高中人教版 (2019)3 分子运动速率分布规律同步达标检测题
展开知识精讲
知识点01 气体分子运动的特点
(一)气体分子运动的特点
1.气体分子间距离大约是分子直径的10倍左右,通常认为除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外,气体分子不受力的作用,做匀速直线运动。
2.在某一时刻,向着任何一个方向运动的分子都有,而且向各个方向运动的气体分子数目几乎相等。
【知识拓展】气体分子运动的特点
(1)气体分子间的距离很大,大约是分子直径的10倍,因此除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外,气体分子不受力的作用,在空间自由移动.所以气体没有确定的形状和体积,其体积等于容器的容积.
(2)分子的运动杂乱无章,在某一时刻,气体分子沿各个方向运动的机会(机率)相等.
(3)每个气体分子都在做永不停息的无规则运动,常温下大多数气体分子的速率都达到数百米每秒,在数量级上相当于子弹的速率.
【即学即练1】.以下说法正确的是( )
A.当两个分子间的距离为r0(平衡位置)时,分子势能最小且为零
B.布朗运动反映了花粉小颗粒内部分子的无规则运动
C.一定量的气体,在体积不变时,单位时间分子平均碰撞器壁的次数随着温度降低而减小
D.液晶的光学性质不随温度、电磁作用变化而改变
知识点02 分子运动速率分布图像
(二)分子运动速率分布图像
温度越高,分子的热运动越剧烈.大量气体分子的速率呈“中间多、两头少”的规律分布.当温度升高时,速率大的分子比例比较多,平均速率较大。
【知识拓展】分子运动速率分布图像
(1)温度越高,分子热运动越剧烈.
(2)气体分子速率呈“中间多、两头少”的规律分布.当温度升高时,某一分子在某一时刻它的速率不一定增加,但大量分子的平均速率一定增加,而且“中间多”的分子速率值增加(如图2所示).
【即学即练2】氧气分子在0℃和100℃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,下列说法正确的是( )
A.图中虚线对应于氧气分子平均速率较大的情形
B.图中实线对应于氧气分子在100℃时的情形
C.图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目
D.与0℃时相比,100℃时氧气分子速率出现在0~400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大
知识点03 气体压强的微观解释
1.气体压强的产生原因:大量气体分子不断撞击器壁的结果.
2.气体的压强:器壁单位面积上受到的压力.
3.微观解释:
(1)某容器中气体分子的平均速率越大,单位时间内、单位面积上气体分子与器壁的碰撞对器壁的作用力越大.
(2)容器中气体分子的数密度大,在单位时间内,与单位面积器壁碰撞的分子数就多,平均作用力也会较大.
【知识拓展】
1.气体压强的产生
单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的,但是大量分子频繁地碰撞器壁,就会对器壁产生持续、均匀的压力.所以从分子动理论的观点来看,气体的压强等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力.
2.决定气体压强大小的因素
(1)微观因素
①与气体分子的数密度有关:气体分子数密度(即单位体积内气体分子的数目)越大,在单位时间内,与单位面积器壁碰撞的分子数就越多,气体压强就越大.
②与气体分子的平均速率有关:气体的温度越高,气体分子的平均速率就越大,每个气体分子与器壁碰撞时(可视为弹性碰撞)给器壁的冲力就越大;从另一方面讲,分子的平均速率越大,在单位时间内器壁受气体分子撞击的次数就越多,累计冲力就越大,气体压强就越大.
(2)宏观因素
①与温度有关:体积一定时,温度越高,气体的压强越大.
②与体积有关:温度一定时,体积越小,气体的压强越大.
3.气体压强与大气压强的区别与联系
【即学即练3】下列说法正确的是( )
A.气体对容器壁的压强就是大量气体分子作用在容器壁单位面积上的平均作用力
B.气体对容器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在容器壁上的平均作用力
C.气体分子热运动的平均速率减小,气体的压强一定减小
D.单位体积的气体分子数增加,气体的压强一定增大
能力拓展
考法01 气体分子热运动的特点
【典例1】一定质量的理想气体,经等温压缩,下列说法正确的是( )
A.气体内能增大
B.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
C.气体分子的平均动能增大
D.若该气体压缩后的摩尔体积为V,每个分子的体积为V0,则阿伏加德罗常数可表示为
考法02 气体温度的微观意义、气体分子速率分布图像
【典例2】某种气体在两种不同温度下的气体分子速率分布曲线分别如图中实线和虚线所示,横坐标v表示分子速率,纵坐标表示单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比,从图中可得( )
A.温度升高,曲线峰值向左移动B.实线对应的气体分子温度较高
C.虚线对应的气体分子平均动能较大D.图中两条曲线下面积不相等
考法03 气体压强的微观意义
【典例3】如图所示,一个横截面积为S的圆筒形容器竖直放置。金属圆板形活塞的下表面是水平的,上表面是倾斜的,上表面与水平面的夹角为θ,圆板的质量为M。不计圆板与容器内壁之间的摩擦。若大气压强为p0,则被圆板封闭在容器中的气体的压强p等于( )
A.B.C.D.
分层提分
题组A 基础过关练
1.在没有外界影响的情况下,密闭容器内的理想气体静置足够长时间后,该气体( )
A.分子的无规则运动停息下来B.每个分子的速度大小均相等
C.每个分子的动能保持不变D.分子的密集程度保持不变
2.下列关于分子运动和热现象的说法中正确的是( )
A.如果气体温度升高,那么所有分子的速率都增大
B.颗粒越大,在某一瞬间与颗粒碰撞的液体分子数越多,布朗运动越明显
C.气体如果失去了容器的约束就会散开,这是因为气体分子之间存在斥力的缘故
D.对于一定量的理想气体,如果压强不变,体积增大,那么它的内能一定增大
3.对于一定质量的理想气体,下列叙述中正确的是( )
A.当分子间的平均距离变大时,气体压强一定变小
B.当分子热运动变剧烈时,气体压强一定变大
C.当分子热运动变剧烈且分子平均距离变小时,气体压强一定变大
D.当分子热运动变剧烈且分子平均距离变大时,气体压强一定变大
4.气体的压强是由于气体分子的下列哪种原因造成的( )
A.气体分子间的作用力B.对器壁的碰撞力
C.对器壁的排斥力D.对器壁的万有引力
5.关于气体压强的理解,哪一种理解是错误的
A.大气压强是由地球表面空气重力产生的,因此将开口瓶密闭后,瓶内气体脱离大气,它自身重力太小,会使瓶内气体压强远小于外界大气压强
B.气体压强是由于气体分子不断掩击器壁而产生的
C.气体压强取决于单位体积内分子数和分子的平均动能
D.单位面积器壁受到空气分子的碰撞的平均压力就是气体对器壁的压强
6.密封在容器中的气体的压强( )
A.是由气体受到重力所产生的B.是由气体分子间的斥力产生的
C.是气体分子频繁地碰撞器壁所产生的D.当容器自由下落时将气体的压强减小为零
7.如图所示,由U形管和细管连接的玻璃泡A、B和C浸泡在温度均为0℃的水槽中,B的容积是A的4倍.阀门S将A和B两部分隔开.A内为真空,B和C内都充有气体,U形管内左边水银柱比右边的低50mm.打开阀门S,整个系统稳定后,U形管内左右水银柱高度相等.设U形管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的容积.
(1)求玻璃泡C中气体的压强(以mmHg为单位);
(2)将右侧水槽的水从0℃加热到一定温度时,U形管内左右水银柱高度差变为100mm,求加热后右侧水槽的水温.
题组B 能力提升练
1.气体能够充满密闭容器,说明气体分子除相互碰撞的短暂时间外( )
A.气体分子可以做布朗运动
B.气体分子的动能都一样大
C.相互作用力十分微弱,气体分子可以自由运动
D.相互作用力十分微弱,气体分子间的距离都一样大
2.对于分子动理论和物体内能的理解,下列说法正确的是 ( )
A.温度高的物体内能不一定大,但分子平均动能一定大
B.理想气体在等温变化时,内能不改变,因而与外界不发生热交换
C.布朗运动是液体分子的运动,它说明分子永不停息地做无规则运动
D.扩散现象说明分子间存在斥力
3.关于分子动理论的知识,下列说法正确的是( )
A.图甲“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,应先滴油酸酒精溶液,再撒痱子粉
B.图乙为水中炭粒运动位置连线图,连线表示炭粒做布朗运动的轨迹
C.图丙为分子力与分子间距的关系图,分子间距从增大时,分子势能一直变大
D.图丁为大量气体分子热运动的速率分布图,曲线①对应的温度较高
4.大量气体分子做无规则运动,速率有的大,有的小。当气体温度由某一较低温度升高到某一较高温度时,关于分子速率的说法正确的是( )
A.温度升高时,每一个气体分子的速率均增加
B.在不同速率范围内,分子数的分布是均匀的
C.气体分子的速率分布不再呈“中间多、两头少”的分布规律
D.气体分子的速率分布仍然呈“中间多、两头少”的分布规律
5.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,图中表示v处单位速率区间内的分子数百分率,I、Ⅱ、Ⅲ三条曲线所对应的温度分别为、、,则( )
A.B.C.,D.
6.在一定温度下,当一定量气体的体积增大时,气体的压强减小,这是由于( )
A.单位体积内的分子数变少,单位时间内对单位面积器壁碰撞的次数减少
B.气体分子的密集程度变小,分子的平均动能也变小
C.每个分子对器壁的平均撞击力变小
D.气体分子的密集程度变小,分子势能变小
7.负压病房是收治传染性极强的呼吸道疾病病人所用的医疗设施,可以大大减少医务人员被感染的机会,病房中气压小于外界环境的大气压。若负压病房的温度和外界温度相同,负压病房内气体和外界环境中气体都可以看成理想气体,则以下说法正确的是( )
A.负压病房内气体分子的平均速率小于外界环境中气体分子的平均速率
B.负压病房内每个气体分子的运动速率都小于外界环境中每个气体分子的运动速率
C.负压病房内单位体积气体分子的个数小于外界环境中单位体积气体分子的个数
D.相同面积下,负压病房内壁受到的气体压力等于外壁受到的气体压力
8.关于地面附近的大气压强,甲说:“这个压强就是地面每平方米面积的上方整个大气柱的压力,它等于该气柱的重力。“乙说:“这个压强是由地面附近那些做无规则运动的空气分子对每平方米地面的碰撞造成的。”丙说:“这个压强既与地面上方单位体积内气体分子数有关,又与地面附近的温度有关。”你认为( )
A.只有甲的说法正确B.只有乙的说法正确
C.只有丙的说法正确D.三种说法都有道理
9.下列说法错误的是( )
A.由图甲可知,状态①的温度比状态②的温度高
B.由图乙可知,气体由状态A变化到B的过程中,气体分子平均动能一直增大
C.由图丁可知,在r由r1变到r2的过程中分子力做正功
D.由图丙可知,当分子间的距离r>r0时,分子间的作用力先增大后减小
10.对于下列实验,说法不正确的是( )
A.甲图是溴蒸气的扩散实验,若温度升高,则扩散的速度加快
B.乙图是模拟气体压强产生的机理,说明气体压强是由气体分子对器壁碰撞产生的
C.丙图是蜂蜡涂在单层云母片上受热融化的实验,说明云母的导热性能具有各向异性
D.丁图是把毛细管插入水银中的实验现象,说明水银对玻璃是浸润液体
题组C 培优拔尖练
1.如图竖直放置的U形管,内有两段密度为的液体,h1=h2=h,大气压强为p0,则气柱A的压强为( )
A.p0B.p0+gh
C.p0-ghD.p0+2gh
2.下列关于气体压强的说法,正确的是( )
A.大气压强是由于大气分子永不停息地做无规则热运动而产生的
B.容器内的大量气体分子对器壁的碰撞满足统计规律,机会均等,故器壁各部分气体压强相等
C.一定质量的理想气体,只要温度升高,气体分子的平均速率就增大,在单位时间内对单位面积器壁的平均撞击力就增大
D.一定质量的理想气体,只要体积减小,单位体积内气体的分子数就增多,气体分子对器壁的碰撞就更加频繁,压强就增大
3.下列说法中正确的是( )
A.气体的温度升高时,分子的热运动变得剧烈,分子的平均动能增大,撞击器壁时对器壁的作用力增大,从而气体的压强一定增大
B.破碎的玻璃不能重新拼接在一起是因为其分子间存在斥力作用
C.把两块纯净的铅压紧,它们会“粘”在一起,说明分子间存在引力
D.分子a从远处趋近固定不动的分子b,只受分子之间作用力,当a加速度为零时,a的分子势能也为零
4.当氢气和氧气的质量和温度都相同时,下列说法中不正确的是( )
A.两种气体分子的平均动能相等
B.氢气分子的平均速率大于氧气分子的平均速率
C.氢气分子的平均动能大于氧气分子的平均动能
D.两种气体分子热运动的总动能不相等
5.下表是我区某年1-6月份的气温与气压的对照表:
根据表中数据可知:该年我区从1月份到6月份( )
A.空气分子的平均动能呈减小的趋势
B.空气分子热运动剧烈程度呈减小的趋势
C.单位时间对单位面积的地面撞击的空气分子数呈减小的趋势
D.6月份任何一个空气分子的无规则热运动速率都比1月份的大
6.某种气体在不同温度下的分子速率分布曲线如图所示,表示分子速率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和,所对应的气体分子平均动能分别为和,则( )
A.B.
C.D.
7.图示是氧气分子在0℃和100℃下的速率分布图线,由图可知( )
A.随着温度升高,氧气分子的平均速率变小
B.随着温度升高,每一个氧分子的速率都增大
C.随着温度升高,氧气分子中速率小的分子所占比例增大
D.同一温度下,氧气分子速率分布呈现“中间多、两头少”的规律
8.如图,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.途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 .(填选项前的字母)
A.曲线①B.曲线②C.曲线③D.曲线④
9.相同容积的两个容器装着质量相等、温度不同的氢气,下列说法中正确的是( )
A.温度高的容器中氢分子的平均动能更大
B.两个容器中氢分子的速率都呈“中间多,两头少”的分布规律
C.温度高的容器中任一分子的速率一定大于温度低的容器中任一分子的速率
D.单位时间内,温度高的氢气对器壁单位面积上的平均作用力更大
10.如图甲所示,一定质量的理想气体从状态A经状态B和状态C又回到状态A,图乙为在A、B两种状态时气体分子的速率分布图像。已知状态C的温度为400K,下列分析正确的有( )
A.状态A的温度为200℃
B.图乙中实线表示状态A时的分子速率分布图像
C.从状态C到状态A,外界对气体做功为J
D.和状态C相比,处于状态B时气体分子在单位时间内撞击器壁的次数更多课程标准
课标解读
了解分子运动速率分布的统计规律,知道分子运动速率分布图像的物理意义。
1.理解气体分子运动的特点及气体分子运动速率的统计分布规律.
2.能用气体分子动理论解释气体压强的微观意义.
气体压强
大气压强
区别
①因密闭容器内的气体分子的数密度一般很小,由气体自身重力产生的压强极小,可忽略不计,故气体压强由气体分子碰撞器壁产生
②大小由气体分子的数密度和温度决定,与地球的引力无关
③气体对上下左右器壁的压强大小都是相等的
①由于空气受到重力作用紧紧包围地球而对浸在它里面的物体产生的压强.如果没有地球引力作用,地球表面就没有大气,从而也不会有大气压强
②地面大气压强的值与地球表面积的乘积,近似等于地球大气层所受的重力值
③大气压强最终也是通过分子碰撞实现对放入其中的物体产生压强
联系
两种压强最终都是通过气体分子碰撞器壁或碰撞放入其中的物体而产生的
月份
1
2
3
4
5
6
平均气温/
1.4
3.9
10.7
19.6
26.7
30.2
平均大气压/105Pa
1.021
1.019
1.014
1.008
1.003
0.998
高中物理3 分子运动速率分布规律精品课后复习题: 这是一份高中物理3 分子运动速率分布规律精品课后复习题,文件包含13《分子运动速率分布规律》分层练习原卷版-人教版高中物理选修三docx、13《分子运动速率分布规律》分层练习解析版-人教版高中物理选修三docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共16页, 欢迎下载使用。
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03讲 力与曲线运动之平抛圆周原卷版: 这是一份03讲 力与曲线运动之平抛圆周原卷版,共8页。试卷主要包含了直线还是曲线运动的判断,运动的合成与分解的运算法则,平抛运动规律,水平方向的圆周运动,传动装置等内容,欢迎下载使用。