1-3分子运动速率分布规律(人教版2019选择性必修第三册)(解析版)

1.3分子运动速率分布规律分层作业题组一气体分子运动的特点1.（2022·高三课时练习）（多选）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【答案】ABD【详解】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。2.(多选)关于气体分子，下列说法正确的是()A．由于气体分子间的距离很大，气体分子在任何情况下都可以视为质点B．气体分子除了碰撞以外，可以自由地运动C．气体分子之间存在相互作用的斥力，所以气体对容器壁有压强D．在常温常压下，气体分子间的相互作用力可以忽略【答案】BD【解析】通常情况下，气体分子间的距离很大，相互作用力可以忽略，气体分子能否视为质点应视问题而定，A错误，D正确；气体分子间除相互碰撞及与器壁的碰撞外，通常认为不受力的作用，可自由移动，B正确；气体对器壁的压强是由大量分子碰撞器壁产生的，C错误。3.（2021·高二课时练习）气体分子运动的特点是（

）A．分子的速率分布毫无规律B．分子沿各个方向运动的机会均等C．分子的频繁碰撞致使它做杂乱无章的热运动D．每个分子速率没有变化规律，但在不同速率范围内，分子数的分布是均匀的【答案】BC【详解】AD．单个气体分子热运动的速率是没有规律的，但大量分子热运动的速率遵循“中间大，两头少”的统计规律，AD两项错误；B．根据统计规律，分子沿各个方向运动的机会均等，B项正确；C．气体分子的频繁碰撞致使它做杂乱无章的热运动，C项正确；故选BC。题组二分子运动速率分布图像4.(2022江苏泰州期中)概率统计方法是科学研究中的重要方法之一,以下是一定质量的氧气在0℃和100℃时统计出的速率分布图像,结合图像分析以下说法正确的是()A.其中某个分子100℃时的速率一定比0℃时的速率大B.100℃时图线下对应的面积和0℃时图线下对应的面积相等C.如果两种情况气体的压强相同,则100℃时单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数比0℃时多D.如果两种情况气体的体积相同,则100℃时单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数与0℃时相同【答案】B【详解】温度高时,气体分子的平均速率大,某个分子的速率不一定大,A错误;两图线与横轴所围面积都等于1,与温度无关,即两条曲线下面积相等,B正确;温度高的气体分子的平均速率大,对器壁的撞击力大,如果两种情况气体的压强相同,则100℃时单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数比0℃时少,C错误;如果两种情况气体的体积相同,则气体分子的数密度相同,温度高时分子的平均速率大,则100℃时单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数比0℃时多,D错误。5.(2022河北承德联考)(多选)一定质量的某气体在不同的温度下分子速率的麦克斯韦分布图如图中的1、2、3所示,图中横轴表示分子运动的速率v,纵轴表示该速率下的分子数Δn与总分子数n的比值,记为f(v),其中f(v)取最大值时的速率称为最概然速率,下列说法正确的是()A.3条图线与横轴围成的面积相同B.3条图线对应温度不同,且T1>T2>T3C.图线3对应的分子平均速率最大D.最概然速率是气体中任何分子最有可能具有的速率【答案】ACD【详解】3条图线与横轴围成的面积都等于1,A正确;因为温度越高,速率大的分子比例越多,所以3条图线对应温度关系为T1<T2<T3,且温度越高,分子的平均速率越大,故图线3对应的分子平均速率最大,B错误,C正确;由题意知,f(v)取最大值时的速率称为最概然速率,即具有此速率的分子所占比例最大,故最概然速率是气体中任何分子最有可能具有的速率,D正确。6.1859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，下面四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()【答案】D【详解】分子的速率分布遵循“中间多，两头少”的统计规律，即速率在分子平均速率附近的分子数最多，速率与平均速率差距越大的分子数越少，故D正确。7.对一定质量的气体，通过一定的方法得到了某一速率的分子数目N与速率v的两条关系图线，如图所示，下列说法正确的是()A．曲线Ⅰ对应的温度T1高于曲线Ⅱ的温度T2B．曲线Ⅰ对应的温度T1可能等于曲线Ⅱ对应的温度T2C．曲线Ⅰ对应的温度T1低于曲线Ⅱ对应的温度T2D．无法判断两曲线对应的温度关系【答案】C【详解】温度越高，分子的平均速率越大，从题图中可以看出曲线Ⅱ对应的分子的平均速率较大，故曲线Ⅱ对应的温度较高，C正确。题组三气体压强的微观解释8.(2022北京朝阳模拟)温度一定时,若气体体积增大,气体压强会减小,原因是()A.气体分子的数密度变小,单位体积内分子的质量变小B.气体分子的数密度变大,分子对器壁的吸引力变小C.每个气体分子对器壁的平均撞击力变小D.单位体积的分子数减小,单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数减小【答案】D【详解】一定量气体,在一定温度下,分子运动的剧烈程度不变,分子撞击器壁的平均作用力不变,气体的体积增大时,单位体积内的分子数减小,单位时间内与单位面积器壁的碰撞次数减少,气体产生的压强减小,故选D。9.（2022·高三课时练习）关于气体的压强，下列说法中正确的是（）A．气体的压强是由气体分子间的吸引和排斥产生的B．气体分子的平均速率减小，气体的压强一定减小C．气体的压强是由于大量气体分子频繁撞击器壁产生的D．当某一容器自由下落时，容器中气体的压强将变为零【答案】C【详解】AC．气体的压强是由于大量气体分子频繁撞击器壁产生的，故A错误，C正确；B．气体分子的平均速率减小，若气体体积减小，气体的压强不一定减小，故B错误；D．当某一容器自由下落时，容器中气体分子的运动不受影响，气体的压强不为零，故D错误。故选C。10．（2022·高三课时练习）有关气体压强，下列说法不正确的是（）A．气体分子的平均速率增大，则气体的压强一定增大B．气体分子的平均速率增大，则气体的压强有可能减小C．气体分子的密集程度增大，则气体的压强一定增大D．气体分子的密集程度增大，则气体的压强有可能减小【答案】AC【详解】气体的压强与两个因素有关，一是气体分子的平均速率，二是气体分子的数密度，气体分子的平均速率或密集程度增大，气体的压强不一定增大。故选AC。11．下面关于气体压强的说法正确的是()①气体对器壁产生的压强是由于大量气体分子频繁碰撞器壁而产生的②气体对器壁产生的压强等于作用在器壁单位面积上的平均作用力③从微观角度看，气体压强的大小跟气体分子的平均速率和分子数密度有关④从宏观角度看，气体压强的大小跟气体的温度和体积有关A．只有①③对 B．只有②④对C．只有①②③对 D．①②③④都对【答案】D【详解】大量气体分子对容器壁频繁撞击产生了压强，①正确；由p＝eq\f(F,S)知，②正确；由气体压强的微观解释及对体积和温度的理解可知，③④正确。故选D。12．下列关于气体的说法中，正确的是()A．由于气体分子运动的无规则性，所以密闭容器的器壁在各个方向上的压强可能会不相等B．气体的温度升高时，所有的气体分子的速率都增大C．一定质量的气体体积不变，气体分子的平均速率越大，气体的压强就越大D．气体的分子数越多，气体的压强就越大【答案】C【详解】气体分子一直做无规则运动，但是由于在同一时刻向各个方向运动的概率相同，故对器壁在各个方向上的压强相等，A错误；温度升高时，气体分子的平均速率增大，但不是所有的气体分子速率都增大，B错误；气体体积不变，分子数密度不变，分子的平均速率越大，则气体的压强越大，C正确；气体压强由气体分子数密度和分子平均速率共同决定，D错误。13．(多选)对一定质量的气体，下列说法正确的是()A．体积不变，压强增大时，气体分子的平均速率一定增大B．温度不变，压强减小时，气体分子的数密度一定减小C．压强不变，温度降低时，气体分子的数密度一定减小D．温度升高，压强和体积都可能不变【答案】AB【详解】体积不变，气体分子数密度不变，压强增大时，气体分子的平均速率一定增大，A正确；温度不变，气体分子的平均速率不变，压强减小时，气体分子的数密度减小，故B正确；压强不变，温度降低时，气体分子的平均速率减小，则气体分子的数密度增大，故C错误；温度升高，压强、体积中至少有一个会发生改变，故D错误。14．（2022·高三课时练习）（多选）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．某一温度下，大多数气体分子的速率不会发生变化D．分子的速率分布遵循统计规律【答案】BD【详解】AD．具有某一速率的分子数目并不是相等的，每个分子都在做无规则的热运动，分子的速率分布遵循统计规律，分子速率呈“中间多、两头少”的统计规律分布，故A错误，D正确；B．由于分子之间频繁地碰撞，分子随时都会改变自己的运动状况，因此在某一时刻，一个分子速度的大小和方向是偶然的，故B正确；C．某一温度下，每个分子的速率仍然是随时变化的，只是分子运动的平均速率不变，故C错误。故选BD。15．（2022·全国·高三专题练习）对一定质量的气体，若用N表示单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数，则（）A．当体积减小时，N必定增加B．当温度升高时，N必定增加C．当压强不变而温度变化时，N必定变化D．当压强不变而温度变化时，N可能不变【答案】C【详解】AB．对一定质量的气体，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数N既与气体的体积（或单位体积的分子数）有关，还与气体的温度（或分子运动的平均速率大小）有关，则当体积减小或者温度升高时，N不一定增加，A、B错误；CD．当温度变化时，气体分子的平均速率变化，单个分子对器壁的平均撞击力变化，而气体压强不变，则N必定变化，C