2025年高中物理人教版选择性必修第三册(1.3分子运动速率分布规律)同步训练

一、单选题
1.关于气体分子的速率,下列说法正确的是( )
A.气体温度升高时,每个气体分子的运动速率一定都增大
B.气体温度降低时,每个气体分子的运动速率一定都减小
C.气体温度升高时,气体分子运动的平均速率必定增大
D.气体温度降低时,气体分子运动的平均速率可能增大
2.下列说法正确的是( )
A.布朗运动就是液体分子的无规则运动
B.当分子间的距离r
D.甲比乙温度高,则甲的所有分子都会比乙的所有分子速率大
3.下列说法中正确的是( )
A.悬浮在液体中的固体微粒越大,在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多,布朗运动越明显
B.已知水的摩尔质量和单个水分子的质量,可以计算出阿伏伽德罗常数
C.已知某气体的摩尔体积V,再知道阿伏加德罗常数可以求出一个气体分子的体积
D.温度升高,分子热运动的平均动能一定增大,并且所有分子的速率都增大
4.在相同的外界环境中,两个相同的集气瓶中分别密闭着质量相同的氢气和氧气,如图所示。若在相同温度、压强下气体的摩尔体积相同,则下列说法正确的是( )
A.氢气的密度较小 B.氧气的密度较小 C.氢气的压强较小 D.氧气的分子数较少
5.如图所示为模拟气体压强产生机理的演示实验。操作步骤如下:①把一颗豆粒从距秤盘处松手让它落到秤盘上,观察指针摆动的情况;②再把颗左右的豆粒从相同高度均匀连续地倒在秤盘上,观察指针摆动的情况;③使这些豆粒从更高的位置均匀连续倒在秤盘上,观察指针摆动的情况。下列说法正确的是( )
A.步骤①和②模拟的是气体压强与气体分子平均动能的关系
B.步骤②和③模拟的是气体压强与分子密集程度的关系
C.步骤②和③模拟的是大量气体分子分布所服从的统计规律
D.步骤①和②反映了气体压强产生的原因
6.如图所示,一粗细均匀的导热良好的玻璃管漂浮在液体中,玻璃管内外液面高度差为h,若环境温度缓慢升高,大气压强不变,下列说法正确的是( )
A.玻璃管内外液面高度差h变大
B.玻璃管内气体压强变大
C.单位时间内气体分子与单位面积管壁碰撞次数增多
D.玻璃管内气体分子的数密度变小
7.下列各组物理量哪些能决定气体的压强( )
A.分子的平均速率和分子种类 B.分子的数密度和分子的平均速率
C.分子总数和分子的平均速率 D.分子的数密度和分子种类
8.一定量气体在0℃和100℃温度下的分子速率分布规律如图所示。横坐标表示分子速率区间,纵坐标表示各速率区间内的分子数占总分子数的百分比,以下对该图像的解读正确的是( )
A.100℃时气体分子的最高速率约为400m/s
B.任意分子在0℃时的速率一定小于100℃时的速率
C.温度升高时,最大处对应的速率增大
D.温度升高时,每个速率区间内分子数的占比都增大
9.下列说法正确的是( )
A.由图甲可知,状态①的温度比状态②的温度低
B.由图乙可知,气体由状态A变化到B的过程中,气体分子平均动能一直增大
C.由图丙可知,当分子间的距离时,分子间的作用力先增大后减小
D.由图丁可知,在由变到的过程中分子力做负功
10.以横坐标表示分子速率,纵坐标表示各速率的分子数占总分子数的百分比。下列四幅图能正确表示某一温度下气体分子速率分布规律的是( )
A. B.
C. D.
11.在一定温度下,当一定质量气体的体积减小时,气体的压强变大,这是由于( )
A.单位体积内的分子数变多,单位时间内对单位面积器壁碰撞的次数变多
B.气体分子的密集程度变大,分子对器壁的吸引力变大
C.每个分子对器壁的平均撞击力变大
D.气体分子的密集程度变大,单位体积内分子的重量变大
12.下列叙述中,不属于理想气体模型的假设的是( )
A.忽略气体分子的大小,视其为质点
B.气体分子的运动遵从牛顿定律
C.气体分子向各个方向运动的概率相等
D.气体分子之间以及气体分子与容器壁分子之间的碰撞都是完全弹性碰撞
13.关于分子动理论的规律,下列说法正确的是( )
A.分子直径的数量级为
B.压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体分子间存在斥力的缘故
C.某气体密度为,摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为,则该气体分子之间的平均距离为
D.气体体积是指所有气体分子的体积之和
14.一绝热容器内封闭一定质量的理想气体,气体分子的速率分布如图所示,横坐标表示速率v,纵坐标表示某一速率区间的分子数占总分子数的百分比N,经过一段时间分子的速率分布图由状态①变为②,图线1下方的面积为S1,图线2下方的面积为S2。则由图可知( )
A. B.气体的压强变大
C.气体的内能不变 D.气体对外界做功
15.氧气分子在不同温度下的速率分布规律如图所示,横坐标表示速率,纵坐标表示某一速率内的分子数占总分子数的百分比,由图可知( )
A.在①状态下,分子速率大小的分布范围相对较大
B.两种状态氧气分子热运动的剧烈程度相同
C.随着温度的升高,氧气分子中速率小的分子所占的比例增大
D.①状态的温度比②状态的温度低
16.从分子动理论的观点来看,气体分子间距离比较大,分子间的作用力很弱,气体对容器的压强源于气体分子的热运动。当它们飞到器壁时,就会跟器壁发生碰撞(可视为弹性碰撞),对器壁产生作用力从而产生压强,如图所示。设气体分子的质量为m,气体分子热运动的平均速率为v。下列说法正确的是( )
A.气体分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外,可视为匀速直线运动
B.在某一时刻,向各个方向运动的气体分子数目差距很大
C.每个气体分子跟器壁发生碰撞过程中,施加给器壁的冲量大小为2mv
D.若增大气体体积,则气体压强一定减小
17.自主学习活动中,同学们对密闭容器中的氢气性质进行讨论,下列说法中正确的是( )
A.温度变化时,氢气分子速率分布中各速率区间的分子数占总分子数的百分比会变化
B.压强增大是因为氢气分子之间斥力增大
C.因为氢气分子很小,所以氢气在任何情况下均可看成理想气体
D.体积增大时,氢气分子的密集程度保持不变
18.下列四幅图分别对应四种说法,其中正确的是( )
A.从图A中可以看出任意一个分子在100°C时的速率一定比0°C时要大
B.微粒的运动就是物质分子的无规则热运动,即布朗运动
C.当两个相邻的分子间距离为时,它们之间相互作用的引力和斥力的合力为零
D.实验中要尽可能保证每颗玻璃球与电子秤碰撞时的速率相等
19.关于分子动理论,下列说法正确的是( )
A.相邻的两个分子之间的距离减小时,分子间的作用力做正功,分子势能减小
B.给自行车轮胎打气时,气筒压下后反弹是由分子斥力造成的
C.当分子间的作用力表现为引力时,分子势能随分子间距离的增大而增大
D.分子间的距离为时分子间的作用力为0,此时,分子势能最大
20.1934年我国物理学家葛正权定量验证了麦克斯韦的气体分子速率分布规律.如图所示为氧气分子在不同温度下的分子速率分布规律图像,图中实线1、2对应的温度分别为、、则下列说法正确的是( )
A.温度大于温度
B.、温度下,某一速率区间的分子数占比可能相同
C.将、温度下的氧气混合后,对应的分子速率分布规律曲线下方的面积为曲线1和曲线2下方的面积之和
D.将、温度下的氧气混合后,对应的分子速率分布规律曲线可能是图中的虚线
二、多选题
21.下列说法正确的是( )
A.分子引力和斥力不能同时存在
B.随着分子间距离的增大,分子引力和斥力均减小
C.分子力做正功,分子势能一定减小
D.给自行车打气越来越费劲,是由于气体分子间存在斥力
22.如图所示,封闭在汽缸内一定质量的理想气体,如果保持体积不变,当温度升高时,以下说法正确的是( )
A.气体的密度增大
B.气体的压强增大
C.气体分子的平均速率减小
D.每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多
23.氧气分子在温度为0℃和100℃下的速率分布如图所示,是分子数所占的比例。由图中信息可得到的正确结论是( )
A.同一温度下,速率大的氧气分子数所占的比例大
B.100℃时图像的面积等于0℃时的面积
C.温度越高,一定速率范围内的氧气分子数所占的比例越小
D.温度升高使得速率较小的氧气分子数所占的比例变小
24.关于下面热学中的五张图片所涉及的相关知识,描述正确的是( )
A.甲是分子间的作用力跟距离的关系图,当时,分子间的作用力表现为引力
B.要达到乙图的实验效果,应先将一滴油酸酒精溶液滴入水面,再把痱子粉撒在水面上
C.丙图中对同一气体而言,实线对应的气体分子温度高于虚线对应的气体分子温度
D.丁图中,悬浮在液体中的颗粒越大,布朗运动表现得越明显
25.麦克斯韦得出的气体分子速率分布规律并不神秘,它跟你的学习和生活十分接近。下面左图是氧气分子在和两种不同情况下的速率分布情况。下面右图所示是一条古老的石阶,它记录着千千万万人次的脚印。关于正态分布,下列表述正确的是( )
A.人们在这条石阶上走上走下时,脚踏在中间的多,踏在两边的少,因此每一个台阶的中间都比两边磨损得多,显出正态分布的特征
B.温度升高使得速率较小的氧气分子所占比例变小,温度为的氧气分子平均速率较大
C.高二年级在级长、班主任和物理老师的精心管理和教学下,本次期中考试的物理平均分较上次有较大提升,每个学生的物理成绩比上次都有提高
D.本次期中考试,如果试卷难度适宜,大多数同学分数在平均分左右,高分和低分学生占比都不大
三、解答题
26.举出一个日常生活中表现统计规律的事例。
27.从微观角度来分析,气体的压强由什么因素决定?
28.
(1)气体实验定律中温度、体积、压强在微观上分别与什么相关?
(2)自行车的轮胎没气后会变瘪,用打气筒向里打气,打进去的气越多,轮胎会越“硬”。怎样从微观角度来解释这种现象?(假设轮胎的容积和气体的温度不发生变化)
29.从分子动理论的观点来看,一个密闭容器中气体分子的运动是杂乱无章的,在某一时刻,向着任何一个方向运动的分子都有,而且向各个方向运动的气体分子数目几乎相等,如图所示。为简化问题,假定:气体分子的大小可以忽略,速率均为v,每次分子与器壁碰撞作用时间为Δt,碰撞前后气体分子的速度方向都与器壁垂直,且速率不变。已知每个分子的质量为m,单位体积内分子数量n为恒量。利用所学力学知识,回答以下问题:
(1)选择一个与器壁发生正碰的气体分子为研究对象,求碰撞过程气体分子对器壁的作用力 F0的大小;
(2)推导出器壁单位面积受到的压力p的表达式;
(3)对于一定量的气体,从宏观上看,仅升高温度或仅减小体积都会使气体压强增大,请从微观角度说明原因。
30.对于气体的压强,甲同学提出:气体压强是由气体分子间的斥力产生的;乙同学认为在失重的情况下,密闭容器内的气体对器壁没有压强。请判断两位同学的观点正确与否,说说你判断的依据。
试卷第1页,共3页
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《2025年高中物理人教版选择性必修第三册(1.3分子运动速率分布规律)同步训练
》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C C B D D D B C C D
题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
答案 A C C B D A A C C B
题号 21 22 23 24 25
答案 BC BD BD AC ABD
1.C
【详解】AC.温度是所有分子热运动的平均动能的标志,气体温度升高,分子的平均动能增大,故气体分子运动的平均速率必定增大,但每个气体分子的速率不一定都增大,故A错误,C正确;
BD.温度是所有分子热运动的平均动能的标志,气体温度降低时,分子的平均动能减小,则气体分子运动的平均速率必定减小,但每个气体分子的速率不一定都减小,故BD错误。
故选C。
2.C
【详解】A.布朗运动就是液体或气体中悬浮颗粒的无规则运动,选项A错误;
B.当分子间的距离r
D.甲温度比乙温度高,则甲物体分子平均动能比乙物体分子平均动能大,而甲物体分子平均速率不一定比乙物体分子平均速率大,且甲的所有分子也不会比乙的所有分子速率大,D错误。
故选C。
3.B
【详解】A.悬浮在液体中的微粒越大,在某一瞬间跟它相撞的液体分子数越多,撞击作用的不平衡性就越不明显,布朗运动越不明显。故A错误;
B.水的摩尔质量与一个水分子质量的比值等于阿伏加德罗常数,故B正确;
C.已知某气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数,可以求一个气体分子所占空间的大小,由于气体分子之间的距离比较大,所以不能计算分子的体积,故C错误;
D.温度升高时分子的平均动能一定增大,但是并非所有分子的速率都增大,个别分子的速率可能减小,故D错误。
故选B。
4.D
【详解】AB.两个相同的集气瓶中分别密闭着质量相同的氢气和氧气,根据
气体的体积和质量都相同,所以密度也相同,故AB错误;
CD.气体的分子数为
由于氢分子的摩尔质量较小,则其分子数较多,相同温度下,氢气的压强更大,故C错误,D正确。
故选D。
5.D
【详解】步骤①和②都从相同的高度下落,不同的是豆粒的个数,故它模拟的气体压强与分子密集程度的关系,也说明大量的豆粒连续地作用在盘子上能产生持续的作用力,即反映了气体压强产生的原因;而步骤②和③的豆粒个数相同,让它们从不同的高度落下,豆粒撞击的速率不同,所以它们模拟的是分子的速率与气体压强的关系,或者说是气体的分子平均动能与气体压强的关系。
故选D。
6.D
【详解】ABC.玻璃瓶内气体对玻璃瓶底的压力等于大气对玻璃瓶底的压力和玻璃瓶重力之和,故玻璃瓶内气体压强不变,玻璃瓶内外液面高度差不变,环境温度缓慢升高,分子平均运动能增大,单位时间内气体分子与单位面积管壁碰撞次数减少,故ABC错误;
D.根据理想气体状态方程可知,体积变大、不漏气,玻璃管内气体分子的数密度变小,故D正确。
故选D。
7.B
【详解】气体的压强是由大量分子碰撞器壁而引起的,气体分子的数密度越大(即单位体积内分子数越多),在单位时间内撞击单位面积器壁的分子就越多,则气体的压强越大。另外气体分子的平均速率越大,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的数密度和分子的平均速率,故ACD错误,B正确。
故选B。
8.C
【详解】A.图线上对应点的纵坐标表示的是不同速率区间的分子数所占的百分比,温度为100℃时,从横坐标可知气体分子的最大速率在以上,故A错误;
B.温度升高,分子热运动的平均速率增大,但统计规律仅适用于大量气体分子,并不表示每个分子热运动的速率都增大,即任意分子在0℃时的速率不一定小于100℃时的速率,故B错误;
C.温度升高,速率大的区间分子所占的比例增加,最大处对应的速率增大,故C正确;
D.温度升高,速率大的区间分子数的占比增大,速率小的区间分子数的占比减小,故D错误。
故选C。
9.C
【详解】A.当温度升高时,分子热运动加剧,同时“中间多”的这一高峰向速率大的一方移动,即大量分子的平均速率变大,其分子的平均动能也增大,所以由图甲可知,状态①的温度比状态②的温度高,A错误;
B.根据理想气体状态方程
由图乙可知
可知状态A的温度等于状态B的温度,由图乙可知的乘积先变大后变小,气体由状态A变化到B的过程中,气体温度先增加后减小,气体分子平均动能先增加后减小,B错误;
C.由图丙可知,当分子间的距离时,分子间的作用力表现为引力,分子间的作用力先增大后减小,C正确;
D.由图丁可知,在由变到的过程中,分子势能一直减小,故分子力做正功,D错误。
故选C。
10.D
【详解】分子的速率分布遵从“中间多、两头少”的统计规律,结合图像形状可知,只有D正确。
故选D。
11.A
【详解】AB.根据气体实验定律的微观解释可知,气体温度不变,质量一定,体积减小时,单位体积内的分子数目增多,单位时间内对单位面积器壁碰撞的次数变多,所以气体压强增大,但是分子与器壁之间无吸引力,故A正确,B错误;
C.气体的温度不变,分子的平均动能不变,对器壁的平均撞击力不变,故C错误;
D.体积减小时,单位体积内气体的分子个数变多,质量变大,重量变大,但不是压强变大的原因,故D错误。
故选A。
12.C
【详解】理想气体不计分子大小和分子间的相互作用力,分子间的碰撞及分子与容器壁间的碰撞可视为弹性碰撞,分子运动规律遵循牛顿运动定律,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
13.C
【详解】A.分子直径的数量级为,A错误;
B.压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体压强的原因,气体分子间距离大于,分子间的相互作用力几乎为零。B错误;
C.设气体分子之间的平均距离为d,一摩尔气体分子占据的体积为
得
C正确;
D.气体体积是指所有气体分子的占据的体积之和,不是所有气体分子的体积之和。D错误。
故选C。
14.B
【详解】A.由于横坐标表示速率v,纵坐标表示某一速率区间的分子数占总分子数的百分比N,则图线,下方的面积均为1,即有
故A错误;
C.由图像可知,由状态①变为②,分子速率大的分子数占总分子数的百分比在增加,说明气体温度升高,对于一定质量的理想气体,不计分子势能,则温度升高,气体的内能一定增大,故C错误;
D.由于气体在绝热容器内,与外界没有热交换,即
根据上述可知气体的内能增大,根据
可知外界对气体做功,故D错误;
B.外界对气体做功,气体体积减小,而气体温度升高,根据理想气体状态方程
可知气体压强增大,故B正确。
故选B。
15.D
【详解】AD.由题图可知,②中速率大的分子占据的比例较大,故②对应的温度较高,温度高则分子速率大的占多数,即高温状态下分子速率大小的分布范围相对较大,故A错误,D正确;
B.②对应的温度较高,②状态氧气分子的热运动更剧烈,故B错误;
C.由题图可知,随着温度的升高,氧气分子中速率小的分子所占的比例减小,故C错误。
故选D。
16.A
【详解】A.由于气体分子间的距离较大,分子间的作用力很弱,所以气体分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外,可视为匀速直线运动,故A正确;
B.气体分子的运动是无规则的,但在某一时刻,向各个方向运动的气体分子数目几乎相等,故B错误;
C.速度为v的气体分子跟器壁发生碰撞过程中根据动量定理
可知
但并不是每一个分子的速度都是v,则每个气体分子跟器壁发生碰撞过程中,施加给器壁的冲量大小不一定为2mv,故C错误;
D.气体的压强由体积和温度共同决定,所以增大气体体积,气体压强不一定减小,故D错误。
故选A。
17.A
【详解】A.温度是气体分子平均动能的标志,大量气体分子的速率呈现“中间多,两边少”的规律,温度变化时,大量分子的平均速率会变化,即分子速率分布中各速率区间的分子数占总分子数的百分比会变化,故A正确;
B.气体压强产生的原因是大量气体分子对容器壁的持续的、无规则撞击产生的;压强增大并不是因为分子间斥力增大,故B错误;
C.普通气体在温度不太低,压强不太大的情况下才能看作理想气体,故C错误;
D.密闭容器中的氢气质量不变,分子个数不变,根据
可知当体积增大时,单位体积内分子个数变少,分子的密集程度变小,故D错误。
故选A。
18.C
【详解】A.100°C时有的分子速率比0°C时要小,故A错误;
B.图中显示的是布朗运动,是悬浮微粒的无规则运动,不是物质分子的无规则热运动,故B错误;
C.当两个相邻的分子间距离为时,分子力为零,此时它们间相互作用的引力和斥力大小相等,故C正确;
D.图中模拟气体压强的产生,分子的速度不是完全相等的,所以也不要求小球的速度一定相等,故D错误。
故选C。
19.C
【详解】A.相邻的两个分子之间的距离减小时,分子间的作用力可能做正功,也可能做负功,分子势能可能减小,也可能增大,故A错误;
B.给自行车轮胎打气时,气筒压下后反弹,这是由活塞上下的压强差造成的,故B错误;
CD.当,分子间的作用力表现为引力,分子距离增大时,分子间的作用力做负功,分子势能增大;分子间的距离为时,分子间的作用力为0,此时,分子势能最小,故C正确,D错误。
故选C。
20.B
【详解】A.温度越高,分子热运动越激烈,速率大的分子所占的比例大,由图可知曲线2速率大的分子所占的比例比曲线1速率大的分子所占的比例大,故温度高于温度,A错误;
B.、温度下,实线1、2相较于一点,即该速率区间的分子数占相同,B正确;
C.由图可知,在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,故将、温度下的氧气混合后,对应的分子速率分布规律曲线下方的面积仍为1,C错误;
D.将、温度下的氧气混合后,温度不会比的温度更低,故对应的分子速率分布规律曲线不可能是图中的虚线,D错误。
故选B。
21.BC
【详解】A.分子引力和斥力同时存在,A错误;
B.随着分子间距离增大,分子引力和斥力均减小,B正确;
C.分子力做正功,分子势能一定减小,C正确;
D.气体分子间距离较大,分子间存在微弱的引力,打气越来越费劲,是由于气体对打气筒的活塞存在压力,D错误。
故选BC。
22.BD
【详解】由于质量不变,体积不变,则气体的密度不变,即分子的数密度不变,而温度升高,分子的平均速率增大,所以单位时间内气体分子对单位面积器壁碰撞次数增多,压强增大。
故选BD。
23.BD
【详解】A.由题图可知,中等速率的氧气分子数所占的比例大,选项A错误;
B.100℃时图像的面积等于0℃时的面积,选项B正确;
C.由题图可知,温度越高,一定速率范围内的氧气分子数所占的比例有高有低,选项C错误;
D.由题图可知,从0℃升高到100℃时,速率较小的氧气分子数所占的比例变小,选项D正确。
故选BD。
24.AC
【详解】A.由图甲作用力跟距离的关系图可知,当时,分子间的作用力表现为引力,故A正确;
B.要达到乙图的实验效果,应先把痱子粉撒在水面上,再将一滴油酸酒精溶液滴入水面,故B错误;
C.温度升高时,速率分布最大的区间将向速率增大处移动,丙图中对同一气体而言,实线对应的气体分子温度高于虚线对应的气体分子温度,故C正确;
D.丁图中,悬浮在液体中的颗粒越大,布朗运动表现得越不明显,故D错误;
故选AC。
25.ABD
【详解】由图氧气分子在和两种不同情况下的速率分布情况可知,0℃和100℃氧气分子速率都呈现“中间多两头少”的分布特点;温度是分子热运动平均动能的标志,是大量分子运动的统计规律,对单个的分子没有意义,所以温度越高,平均动能越大,故平均速率越大,并不是所有分子运动速率变大;而分子总数目是一定的,故图线与横轴包围的面积是100%,100℃的氧气与0℃氧气相比,速率大的分子数比例较多。
A.人们在这条石阶上走上走下时,脚踏在中间的多,踏在两边的少,因此每一个台阶的中间都比两边磨损得多,也呈现“中间多两头少”的分布特点,故A正确;
B.根据两种温度下的速率百分比分布图像可知,温度升高使得速率较小的氧气分子所占比例变小,温度为的氧气分子平均速率较大,故B正确;
C.高二年级在级长、班主任和物理老师的精心管理和教学下,本次期中考试的物理平均分较上次有较大提升,每个学生的物理成绩比上次都有提高,并没有体现统计规律和“中间多两头少”的分布特点,故C错误;
D.本次期中考试,如果试卷难度适宜,大多数同学分数在平均分左右,高分和低分学生占比都不大,也呈现“中间多两头少”的分布特点,故D正确。
故选ABD。
26.见解析
【详解】某地区的超市每天新鲜牛奶销售量就是一个统计平均值,超市是根据该地区消费人群的平均消费量来进货的,每天去买牛奶的人不一定是同样的人,但每天该地区牛奶的销售量基本上是不变的,有时也会出现小幅度的涨落,或多或少,但牛奶需求量大致不变。
27.见解析
【详解】气体压强由气体分子的数密度和平均动能决定:
气体分子的数密度(即单位体积内气体分子的数目)大,在单位时间内,与单位面积器壁碰撞的分子数就多;
气体的温度高,气体分子的平均动能变大,每个气体分子与器壁的碰撞(可视为弹性碰撞)给器壁的冲力就大,从另一方面讲,气体分子的平均速率大,在单位时间里撞击器壁的次数就多,累计冲力就大。
28.(1)在微观上,气体的温度决定气体分子的平均动能,体积决定分子的数密度,而分子的平均动能和分子数密度决定气体的压强
(2)轮胎的容积不发生变化,随着气体不断地打入,轮胎内气体分子的数密度不断增大,温度不变意味着气体分子的平均动能没有发生变化,单位时间内单位面积上碰撞次数增多,故气体压强不断增大,轮胎会越来越“硬”。
【详解】(1)在微观上,气体的温度决定气体分子的平均动能,体积决定分子的数密度,而分子的平均动能和分子数密度决定气体的压强。
(2)轮胎的容积不发生变化,随着气体不断地打入,轮胎内气体分子的数密度不断增大,温度不变意味着气体分子的平均动能没有发生变化,单位时间内单位面积上碰撞次数增多,故气体压强不断增大,轮胎会越来越“硬”。
29.(1);(2);(3)见解析
【详解】(1)根据动量定理有
解得
(2)在空间截取边长为的正方体,其所含分子数为
由于向各个方向运动的气体分子数目几乎相等,则在时间t内正方体内与其中一个面撞击的分子数占总分子数的,根据动量定理有
气体压强为
解得
(3)对于一定量的气体,若仅升高温度,气体分子运动的平均速率增大,气体分子撞击器壁的平均作用力增大,则压强增大,若仅减小体积,则气体分子分布的密集程度增大,单位时间撞击器壁单位面积的分子数目增大,则气体压强增大。
30.见解析
【详解】不正确。气体压强是由于大量分子都在不停地做无规则运动,与器壁频繁碰撞,使器壁受到一个平均持续的冲力,致使气体对器壁产生一定的压强。分子的无规则运动与是否处于失重状态无关,即气体压强与是否处于失重状态无关,所以两位同学观点错误。
答案第1页,共2页
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