高中物理 第1章 用统计思想研究分子运动 1_4 无序中的有序 1_5 用统计思想解释分子运动的宏观表现学业分层测评 沪科版选修3-3

1.4 无序中的有序 1.5 用统计思想解释分子运动的宏观表现(建议用时：45分钟) 学业达标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个别分子的运动不具有规律性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E大量随机事件的整体会表现出一定的规律性【解析】大量分子运动的速率分布是有规律的，可以用统计方法，而个别分子的运动速率瞬息万变，极无规律，故B、C、E选项正确【答案】BCE2下列关于气体分子运动的特点，正确的说法是 ()A气体分子运动的平均速率与温度有关B当温度升高时，气体分子的速率分布不再是“中间多，两头少”C气体分子的运动速率不能由牛顿运动定律求得D气体分子的平均速度随温度升高而增大E气体分子的平均速率随温度升高而增大【解析】气体分子的运动与温度有关，温度升高时，平均速率变大，但仍遵循“中间多，两头少”的统计规律，A、E项正确，B项错误；分子运动无规则，而且牛顿定律是宏观定律，不能用它来求微观分子的运动速率，C项正确；大量分子向各个方向运动的概率相等，所以稳定时，平均速度几乎为零，与温度无关，D项错误【答案】ACE3下列物理量哪些不能决定气体的压强()A温度B分子密集程度C分子总数D分子种类E分子的大小【解析】气体的压强是由大量分子碰撞器壁而引起的，气体分子的密集程度越大(即单位体积内分子数越多)，在单位时间内撞击单位面积的器壁分子就越多，则气体的压强越大温度越高，整体上分子运动更加剧烈，分子撞击器壁时对器壁产生的作用力越大，气体的压强就越大故决定气体压强的因素是分子密集程度和气体的温度，故不能决定气体压强的是C、D、E选项【答案】CDE4下面对气体压强的理解，正确的是()A气体压强是由于气体分子不断撞击器壁而产生的B气体压强取决于单位体积内分子数和气体的温度C单位面积器壁受到大量气体分子的碰撞的作用力就是气体对器壁的压强D大气压强是由地球表面空气重力产生的，因此将开口瓶密闭后，瓶内气体脱离大气，它自身重力太小，会使瓶内气体压强远小于外界大气压强E在分析容器内气体的压强时，气体的重力不能忽略不计【解析】气体压强是由于气体分子不断撞击器壁而产生的，A正确，E错误；气体压强的大小取决于气体分子密度和气体分子的平均速率，即取决于单位体积内的分子数和气体的温度，B正确；由p知，C正确；虽然大气压强是由地球表面空气重力产生的，但最终还是通过分子碰撞实现对放入其中的物体产生压强，将开口瓶密封后，瓶内气体脱离大气，瓶内气体压强仍等于外界大气压强，D错误【答案】ABC5教室内的气温会受到室外气温的影响，如果教室内上午10时的温度为15 ，下午2时的温度为25 ，假设大气压强无变化，则下午2时与上午10时相比较，房间内的 () 【导学号：35500008】A空气分子密集程度减小B空气分子的平均速率增大C空气分子的速率都增大D空气质量减小E空气质量增大【解析】温度升高，气体分子的平均速率增大，平均每个分子对器壁的冲力将变大，但气压并未改变，可见单位体积内的分子数一定减小，故A、B、D项正确，E项错误；温度升高，并不是所有空气分子的速率都增大，C项错误【答案】ABD6图144是氧分子在不同温度(0 和100 )下的速率分布规律图，由图可得出哪些结论？(至少答出两条)图144【解析】一定温度下，氧气分子的速率呈现出“中间多，两头少”的分布规律；温度越高，氧气分子热运动的平均速率越大(或温度越高，氧气分子运动越剧烈)【答案】见解析7气体压强和通常所说的大气压强是不是同一回事？若不是有何区别与联系？【解析】因密闭容器中的气体密度一般很小，由气体自身重力产生的压强极小，可忽略不计，故气体压强由气体分子碰撞器壁产生，大小由分子的密度和温度决定，与地球的引力无关，气体对上下左右器壁的压强都是大小相等的大气压强却是由于空气受到重力作用紧紧包围地球而对浸在它里面的物体产生的压强如果没有地球引力作用，地球表面就没有大气，从而也不会有大气压地面大气压的值与地球表面积的乘积，近似等于地球大气层所受的重力值，大气压强最终还是通过分子碰撞实现对放入其中的物体产生压强【答案】见解析能力提升8小刚同学为了表演“轻功”，用打气筒给4只相同的气球充以相等质量的空气，然后将它们放置在水平木板上，再在气球的上方平放一块轻质塑料板，如图145所示小刚同学在慢慢站上轻质塑料板中间位置的过程中，气球一直没有破裂球内气体温度可视为不变下列说法正确的是 ()图145A气球内气体的压强是由于气体重力而产生的B气球内气体的压强是由于气体分子频繁碰撞器壁产生的C球内气体分子间的分子力约为零D气球内气体分子运动速率的分布规律不变E气球内气体的体积是所有气体分子的体积之和【解析】气体的压强是由于气体分子频繁地碰撞器壁产生的，与分子的重力无关，故A错，B对；在常温常压下，气体分子之间的距离约为109 m，分子之间的分子力认为是零，故C对；温度不变，因此气体分子运动速率的分布规律不变，故D对；气体分子之间的距离远大于气体分子的大小，因此气体的体积要大于所有气体分子的体积之和，故E错【答案】BCD9图146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中射出的银原子蒸汽穿过屏上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和PQ间距相等，则 ()图146A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E位于PQ区间的分子百分率小于位于NP区间的分子百分率【解析】根据分子速率分布规律的“中间多，两头少”特征可知：M附近的银原子速率较大，故选项A、C正确，B错误；PQ区间的分子百分率最大，故选项E错误，D正确【答案】ACD10对一定量的气体，若用N表示单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数，则()【导学号：35500009】A当体积减小时，N必定增加B当体积减小时，N可能减小C当温度升高时，N不一定增加D当压强不变而体积和温度变化时，N必定变化E当压强不变而体积和温度变化时，N可能不变【解析】单位时间内与器壁单位面积相碰的分子数N既与分子密度有关，还与分子的平均速率有关当气体体积减小时，分子密度增加，但若温度降低，分子平均速率变小，N也不一定增加，A错误，B正确；当温度升高时，分子的平均速率增大，但若体积增大，分子密度减小，N也不一定增加，C正确；当气体压强不变，则器壁单位面积受到的压力不变，由于温度变化，平均每个分子对器壁的冲力变化，N只有变化才能保持压强不变，故D正确，E错误【答案】BCD11从宏观上看，一定质量的气体仅温度升高或仅体积减小都会使压强增大，从微观上看，这两种情况有什么区别？【解析】因为一定质量的气体的压强是由单位体积内气体的分子数和气体的温度决定的气体温度升高，即气体分子运动加剧，分子的平均速率增大，分子撞击器壁的作用力增大，故压强增大气体体积减小时，虽然分子的平均速率不变，但单位体积内的分子数增多，单位时间内撞击容器的分子数增多，故压强增大，所以这两种情况在微观上是有区别的【答案】见解析12如图147所示，两个完全相同的圆柱形密闭容器，甲中装有与容器容积等体积的水，乙中充满空气，试问：图147(1)两容器各侧壁压强的大小关系及压强的大小决定于哪些因素？(容器容积恒定)(2)若让两容器同时做自由落体运动，容器侧壁上所受压强将怎么变？【解析】(1)对甲容器，上壁的压强为零，底面的压强最大，其数值为pgh(h为上下底面间的距离)侧壁的压强自上而下，由小变大，其数值大小与侧壁上各点距上底面的竖直距离x的关系是pgx；对乙容器，各处器壁上的压强大小都相等，其大小决定于气体的分子数密度和温度(2)甲容器做自由落体运动时器壁各处的压强均为零乙容器做自由落体运动时，器壁各处的压强不发生变化【答案】见解析