鲁科版 (2019)选择性必修 第三册第3节 气体分子速率分布的统计规律复习练习题

1.3气体分子速率分布基础巩固2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第三册

一、选择题（共15题）

1．如图所示，在U型管的封闭端A内有一部分气体，管中标斜线部分均为水银，则A内气体的压强p应为下述关系式中是

A．p＝h2

B．p＝p0－h2

C．p＝p0－h1－h2

D．p＝p0＋h1

2．如图，在固定的汽缸A和B中分别用活塞封闭一定质量的理想气体，活塞面积之比为SA：SB＝1：2。两活塞以穿过B的底部的刚性细杆相连，可沿水平方向无摩擦滑动。两个汽缸都不漏气。某状态下系统平衡时，A中气体压强为pA＝1.5p0，p0是汽缸外的大气压强，则此时B中气体压强为（　　）

A．0.75p0 B．0.25p0 C．0.5p0 D．p0

3．关于热现象，下列说法正确的是（   ）

A．内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和

B．温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度

C．气体压强仅与气体分子的平均动能有关

D．气体膨胀对外做功且温度降低，分子的平均动能可能不变

4．下列说法正确的是

A．布朗运动就是液体分子的热运动

B．物体的温度越高，分子的平均动能越大

C．对一定质量气体加热，其内能一定增加

D．气体压强是气体分子间的斥力产生的

5．描述气体的三个状态参量分别是（　　）

A．温度、压强、速度 B．体积、压强、速度

C．温度、压强、速率 D．温度、压强、体积

6．氧气分子在不同温度下的速率分布规律如图所示，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．在①状态下，分子速率大小的分布范围相对较大

B．两种状态氧气分子的平均动能相等

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．①状态的温度比②状态的温度低

7．一定质量的气体，温度不变仅体积减小后，气体的压强增大，用分子动理论的观点分析，这是因为（　　）

A．气体分子的总数增加

B．单位体积内的分子数目不变

C．气体分子每次碰撞器壁的平均作用力增大

D．单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多

8．下列说法正确的是（　　）

A．相同温度的10克冰和10克水比较，内能不相等

B．氢气和氧气的温度相同时，它们分子的平均速率相同

C．如果气体温度升高，那么每一个分子热运动的速率都增加

D．一定质量的某种理想气体，体积减小时，分子的密集程度也将减小

9．氧气分子在0oC和100oC温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示。下列说法不正确的是（　　）

A．图中两条曲线下面积相等

B．图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形

C．图中实线对应于氧气分子在100oC时的情形

D．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目

10．对于一定质量的某种理想气体，下列叙述中正确的是（　　）

A．如果气体体积减小，气体分子在单位时间内对单位面积器壁碰撞的次数一定增多

B．如果气体压强增大，气体分子在单位时间内对单位面积器壁碰撞的次数可能增多

C．如果气体温度升高，气体分子在单位时间内对单位面积器壁碰撞的次数一定增多

D．如果分子数密度增大，气体分子在单位时间内对单位面积器壁碰撞的次数一定增多

11．对于下列实验．说法不正确的有（　　）

A．甲图是用油膜法测分子直径的示意图．认为油酸薄膜厚度等于油酸分子直径

B．乙图是溴蒸气的扩散实验，若温度升高．则扩散的速度加快

C．丙图是模拟气体压强产生机理的实验，说明气体压强是由气体分子对器壁碰撞引起的

D．丁图是蜂蜡涂在单层云母片上融化实验．说明云母晶体的导热性能各向同性

12．将一定质量的氧气从0℃缓慢升高到100℃，下列说法中正确的是

A．氧气分子的平均动能一定变大

B．每个氧气分子的运动速率一定变大

C．氧气分子的密集程度一定变大

D．气体的压强一定变大

13．下列说法正确的是（　　）

A．封闭气体被压缩到一定程度时，将更难压缩，主要是因为气体分子间斥力很大

B．在一锅水中撒一些胡椒粉，加热一段时间后发现水中的胡椒粉在不停翻滚，说明温度越高，布朗运动越剧烈

C．用NA表示阿伏加德罗常数，M表示铜的摩尔质量，ρ表示实心铜块的密度，那么铜块中一个铜原子所占空间的体积可表示为

D．非晶体在熔化过程中吸收的热量，将用于增加分子势能，但分子的平均动能保持不变

14．堵住打气筒的出气口，下压活塞使气体体积减小，会感到越来越费力．其原因是（   ）

A．气体的密度增大，使得在相同时间内撞击活塞的气体分子数目增多

B．分子间没有可压缩的间隙

C．压缩气体要克服分子力做功

D．分子力表现为斥力，且越来越大

15．对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是（　　）

A．增大压强，气体内能增大

B．压强减小，降低温度，气体分子间的平均距离一定减小

C．保持体积不变，降低温度，气体分子单位时间内碰撞器壁单位面积的次数可能增大

D．降低温度，减小体积，气体分子单位时间内碰撞器壁单位面积的次数可能增大

二、填空题（共4题）

16．气体的体积就是指气体分子所能________的空间，也就是气体所充满的容器的________。一定质量的气体，体积越小，气体分子的密度就越________。

17．如图为密闭钢瓶中的理想气体分子在两种不同温度下的速率分布情况，可知，一定温度下气体分子的速率呈现______（选A或B）（A“两头多中间少”或B“两头少中间多”）的分布规律；T1温度下气体分子的平均动能______（填“大于”“等于”或“小于”）T2温度下气体分子的平均动能．

18．密闭在钢瓶中的理想气体，温度升高时压强增大，从分子动理论的角度分析，这是由于分子热运动的________增大了，该气体在温度为T1、T2时的分子速率分布图象如图所示，则T1________T2(填“大于”或“小于”)

19．有人用一根一端开口、一端封闭的长直玻璃管和温度计来测量山顶处的大气压强，其实验步骤如下：

（a）在山脚下，用一段水柱在玻璃管内封住一段空气，管囗向上竖直放置，量出此时的空气柱长度和水柱高度，如图所示．

（b）记录山脚下的大气压强，并测出山脚下的温度．

（c）将玻璃管移到山顶处，仍将管口向上竖直放置，调节水柱的高度（用吸管），使空气柱的长度仍为不变，测出此时水柱高．

（1）说明上述测量中漏掉的步骤，并列出山顶处大气压强的计算表达式（水的密度为）；

（2）已知在地面附近每上升1000m，大气压强减小量为，请由上述测量结果，列出估算山顶与山脚的竖直高度差的公式；

（3）请你分析一下上述实验可能会出现的问题．（只需一个）

三、综合题（共4题）

20．如图所示，两个完全相同的圆柱形密闭容器，甲中装有与容器容积相等的水，乙中充满空气，试问：

(1)两容器各侧壁压强的大小情况及压强的大小取决于哪些因素（容器容积恒定）？

(2)若让两容器同时做自由落体运动，容器侧壁上所受的压强将怎样变化？

21．自行车的轮胎没气后会变瘪，用打气筒向里打气，打进去的气越多，轮胎会越“硬”。怎样从微观角度来解释这种现象？（假设轮胎的容积和气体的温度不发生变化）

22．如图所示的试管内由水银封有一定质量的气体，静止时气柱长为l0，大气压强为p0，其他尺寸如图所示．当试管绕竖直轴以角速度ω在水平面内匀速转动时气柱长变为l，求转动时气体的压强．(设温度不变，试管横截面积为S，水银密度为ρ)

23．根据气体分子动理论，气体分子运动的剧烈程度与温度有关，下列表格中的数据是研究氧气分子速率分布规律而列出的。

试作出题中的分子运动速率分布图像。

参考答案：

1．B

2．A

3．B

4．B

5．D

6．D

7．D

8．A

9．D

10．B

11．D

12．A

13．C

14．A

15．D

16．     达到     容积     大

17．     B     小于

18．     平均动能     小于

19．（1）测出山顶上的温度T，   （2）   （3）水柱可能会溢出

20.

(1)对甲容器，上壁的压强为零，底面的压强最大，其数值为

p=ρgh

其中h为上、下底面间的距离。侧壁的压强自上而下，由小变大，其数值大小与侧壁上各点距水面的竖直距离x的关系是

p=ρgx

对乙容器，各处器壁上的压强大小都相等，其大小取决于气体的分子数密度和温度。

(2)甲容器做自由落体运动时，处于完全失重状态，器壁各处的压强均为零；乙容器做自由落体运动时，器壁各处的压强不发生变化。

21．

轮胎的容积不发生变化，随着气体不断地打入，轮胎内气体分子的数密度不断增大，温度不变意味着气体分子的平均动能没有发生变化，单位时间内单位面积上碰撞次数增多，故气体压强不断增大，轮胎会越来越“硬”．

22．

23．

分子运动速率分布图像如图所示：

横坐标：表示分子的速率

纵坐标：表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比。