新教材適用2024-2025學年高中物理第1章分子動理論3分子運動速率分布規(guī)律夯基提能作業(yè)新人教版選擇性必修第三冊

第一章3.基礎(chǔ)達標練一、選擇題1．(多選)肯定質(zhì)量的氣體，在溫度不變時，若體積發(fā)生變更，則隨之發(fā)生變更的是(BC)A．分子的平均速率 B．單位體積內(nèi)的分子數(shù)C．氣體的壓強 D．分子總數(shù)解析：氣體溫度不變，分子的平均速率不變；質(zhì)量不變，分子總數(shù)不變，則體積變更時，單位體積內(nèi)的分子數(shù)和氣體壓強都變更，故B、C正確。2．在探討熱現(xiàn)象時，我們采納統(tǒng)計方法，這是因為(C)A．每個分子的運動速率隨溫度的變更是有規(guī)律的B．單個分子的運動具有規(guī)律性C．在肯定溫度下，大量分子的速率分布是確定的D．在肯定溫度下，大量分子的速率分布隨時間而變更解析：大量分子運動的速率分布是有規(guī)律的，與溫度有關(guān)，而個別分子的運動速率沒有規(guī)律，故只有C選項正確。3．下面的表格是某地區(qū)1～7月份氣溫與氣壓的比照表：月份/月1234567平均氣溫/℃1.43.910.719.626.730.230.8平均大氣壓/(103Pa)1.0211.0191.0141.0081.0030.99840.99607月份與1月份相比較，正確的是(D)A．空氣分子熱運動的狀況幾乎不變B．空氣分子的熱運動減弱了C．單位時間內(nèi)空氣分子對地面的撞擊次數(shù)增多了D．單位時間內(nèi)空氣分子對單位面積地面的撞擊次數(shù)削減了解析：由題表中數(shù)據(jù)知，7月份與1月份相比，溫度上升，壓強減小，溫度上升使空氣分子熱運動更加猛烈，空氣分子與地面撞擊一次對地面的平均沖量增大，而壓強減小說明單位時間內(nèi)空氣分子對單位面積地面的沖量減小，可知單位時間內(nèi)空氣分子對單位面積地面的撞擊次數(shù)削減，因而只有D項正確。4.(2024·北京昌平區(qū)期末)如圖所示為某種氣體分子運動速率分布狀況。橫軸表示分子的速率，縱軸表示各速率的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比。T1溫度下圖線與坐標軸所圍的面積為S1，T2溫度下圖線與坐標軸所圍的面積為S2。下列說法正確的是(A)A．T1<T2 B．T1>T2C．S1<S2 D．S1>S2解析：依據(jù)分子運動速率分布規(guī)律知，氣體的溫度越高，速率較大的分子數(shù)所占的比例越大，所以T1<T2，選項A正確，B錯誤；曲線下的面積表示分子全部坐標區(qū)間內(nèi)分子數(shù)所占比例之和，等于1，故兩條曲線與坐標軸圍成的面積相等，選項C、D錯誤。5．1859年麥克斯韋從理論上推導出了氣體分子速率的分布規(guī)律，后來有很多試驗驗證了這一規(guī)律。若以橫坐標v表示分子速率，縱坐標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(D)解析：各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比不能為負值，A、B錯誤；氣體分子速率的分布規(guī)律呈現(xiàn)“中間多，兩頭少”的趨勢，速率為0的分子不存在，故C錯誤、D正確。6．(多選)對于氣體分子的運動，下列說法正確的是(ABD)A．肯定溫度下氣體分子的碰撞非常頻繁，同一時刻，氣體分子沿各個方向運動的機會(概率)相等B．肯定溫度下氣體分子的速率一般不相等，但速率很大和速率很小的分子數(shù)目相對較少C．肯定溫度下氣體分子做雜亂無章的運動，可能會出現(xiàn)某一時刻全部分子都朝同一方向運動的狀況D．當溫度上升時，其中某10個分子的平均速率可能減小解析：肯定溫度下氣體分子碰撞非常頻繁，單個分子運動雜亂無章，但大量分子的運動遵從統(tǒng)計規(guī)律，速率大和速率小的分子數(shù)目相對較少，向各個方向運動的分子數(shù)目相等，故C錯誤，A、B正確；溫度上升時，大量分子的平均速率增大，但少量(如10個)分子的平均速率有可能減小，故D正確。7．(多選)下面對氣體壓強的理解，正確的是(BC)A．在完全失重的狀況下，密閉容器內(nèi)的氣體對器壁沒有壓強B．氣體壓強取決于單位體積內(nèi)的分子數(shù)和氣體的溫度C．單位面積器壁受到大量氣體分子的碰撞的作用力大小就是氣體對器壁的壓強大小D．氣體的壓強是由于氣體分子間的斥力產(chǎn)生的解析：氣體產(chǎn)生壓強的緣由是由于大量分子都在不停地做無規(guī)則熱運動，與器壁頻繁碰撞，使器壁受到一個平均持續(xù)的沖力，致使氣體對器壁產(chǎn)生肯定的壓強。在完全失重時，不影響分子的熱運動，不影響大量分子對器壁的撞擊，A錯誤；氣體壓強取決于分子的密集程度與分子的平均動能，即為單位體積內(nèi)分子數(shù)和氣體的溫度，B正確；氣體對器壁的壓強在數(shù)值上等于單位面積器壁受到大量氣體分子的碰撞的作用力的大小，C正確，D錯誤。二、非選擇題8．如圖所示，兩個完全相同的圓柱形密閉容器，甲中裝有與容器容積相等的水，乙中充溢空氣，試問：(1)兩容器各側(cè)壁壓強的大小狀況及壓強的大小取決于哪些因素(容器容積恒定)?(2)若讓兩容器同時做自由落體運動，容器側(cè)壁上所受的壓強將怎樣變更？答案：(1)對甲容器，上壁的壓強為零，底面的壓強最大，其數(shù)值為p＝ρgh(h為上、下底面間的距離)。側(cè)壁的壓強自上而下，由小變大，其數(shù)值大小與側(cè)壁上各點距水面的豎直距離x的關(guān)系是p＝ρgx。對乙容器，各處器壁上的壓強大小都相等，其大小取決于氣體的分子數(shù)密度和溫度。(2)甲容器做自由落體運動時，器壁各處的壓強均為零；乙容器做自由落體運動時，器壁各處的壓強不發(fā)生變更。實力提升練一、選擇題1．物質(zhì)的宏觀性質(zhì)往往是大量微觀粒子運動的集體表現(xiàn)。下面對氣體溫度和壓強的微觀說明，正確的是(B)A．氣體的溫度上升，氣體的每一個分子運動的速率都會變大B．氣體的溫度上升，運動速率大的分子所占比例會增大C．氣體的壓強變大，氣體分子的平均速率肯定變大D．氣體的壓強變大，氣體分子的密集程度肯定變大解析：氣體的溫度上升，分子熱運動的平均速率增大，運動速率大的分子所占比例會增大，但不是每個分子的速率均增大，故A錯誤，B正確；氣體壓強從微觀角度看取決于氣體分子的密集程度和分子熱運動的平均速率，故氣體的壓強變大，氣體分子的平均速率不肯定變大，氣體分子的密集程度也不肯定變大，故C、D錯誤。2.把豆粒當作氣體分子，可以演示氣體壓強產(chǎn)生的機理，如圖所示。某同學進行兩次試驗，一次運用100g黃豆，另一次運用300g黃豆，把豆粒勻稱倒落在秤盤上，視察秤的指針搖擺狀況。下列對試驗的分析中，錯誤的是(C)A．倒豆粒過程中要盡可能讓豆粒碰撞過秤盤之后掉落下去，不留在秤盤上B．假如兩次試驗在相同的時間內(nèi)從相同高度將豆粒全部倒完，可以模擬氣體壓強與分子密集程度的關(guān)系C．假如兩次試驗在相同的時間內(nèi)從不同高度將豆粒全部倒完，可以模擬氣體壓強與分子平均速率的關(guān)系D．這個試驗說明氣體壓強是分子的無規(guī)則運動造成的解析：要采納限制變量法探討影響氣體壓強的因素，先限制分子數(shù)密度肯定，探討氣體壓強與分子熱運動平均速率的關(guān)系，再探討分子熱運動的平均速率肯定，氣體壓強與分子數(shù)密度的關(guān)系。本試驗用豆粒代替分子，豆粒與秤盤碰撞產(chǎn)生的力代替氣體分子碰撞產(chǎn)生的力，所以要盡可能讓豆粒碰撞過秤盤之后掉落下去，不留在秤盤上，防止豆粒重力影響試驗，A正確；豆粒的速率大小取決于高度，將不同質(zhì)量的豆粒先后在相同時間內(nèi)從相同高度連續(xù)倒落，使它們落在秤盤上，可模擬演示氣體壓強與氣體分子密集程度的關(guān)系，B正確；將相同質(zhì)量的豆粒先后在相同時間內(nèi)從不同高度連續(xù)倒落，使它們落在秤盤上，可演示氣體壓強與氣體分子的平均速率的關(guān)系，C選項中沒有限制變量，C錯誤；這個試驗說明氣體壓強是分子的無規(guī)則運動造成的，D正確。故本題應(yīng)選C。3．對肯定質(zhì)量的氣體，下列敘述正確的是(B)A．假如體積減小，氣體分子在單位時間內(nèi)對單位面積器壁的碰撞次數(shù)肯定增大B．當溫度肯定時，假如壓強增大，氣體分子在單位時間內(nèi)對單位面積器壁的碰撞次數(shù)肯定增大C．假如溫度上升，氣體分子在單位時間內(nèi)對單位面積器壁的碰撞次數(shù)肯定增大D．假如分子數(shù)密度增大，氣體分子在單位時間內(nèi)對單位面積器壁的碰撞次數(shù)肯定增大解析：氣體分子在單位時間內(nèi)對單位面積器壁的碰撞次數(shù)，是由單位體積內(nèi)的分子數(shù)和分子的平均速率共同確定的。選項A和D都是單位體積內(nèi)的分子數(shù)增大，但分子的平均速率如何變更卻不知道；對選項C，由溫度上升可知分子的平均速率增大，但單位體積內(nèi)的分子數(shù)如何變更未知，所以選項A、C、D都不正確。當溫度肯定時，氣體分子的平均速率肯定，此時氣體壓強由氣體分子在單位時間內(nèi)對單位面積器壁的碰撞次數(shù)確定，所以選項B是正確的。4．教室內(nèi)的氣溫會受到室外氣溫的影響，假如教室內(nèi)上午10時的溫度為15℃，下午2時的溫度為25℃，假設(shè)大氣壓強無變更，則下午2時與上午10時相比較，房間內(nèi)的(B)A．空氣分子密集程度增大B．空氣分子的平均動能增大C．空氣分子的速率都增大D．空氣質(zhì)量增大解析：溫度上升，氣體分子的平均動能增大，平均每個分子對器壁的沖力將變大，但氣壓并未變更，可見單位體積內(nèi)的分子數(shù)肯定減小，故A項、D項錯誤、B項正確；溫度上升，并不是全部空氣分子的速率都增大，C項錯誤。5．(多選)如圖為密閉鋼瓶中的志向氣體分子在T1、T2兩個不同溫度下的速率分布狀況的柱形圖。由圖可知(AB)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時的大解析：由題圖可以知道，在T1、T2兩種不同狀況下各速率區(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)當?shù)扔?，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；肯定體積的氣體分子，不同溫度下，各種速率的分子都有，故D錯誤。二、非選擇題6．(2024·南京市玄武區(qū)高三模擬)肯定量的氧氣貯存在密封容器中，在T1和T2溫度下其分子速率分布的狀況見下表。則T1_大于__(選填“大于”“小于”或“等于”)T2。若約10%的氧氣從容器中泄漏，泄漏前后容器內(nèi)溫度均為T1，則在泄漏后的容器中，速率處于400～500m/s區(qū)間的氧氣分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比_等于__(選填“大于”“小于”或“等于”)18.6%。eq\f(速率區(qū)間,m·s－1)各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比/%溫度T1