高中物理5. 分子热运动的统计规律优秀导学案

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▉题型1 分子热运动速率随温度变化具有统计规律
【知识点的认识】
分子运动整体的统计规律
1．在气体中，大量分子的频繁碰撞，使某个分子何时何地向何处运动是偶然的．但是对大量分子整体来说，在任意时刻，沿各个方向的机会是均等的，而且气体分子向各个方向运动的数目也是基本相等的．这就是大量分子运动整体表现出来的统计规律．
2．气体中的大多数分子的速率都接近某个数值，与这个数值相差越多，分子数越少，表现出“中间多，两头少”的分布规律．当温度升高时，分子最多的速率区间移向速度大的地方，速率小的分子数减小，速率大的分子数增加，分子的平均动能增大，总体上仍然表现出“中间多，两头少”的分布规律，气体分子速率分布规律也是一种统计规律．
1．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
2．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v处单位速率区间内的分子数百分率，所对应的温度分别为TⅠ、TⅡ、TⅢ则（ ）
A．TⅠ＞TⅡ＞TⅢB．TⅢ＞TⅡ＞TⅠ
C．TⅡ＞TⅠ，TⅡ＞TⅢD．TⅠ＝TⅡ＝TⅢ
3．如图描绘一定质量的氧气分子分别在0℃和100℃两种情况下速率分布情况，符合统计规律的是。（ ）
A．
B．
C．
D．
（多选）4．如图所示是氧气分子在0℃和100℃两种不同温度下的速率分布情景图像，下列说法正确的是（ ）
A．图像①是氧气分子在0℃时的速率分布情景图像
B．两种温度下，氧气分子的速率分布都呈现“中间多，两头少”的分布规律
C．随着温度的升高，并不是每一个氧气分子的速率都增大
D．100℃的氧气，速率大的分子比例较少，其分子的平均速率比0℃小
（多选）5．下列叙述中正确的是（ ）
A．物体温度升高，物体内热运动速率大的分子数占总分子数增大
B．将一块单晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体
C．质量和温度都相同的气体，内能一定相同
D．扩散现象是由物质微粒热运动产生的
E．理想气体等压膨胀过程一定吸热
（多选）6．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100℃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
E．与0℃时相比，100℃时氧气分子速率出现在0～400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大
（多选）7．如图是氧气分子在不同温度（0℃和100℃）下的速率分布规律图，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．同一温度下，氧气分子呈现出“中间多，两头少”的分布规律
B．随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增大
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．温度越高，氧气分子热运动的平均速率越大
8．汽车行驶时轮胎的胎压太高容易造成爆胎事故，太低又会造成耗油量上升．已知某型号轮胎能在﹣40℃～90℃正常工作，为使轮胎在此温度范围内工作时的最高胎压不超过3.5atm，最低胎压不低于1.6atm．设轮胎容积不变，气体视为理想气体，请计算和回答：
①在t＝20℃时给该轮胎充气，充气后的胎压在什么范围内比较合适？
②为什么汽车在行驶过程中易爆胎，爆胎后胎内气体的内能怎样变化？说明理由．
▉题型2 气体压强的微观解释
【知识点的认识】
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，就对器壁产生了持续，均匀的压力。所以从分子动理论的观点来看，气体的压强在数值上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
（l）微观因素
①气体分子的数密度：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气体分子的平均动能：气体的温度高，气体分子的平均动能就大，气体分子与器壁碰撞时（可视为弹性碰撞）对器壁的冲力就大；从另一方面讲，分子的平均速率大，在单位时间内器壁受气体分子撞击的次数就多，累计冲力就大，气体压强就越大。
（2）宏观因素
1与温度有关：温度越高，气体的压强越大。
②与体积有关：体积越小，气体的压强越大。
3.密闭气体压强和大气压强的区别与联系
9．某次实验时，如图所示，试管中用水银柱封闭了一定质量的理想气体，一段时间后，发现水银柱往下移动了一定距离。则关于这个实验，下列说法正确的是（ ）
A．封闭气体的分子平均动能减小，气体吸热
B．在相等时间内封闭气体的分子对单位面积器壁的冲量不变
C．封闭气体在单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数不变
D．由于水银对玻璃不浸润，附着层内分子比水银的分子内部密集
10．据报道，2017年4月17日早上10时许，美国一架正在空中飞行的客机，引擎疑起火爆炸，之后有碎片打穿玻璃窗，导致一名妇女半个身体被“吸出了”窗外。无独有偶，5月14日下午，四川航空一架正在空中飞行的客机驾驶舱内，风挡玻璃突然爆裂，副驾半个身体也被“吸出了”窗外。这两起事故说明空中正常飞行的客机，机舱内的气压p1与舱外大气的压强p2相比较是（ ）
A．p1＝p2 B．p1＜p2C．p1＞p2 D．无法确定
11．气体压强从微观角度看是大量气体分子频繁碰撞容器壁而产生的一个持续的压力效果。一同学用下图实验装置模拟这一情景。桌面上放一台秤，用杯子向台秤上倾倒大豆，观察台秤的示数。关于实验现象及推论，下列说法正确的是（ ）
A．只增大倾倒大豆的杯子高度，台秤示数会减小
B．只增加相同时间内倾倒大豆的数量，台秤示数会减小
C．气体分子与容器壁的碰撞越剧烈、越频繁，则气体压强就越大
D．一定质量的气体，其温度越高、体积越大，则气体压强就越大
12．关于气体压强的理解，哪一种理解是错误的（ ）
A．将原先敞口的开口瓶密闭后，由于瓶内气体重力太小，它的压强将远小于外界大气压强
B．气体压强是由于气体分子不断撞击器壁而产生的
C．气体压强取决于单位体积内气体分子数及其平均动能
D．单位面积器壁受到气体分子碰撞产生的平均压力在数值上等于气体压强的大小
13．关于气体压强的微观解释，下列说法中正确的是（ ）
A．气体的温度降低，所有气体分子热运动的动能都会减小
B．在完全失重状态下，气体对其密闭容器的压强为零
C．气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的总压力
D．气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，与单位体积内气体的分子数和气体温度有关
14．将相同质量，相同温度的理想气体放入不同体积的容器，则这两部分气体（ ）
A．平均动能相同，压强相同
B．平均动能不同，压强相同
C．平均动能相同，压强不同
D．平均动能不同，压强不同
15．如图（a），竖直放置的气缸内有一质量不可忽略的光滑活塞，封闭了一定质量的理想气体，处于平衡状态。现保持温度不变，把气缸如图（b）放置，重新平衡后，气缸内气体分子的（ ）
A．平均速率变大B．平均速率变小
C．平均间距变大D．平均间距变小
16．对于一定质量气体的体积、温度、压强的说法中不正确的是（ ）
A．保持温度不变，气体体积增大，分子密度减小，使气体分子在单位时间内对容器单位面积上的碰撞次数减少，导致压强减小
B．保持压强不变，气体的体积增大，气体的密度减小，对器壁碰撞的次数有减小的趋势，但温度的升高，使每个分子对器壁的平均冲力增大而导致压强有增大的趋势，两种趋势的作用可相抵消，所以，压强不变时，温度升高，体积必增大
C．保持体积不变，气体的分子密度不变，当温度升高时，平均每个气体分子对器壁的冲力增大，单位时间内对单位面积碰撞次数增多，致使气体压强增大
D．气体温度、体积不变，气体压强可以改变
（多选）17．下列说法正确的是（ ）
A．昆明地区晴朗天气晒衣服易干，是因为空气的绝对湿度小
B．当分子间距离增大时，分子势能一定增大
C．一定量的理想气体，在等压膨胀时，气体分子每秒对器壁单位面积的平均碰撞次数减少
D．晶体熔化时吸收的热量主要用来破坏空间点阵
E．肥皂泡呈球形是由于液体表面张力的作用
（多选）18．对一定质量的理想气体，下列说法不正确的是（ ）
A．气体体积是指所有气体分子的体积之和
B．气体分子的热运动越剧烈，气体的温度就越高
C．当气体膨胀时，气体的分子势能减小，因而气体的内能一定减少
D．气体的压强是大量气体分子频繁地碰撞器壁产生的
E．气体的压强是由气体分子的重力产生的，在失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁没有压强
（多选）19．对于一定质量的稀薄气体，下列说法正确的是（ ）
A．如果气体绝热地自发向真空扩散，则扩散前后气体内能相同
B．若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变
C．气体分子间距离增大，分子势能一定增大
D．在完全失重的状态下，气体的压强为零
E．气体体积不变时，温度降低，则每秒撞击单位面积器壁的力减小
（多选）20．下列说法正确的是（ ）
A．内能不可能完全转化为机械能
B．液晶既有液体的流动性，又具有晶体的光学各向异性
C．碎玻璃不能拼在一起，是由于分子间存在着斥力
D．在自由下落的过程中，熔化的金属能够收缩成标准的球形
E．一定量的气体，在压强不变时，气体分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随温度的降低而增加
（多选）21．关于一定量的气体，下列说法正确的是（ ）
A．气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，而不是该气体所有分子体积之和
B．只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低
C．在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零
D．气体在等压膨胀过程中温度一定升高
E．气体的温度不变，体积增大，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
（多选）22．下列说法中正确的是（ ）
A．一定质量的理想气体体积增大时，其内能一定减少
B．气体的温度降低，某个气体分子热运动的动能可能增加
C．气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的
D．从单一热源吸收热量并全部用来对外做功是不可能实现的
E．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，会使分子直径计算结果偏大
23．如图所示为用竹篾和薄纸做成的孔明灯。点燃孔明灯下端小碟内的松脂后，松脂加热灯内空气，假设灯笼体积和灯笼外的空气密度不变，孔明灯所受的浮力 （选填“变大”“不变”或“变小”）；孔明灯上升时，内部气体密度 空气的密度（选填“大于”“小于”或“等于”）。
题型1 分子热运动速率随温度变化具有统计规律
题型2 气体压强的微观解释