高中物理-1.6气体分子运动的统计规律课时作业(含解析)粤教版选修3-3.doc

第六节　气体分子运动的统计规律

1．大量个别偶然事件整体表现出来的规律称为____________．
2．在气体中，大量分子的频繁________，使某个分子何时何地向何处运动是____________，但是，对大量分子的整体来说，分子频繁碰撞的结果，使气体分子在任一时刻沿各个方向运动的机会________，且沿各个方向运动的数目也是基本________的．
3．大量分子的无规则运动，其速率按一定规律分布，即“________________”的分布规律(“__________”是指处于中间速率的分子数多；“__________”是指速率很大的和速率很小的分子数少)．当温度升高时，速率小的分子数________，速率大的分子数________，分子的平均动能________，总体上仍然表现出“中间多，两头少”的分布规律．
4．在投掷硬币的实验中，硬币的每一次投掷，都是一个独立事件，即某一次的投掷结果同其他各次的投掷结果都没有关系，投掷次数较少时，结果是正面朝上还是反面朝上，都是偶然的．但如果投掷的次数很多，就可以发现，正面朝上和反面朝上的概率都在50%左右，此事例说明了统计规律的适用条件是怎样呢？

5．(双选)关于气体分子的运动情况，下列说法中正确的是(　　)
A．某一时刻具有任一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基本相等
D．某一温度下每个气体分子的速率不会发生变化

【概念规律练】
知识点一　统计规律的理解与应用
1．某医院治疗一种疾病的治愈率为10%，那么，前9个病人都没有治愈，第10个人就一定能治愈吗？

2．在一场乒乓球比赛前，要决定由谁先发球，可用下面的方法：裁判员拿出一个抽签器，它是一个像大硬币似的均匀塑料圆板，一面是红圈，一面是绿圈，然后随意指定一名运动员，要他猜上抛的抽签器落到球台上时，是红圈那面朝上还是绿圈那面朝上，如果他猜对了，就由他先发球，否则，由另一方发球，试做出解释．

知识点二　气体分子运动特点的分析
3．(双选)气体分子永不停息地做无规则运动，同一时刻都有向不同方向运动的分子，速率也有大有小，下表是氧气分别在0℃和100℃时，同一时刻在不同速率区间内的分子数占总分子数的百分比，由表得出下列结论正确的是(　　)
按速率大小划分的区间/m·s－1
各速率区间的分子数
占总分子数的百分比/%
0℃
100℃
100以下
1.4
0.7
100～200
8.1
5.4
200～300
17.0
11.9
300～400
21.4
17.4
400～500
20.4

18.6
500～600
15.1
16.7
600～700
9.2
12.9
700～800
4.5
7.9
800～900
2.0
4.6
900以上
0.9
3.9
A.气体分子的速率大小基本上是均匀分布的，每个速率区间的分子数大致相同
B．大多数气体分子的速率处于中间值，少数分子的速率较大或较小
C．随着温度升高，气体分子的平均速率增大
D．气体分子的平均速率基本上不随温度的变化而变化
4．(双选)容积不变的容器内封闭着一定质量的理想气体，当温度升高时(　　)
A．每个气体分子的速率都增大
B．气体分子的平均速率增大
C．单位时间内气体分子撞击器壁的次数增多
D．每个气体分子撞击器壁的作用力增大

1．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可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
2．关于气体分子运动的特点，下列说法错误的是(　　)
A．由于气体分子间距离较大，所以气体很容易被压缩
B．气体之所以能充满整个空间，是因为气体分子间相互作用的引力和斥力十分微弱，气体分子可以在空间中自由移动
C．由于气体分子间的距离较大，所以气体分子间根本不存在相互作用
D．气体分子间除相互碰撞外，几乎无相互作用
3．在天气预报中，有“降水概率预报”，例如预报“明天降水概率为85%”，这是指(　　)
A．明天该地区有85%的地区降水，其他15%的地区不降水
B．明天该地区约有85%的时间降水，其他时间不降水
C．气象台的专家中，有85%的人认为会降水，另外15%的专家认为不降水
D．明天该地区降水的可能性为85%
4．(双选)大量气体分子运动的特点是(　　)
A．分子除相互碰撞或跟容器壁碰撞外，可在空间里自由移动
B．分子的频繁碰撞致使它做杂乱无章的热运动
C．分子沿各方向运动的机会均不相等
D．分子的速率分布毫无规律
5．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
6．(双选)如图1所示为一定质量的氧气分子在0℃和100℃两种不同情况下的速率分布情况，由图可以判断以下说法中正确的是(　　)

图1
A．温度升高，所有分子的运动速率均变大
B．温度越高，分子的平均速率越小
C．0℃和100℃氧气分子的速率都呈现“中间多，两头少”的分布特点
D．100℃的氧气与0℃的氧气相比，速率大的分子所占比例较大
题号
1
2
3
4
5
6
答案

7.(1)分子的运动杂乱无章，在某一时刻，向着____________________运动的分子都有，而且向各个方向运动的气体分子数目都________．
(2)气体分子速率分布表现出“中间多，两头少”的分布规律．温度升高时，速率大的分子数目________，速率小的分子数目________，分子的平均速率________．
8．“体育彩票中奖概率为，说明每买1000张体育彩票一定有一张中奖”，这种说法对吗？

9．当温度升高时，物体内分子的运动情况将如何变化？

10.

图2
如图2所示为两种不同温度T1、T2下气体分子的麦克斯韦速率分布曲线，横坐标为速率，纵坐标为对应这一速率的分子个数，你能判断T1、T2的大小吗？
答案
课前预习练
1．统计规律
2．碰撞　偶然的　均等　相等
3．中间多、两头少　中间多　两头少　减少　增加　增大
4．统计规律只适用于大量统计的规律，对于少量统计不适用，反映的是物体整体所呈现的一种可能情况．
5．BC　[具有某一速率的分子数目并不是相等的，呈“中间多、两头少”的统计分布规律，选项A错误．由于分子之间频繁地碰撞，分子随时都会改变自己运动速度的大小和方向，因此在某一时刻一个分子速度的大小和方向完全是偶然的，选项B正确．虽然每个分子的速度瞬息万变，但是大量分子的整体存在着统计规律．由于分子数目巨大，某一时刻向任意一个方向运动的分子数目只有很小的差别，可以认为是相等的，选项C正确．某一温度下，每个分子的速率仍然是瞬息万变的，只是分子运动的平均速率相同，选项D是错误的．该题的正确答案为B、C.]
课堂探究练
1．如果把治疗一个病人作为一次试验，治愈率是10%.随着试验次数的增加，即治疗的病人数的增加，大约有10%的人能够治愈．对于一次试验来说，其结果是随机的，因此，前9个病人没有治愈是可能的，对第10个人来说，其结果仍然是随机的，既有可能治愈，也可能没有治愈，治愈率仍为10%.
2．这样做体现了公平性，它使得两名运动员的先发球机会是相等的，用概率的语言描述就是两个运动员取得发球权的概率都是50%，因此任何一名运动员猜中的概率都是50%，也就是说每个运动员取得先发球权的概率均为50%，所以这个规则是公平的．
方法总结　统计规律的特点
(1)它是在大量的随机(偶然)事件的集合中起作用的规律，它揭示的是大量事件在整体上的性质及这些事件间的必然联系．在这里，个别事件的性质及它们之间的偶然联系已退居次要地位．
(2)统计规律只能在有大量事件的情况下才显示出来．它的可靠性跟统计事件的数量有关，事件的数量越多，统计规律就显示得越明显．
(3)实测的概率与用统计理论得出的值总会有一定的偏差，叫做“涨落”，这是统计规律所特有的．一般来说，被统计的事件数量越多，涨落的现象越不显著．
3．BC　[由表格可以看出，在0℃和100℃两种温度下，分子速率在200 m/s～700m/s之间的分子数的比例较大，由此可得出B正确；在0℃和100℃两种温度下，分子速率较大的区间，100℃时分子数所占比例较大，故100℃时气体分子平均速率高于0℃时气体分子平均速率，故C正确．]
方法总结　(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；(2)温度越高，速率大的分子所占比例越大，这两个规律对任何气体都是适用的．
4．BC　[气体温度增加时，表示的是从平均效果来说，物体内部分子的热运动加剧，是大量分子热运动的集体表现，即平均速率增大．而对单个的分子而言，说它的温度与动能之间有联系是没有意义的，故选项A、D不正确，B正确．
理想气体的温度升高，分子的无规则热运动加剧，使分子每秒钟与单位面积器壁的碰撞次数增多，故选项C正确．]
方法总结　气体分子运动的规律应从两个方面去理解，一是个别分子运动的偶然性，二是大量分子整体具有的规律性，不可把大量分子的统计结果用在个别分子上，也不能因为少量的差异去要求整体上规律的严密性．
课后巩固练
1．A　[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对，B错．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错．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错．]
2．C　[气体分子间距离较大，相互作用的引力和斥力很微弱，很容易被压缩，气体分子在空间中能自由运动，A、B正确；但气体间不是没有相互作用，C错误，D正确．]
3．D
4．AB　[气体分子除碰撞外可以认为是在空间自由移动的，因气体分子沿各方向运动的机会相等，碰撞使它做无规则运动，但气体分子速率按“中间多，两头少”的规律分布，所以A、B正确．]
5．C　[温度是所有分子热运动的平均动能的标志．温度升高，分子的平均动能增大．由＝m2可知，分子的平均速率增大，同时由麦克斯韦气体分子速率分布规律可知，温度升高时，气体分子速率大的分子所占的比率增大，速率小的分子所占的比率减小，故气体分子的平均速率一定增大，故选项C正确．而温度降低时则正好相反，故选项D错．对每一个分子的运动速率在温度升高时不一定增大，在温度降低时也不一定减小，故选项A、B都错．]
6．CD　[温度升高，气体分子的平均动能增大，平均运动速率增大，但有些分子的运动速率可能减小，从图中可以看出温度高时，速率大的分子所占比例较大，A、B错误，C、D正确．]
7．(1)任何一个方向　相等　(2)增加　减少　增加
解析　分子的运动是无规则的，由于分子的数量巨大，因此可以认为向任何一个方向运动的分子数量是相等的；气体分子速率表现出统计的规律，即“中间多，两头少”，温度升高时，气体分子的平均动能增加，即分子的平均速率增加，因此速率大的分子数目必然增加，速率小的分子数目必然减少．
8．不正确
解析　体育彩票中奖的概率为，说明当试验次数无限多时，中奖的可能性为，并不意味着买1000张彩票就一定有一张能中奖．
9．分子运动的平均速率增大，仍然表现为“中间多、两头少”的运动规律．
10．T2>T1
解析　温度升高分子的热运动加剧，分子的平均速率变大，速率大的分子所占的比例变大，曲线峰值向速率大的一方移动，所以T2>T1.