v/(m·s－1) 不同温度下各速率区间的分子数占总分子数的百分比 0 ℃ 100 ℃ 400＜v≤500 20.4% 18.6% 500＜v≤600 15.1% 16.7% 600＜v≤700 9.2% 12.9% 700＜v≤800 4.5% 7.9% 800＜v≤900 2.0% 4.6% 900＜v 0.9% 3.9% 课后达标检测 (1)由图甲可以发现，氧气分子的速率分布具有什么特点？ 解析：由题图甲可以看到，0 ℃和100 ℃氧气分子的速率分布都呈现“中间多、两头少”的分布规律，但这两个温度下具有最大比例的速率区间是不同的，0℃时300＜v≤400的分子最多，100℃时400＜v≤500的分子最多。100 ℃的氧气，速率大的分子比例较多，其分子的平均速率比0℃的大。 答案：见解析 3 4 5 6 7 8 1 9 2 10 课后达标检测 (2)由表可得如图乙所示的0 ℃氧气分子的速率分布直方图，实验时速率区间取得越窄，图中整个直方图锯齿形边界就越接近一条光滑曲线。该曲线有何意义？曲线与横坐标所围的面积代表什么意义？能否求得该面积的值？ 解析：该曲线体现的是0 ℃氧气分子在不同速率区间分子数目的分布情况，即氧气分子速率分布情况。曲线与横坐标所围面积为所有速率区间的分子数占气体总分子数的比例，故该面积的值为1。 答案：见解析 3 4 5 6 7 8 1 9 2 10 课后达标检测 $