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同步训练题

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1.3气体分子速率分布的统计规律同步练习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14题）1．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2．夏天开空调，冷气从空调中吹进室内，则室内气体分子的（　　）A．热运动剧烈程度加剧 B．平均速率变大C．每个分子速率都会相应地减小 D．速率小的分子数所占的比例升高3．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为等压过程，D→A为等容过程．该循环过程中，下列说法正确的是(　　)A．A→B过程中，气体吸收热量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4．如图是一竖直放置开口向上的均匀玻璃管，内用水银柱封有一定质量的理想气体，水银与玻璃管间摩擦力不计，开始时手拿玻璃管处于平衡状态，后松开手，玻璃管沿竖直方向运动，最后达到稳定状态的过程中，下列说法中正确的是 （　　）A．刚开始瞬间，玻璃管的加速度一定大于重力加速度gB．刚开始短时间内，试管内的气体压强一定在逐渐变小C．刚开始短时间内，玻璃管的加速度在逐渐变小D．以上情况一定均会发生5．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6．下列说法中正确的是A．将两块铅压紧以后能连成一块，说明分子间存在引力B．压缩气体要用力，说明分子间有斥力作用C．悬浮在液体中的固体颗粒越大，周围液体分子撞击的机会越多，布朗运动就越明显D．温度低的物体内能小7．如图所示，两个完全相同的圆柱形密闭容器，甲中恰好装满水，乙中充满空气，则下列说法中正确的是（容器容积恒定）（　　）A．两容器中器壁上的压强都是由于分子撞击器壁而产生的B．两容器中器壁上的压强都是由所装物质的重力而产生的C．甲容器中，乙容器中D．当温度升高时，、变大，、也要变大8．一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9．分子动理论较好地解释了物质的宏观热学性质。据此可判断下列说法中正确的是（　　）A．布朗运动是指液体分子的无规则运动B．分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大C．一定质量的气体温度不变时，体积减小，压强增大，说明每秒撞击单位面积器壁的分子数增多D．气体的温度升高，气体的内能不一定增大10．伽耳顿板可以演示统计规律．如图，让大量小球从上方漏斗形入口落下，最终小球都落在槽内．重复多次实验后发现A．某个小球落在哪个槽是有规律的B．大量小球在槽内的分布是无规律的C．大量小球落入槽内后均匀分布在各槽中D．越接近漏斗形入口处的槽内，小球聚集越多11．关于一定质量的理想气体，下列说法正确的是（　　）A．当分子热运动变剧烈且分子平均间距变大时，气体压强一定变大B．在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零C．一定质量的理想气体压强增大，其分子的平均动能一定增加D．气体在等压膨胀过程中温度内能一定变大12．下列说法正确的是（　　）A．布朗运动就是热运动B．若已知某固体物质的摩尔质量、密度，则可以计算出每个固体分子的体积C．密闭容器内的气体在完全失重的状态下对容器壁压强为零D．下雨前通常空气的相对湿度较小13．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14．一定质量的某种理想气体，在不同温度下气体分子的运动速率分布曲线分别如图中实线和虚线所示，横坐标表示分子的运动速率，纵坐标表示单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比，从图中可知（　　）A．虚线对应的温度高 B．实线对应的分子平均动能大C．相同体积下，虚线对应的气体压强大 D．相同压强下，实线对应的气体密度大二、填空题（共4题）15．描述气体的力学特性、热学特性、空间特性的状态参量分别是________、________和________．若这三个参量都不变，则气体状态________（选填“变化”或“不变”）．若该气体状态发生改变，则至少有________个参量发生了变化．16．一定质量的理想气体，保持温度不变的情况下压缩体积，气体压强变大．则该气体分子的平均动能_____（变大，变小或不变）；单位体积的分子数_____（增加，减小或不变）17．封闭在汽缸内一定质量的理想气体，如果保持气体体积不变，当温度升高时，气体的密度________（选填“增大”、“减小”或“不变”），气体的压强________（选填“增大”、“减小”或“不变”），气体分子的平均动能________（选填“增大”、“减小”或“不变”），每秒撞击单位面积器壁的气体分子数________（选填“增加”、“减少”或“不变”）．18．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）19．在力学中，为了确定物体运动的状态，我们使用了物体的坐标和速度这两个物理量．在热学中如果我们要研究一箱气体的状态，需要哪些物理量呢？20．对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质．（1）光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面．前者表明光子具有能量，后者表明光子除了具有能量之外还具有动量．我们知道光子的能量，动量，其中v为光的频率，h为普朗克常量，λ为光的波长．由于光子具有动量，当光照射到物体表面时，会对物体表面产生持续均匀的压力，这种压力会对物体表面产生压强，这就是“光压”，用I表示．一台发光功率为P0的激光器发出一束频率为的激光，光束的横截面积为S．当该激光束垂直照射到某物体表面时，假设光全部被吸收（即光子的末动量变为0）．求：a．该激光器在单位时间内发出的光子数N；b．该激光作用在物体表面时产生的光压I．（2）从微观角度看，气体对容器的压强是大量气体分子对容器壁的频繁撞击引起的．正方体密闭容器中有大量运动的粒子，每个粒子质量为m，单位体积内粒子数量为n．为简化问题，我们假定：粒子大小可以忽略；速率均为v，且与容器壁各面碰撞的机会均等；与容器壁碰撞前后瞬间，粒子速度方向都与容器壁垂直，且速率不变．a．利用所学力学知识，推导容器壁受到的压强P与m、n和v的关系；b．我们知道，理想气体的热力学温度T与分子的平均动能成正比，即，式中α为比例常数．请从微观角度解释说明：一定质量的理想气体，体积一定时，其压强与温度成正比．21．我们知道，大量随机事件的整体会表现出一定的规律性。例如，某一区域各辆共享单车的行驶方向是随机事件，但大量随机事件的统计结果就能显示出一定的规律。某人想利用共享单车的大数据为本市规划的几条公交线路提供设计思路。图显示了共享单车停放位置的分布图，共享单车的数据系统中也能记录用户每次使用共享单车的时间、路程等信息（图）。据此可以统计“在某区域、某时段沿不同道路骑行的人数”“在某区域、某时段沿某道路骑行超过、、的人数”等。你认为还可以统计哪些对规划公交线路有价值的统计数据？请说出利用这些统计数据的思路。22．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。按速率大小划分的区间(m/s)各速率区间的分子数占总分子数的百分比(%)0 ℃100 ℃100以下1.40.7100～2008.15.4200～30017.011.9300～40021.417.4400～50020.418.6500～60015.116.7600～7009.212.9700～8004.57.9800～9002.04.6900以上0.93.9试作出题中的分子运动速率分布图像。
参考答案：1．D2．D3．B4．D5．D6．A7．C8．B9．C10．D11．D12．B13．A14．B15．     压强     温度     体积     不变     两16．     不变     增加17．     不变     增大     增大     增加18．（1）测出山顶上的温度T，   （2）   （3）水柱可能会溢出19．体积、压强和温度20．（1）a. b. （2）a. b.由，解得，一定质量的理想气体，体积一定时，其压强与温度成正比．21．每一辆共享单车的运动类似与一个气体中无规则运动的分子，要想知道共享单车运动的大数据，从而为公交线路提供设计思路，除了统计“在某区域、某时段沿不同道路骑行的人数”“在某区域、某时段沿某道路骑行超过、、的人数”等外，还可以统计向不同方向运动的共享单车的快慢分布以及轨迹的分布等，从而为政府合理规划车道提供重要的决策参考。232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。