高中物理鲁科版 (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课后作业题

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．对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是

A．温度升高，分子的平均动能增大，每次碰撞对容器壁的作用力增大，压强一定增大

B．体积减小，单位体积内的分子数增多，气体的内能一定增大

C．绝热压缩一定质量的理想气体时，外界对气体做功，内能增加，压强一定增大

D．一定质量的理想气体向真空自由膨胀时，体积增大，熵减小

2．下列说法中正确的是（　　）

A．气体压强是由气体分子间的斥力产生的

B．在失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁没有压强

C．气体分子的平均动能增大，气体的压强一定增大

D．气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力

3．从微观角度分析，下列不是决定气体压强大小因素的是（　　）

A．分子质量

B．分子速率

C．单位时间单位面积的分子数

D．温度

4．如图所示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的柱形图。由图可知（　　）

A．时气体每个分子的速率都比时的大

B．对应于气体分子平均速率较大的情形

C．分别将、柱形图顶端用平滑的曲线连接起来，则两条曲线下的面积相等

D．与时相比，时气体分子速率出现在区间内的分子数占总分子数的百分比较大

5．对一定质量的气体，通过一定的方法得到了单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比f与速率v的两条关系图线，如图所示。下列说法正确的是 （　　）

A．曲线Ⅰ对应的气体温度较高

B．曲线Ⅱ对应的气体分子平均速率较大

C．曲线Ⅰ对应的图线与横坐标轴所围面积较大

D．曲线Ⅱ对应的图线与横坐标轴所围面积较大

6．25℃室外，氧气贮存罐贮存高压氧气，打开阀门，氧气向外喷出，喷气过程中，关于贮存罐表面温度和贮存罐内气体分子单位时间撞击内表面的次数，下列说法中正确的是（　　）

A．表面温度比室温低，碰撞次数减少

B．表面温度与室温相等，碰撞次数不变

C．表面温度比室温高，碰撞次数减少

D．表面温度比室温低，碰撞次数增加

7．下面的表格是某地区1~7月份气温与气压的对照表：

7月份与1月份相比较，正确的是（　　）

A．空气分子无规则热运动的情况几乎不变

B．空气分子无规则热运动减弱了

C．单位时间内空气分子对单位面积器壁的撞击次数增多了

D．单位时间内空气分子对单位面积器壁的撞击次数减少了

8．以下几种对现象的分析，其中说法正确的是（　　）

A．因为空气分子间存在斥力，所以用气筒给自行车打气时，要用力才能压缩空气

B．用手捏面包，面包体积会缩小，这是因为分子间有间隙的缘故

C．悬浮在水中的花粉颗粒，永不停息地做无规则运动，若花粉颗粒越小，温度越高，这种运动越激烈

D．用碳素墨水滴入清水中，观察到的布朗运动，是碳分子的无规则运动的反映

9．对一定质量的气体，通过一定的方法得到了分子数目f与速率v的两条关系图线，如图所示。下列说法正确的是（　　）

A．曲线Ⅰ对应的气体温度较高

B．曲线Ⅰ对应的气体分子平均速率较小

C．曲线Ⅱ对应的图线与横坐标轴所围面积较大

D．曲线Ⅱ对应的图线与横坐标轴所围面积较小

10．一定量的理想气体从状态a开始，经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态，其p-T图象如图所示，其中对角线ac的延长线过原点O.下列判断正确的是（     ）

A．在过程ab中气体分子碰撞器壁的平均冲力增大

B．气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能

C．在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功

D．在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功

11．三种气体在相同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示，图中表示处单位速率区间内的分子数百分率，下列说法正确的是（　　）

A．I气体的分子平均动能最小 B．Ⅱ气体的分子平均速率最大

C．Ⅲ气体分子的质量最小 D．Ⅰ气体的曲线与轴围成的面积最大

12．关于分子动理论的规律，下列说法正确的是（　　）

A．布朗运动是液体分子的无规则运动

B．压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力，是气体分子间存在斥力的缘故

C．如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，用来表征它们所具有的“共同热学性质”的物理量是内能

D．已知某种气体的密度为ρ（kg/m3），摩尔质量为M（kg/mol），阿伏加德罗常数为NA（mol-1），则该气体分子之间的平均距离可以表示为

13．如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，其中，A→B和C→D为等温过程，B→C和D→A为绝热过程，这就是著名的“卡诺循环”。下列说法正确的是（　　）

A．A→B过程中，气体和外界无热交换

B．B→C过程中，气体分子的平均动能增大

C．C→D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多

D．D→A过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化

14．一定质量的气体处于某一平衡状态，此时其压强为p0，有人设计了四种途径，使气体经过每种途径后压强仍为p0，这四种途径中（　　）

①先保持体积不变，降低压强，再保持温度不变，压缩体积

②先保持体积不变，使气体升温，再保持温度不变，让体积膨胀

③先保持温度不变，使体积膨胀，再保持体积不变，使气体升温

④先保持温度不变，压缩气体，再保持体积不变，使气体降温

A．①、②不可能

B．③、④不可能

C．①、③不可能

D．①、②、③、④都可能

15．如图是一定质量的理想气体的图，气体从A→B→C→D→A完成一次循环，A→B图中实线)和c→D为等温过程，温度分别为和下列说法正确的是

A．A→B(图中实线)过程中，气体分子的速率分布曲线发生变化

B．在状态A和状态D，单位时间碰撞容器壁单位面积的分子数相同

C．从C→D过程放出的热量等于外界对气体做的功

D．若气体沿直线线由A→B，则气体的温度先降低后升高

二、填空题（共4题）

16．如图所示，均匀细玻璃管中的汞柱封闭了一定质量的气体，若大气压强为，汞柱高度差均为，则两图中被封闭气体的压强为___________，___________．

17．密闭在钢瓶中的气体，温度升高时压强增大，从分子动理论的角度分析，这是由于气体分子的________增大了，该气体在温度T1、T2时的分子速率分布图像如图所示，则T1________（选填“大于”或“小于”）T2。

18．尽管分子在永不停息的做无规则的热运动，但是大量分子的速率分布却具有一定的规律。一定质量的氧气，在温度分别为和时各速率区间的分子数占总分子数的百分比（简称为分子数占比）分布图如图所示。温度为时，分子数占比大于15%的速率位于________区间和________区间之间，对比两个温度对应的分子数占比分布图，可以知道_________（填“>”或者“<”）

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）

20．一定质量的理想气体由状态经状态变为状态，其中过程为等压变化，过程为等容变化。已知状态的体积为，状态的温度与状态的温度相同，都为，状态的温度为。

(1)求气体在状态时的体积；

(2)说明过程压强变化的微观原因。

21．如图所示，气缸所受重力为1000N，活塞所受重力为100N，横截面积为0.1，大气压强为，气缸内封闭着一定质量的气体，求下列各图中封闭气体的压强。

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．C

2．D

3．D

4．C

5．B

6．A

7．D

8．C

9．B

10．B

11．C

12．D

13．C

14．D

15．C

16．       

17．平均速率    小于   

18．200300    500600    <

19．（1）测出山顶上的温度T，  （2）  （3）水柱可能会溢出

20．(1)0.4m3；

(2) 过程压强变化的微观原因是：气体体积不变，分子数密度不变，温度降低，气体分子平均动能减小，导致气体压强减小。

21．，，

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。