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堂检测

这是一份高中物理鲁科版 (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堂检测，共14页。试卷主要包含了选择题，解答题等内容，欢迎下载使用。
1.3气体分子的速率分布的统计规律 课时练习（解析版）一、选择题1．关于密闭容器中气体的压强，下列说法正确的是(　　)A．是由气体受到的重力产生的B．是由大量气体分子不断地碰撞器壁而产生的C．压强的大小只取决于气体分子数量的多少D．容器运动的速度越大，气体的压强也越大2．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3．人们常把瘪的乒乓球放入热水中，使其恢复为球形。在乒乓球放入热水后，球内的气体（　　）A．单位体积的分子数减少 B．分子的平均动能减少C．每个分子速率都增大 D．分子间的斥力增大4．关于气体的体积，下列说法正确的是（　　）A．气体的体积就是所有气体分子体积的总和B．气体的体积与气体的质量成正比C．气体的体积与气体的密度成反比D．气体的体积等于气体所在容器的容积5．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6．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＞TⅠC．TⅡ＞TⅠ，TⅡ＞TⅢD．TⅠ＝TⅡ＝TⅢ7．对于下列实验．说法不正确的有（　　）A．甲图是用油膜法测分子直径的示意图．认为油酸薄膜厚度等于油酸分子直径B．乙图是溴蒸气的扩散实验，若温度升高．则扩散的速度加快C．丙图是模拟气体压强产生机理的实验，说明气体压强是由气体分子对器壁碰撞引起的D．丁图是蜂蜡涂在单层云母片上融化实验．说明云母晶体的导热性能各向同性8．氧气分子在和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大的情形C．图中虚线对应于氧气分子在时的情形D．与时相比，时氧气分子速率出现在区间内的分子数占总分子数的百分比较大9．下列关于热学现象和热学规律说法正确的是（　　）A．一个气体分子的体积等于气体的摩尔体积与阿伏伽德罗常数之比B．相同容器中，分别盛有质量相等温度相同的氧气和氢气，它们的平均动能相等，各自对容器壁压强不等C．分子间相互作用力一定随分子间距离的增大而减小D．液体中悬浮微粒越大，某一瞬间撞击它们的液体分子数越多，布朗运动越明显10．对于一定质量的气体，下列说法不正确的是（　　）A．温度升高，气体中每个分子的速率都增大B．当分子热运动变剧烈时，压强可以不变C．从微观角度看，气体的压强取决于气体分子的平均速率和分子的数密度D．温度不变时，气体的体积减小，压强一定增大11．保持密闭气缸内气体的体积不变，升高气体温度，则气体 （　　）A．密度变大 B．分子势能变大C．分子间斥力变大 D．分子对缸壁的平均作用力变大12．学习了“流体压强与流速的关系”后，为了解决“H”形地下通道中过道的通风问题，同学们设计了如下几种方案.如图所示，黑色部分为墙面凸出部分，“M”为安装在过道顶的换气扇，其中既有效又节能的是（　　）A． B．C．D．13．以下说法正确的是(   )A．气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，仅与单位体积内的分子数有关B．布朗运动不是液体分子的运动，它说明分子不停息地做无规则热运动C．当分子间的引力和斥力平衡时，分子势能最小D．如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体的平均动能一定增大，因此压强也必然增大E.当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小14．下列说法中正确的有（　　）A．布朗运动是液体分子的运动，说明液体分子永不停息地做无规则热运动B．水黾可以停在水面上是因为液体具有表面张力C．气体的温度升高，并不是每个气体分子的动能都增大D．单位时间内气体分子对容器壁单位面积上碰撞次数减少，气体的压强有可能增加E.在油膜法估测分子大小实验中，用一滴油酸酒精溶液的体积除以单分子油膜面积，可得油酸分子的直径15．如图所示，两端开口的U形管中，右边直管内有一部分空气被一段水银柱与外界隔开（　　）A．若向左管口注入一些水银，h减小 B．若向左管口注入一些水银，h不变C．若向右管口注入一些水银，不变 D．若向右管口注入一些水银，h增大二、解答题16．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．  17．如图所示，一根重力为G的上端封闭下端开口的横截面积为S的薄壁玻璃管静止直立于可视为无限大无限深的水槽中，已知水的密度为p，重力加速度为g，管内空气柱的长度为L，空气柱长度大于管内外液面高度差。大气压强为，求：（1）管内外液面高度差；（2）若在A端施加竖直向下大小也为G的作用力，待平衡后，A端下移的高度。（A端依然在水面上）
参考答案1．B【详解】AB．气体的压强是大量气体分子不断地碰撞器壁而产生的，故A错误，B正确；CD．压强的大小取决于气体分子的平均动能和分子的数密度，与物体的宏观运动无关，故CD错误。故选B。2．D【详解】一开始玻璃管处于平衡状态，放手后，玻璃管可能速度向上，或者向下，或者为零。刚开始运动时，玻璃管的内部气体的压强大于外部，所以玻璃管的加速度大于重力加速度g；最初水银所受合力为零，当玻璃管向下或向下运动后，内部气体压强减小，内外气体压强差减少，所以最初的短时间内，水银的加速度在逐渐变大，玻璃管的加速度逐渐变逐渐变小。故选D。3．A【详解】A．乒乓球中气体质量不变，温度升高，体积增大，密度减少，单位体积的分子数减少，故A符合题意；BC．不考虑乒乓球内气体分子之间的相互作用，乒乓球中的气体看作理想气体，温度升高，分子的平均动能增大，并不是每个分子速率都增大，故BC不符合题意；D．温度升高，体积增大，分子间距离增大，分子间的斥力减小，故D不符合题意。故选A。4．D【详解】A．气体的体积就是所有气体分子运动占据的空间的体积的总和，选项A错误；B．只有当气体的密度一定时气体的体积才与气体的质量成正比，选项B错误；C．只有当气体的质量一定时气体的体积才与气体的密度成反比，选项C错误；D．气体总是充满整个容器，则气体的体积等于气体所在容器的容积，选项D正确。故选D。5．C【详解】AB．甲容器中压强产生的原因是液体受到重力的作用，而乙容器中压强产生的原因是分子撞击器壁，故AB错误；C．液体产生的压强，可知而密闭容器中气体压强各处均相等，与位置无关故C正确；D．温度升高时，、不变，而、增大，故D错误；故选C。6．B【详解】温度越高分子热运动越激烈，分子运动激烈是指速率大的分子所占的比例大，图Ⅲ腰最粗，速率大的分子比例最大，温度最高；图Ⅰ虽有更大速率分子，但所占比例最小，温度最低，故B正确。故选B。7．D【详解】A．在测量油膜分子的直径时，将油分子看成球形分子，并且把油膜看成单分子油膜，此时油酸薄膜厚度等于油酸分子直径，故A不符合题意；B．在研究溴蒸气的扩散实验，若温度升高，则分子的运动越激烈，所以扩散的速度加快，故B不符合题意；C．丙图模拟气体压强产生机理的实验，说明气体压强是由气体分子频繁碰撞容器壁产生的，与重力无关，故C不符合题意；D．图丁的形状，由于是椭圆，则说明云母晶体具有各向异性，故D符合题意。故选D.8．A【详解】A．由题图可知，在和两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积都应该等于1，即两条曲线下面积相等，A正确；BC．由图可知，具有最大比例的速率区间，时对应的速率大，说明实线为的分布图像，对应的平均动能较大，虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形，BC错误；D．由图可知，0～400m/s段内，对应的占据的比例均小于与时所占据的比值，因此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A。9．B【详解】A．由于气体分子间距较大，根据气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数能计算出每个气体分子占据的空间大小，但不能计算每个分子的体积，故A错误；B．质量相等，温度相等，体积相等得两种气体，他们的平均动能相等，但氢气分子的质量小，所以氢气分子的数多，分子密度大，所以氢气的压强大，故B正确；C．分子间相互作用力有引力和斥力，他们都随距离的增大而减小，但是合力不是一直减小，故C错误；D．悬浮在液体中的微粒越小，碰撞的不平衡性越明显，布朗运动就越明显，故D错误。故选B。10．A【详解】A．温度升高，气体中每个分子的速率不一定都增大，增大的是分子平均动能，所以A错误，符合题意；B．当分子热运动变剧烈时，即气体的温度升高，但压强可以不变，气体做等压变化，所以B正确，不符合题意；C．从微观角度看，气体的压强取决于气体分子的平均速率和分子的数密度，所以C正确，不符合题意；D．根据玻意耳定律可知，温度不变时，气体的体积减小，压强一定增大，所以D正确，不符合题意；故选A。11．D【详解】气体体积不变，则气体密度不变，分子距离不变，则分子势能不变，分子间斥力不变；温度升高，则分子平均速率变大，则分子对缸壁的平均作用力变大。故选D。12．C【详解】A．要想让风经过过道，过道左右两端的气压应该不同，所以过道左右两端的通风道中的空气流动速度不同，A图中，过道左右两端的通风道相同，所以过道左右两端的通风道中的空气流动速度相同，A错误；B．B图中，过道左右两端的通风道相同，所以过道左右两端的通风道中的空气流动速度相同，B错误；C．C图中，过道右端的通风道有凸起，所以相同时间风经过过道右端的通风道时路程长，则风速较快，所以过道右端的气压小于左端的气压，所以空气会从过道的左端流向右端，过道中有风通过，此方案不需要消耗其他能量，既有效又节能，此方案合理，C正确；D．图D中，过道中有电动机，电动机工作时过道中空气流动速度加快，气压减小，空气会从过道口流进来而通风，但需要消耗电能，故此方案虽有效但不节能，不合理，D错误。故选C。13．BCE【详解】A．气体压强与分子数密度和分子热运动的平均动能有关，故气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，与单位体积内的分子数及气体分子的平均动能都有关，故A错误；B．布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的运动，它说明液体分子在不停息地做无规则热运动，故B正确；C．分子力做功等于分子势能的减小量，当分子间的引力和斥力平衡时，分子力的合力为零，分子势能最小，故C正确；D．气体压强与分子数密度和分子热运动的平均动能有关，如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体的平均动能一定增大，但分子数密度可能减小，故气体压强不一定增加，故D错误；E．当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小，但分子斥力减小的更快，故E正确。故选BCE．【点睛】从分子动理论的观点来看，气体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，故气体压强由气体分子的数密度和平均动能决定；布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的运动；分子力做功等于分子势能的减小量．14．BCD【详解】布朗运动指悬浮在液体中的颗粒所做的无规则运动的运动，反映的是液体分子的无规则运动，故A错误． 因为液体表面张力的存在，水黾才能无拘无束地在水面上行走自如，故B正确． 温度是分子的平均动能的标志，气体温度升高，并不是物体所有分子的动能都增大，故C正确． 单位时间内气体分子对容器壁单位面积上碰撞次数减少，但如果速度增大，撞击力增大，气体的压强可能增大，故D正确． 在油膜法估测分子大小实验中，用一滴油酸的体积除以单分子油膜面积，可得油酸分子的直径，故E错误．15．BD【详解】AB．被封闭气体的压强为上式压强单位是cmHg，右侧空气柱上方的液柱长也为h，向左侧玻璃管注入水银，因右侧上方水银柱长度不变，所以左右高度差h也不变，A错误，B正确；CD．向右侧管口注入水银，会导致右侧空气上方的水银柱长度变长，所以左侧水银柱的高度差会变大，C错误，D正确；故选BD。16．（1）a. b. （2）a. b.见解析【详解】（1）a.单位时间的能量为：，光子能量：，得单位时间内发出的光子数．b.该激光作用在物体表面产生的压力用F0表示，根据牛顿第三定律物体表面对光子的力大小也为F0，时间为，由动量定理可知：，解得（2）a.在容器壁附近，取面积为S，高度为的体积内的粒子为研究对象．该体积中粒子个数，可以撞击该容器壁的粒子数，一个撞击容器壁的气体分子对其产生的压力用F来表示，根据牛顿第三定律容器壁对气体分子的力大小也为F，由，得，容器壁受到的压强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．17．（1）；（2）【详解】(1)设空气柱压强为p，大气压强为，对玻璃管则有另外又有联立两式得到(2)设空气柱压强为，大气压强为，对玻璃管则有此时的管内外液面高度差为，亦有又有A端下移高度为解得