1.3 气体分子速率分布的统计规律 同步练习 -2025-2026学年高二下学期物理鲁科版选择性必修第三册

第3节 气体分子速率分布的统计规律 同步练习 一、选择题: 1．关于气体分子的运动情况，下列说法中正确的是(　　) A．某一时刻具有某一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．分子的速率分布毫无规律 2．某种气体在不同温度下的分子速率分布曲线如图所示，f(v)表示分子速率v附近单位速率区间内的分子数百分率。曲线Ⅰ和Ⅱ所对应的温度分别为TⅠ和TⅡ，所对应的气体分子平均动能分别为Ek1和Ek2，则(　　) A．TⅠ＞TⅡ，Ek1＞Ek2 B．TⅠ＞TⅡ，Ek1＜Ek2 C．TⅠ＜TⅡ，Ek1＞Ek2 D．TⅠ＜TⅡ，Ek1＜Ek2 3．如图所示，横坐标v表示分子速率，纵坐标f(v)表示各等间隔速率区间的分子数占总分子数的百分比．图中曲线能正确表示某一温度下气体分子麦克斯韦速率分布规律的是(　　) A．曲线① B．曲线② C．曲线③ D．曲线④ 4．下面的表格是某地区1～7月气温与气压的对照表： 月份/月 1 2 3 4 5 6 7 平均最高 气温/ ℃ 1.4 3.9 10.7 19.6 26.7 30.2 30.8 平均大气压 /(×105 Pa) 1.021 1.019 1.014 1.008 1.003 0.998 4 0.996 0 7月与1月相比较，正确的是(　　) A．空气分子无规则热运动的情况几乎不变 B．空气分子无规则运动减弱了 C．单位时间内空气分子对单位面积地面的撞击次数增多了 D．单位时间内空气分子对单位面积地面撞击次数减少了 5．(多选)大量气体分子运动的特点是(　　) A．分子除相互碰撞或跟容器壁碰撞外，还可在空间内自由移动 B．分子的不断碰撞致使它做杂乱无章的热运动 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 6．(多选)在研究热现象时，我们可以采用统计方法，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．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 7.(多选)下列说法正确的是(　　) A．气体分子运动的平均速率与温度有关 B．当温度升高时，气体分子的速率分布不再是“中间多，两头少” C．气体分子的运动速率可由牛顿运动定律求得 D．气体分子的平均速率随温度升高而增大 8.(多选)如图是氧气分子在不同温度(0 ℃和100 ℃)下的速率分布规律图，横坐标表示速率，纵坐标表示某一速率内的分子数占总分子数的百分比，由图可知(　　) A．同一温度下，氧气分子呈现出“中间多，两头少”的分布规律 B．随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增大 C．随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例增大 D．温度越高，氧气分子热运动的平均速率越大 9.(多选)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少 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个分子的平均动能可能减小 10．(多选)关于气体分子的运动情况，下列说法不正确的是(　　) A．某一时刻具有某一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．分子的速率分布毫无规律 11.(多选)如图所示是氧气在0 ℃和100 ℃两种不同温度下，各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子的速率间的关系．由图可知下列说法正确的是(　　) A．100 ℃的氧气，速率大的分子比例较多 B．具有最大比例的速率区间，0 ℃时对应的速率大 C．温度越高，分子的平均速率越大 D．在0 ℃时，也有一部分分子的速率比较大，说明气体内部有温度较高的区域 2． 问答题： 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v处单位速率区间内的分子数百分率，所对应的温度为TⅠ、TⅡ、TⅢ，则他们所对应温度的大小关系如何？ 参考答案： 1.B　[具有某一速率的分子数目并不是相等的，呈“中间多，两头少”的统计规律分布，故A、D错误；由于分子之间不断地碰撞，分子随时都会改变自己的运动情况，因此在某一时刻，一个分子速度的大小和方向完全是偶然的，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。] 2.D　[根据麦克斯韦分布律知，气体的温度越高，速率较大的分子所占的比例越大．所以Ⅰ的温度低，Ⅱ的温度高，即TⅠ＜TⅡ．而温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大，则Ek1＜Ek2，D正确．] 3.D　[根据麦克斯韦气体分子速率分布规律可知，中等速率范围内分子数量最大，速率过大或过小的数量较少，曲线向两侧逐渐减少，曲线④符合题意．选项D正确．] 4.D　[由表中数据知，7月份与1月份相比，温度升高，压强减小，温度升高使气体分子热运动更加剧烈，空气分子与地面撞击一次对地面的冲量增大，而压强减小，单位时间内空气分子对单位面积地面的冲量减小．所以单位时间内空气分子对单位面积地面的撞击次数减少了，因而只有D项正确．] 5.ABC　[因气体分子间的距离较大，分子力可以忽略，分子除碰撞外不受其他作用，故可在空间内自由移动，A正确；分子间不断的碰撞使分子的运动杂乱无章，且向各方向运动的机会均等，B、C正确；气体分子速率呈“中间多、两头少”的规律分布，D错误。] 6.BC　[在研究热现象时，单个分子的运动具有无规则的特征，但大量的分子却满足统计规律，故正确选项为B、C．] 7.AD解析　气体分子的运动与温度有关，温度升高时，平均速率变大，但仍遵循“中间多，两头少”的统计规律，A、D正确，B错误．分子运动无规则，而且牛顿运动定律是宏观定律，不能用它来求微观分子的运动速率，C错误． 8.　AD解析　同一温度下，中等速率的氧气分子数所占的比例大，即呈现出“中间多，两头少”的分布规律，A正确；温度升高使得氧气分子的平均速率增大，不一定每一个氧气分子的速率都增大，B错误，D正确；温度越高，氧气分子中速率小的分子所占的比例减小，C错误． 9.BD解析　一定温度下某种气体分子碰撞十分频繁，单个分子运动杂乱无章，速率不等，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相等，A、C错，B对；温度升高时，大量分子的平均动能增大，但个别或少量(如10个)分子的平均动能有可能减小，D对． 10.ACD　[具有某一速率的分子数目并不是相等的，呈“中间多、两头少”的统计规律分布，故A、D项错误；由于分子之间频繁地碰撞，分子随时都会改变自己的运动情况，因此在某一时刻，一个分子速度的大小和方向完全是偶然的，故B项正确；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项错误．] 11.AC　[同一温度下，中等速率大的氧气分子数所占的比例大．温度升高时，速率大的氧气分子数增加，使得氧气分子的平均速率增大，100 ℃的氧气，速率大的分子比例较多，由图像可知，0 ℃时的最大比例值大，但对应的分子速率小于100 ℃时的情况，A正确，B错误；温度升高，分子的运动加剧，使得氧气分子的平均速率增大，C正确；温度是分子平均动能的标志，与个别分子速率大小无关，气体内部温度相同，D错误．] 12.[解析]　温度越高、分子热运动越剧烈，分子平均动能越大，故分子平均速率越大，温度越高，速率大的分子所占比例越多，气体分子速率“中间多”的部分在f(v)-v图像上向右移动．所以由图中可看出TⅢ＞TⅡ＞TⅠ． [答案]　TⅠ<TⅡ<TⅢ 学科网（北京）股份有限公司 $