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沪科技版(2020)选修第三册第三节 分子运动速率分布的统计规律精品复习练习题
展开C.D.
解析:选A, 根据麦克斯韦关于气体分子速率的分布规律知,在同一温度下,分子的速率都呈“中间多,两头少”的分布规律;高温状态下大部分分子的速率大于低温状态下大部分分子的速率,不是所有,有个别分子的速率会更大或更小,温度是分子平均动能的标志,温度高则分子速率大的占多数,即高温状态下分子速率大小的分布范围相对较大,综上所述,故选A。
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
解析:选B, AB.由题图可以知道,具有最大比例的速率区间,100℃时对应的速率大,说明实线为氧气分子在100℃的分布图像,对应的平均速率较大,故A错误,B正确;C.题图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子占据的比例,但无法确定分子具体数目,故C错误;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小,故D错误。故选B。
3.用豆粒模拟气体分子,可以模拟气体压强产生的机理。如图所示,从距秤盘80 cm高度把1 000粒的豆粒连续均匀地倒在秤盘上,持续作用时间为1 s,豆粒弹起时竖直方向的速度变为碰前的一半。若每个豆粒只与秤盘碰撞一次,且碰撞时间极短(在豆粒与秤盘碰撞极短时间内,碰撞力远大于豆粒受到的重力),已知1 000粒的豆粒的总质量为100 g,则在碰撞过程中秤盘受到的压力大小约为 ( )
A.0.2 N B.0.6 N C.1.0 N D.1.6 N
解析:选B 由题意知v1==4 m/s,v2=-2 m/s,根据动量定理F·Δt=Δp,得F==-0.6 N,根据牛顿第三定律,秤盘受到的压力大小为0.6 N,故B正确
4.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f(v)表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比,所对应的温度分别为TⅠ、TⅡ、TⅢ,下列说法错误的是( )
A.气体速率均呈“中间多、两头少”的分布,但是最大比例的速率区间是不同的
B.TⅠ>TⅡ>TⅢ
C.温度高的气体,速率大的分子比例较多
D.从图像中可以直观体会到温度越高,分子运动越剧烈
解析:选B, A.气体速率均呈“中间多、两头少”的分布,但是最大比例的速率区间是不同的,选项A正确,不符合题意;
B.气体的温度越高,速率较大的分子所占的比例越大,则TⅠ
D.从图像中可以直观体会到温度越高,分子运动越剧烈,选项D正确,不符合题意;
故选B。
5.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
解析:选B, AB.温度越高,速率大的所占百分比较大,故温度升高,曲线峰值向右移动,实线对应的气体分子温度较高,A错误,B正确;C.虚线对应的气体分子温度较低,分子平均动能较小,C错误;D.图中两条曲线下的面积表示总的分子数,由题意可知为同一种气体,故面积相等,D错误。故选B。
6.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
解析:选D, A.物体中分子永不停息地做无规则运动,与放置时间长短无关,故A错误;BC.物体中分子热运动的速率大小不一,各个分子的动能也有大有小,而且在不断改变,故BC错误。D.由于容器密闭,所以气体体积不变,则分子的密集程度保持不变,故D正确。故选D。
7.下列说法正确的是( )
A.扩散运动是由微粒和水分子发生化学反应引起的
B.某时刻某一气体分子向左运动,则下一时刻它一定向右运动
C.0 ℃和100 ℃氧气分子的速率都呈现“中间多、两头少”的分布规律
D.以上说法均错误
解析:选C,
A.扩散运动是物理现象,没有发生化学反应,故A错误;
B.分子运动是杂乱无章的,无法判断分子下一时刻的运动方向,故B错误;
C.0 ℃和100 ℃氧气分子的速率都呈现“中间多、两头少”的分布规律,故C正确;
D.因为C选项正确,故D错误。故选C。
8.氧气分子在 和 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.在和下,气体分子的速率分布都呈现“中间多、两头少”的分布规律
B.图中虚线对应于氧气分子平均速率较小的情形
C.图中实线对应于氧气分子在时的情形
D.与时相比, 时氧气分子速率在0~400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大
解析:选D,
A.由图可以知道,气体分子在在和下都满足“中间多,两头少”的规律,A正确;
B.题图中虚线占百分比比较大的分子速率较小的情形,B正确;
C.题图中实线占百分比比较大的分子速率较大的情形,分子平均动能较大,根据温度是分子平均动能的标志,可知实线对应于氧气分子在时的情形,C正确;
D.根据题图,与时相比,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小,D错误。故选D。
9.氧气分子在0℃和100℃下的速率分布如图所示,纵轴表示对应速率下的氧气分子数目ΔN占氧气分子总数N的百分比,如图,由图线信息可得( )
A.温度升高使得每一个氧气分子的速率都增大
B.同一温度下,速率大的氧气分子所占比例大
C.温度升高使得速率较小的氧气分子所占比例变小
D.温度越高,一定速率范围内的氧气分子所占比例越小
解析:选C,
A.图中100℃的曲线较0℃的曲线整体右移,所以温度升高使得氧气分子的平均速率增大,故A错误;
B.根据曲线的单峰性可知,在同一温度下,中等速率大小的氧气分子所占的比例大,故B错误;
C.100℃的曲线在速率较小处相比0℃的曲线相同速率处来得低,所以温度升高使得速率较小的氧气分子所占的比例变小,故C正确;
D.从两曲线可以看出,温度越高,速率约在450m/s以下的氧气分子占比下降而该速率以上的氧气分子占比上升,故D错误。
故选C。
10.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
解析:选B,AB.由题图可以知道,具有最大比例的速率区间,100℃时对应的速率大,说明实线为氧气分子在100℃的分布图像,对应的平均速率较大,故A错误,B正确;
C.题图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子占据的比例,但无法确定分子具体数目,故C错误;
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小,故D错误。故选B。
11.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
解析;选D,A.温度升高时,分子的平均速率变大,但是并非每一个气体分子的速率均增加,选项A错误;B.在不同速率范围内,分子数的分布是不均匀的,温度越高,速率较大的分子占的比例越大,选项B错误;CD.气体分子的速率分布仍然呈“中间多、两头少”的分布规律,选项C错误,D正确。故选D。
12.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
解析:选C, A.由得,若温度T升高,若同时体积V增大,则压强p不一定增大,故A错误;B.当分子间距离r>10r0(r0的数量级为10-10m)时,分子引力和斥力几乎都减为零,破碎的玻璃不能重新拼接在一起是因为其分子间的距离不能达到引力范围之内,故B错误;C.把两块纯净的铅压紧,使分子间距离减小到引力的作用效果,它们就会“粘”在一起,故C正确;D.a从远处运动到与b的作用力为零处时加速度为零,此过程中,分子力表现为引力,对a做正功,分子势能减小,取无穷远处分子势能为零,则此处的分子势能为负数,故D错误。故选C。
13.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
解析:选D.麦克斯韦分子速率分布规律如图所示,
呈现“两头大,中间小”的特点,曲线①、③可先排除,曲线②也不对,因为当v=0时,f(v)一定为零,且v很大时,f(v)趋于零,所以本题正确是曲线④,故ABC错误,D正确.故选D。
14.对于气体分子的运动,下列说法正确的是( )
A.一定温度下气体分子的碰撞十分频繁,同一时刻,气体分子沿各个方向运动的机会(概率)相等
B.一定温度下气体分子的速率一般不相等,但速率很大和速率很小的分子数目相对较少
C.一定温度下气体分子做杂乱无章的运动,可能会出现某一时刻所有分子都朝同一方向运动的情况
D.当温度升高时,其中某10个分子的平均速率可能减小
解析:选ABD
ABC.一定温度下气体分子碰撞十分频繁,单个分子运动杂乱无章,但大量分子的运动遵从统计规律,速率大和速率小的分子数目相对较少,向各个方向运动的分子数目相等,C错误AB正确;
D.温度升高时,大量分子的平均速率增大,但少量(如10个)分子的平均速率有可能减小,D正确。
故选ABD。
15.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.两种温度下相比较,在①状态下,氧气分子中速率大的分子占总分子的比例相对较大
B.两种状态氧气分子的平均速率不相等
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
解析:选BD,
A.由图可知,②中速率大的分子占据的比例较大,A错误;
BD.由气体分子运动速率分布规律可知②对应的温度较高,②状态氧气分子的平均速率较大,BD正确;C.由图可知,随着温度的升高,氧气分子中速率小的分子所占的比例减小,C错误。
故选BD。
16.如图所示,图线①、②为温度为0℃和100℃的某种理想气体分子速率分布图像,则图线______为温度为100℃时理想气体分子速率分布图像,图线①与横轴围成的面积______(选填“大于”“小于”或“等于”)图线②与横轴围成的面积。
答案 ② 等于
解析
[1] 气体温度为100℃时,气体分子的平均动能更大,速率大的分子占总分子数的百分比更大,故图线②为100℃时理想气体分子速率分布图像;
[2] 各速率区间的分子数与总分子数的比值之和等于1,与温度无关,故图线①与横轴围成的面积等于图线②与横轴围成的面积
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