新教材2023年高中物理課時分層作業(yè)3氣體分子運動的統(tǒng)計規(guī)律粵教版選擇性必修第三冊

課時分層作業(yè)(三)氣體分子運動的統(tǒng)計規(guī)律◎題組一統(tǒng)計規(guī)律與氣體分子運動特點1．(多選)如圖為密閉鋼瓶中的理想氣體分子在T1、T2兩個不同溫度下的速率分布情況的柱形圖．由圖可知()A．分別將T1、T2柱形圖頂端用平滑的曲線連接起來，則兩條曲線下的面積相等B．T1對應(yīng)于氣體分子平均動能較小的情形C．與T1時相比，T2時氣體分子速率出現(xiàn)在0～400m/s區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較大D．T2時，氣體每個分子的速率都比T1時的大AB[由題圖可以知道，在T1、T2兩種不同情況下各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比與分子速率間的關(guān)系圖線與橫軸所圍面積都應(yīng)該等于1，即相等，故A正確；由圖可知，兩種溫度下氣體分子速率都呈現(xiàn)“中間多、兩頭少”的分布特點，由于T1時速率較低的氣體分子所占比例較大，則說明T1溫度下氣體分子的平均動能小于T2溫度下氣體分子的平均動能，故B正確；由圖可知與T1時相比，T2時氣體分子速率出現(xiàn)在0～400m/s區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較小，故C錯誤；由分子熱運動的無規(guī)則性可知T2時，氣體每個分子的速率不一定比T1時的大，故D錯誤．]2．1859年麥克斯韋從理論上推導(dǎo)出了氣體分子速率的分布規(guī)律，后來有許多實驗驗證了這一規(guī)律．若以橫坐標(biāo)v表示分子速率，縱坐標(biāo)f(v)表示各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比．下面四幅圖中能正確表示某一溫度下氣體分子速率分布規(guī)律的是()ABCDD[氣體分子速率分布規(guī)律是中間多，兩頭少，且分子不停地做無規(guī)則運動，沒有速度為零的分子，故選D．]3．氧氣分子在0℃和100℃溫度下單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨氣體分子速率的變化分別如圖中兩條曲線所示．下列說法正確的是()A．圖中兩條曲線下面積相等B．圖中實線對應(yīng)于氧氣分子平均動能較小的情形C．圖中曲線給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目D．與0℃時相比，100℃時氧氣分子速率出現(xiàn)在0～400m/s區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較大A[由題圖可知，在0℃和100℃兩種不同情況下各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比與分子速率間的關(guān)系圖線與橫軸所圍面積都應(yīng)該等于1，即相等，A正確；由圖可知，具有最大比例的速率區(qū)間，100℃時對應(yīng)的速率大，故說明實線為100℃的分布圖像，故對應(yīng)的平均動能較大，B錯誤；圖中曲線給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子占據(jù)的比例，但無法確定分子具體數(shù)目，C錯誤；由圖可知，0～400m/s段內(nèi)，100℃對應(yīng)的占據(jù)的比例均小于0℃時所占據(jù)的比值，因此100℃時氧氣分子速率出現(xiàn)在0～400m/s區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較小，D錯誤．]4．下圖描繪一定質(zhì)量的氧氣分子分別在0℃和100℃兩種情況下速率分布情況，符合統(tǒng)計規(guī)律的是()ABCDA[溫度是分子熱運動平均動能的標(biāo)志，溫度越高，平均動能越大，故平均速率越大，即速率大的分子數(shù)占據(jù)總數(shù)的比例越大，故A正確，B錯誤；分子總數(shù)目是一定的，故圖線與橫軸包圍的面積是100%，故兩個圖線與橫軸包圍的面積是相等的，故C、D錯誤．故選A．]5．(多選)下列各種說法中正確的是()A．溫度低的物體內(nèi)能小B．分子運動的平均速度可能為零，瞬時速度不可能為零C．0℃的鐵和0℃的冰，它們的分子平均動能相同D．氣體分子單位時間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)與單位體積內(nèi)的分子數(shù)和溫度有關(guān)CD[影響內(nèi)能大小的因素除了溫度以外，還有物體的質(zhì)量、體積和物態(tài)．所以在不確定其他因素都相同的情況下，只憑溫度無法比較內(nèi)能的大小，A錯誤；根據(jù)分子動理論的內(nèi)容可知，分子運動的瞬時速度可能為零，平均速度不可能為零，B錯誤；溫度是分子的平均動能的標(biāo)志，0℃的鐵和0℃的冰，它們的分子平均動能相同，C正確；由壓強微觀解釋可知，壓強與單位面積上碰撞的分子數(shù)和分子平均動能有關(guān)，如果氣體分子總數(shù)不變，而氣體溫度升高，氣體的平均動能一定增大，因此壓強也必然增大，故D正確．]6．(多選)表中數(shù)據(jù)是某地區(qū)1～6月份氣溫與氣壓的對照表：月份123456平均氣溫/℃1.84.512.821.428.731.4平均大氣壓/(×105Pa)1.0311.0251.0181.0121.0070.97646月份與1月份相比較，下列說法正確的是()A．空氣中每個氣體分子無規(guī)則熱運動速度加快了B．空氣中氣體分子的平均動能增加了C．單位時間內(nèi)空氣分子對地面單位面積的撞擊次數(shù)增加了D．速率大的空氣分子比例較多BD[溫度越高，分子無規(guī)則熱運動加強．6月份與1月份相比較，平均氣溫升高了，氣體分子的平均動能增加，分子平均速率增大，但是個別分子的速率變化無法確定；故A錯誤，B正確；溫度升高，分子的平均動能變大，但是壓強減小，知氣體分子的密集程度減小，則單位時間內(nèi)空氣分子對單位面積地面撞擊次數(shù)減少；故C錯誤；溫度升高，分子的平均動能變大，分子的平均速率增大，速率大的分子比例較多．故D正確．]7．某種氣體在不同溫度下的氣體分子速率分布曲線如圖所示，圖中橫坐標(biāo)v表示分子速率，縱坐標(biāo)f(v)表示各等間隔速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比，由圖可知()A．氣體的所有分子，其速率都在某個數(shù)值附近B．某個氣體分子在高溫狀態(tài)時的速率不可能與低溫狀態(tài)時相等C．高溫狀態(tài)下大多數(shù)分子的速率大于低溫狀態(tài)下大多數(shù)分子的速率D．高溫狀態(tài)下分子速率的分布范圍相對較小C[根據(jù)圖像可知，氣體的分子速率在各個區(qū)間的都有，A錯誤；對單個分子而言，始終無規(guī)則運動，無法判斷具體的運動狀態(tài)，B錯誤；根據(jù)圖像可知，高溫狀態(tài)下大多數(shù)分子的速率大于低溫狀態(tài)下大多數(shù)分子的速率，C正確；根據(jù)圖像可知，溫度大的分子平均動能大，分布范圍相對較大，D錯誤．]8．(多選)下列說法正確的是()A．用油膜法估測分子直徑的實驗中，用酒精稀釋過的油酸滴在水面上形成單分子層，單分子油膜的厚度就是酒精分子和油酸分子半徑的平均值B．布朗運動說明液體分子做永不停息的無規(guī)則運動，同時說明液體分子間有間隙C．分子間作用力為零時，分子間的勢能不一定是零D．氣體分子單位時間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)，與單位體積內(nèi)氣體的分子數(shù)和氣體溫度有關(guān)BCD[用油膜法估測分子直徑的實驗中，用酒精稀釋過的油酸滴在水面上形成單分子層，單分子油膜的厚度為油酸分子直徑；故A錯誤；布朗運動說明液體分子做永不停息的無規(guī)則運動，同時說明液體分子間有間隙；故B正確；分子間作用力為零時，分子勢能最小，但分子間的勢能不一定是零；故C正確；氣體壓強與分子數(shù)密度和分子熱運動的平均動能有關(guān)，而溫度是分子平均動能的標(biāo)志，故氣體分子單位時間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)，與單位體積內(nèi)的分子數(shù)及氣體溫度都有關(guān)；故D正確．]9．(多選)某房間，上午9時的溫度為18℃，下午3時的溫度為26℃．假定房間內(nèi)氣壓無變化，則下午3時與上午9時相比較，房間內(nèi)的()A．氣體分子單位時間撞擊墻壁單位面積的數(shù)目減少B．所有空氣分子的速率都增大C．氣體密度減小D．空氣分子的平均動能增大ACD[溫度升高了，分子平均動能增大，撞擊墻壁時撞擊力增大，壓強不變，因此單位時間內(nèi)氣體分子撞擊墻壁單位面積的數(shù)目將減少，故A正確；溫度升高，分子的平均動能將增大，并非所有空氣分子的速率都增大，故B錯誤；壓強不變，當(dāng)溫度升高時，氣體體積增大，因此房間內(nèi)的空氣質(zhì)量將減少，房間體積不變，則密度減小，故C正確；溫度是分子平均動能的標(biāo)志，溫度升高則有分子平均動能增大，故D正確．]10．(多選)我們知道，氣體分子的運動是無規(guī)則的，每個分子運動的速率一般是不同的，但大量分子的速率分布卻呈現(xiàn)一定的統(tǒng)計規(guī)律．如圖所示描繪了某種氣體在不同溫度下分子數(shù)百分比按速率分布的曲線，兩條曲線對應(yīng)的溫度分別為T1和T2，則下列說法正確的是()A．T1＜T2B．T1＞T2C．兩曲線與橫軸所圍圖形的“面積”相等D．兩曲線與橫軸所圍圖形的“面積”不相等AC[根據(jù)麥克斯韋分布律知，氣體的溫度越高，速率較大的分子所占的比例越大，故T1＜T2，A正確，B錯誤；分子總數(shù)目是一定的，故圖線與橫軸包圍的面積是100%，故兩個圖線與橫軸包圍的面積是相等的，C正確，D錯誤．]11．(多選)如圖所示，玻璃瓶A、B中裝有質(zhì)量相等、溫度分別為60℃的熱水和0℃的冷水，下列說法正確的是()A．溫度是分子平均動能的標(biāo)志，所以A瓶中水分子的平均動能比B瓶中水分子的平均動能大B．溫度越高，布朗運動越顯著，所以A瓶中水分子的布朗運動比B瓶中水分子的布朗運動更顯著C．因質(zhì)量相等，故A瓶中水的內(nèi)能與B瓶中水的內(nèi)能一樣大D．A瓶中水的體積比B瓶中水的體積大AD[溫度是分子平均動能的標(biāo)志，A的溫度高，故A的分子平均動能大，A項正確；布朗運動是懸浮在液體中固體顆粒的無規(guī)則運動，不是水分子的運動，兩瓶中不存在布朗運動，B項錯誤；溫度是分子的平均動能的標(biāo)志，因質(zhì)量相等，故A瓶中水的分子平均動能大，A瓶中水的內(nèi)能比B瓶中水的內(nèi)能大，C項錯誤；分子平均距離與溫度有關(guān)，質(zhì)量相等的60℃的熱水和0℃的冷水相比，60℃的熱水體積比較大，D項正確．]12．(多選)下列說法正確的是()甲乙丙A．由圖甲可知，狀態(tài)①的溫度比狀態(tài)②的溫度高B．由圖乙可知，當(dāng)分子間的距離r>r0時，分子間的作用力先增大后減小C．由圖乙可知，當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時，分子力總是隨分子間距離的減小而減小D．由圖丙可知，在r由r1變到r2的過程中分子力做正功ABD[當(dāng)溫度升高時分子的平均動能增大，則分子的平均速率也將增大，圖甲中狀態(tài)①的溫度比狀態(tài)②的溫度高，故A正確；由圖乙可知，當(dāng)分子間的距離r>r0時，分子力表現(xiàn)為引力，分子間的作用力先增大后減小，故B正確；由圖乙可知，當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時，分子間的距離r＜r0，分子力隨著分子間距離的減小而增大，故C錯誤；丙圖為分子勢能圖線，r2對應(yīng)的分子勢能最小，則r2對應(yīng)的分子間的平衡位置r0，當(dāng)分子間的距離r＜r0時，分子力表現(xiàn)為斥力，分子間距離由r1變到r2的過程中，分子力做正功，分子勢能減小，故D正確．]13．生命茁壯成長的地球，有水行星之稱．液態(tài)水覆蓋地球表面的三分之二，重量約15×1017t，地球表面最高氣溫為60℃，地球的第一宇宙速度為7.9km/s．月球的半徑為1738km，月球表面的重力加速度約為地球表面重力加速度的eq\f(1,6)，月球的第一宇宙速度小于