2024鲁科版高中物理选择性必修第三册同步
第3节 气体分子速率分布的统计规律
基础过关练
题组一 偶然中的必然——统计规律
1.在研究热现象时,我们采用统计方法,这是因为 ( )
A.每个分子的运动速率随温度的变化是有规律的
B.个别分子的运动也具有规律性,只是它对整体效果的影响不明显罢了
C.在一定温度下,大量分子的速率分布是确定的
D.在一定温度下,大量分子的速率分布也随时间而变化
2.对于气体分子热运动服从统计规律的正确理解是 ( )
A.大量无序运动的气体分子组成的系统在总体上所呈现的规律性,称为统计规律
B.统计规律对所含分子数极少的系统仍然适用
C.统计规律可以由数学方法推导出来
D.对某些量进行统计平均时,分子数越多,出现的涨落现象越明显
题组二 气体分子速率分布规律
3.关于气体分子的运动情况,下列说法中正确的是 ( )
A.某一时刻具有任意速率的分子数目是相等的
B.某一时刻一个分子速度的大小和方向是偶然的
C.某一时刻向任意一个方向运动的分子数目相等
D.某一温度下,大多数气体分子的速率不会发生变化
4.(2022河北石家庄元氏一中月考)1859年麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律,后来有许多实验验证了这一规律。若以横坐标v表示分子速率,纵坐标f(v)表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比。如图所示的各幅图中能正确表示某一温度下气体分子速率分布规律的是 ( )
5.(2022天津宝坻月考)如图所示为一定质量氧气分子在0 ℃和100 ℃两种不同情况下速率分布情况,由图可以判断以下说法正确的是 ( )
A.温度升高,所有分子运动速率都变大
B.温度越高,分子平均速率越小
C.0 ℃和100 ℃氧气分子速率都呈现“中间少、两头多”的分布特点
D.100 ℃的氧气和0 ℃的氧气相比,100 ℃的氧气中速率大的分子数占总分子数的比例较大
6.氧气分子在不同温度下的速率分布规律如图所示,横坐标表示分子速率v,纵坐标表示单位速率区间内分子数占总分子数的百分比。曲线1、2对应的温度分别为T1、T2。由图可知 ( )
A.T1低于T2
B.曲线中的峰值对应的横坐标数值为氧气分子速率的最大值
C.温度升高,每一个氧气分子的速率都增大
D.温度升高,氧气分子的平均动能增大
7.(2023山东青岛十七中检测)某地某天的气温变化趋势如图甲所示,细颗粒物(PM2.5等)的污染程度为中度,出现了大范围的雾霾。在11:00和14:00的空气分子速率分布曲线如图乙所示,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。下列说法正确的是 ( )
甲
乙
A.细颗粒物在大气中的移动是由于细颗粒物分子的热运动
B.图乙中实线表示11:00时的空气分子速率分布曲线
C.细颗粒物的无规则运动在11:00时比14:00时更剧烈
D.单位时间内空气分子对细颗粒物的平均撞击次数在14:00时比12:00时多
8.(2022江苏盐城第三次模拟)如图甲为测量分子速率分布的装置示意图,圆筒绕其中心匀速转动,侧面开有狭缝N,内侧贴有记录薄膜,M为正对狭缝的位置。从原子炉R中射出的银原子蒸气穿过屏上S缝后进入狭缝N,在圆筒转动半个周期的时间内相继到达并沉积在薄膜上。展开的薄膜如图乙所示,NP、PQ间距相等,则 ( )
A.到达M附近的银原子速率较大
B.到达Q附近的银原子速率较大
C.到达Q附近的银原子速率为“中等”速率
D.位于PQ区间的分子百分率大于位于NP区间的分子百分率
9.如图所示为密闭钢瓶中的理想气体分子在T1、T2两种不同温度下的速率分布情况的柱形图。由图可知 ( )
A.T2时气体每个分子的速率都比T1时的大
B.T1对应于气体分子平均速率较大的情形
C.分别将T1、T2柱形图顶端用平滑的曲线连接起来,则两条曲线与横轴围成的面积相等
D.与T1时相比,T2时气体分子速率出现在0~400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大
第3节 气体分子速率分布的统计规律
基础过关练
1.C 2.AD 3.BC 4.D 5.D 6.AD
7.D 8.ACD 9.C
1.C 只有大量气体分子运动的速率分布才是有规律的,即遵守统计规律,而个别气体分子的运动速率在不停地变化,没有一定的规律,故C项正确。
2.AD 统计规律是对大量偶然事件而言的整体规律,对于少量的个别的偶然事件是没有意义的。个别的、少量的气体分子的运动是不可预知的,对于大量的气体分子的运动呈现出“中间多、两头少”的统计规律,所以选项A、D正确。
3.BC 具有任意速率的气体分子数目并不是相等的,而是呈“中间多、两头少”的统计规律分布,故A项错误;由于气体分子之间频繁碰撞,气体分子随时都会改变自己的运动情况,因此在某一时刻,一个气体分子速度的大小和方向完全是偶然的,故B项正确;虽然每个气体分子的速度在不停地变化,但是大量气体分子的整体存在着统计规律,由于气体分子数目巨大,某一时刻向任意一个方向运动的气体分子数目只有很小的差别,可以认为是相等的,故C项正确;某一温度下,每个气体分子的速率仍然是随时变化的,只是气体分子运动的平均速率相同,故D项错误。故正确答案为B、C。
4.D 气体分子速率分布规律是中间多、两头少,且分子不停地做无规则运动,速率为零的分子是没有的,故选D。
5.D 温度升高,并不是所有分子运动速率都变大,故A错误;温度越高,分子平均速率越大,故B错误;由题图可知,0 ℃和100 ℃氧气分子速率都呈现“中间多、两头少”的分布特点,故C错误;从题图中可以看出100 ℃的氧气和0 ℃的氧气相比,100 ℃的氧气中速率大的分子数占总分子数的比例较大,故D正确。
6.AD 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,曲线2表示速率大的分子所占的比例大,故T2高,A正确;图线中的峰值对应的横坐标表示该速率的分子数目所占比例最大,B错误;温度是分子平均动能的标志,是大量分子运动的统计规律,对个别的分子没有意义,C错误,D正确。
方法技巧 气体分子速率分布的三点规律
(1)在一定温度下,气体分子的速率都呈“中间多、两头少”的分布规律。
(2)温度越高,速率大的分子所占比例越大。
(3)温度升高,气体分子的平均速率变大,但具体到某一个气体分子,速率可能变大,可能变小,也可能不变。
7.D 细颗粒物在大气中的移动是由于空气分子的热运动与气流的作用,A错误;由图乙可知实线对应的速率大的分子占的比例大,对应的气体分子温度较高,所以图乙中实线表示14:00时的空气分子速率分布曲线,B错误;温度越高,细颗粒物的无规则运动越剧烈,所以细颗粒物的无规则运动在14:00时比11:00时更剧烈,C错误;14:00时的气温高于12:00时的气温,空气分子的平均动能较大,单位时间内空气分子对细颗粒物的平均撞击次数较多,D正确。
8.ACD 银原子进入圆筒后做匀速直线运动,打到圆筒上越靠近M点的位置用时越短,速率越大,越靠近N点的位置用时越长,速率越小,选项A正确,B错误;根据分子速率分布规律“中间多、两头少”的特征可知,PQ区间的分子百分率大于NP区间的分子百分率,故选项C、D正确。
9.C 由分子热运动的无规则性可知T2时气体每个分子的速率不一定都比T1时的大,故A错误;由题图可知,两种温度下气体分子速率都呈现“中间多、两头少”的分布特点,由于T1时速率较低的气体分子所占比例较大,则说明T1温度下气体分子的平均速率小于T2温度下气体分子的平均速率,故B错误;分子的总数不变,在T1、T2两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的速率间的关系图线与横轴所围面积相等,故C正确;由题图可知,与T1时相比,T2时气体分子速率出现在0~400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较小,故D错误。
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
()
