第1章 3 分子运动速率分布规律（同步练习）-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高二物理选择性必修第三册（人教版 江苏北京专用）

第一章　分子动理论 3　分子运动速率分布规律 基础过关练 题组一　气体分子运动的特点 1.(2025江苏淮安期中)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多 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个分子的速率可能减小 2.(2025江苏宿迁期末)关于气体分子的速率,下列说法正确的是(　　) A.气体温度升高时,每个气体分子的运动速率一定都增大 B.气体温度降低时,每个气体分子的运动速率一定都减小 C.气体温度升高时,气体分子运动的平均速率必定增大 D.气体温度降低时,气体分子运动的平均速率可能增大 题组二　分子运动速率分布图像 3.(2025江苏南京联考)汽缸内封闭有一定质量的气体,在某次压缩过程中,缸内气体的温度从T1迅速升高至T2。下列各图中,纵坐标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分别为缸内气体在T1、T2两种温度下的分子速率分布曲线,其中正确的是(　　) 　　 　　 4.(2025湖北襄阳期中)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T1、T2。下列说法正确的是(　　) A.T1>T2 B.T1、T2温度下,某一速率区间的分子数占比可能相同 C.将T1、T2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T1、T2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 5.(2025湖南湘西期末)一定质量的某种气体在0 ℃和100 ℃下的分子速率分布规律如图所示。横坐标Δv表示分子速率区间,纵坐标η表示某速率区间内的分子数占总分子数的百分比,以下对图线的解读中正确的是(　　) A.温度为100 ℃时气体分子的最高速率约为400 m/s B.某个分子在0 ℃时的速率一定小于100 ℃时的速率 C.温度升高时,η最大处对应的速率增大 D.温度升高时,每个速率区间内分子数的占比都增大 题组三　气体压强的微观解释 6.(2025湖南岳阳期中)对于一定量的气体,下列四个论述中正确的是(　　) A.当分子热运动变剧烈时,压强必变大 B.当分子热运动变剧烈时,压强可以不变 C.当分子间的平均距离变大时,压强必变小 D.当分子间的平均距离变大时,压强必变大 7.(创新题·新情境)(2025江苏常州期中)某同学为了表演“轻功”,他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,气球内气体的压强(　　) 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高低 8.(2025湖北武汉期中)如图所示,两个完全相同的圆柱形密闭容器,甲中装满水,乙中充满空气,则下列说法正确的是(容器容积恒定)(　　) A.两容器中器壁所受的压强都是由于分子撞击器壁而产生的 B.两容器中器壁所受的压强都是由所装物质的重力而产生的 C.甲容器中pA>pB,乙容器中pC=pD D.当温度升高时,pA、pB变大,pC、pD也要变大 9.(2025北京西城期末)从分子动理论的观点来看,一个密闭容器中气体分子的运动是杂乱无章的,在某一时刻,向着任何一个方向运动的分子都有,而且向各个方向运动的气体分子数目几乎相等,如图所示。为简化问题,假定:气体分子的大小可以忽略,速率均为v,每次分子与器壁碰撞作用时间为Δt,碰撞前后气体分子的速度方向都与器壁垂直,且速率不变。已知每个分子的质量为m,单位体积内分子数量n为恒量。利用所学力学知识,回答以下问题: (1)选择一个与器壁发生正碰的气体分子为研究对象,求碰撞过程气体分子对器壁的作用力的大小F0; (2)推导出器壁单位面积受到的压力p的表达式; (3)对于一定量的气体,从宏观上看,仅升高温度或仅减小体积都会使气体压强增大,请从微观角度说明原因。 答案与分层梯度式解析 基础过关练 1.D 2.C 3.A 4.B 5.C 6.B 7.B 8.C 1.D　一定温度下某种气体分子碰撞十分频繁,单个分子的运动杂乱无章,速率有大有小,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基本相等,A、B、C错误;温度升高时,分子的平均速率增大,但个别或少量(如10个)分子的速率有可能减小,D正确。 归纳总结 气体分子运动的特点 2.C　温度是分子热运动剧烈程度的标志,气体温度升高,分子的热运动加剧,故气体分子运动的平均速率必定增大,但不是每个气体分子的速率都增大,故A错误,C正确;气体温度降低时,分子的热运动减弱,则气体分子运动的平均速率必定减小,但不是每个气体分子的速率都减小,故B、D错误。 3.A　温度升高时,速率较大的分子所占的比例增大,速率分布曲线的峰值向速率大的一侧移动,且两图线与横轴所围面积相等,故选A。 4.B　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(破题关键),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,则T2>T1,故A错误;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;各速率区间对应的纵坐标之和等于1,所以不同温度的气体分子速率分布规律曲线与横轴围成的面积相等,即曲线1、曲线2以及将T1、T2温度下的氧气混合后对应的曲线与横轴围成的面积相等,故C错误;将T1、T2温度下的氧气混合后,混合气体的温度介于T1和T2之间,对应的分子速率分布规律曲线的峰值应介于曲线1和曲线2的峰值之间,不可能为题图中的虚线,故D错误。 5.C　纵坐标η表示某速率区间内的分子数占总分子数的百分比,温度为100 ℃时,从横坐标可知气体分子的最高速率在900 m/s以上,A错误;温度升高,分子的热运动加剧,分子的平均速率增大,这是大量分子运动的统计规律,对个别的分子没有意义,并不是每个分子的速率都增大,即某个分子在0 ℃时的速率不一定小于100 ℃时的速率,B错误;温度升高,速率大的分子所占的比例增大,η最大处对应的速率增大,C正确;温度升高,速率大的区间分子数所占比例增大,速率小的区间分子数所占比例减小,D错误。 归纳总结 气体分子速率分布的三点规律 　　(1)在一定温度下,气体分子的速率都呈“中间多、两头少”的分布规律。 　　(2)当温度升高时,“中间多、两头少”的分布规律不变,气体分子的平均速率增大,速率小的分子数减少,速率大的分子数增加,分布曲线的峰值向速率大的一侧移动。 　　(3)温度升高,气体分子的平均速率变大,但具体到某一个气体分子,速率可能变大,可能变小,也可能不变。 6.B　气体的压强在微观上与分子的平均速率和分子的密集程度有关,当分子热运动变剧烈时,温度升高,分子平均速率增大(破题关键),压强的变化还要看气体的密集程度的变化,所以压强可能增大,可能减小,可能不变,故A错误,B正确;当分子间的平均距离变大时,分子的密集程度变小,但分子的平均速率的变化情况未知,则压强可能增大,可能减小,可能不变,故C、D错误。 名师点津 　　气体压强的决定因素(气体种类确定,气体质量确定): 　　(1)微观角度:①气体分子的数密度;②气体分子的平均速率。 　　(2)宏观角度:①体积;②温度。 7.B　由于气球内气体分子都在不停地做无规则运动,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;根据气体压强的微观解释可知,气体压强的大小取决于气体分子的数密度以及气体分子的平均速率,C、D错误。 8.C　甲容器中器壁所受的压强产生的原因是水受到重力的作用,而乙容器中器壁所受的压强产生的原因是气体分子撞击器壁,A、B错误;水的压强p=ρgh,hA>hB,可知pA>pB,而密闭容器中气体压强各处均相等,与位置无关,pC=pD,C正确;温度升高时,pA、pB不变,而气体压强受温度影响,pC、pD变大,D错误。 归纳总结 　　气体压强与液体压强的区别 　　气体对容器壁的压强由气体分子对容器壁的碰撞产生,大小由气体分子的数密度和气体分子的平均速率决定,与地球的引力无关,气体对容器上、下、左、右器壁的压强大小相等。液体压强是由液体自身重力所产生的,液体完全失重后将不再产生压强。根据压强的定义可推得,液体内部的压强公式p=ρgh。 9.答案　(1)　(2)见解析　(3)见解析 解析　(1)根据动量定理有-F0Δt=-mv-mv 解得F0= (2)在空间截取棱长为vt的正方体,其所含分子数为N=n(vt)3 由于向各个方向运动的气体分子数目几乎相等,则在时间t内正方体内与其中一个面撞击的分子数占总分子数的,根据动量定理有-Ft=-mv-mv 器壁在单位面积上受到的压力等于气体压强,则 p==,解得p= (3)对于一定量的气体,若仅升高温度,气体分子运动的平均速率增大,气体分子撞击器壁的平均作用力增大,则气体压强增大;若仅减小体积,则气体分子的数密度增大,单位时间内撞击器壁单位面积的分子数目增大,则气体压强增大。 10 学科网（北京）股份有限公司 $