题目
速率分布函数f(v)的物理意义为()A. 具有速率v的分子占总分子数的百分比。B. 速率分布在v附近的单位速率间隔中的分子数占总分子数的百分比。C. 具有速率v的分子数。D. 速率分布在v附近的单位速率间隔中的分子数。
速率分布函数f(v)的物理意义为()
A. 具有速率v的分子占总分子数的百分比。
B. 速率分布在v附近的单位速率间隔中的分子数占总分子数的百分比。
C. 具有速率v的分子数。
D. 速率分布在v附近的单位速率间隔中的分子数。
题目解答
答案
B. 速率分布在v附近的单位速率间隔中的分子数占总分子数的百分比。
解析
速率分布函数$f(v)$是描述气体分子速率分布的重要概念,其核心意义在于反映分子速率在某一微小区间内的概率分布。
- 关键点1:$f(v)$本身不是某个具体速率的分子数或百分比,而是单位速率间隔内的分子数占比。
- 关键点2:若要得到速率在$v$到$v+\mathrm{d}v$区间内的分子数占比,需计算$f(v)\mathrm{d}v$。
- 易错点:选项A、C错误地将$f(v)$与具体速率的分子数直接关联,而选项D忽略了“百分比”的归一化含义。
选项分析
选项A
“具有速率$v$的分子占总分子数的百分比”错误。
- 在连续分布中,分子速率是连续变量,精确等于$v$的分子数为零,因此$f(v)$在单一点的值无实际物理意义。
选项B
“速率分布在$v$附近的单位速率间隔中的分子数占总分子数的百分比”正确。
- 物理意义:$f(v)$的单位为百分比每单位速率,因此$f(v)\mathrm{d}v$表示速率在$v$到$v+\mathrm{d}v$区间的分子占比。
- 当$\mathrm{d}v=1$时,$f(v)$直接给出单位速率间隔内的分子占比。
选项C
“具有速率$v$的分子数”错误。
- 同选项A,连续分布中不存在精确速率$v$的分子,且$f(v)$是归一化的百分比函数,而非绝对分子数。
选项D
“速率分布在$v$附近的单位速率间隔中的分子数”错误。
- $f(v)$是百分比函数,而非绝对分子数。若要得到分子数,需乘以总分子数$N$,即$Nf(v)\mathrm{d}v$,但题目未提及总分子数。