
TOC \ "1-3" \t "正文,1" \h
\l "_Tc1161" 【題型1 分子運(yùn)動(dòng)速率分布圖像分析】
\l "_Tc25206" 【題型2 氣體壓強(qiáng)的微觀解釋】
\l "_Tc9103" 【題型3 分子運(yùn)動(dòng)速率問(wèn)題】
\l "_Tc6522" 【題型4 綜合問(wèn)題】
【題型1 分子運(yùn)動(dòng)速率分布圖像分析】
【例1】氧氣分子在0 ℃和100 ℃溫度下單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨氣體分子速率的變化分別如圖中兩條曲線所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.圖中兩條曲線下面積相等
B.圖中虛線對(duì)應(yīng)于氧氣分子平均動(dòng)能較小的情形
C.圖中實(shí)線對(duì)應(yīng)于氧氣分子在100 ℃時(shí)的情形
D.圖中曲線給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目
解析:選D 根據(jù)氣體分子單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨氣體分子速率的變化曲線的意義可知,題圖中兩條曲線下面積相等,A正確;題圖中虛線占百分比較大的分子速率較小,所以對(duì)應(yīng)于氧氣分子平均動(dòng)能較小的情形,B正確;題圖中實(shí)線占百分比較大的分子速率較大,分子平均動(dòng)能較大,根據(jù)溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,可知實(shí)線對(duì)應(yīng)于氧氣分子在100 ℃時(shí)的情形,C正確;根據(jù)分子速率分布圖可知,題圖中曲線給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目占總分子數(shù)的百分比,不能得出任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目,D錯(cuò)誤。
【變式1-1】(多選)如圖所示是氧氣在0 ℃和100 ℃兩種不同情況下,各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比與分子速率間的關(guān)系。由圖可知( )
A.100 ℃的氧氣速率大的分子比例較多
B.0 ℃時(shí)對(duì)應(yīng)的具有最大比例的速率區(qū)間的峰值速率較大
C.在0 ℃時(shí),部分分子速率比較大,說(shuō)明內(nèi)部有溫度較高的區(qū)域
D.同一溫度下,氣體分子速率分布總呈“中間多,兩頭少”的分布特點(diǎn)
答案:AD
解析:同一溫度下,中等速率的氧氣分子所占的比例大,溫度升高使得氧氣分子的平均速率增大,所以100 ℃的氧氣速率大的分子比例較多,故A正確;溫度越低,分子的平均速率越小,結(jié)合圖像可知0 ℃時(shí)對(duì)應(yīng)的具有最大比例的速率區(qū)間的峰值速率較小,故B錯(cuò)誤;在0 ℃時(shí),部分分子速率較大,不能說(shuō)明內(nèi)部有溫度較高的區(qū)域,故C錯(cuò)誤;同一溫度下,氣體分子速率分布總呈“中間多,兩頭少”的分布特點(diǎn),即速率處于中等的分子所占比例較大,速率特大特小的分子所占比例均比較小,故D正確。
【變式1-2】如圖是氧氣分子在不同溫度(0 ℃和100 ℃)下的速率分布圖像,由圖可知( )
A.同一溫度下,氧氣分子的速率呈現(xiàn)出“中間多,兩頭少”的分布規(guī)律
B.隨著溫度的升高,每一個(gè)氧氣分子的速率都增大
C.隨著溫度的升高,氧氣分子中速率小的分子所占的比例變高
D.隨著溫度的升高,氧氣分子的平均速率變小
答案:A
解析:由圖可知,同一溫度下,氧氣分子的速率呈現(xiàn)“中間多,兩頭少”的分布特點(diǎn),故A正確。溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度的標(biāo)志,是大量分子運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律,對(duì)單個(gè)分子沒(méi)有意義,溫度越高,平均速率越大,但不是所有分子運(yùn)動(dòng)的速率都變大,故B錯(cuò)誤;由圖可知,隨著溫度升高,速率較大的分子數(shù)增多,分子的平均速率變大,速率小的分子所占比例變低,故C、D錯(cuò)誤。
【變式1-3】如圖,橫坐標(biāo)v表示分子速率,縱坐標(biāo)f(v)表示各等間隔速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比.圖中曲線能正確表示某一溫度下氣體分子麥克斯韋速率分布規(guī)律的是( )
A.曲線① B.曲線② C.曲線③ D.曲線④
答案 D
解析 根據(jù)麥克斯韋氣體分子速率分布規(guī)律可知,某一速率范圍內(nèi)分子數(shù)量最大,速率過(guò)大或過(guò)小的數(shù)量較小,曲線向兩側(cè)逐漸減小,曲線④符合題意.選項(xiàng)D正確.
【題型2 氣體壓強(qiáng)的微觀解釋】
【例2】對(duì)一定質(zhì)量的氣體,若用N表示單位時(shí)間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的分子數(shù),則下列說(shuō)法正確的是( )
A.當(dāng)體積減小時(shí),N必定增加
B.當(dāng)溫度升高時(shí),N必定增加
C.當(dāng)壓強(qiáng)不變而體積和溫度變化時(shí),N必定變化
D.當(dāng)壓強(qiáng)不變而體積和溫度變化時(shí),N可能不變
解析:選C 當(dāng)體積減小時(shí),分子的密集程度增大,但分子的平均動(dòng)能不一定大,所以單位時(shí)間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的分子數(shù)不一定增加,A錯(cuò)誤。當(dāng)溫度升高時(shí),分子的平均動(dòng)能變大,但分子的密集程度不一定大,所以單位時(shí)間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的分子數(shù)不一定增加,B錯(cuò)誤。壓強(qiáng)取決于單位時(shí)間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的分子數(shù)及分子的平均動(dòng)能,壓強(qiáng)不變,溫度和體積變化,分子平均動(dòng)能變化,則單位時(shí)間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的分子數(shù)必定變化,C正確,D錯(cuò)誤。
【變式2-1】一定質(zhì)量的理想氣體,經(jīng)等溫壓縮,氣體的壓強(qiáng)增大,用分子動(dòng)理論的觀點(diǎn)分析,這是因?yàn)? )
A.氣體分子每次碰撞器壁的平均作用力增大
B.單位時(shí)間內(nèi)單位面積器壁上受到氣體分子碰撞的次數(shù)增多
C.氣體分子的總數(shù)增加
D.單位體積內(nèi)的分子數(shù)目不變
解析:選B 溫度不變,分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能不變,氣體分子每次碰撞器壁的平均作用力不變,故A錯(cuò)誤;體積壓縮,分子數(shù)密度增大,單位時(shí)間內(nèi)單位面積器壁上受氣體分子碰撞次數(shù)增多,故B正確;因氣體質(zhì)量一定,故氣體分子的總數(shù)不變,C錯(cuò)誤;分子數(shù)密度增大,即單位體積內(nèi)的分子數(shù)目增大,D錯(cuò)誤。
【變式2-2】(多選)下列說(shuō)法中正確的是( )
A.氣體的溫度升高時(shí),分子的熱運(yùn)動(dòng)變得劇烈,分子的平均動(dòng)能增大,撞擊器壁時(shí)對(duì)器壁的作用力增大,而氣體的壓強(qiáng)不一定增大
B.氣體體積變小時(shí),單位體積的分子數(shù)增多,單位時(shí)間內(nèi)撞到器壁單位面積上的分子數(shù)增多,從而氣體的壓強(qiáng)一定增大
C.壓縮一定質(zhì)量的氣體,氣體的內(nèi)能一定增加
D.分子a只在分子b的分子力作用下,從無(wú)窮遠(yuǎn)處向固定不動(dòng)的分子b運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,當(dāng)a到達(dá)受b的作用力為零的位置時(shí),a的動(dòng)能一定最大
解析:選AD 從微觀上看,一定質(zhì)量被封閉氣體的壓強(qiáng)取決于分子的平均動(dòng)能和單位體積內(nèi)的分子數(shù)目(分子的密集程度)這兩個(gè)因素,分子平均動(dòng)能增大,單位體積內(nèi)的分子數(shù)目變化未知,因此壓強(qiáng)的變化是不確定的,故A正確;體積減小,單位體積內(nèi)的分子數(shù)目增多,但是分子平均動(dòng)能的變化未知,則壓強(qiáng)變化也是不確定的,故B錯(cuò)誤;根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q,可知壓縮氣體,外界對(duì)氣體做功,但是氣體的吸放熱情況未知,故內(nèi)能不一定增大,故C錯(cuò)誤;分子a從無(wú)窮遠(yuǎn)處趨近固定不動(dòng)的分子b時(shí)分子力表現(xiàn)為引力,分子力做正功,分子動(dòng)能增大,到達(dá)r=r0時(shí)分子力為零,若再靠近時(shí)分子力表現(xiàn)為斥力,將做負(fù)功,分子動(dòng)能減小,因此當(dāng)a到達(dá)受b的作用力為零處時(shí),a的動(dòng)能最大,故D正確。
【變式2-3】負(fù)壓病房是收治傳染性極強(qiáng)的呼吸道疾病病人所用的醫(yī)療設(shè)施,可以大大減少醫(yī)務(wù)人員被感染的機(jī)會(huì),病房中氣壓小于外界環(huán)境的大氣壓。若負(fù)壓病房的溫度和外界溫度相同,負(fù)壓病房?jī)?nèi)氣體和外界環(huán)境中氣體都可以看成理想氣體,則以下說(shuō)法正確的是( )
A.負(fù)壓病房?jī)?nèi)氣體分子的平均動(dòng)能小于外界環(huán)境中氣體分子的平均動(dòng)能
B.負(fù)壓病房?jī)?nèi)每個(gè)氣體分子的運(yùn)動(dòng)速率都小于外界環(huán)境中氣體分子的運(yùn)動(dòng)速率
C.負(fù)壓病房?jī)?nèi)單位體積氣體分子的個(gè)數(shù)小于外界環(huán)境中單位體積氣體分子的個(gè)數(shù)
D.相同面積負(fù)壓病房?jī)?nèi)壁受到的氣體壓力等于外壁受到的氣體壓力
解析:選C 溫度是氣體分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,負(fù)壓病房的溫度和外界溫度相同,故負(fù)壓病房?jī)?nèi)氣體分子的平均動(dòng)能等于外界環(huán)境中氣體分子的平均動(dòng)能,A錯(cuò)誤;但是負(fù)壓病房?jī)?nèi)每個(gè)氣體分子的運(yùn)動(dòng)速率不一定小于外界環(huán)境中每個(gè)氣體分子的運(yùn)動(dòng)速率,B錯(cuò)誤;決定氣體分子壓強(qiáng)的微觀因素是單位體積氣體分子數(shù)和氣體分子撞擊器壁力度,現(xiàn)內(nèi)外溫度相等,即氣體分子平均動(dòng)能相等(撞擊力度相等),壓強(qiáng)要減小形成負(fù)壓,則要求負(fù)壓病房?jī)?nèi)單位體積氣體分子的個(gè)數(shù)小于外界環(huán)境中單位體積氣體分子的個(gè)數(shù),C正確;壓力F=pS,內(nèi)外壓強(qiáng)不等,相同面積負(fù)壓病房?jī)?nèi)壁受到的氣體壓力小于外壁受到的氣體壓力,D錯(cuò)誤。
【題型3 分子運(yùn)動(dòng)速率問(wèn)題】
【例3】[多選]下列說(shuō)法中正確的是( )
A.在較暗的房間里,看到透過(guò)窗戶的“陽(yáng)光柱”里粉塵的運(yùn)動(dòng)不是布朗運(yùn)動(dòng)
B.氣體分子速率呈現(xiàn)出“中間多,兩頭少”的分布規(guī)律
C.隨著分子間距離增大,分子間作用力減小,分子勢(shì)能也減小
D.一定量的理想氣體發(fā)生絕熱膨脹時(shí),其內(nèi)能不變
E.一切自發(fā)過(guò)程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的無(wú)序性增大的方向進(jìn)行
解析:選ABE 布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體或氣體中固體小顆粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),在較暗的房間里可以觀察到射入屋內(nèi)的陽(yáng)光中有懸浮在空氣里的小顆粒在飛舞,是由于氣體的流動(dòng)造成的,這不是布朗運(yùn)動(dòng),故A正確;麥克斯韋提出了氣體分子速率分布的規(guī)律,即“中間多,兩頭少”,故B正確;分子力的變化比較特殊,隨著分子間距離的增大,分子間作用力不一定減小,當(dāng)分子表現(xiàn)為引力時(shí),分子做負(fù)功,分子勢(shì)能增大,故C錯(cuò)誤;一定量理想氣體發(fā)生絕熱膨脹時(shí),不吸收熱量,同時(shí)對(duì)外做功,其內(nèi)能減小,故D錯(cuò)誤;根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知,一切自發(fā)過(guò)程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的無(wú)序性增大的方向進(jìn)行,故E正確。
【變式3-1】從微觀的角度來(lái)看,一杯水是由大量水分子組成的,下列說(shuō)法中正確的是( )
A.當(dāng)這杯水靜止時(shí),水分子也處于靜止?fàn)顟B(tài)
B.每個(gè)水分子都在運(yùn)動(dòng),且速度大小相等
C.水的溫度越高,水分子的平均動(dòng)能越大
D.這些水分子的動(dòng)能總和就是這杯水的內(nèi)能
答案 C
解析 水分子不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),A錯(cuò);水分子速度的大小不相等,B錯(cuò);溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,溫度升高,水分子的平均動(dòng)能增大,故C對(duì);內(nèi)能是物體內(nèi)所有分子的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和,D錯(cuò).
【變式3-2】(多選)在沒(méi)有外界影響的情況下,密閉容器內(nèi)的理想氣體靜置足夠長(zhǎng)的時(shí)間后,該氣體( )
A.分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)停息下來(lái)
B.每個(gè)分子的速度大小均相等
C.分子的平均動(dòng)能保持不變
D.分子的密集程度保持不變
答案 CD
解析 分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)永不停息,分子的速率分布呈中間多兩頭少,不可能每個(gè)分子的速度大小均相等,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;根據(jù)溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志可知,只要溫度不變,分子的平均動(dòng)能就保持不變,又由于體積不變,所以分子的密集程度保持不變,選項(xiàng)C、D正確。
【變式3-3】下列說(shuō)法正確的是( )
A.擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)是由微粒和水分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的
B.水流速度越大,水分子的熱運(yùn)動(dòng)越劇烈
C.某時(shí)刻某一氣體分子向左運(yùn)動(dòng),則下一時(shí)刻它一定向右運(yùn)動(dòng)
D.0 ℃和100 ℃氧氣分子的速率都呈現(xiàn)“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律
答案 D
解析 擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)是物理現(xiàn)象,沒(méi)有發(fā)生化學(xué)反應(yīng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;水流速度是宏觀物理量,水分子的運(yùn)動(dòng)速率是微觀物理量,它們沒(méi)有必然的聯(lián)系,所以分子熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度和流水速度無(wú)關(guān),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;分子運(yùn)動(dòng)是雜亂無(wú)章的,無(wú)法判斷分子下一刻的運(yùn)動(dòng)方向,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;0 ℃和100 ℃氧氣分子的速率都呈現(xiàn)“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律,選項(xiàng)D正確。
【題型4 綜合問(wèn)題】
【例4】下列說(shuō)法正確的是( )
A.物體的溫度越高,其分子平均動(dòng)能越小
B.氣體對(duì)容器壁的壓強(qiáng)是大量氣體分子對(duì)器壁的碰撞引起的
C.只有氣體才能產(chǎn)生擴(kuò)散現(xiàn)象
D.布朗運(yùn)動(dòng)是固體顆粒的分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)
答案 B
解析 溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,物體的溫度越高,分子的平均動(dòng)能越大,故A錯(cuò)誤;氣體對(duì)容器壁的壓強(qiáng)是大量氣體分子對(duì)器壁的碰撞產(chǎn)生持續(xù)均勻的壓力而產(chǎn)生的,故B正確;固體、液體、氣體都有擴(kuò)散現(xiàn)象,是分子熱運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn),故C錯(cuò)誤;布朗運(yùn)動(dòng)是由于液體分子頻繁碰撞微粒導(dǎo)致微粒的無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng),故D錯(cuò)誤。
【變式4-1】[多選]對(duì)于一定量的稀薄氣體,下列說(shuō)法正確的是( )
A.壓強(qiáng)變大時(shí),分子熱運(yùn)動(dòng)必然變得劇烈
B.保持壓強(qiáng)不變時(shí),分子熱運(yùn)動(dòng)可能變得劇烈
C.壓強(qiáng)變大時(shí),分子間的平均距離必然變小
D.壓強(qiáng)變小時(shí),分子間的平均距離可能變小
解析:選BD 根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程eq \f(pV,T)=C,當(dāng)壓強(qiáng)變大時(shí),氣體的溫度不一定變大,分子熱運(yùn)動(dòng)也不一定變得劇烈,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;當(dāng)壓強(qiáng)不變時(shí),氣體的溫度可能變大,分子熱運(yùn)動(dòng)也可能變得劇烈,選項(xiàng)B正確;當(dāng)壓強(qiáng)變大時(shí),氣體的體積不一定變小,分子間的平均距離也不一定變小,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;當(dāng)壓強(qiáng)變小時(shí),氣體的體積可能變小,分子間的平均距離也可能變小,選項(xiàng)D正確。
【變式4-2】(多選)下列說(shuō)法正確的是( )
A.物體的溫度降低,內(nèi)部每個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)速率不一定都減小
B.質(zhì)量和溫度都相同的物體,內(nèi)能不一定相同
C.物體內(nèi)所有分子的動(dòng)能之和等于這個(gè)物體的動(dòng)能
D.1摩爾氣體的體積為V,阿伏加德羅常數(shù)為,每個(gè)氣體分子的體積為
答案:AB
解析:物體的溫度降低,內(nèi)部分子的平均速率減小,但并非每個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)速率都減小,選項(xiàng)A正確;質(zhì)量和溫度都相同的物體,內(nèi)能不一定相同,還要看體積和物質(zhì)的量等因素,選項(xiàng)B正確;物體的動(dòng)能是指物體的宏觀運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能,而非微觀的分子的動(dòng)能,故C錯(cuò)誤;1摩爾氣體的體積為V,阿伏加德羅常數(shù)為,每個(gè)氣體分子占據(jù)的空間的體積為,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
【變式4-3】對(duì)下列相關(guān)物理現(xiàn)象的解釋正確的是( )
A.放入菜湯的胡椒粉末最后會(huì)沉到碗底,胡椒粉末在沉之前做的是布朗運(yùn)動(dòng)
B.液體中較大的懸浮顆粒不做布朗運(yùn)動(dòng),而較小的顆粒做布朗運(yùn)動(dòng),說(shuō)明分子的體積很小
C.存放過(guò)煤的混凝土地面下一段深度內(nèi)都有黑色顆粒,說(shuō)明煤分子在做無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)
D.高壓下的油會(huì)透過(guò)鋼壁滲出,說(shuō)明分子是不停運(yùn)動(dòng)著的
答案:C
解析:做布朗運(yùn)動(dòng)的微粒肉眼看不到,也不會(huì)停下來(lái),故A錯(cuò)誤;做布朗運(yùn)動(dòng)的不是分子而是固體微粒,布朗運(yùn)動(dòng)反映了液體分子在做永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),不能說(shuō)明分子體積很小,故B錯(cuò)誤;C屬于擴(kuò)散現(xiàn)象,說(shuō)明分子都在做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),故C正確;高壓下的油會(huì)透過(guò)鋼壁滲出,這說(shuō)明分子間有間隙,不能說(shuō)明分子是不停運(yùn)動(dòng)著的,故D錯(cuò)誤。
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