1.3 分子运动速率分布规律【帮课堂】2024-2025学年高二物理 同步学与练（ 人教版2019选择性必修第三册）

1．3 分子运动速率分布规律 ( 学习目标 ) 课程标准 物理素养 3.1.2 了解分子运动速率分布的统计规律，知道分子运动速率分布图像的物理意义。 物理观念：了解气体分子运动的特点：分子沿各个方向运动的机会均等，分子速率按一定规律分布。 科学思维：初步了解什么是统计规律。能用气体分子动理论解释气体压强的微观意义，知道气体的压强与所对应的微观物理量间的联系。 科学探究：利用伽尔顿板演示统计规律。 科学态度与责任：渗透统计观点。 ( 0 2 思维导图 ) ( 0 3 知识梳理 ) （1） 课前研读课本，梳理基础知识： 一、 气体分子运动的特点 1．分子本身的线度比起分子间的距离小得多忽略不计，分子视为 2．除碰撞瞬间外，分子间作用力可忽略不计．分子在两次碰撞之间作 3．分子之间及分子与器壁间的碰撞是 4．向各个方向运动的气体分子数 (各向同性) 二、分子运动速率分布图像 1．“两头小、中间大” 2．温度升高，热运动平均速率 3． 是大量分子热运动剧烈程度的标志 三、气体压强的微观解释 1．压强的产生 2．p= ( 0 4 题型精讲 ) 【题型一】分子运动速率分布图像分析 【典型例题1】氧气分子在0 ℃和100 ℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示。下列说法错误的是(　 ) A．图中两条曲线下面积相等 B．图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形 C．图中实线对应于氧气分子在100 ℃时的情形 D．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目 【典型例题2】如图，横坐标v表示分子速率，纵坐标f(v)表示各等间隔速率区间的分子数占总分子数的百分比．图中曲线能正确表示某一温度下气体分子麦克斯韦速率分布规律的是(　　) A．曲线① B．曲线② C．曲线③ D．曲线④ 【对点训练1】（多选）如图所示是氧气在0 ℃和100 ℃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。由图可知( ) A.100 ℃的氧气速率大的分子比例较多 B.0 ℃时对应的具有最大比例的速率区间的峰值速率较大 C.在0 ℃时,部分分子速率比较大,说明内部有温度较高的区域 D.同一温度下,气体分子速率分布总呈“中间多,两头少”的分布特点 【对点训练2】（多选）一定质量的某气体在不同的温度下分子速率的分布如图中的1、2、3所示，图中横轴表示分子运动的速率v，纵轴表示该速率下的分子数与总分子数n的比值，记为，其中取最大值时的速率称为最概然速率，下列说法正确的是（    ） A．3条图线与横轴围成的“面积”相同 B．3条图线对应温度不同，且 C．图线3对应的分子平均速率最大 D．最概然速率是气体中任何分子最有可能具有的速率 【题型二】气体压强的微观解释 【典型例题3】一定质量的理想气体，经等温压缩，气体的压强增大，用分子动理论的观点分析，这是因为(　 ) A．气体分子每次碰撞器壁的平均作用力增大 B．单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多 C．气体分子的总数增加 D．单位体积内的分子数目不变 【典型例题4】负压病房是收治传染性极强的呼吸道疾病病人所用的医疗设施，可以大大减少医务人员被感染的机会，病房中气压小于外界环境的大气压。若负压病房的温度和外界温度相同，负压病房内气体和外界环境中气体都可以看成理想气体，则以下说法正确的是(　 ) A．负压病房内气体分子的平均动能小于外界环境中气体分子的平均动能 B．负压病房内每个气体分子的运动速率都小于外界环境中气体分子的运动速率 C．负压病房内单位体积气体分子的个数小于外界环境中单位体积气体分子的个数 D．相同面积负压病房内壁受到的气体压力等于外壁受到的气体压力 【对点训练3】对一定质量的气体，若用N表示单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数，则下列说法正确的是(　 ) A．当体积减小时，N必定增加 B．当温度升高时，N必定增加 C．当压强不变而体积和温度变化时，N必定变化 D．当压强不变而体积和温度变化时，N可能不变 【对点训练4】玻璃杯中装入半杯热水后拧紧瓶盖，经过一段时间后发现瓶盖很难拧开。原因是（　　） A．瓶内气体压强变小 B．瓶内气体分子热运动的平均动能增加 C．瓶内气体速率大的分子所占比例增大 D．瓶内气体分子单位时间内撞击瓶盖的次数增加 【题型三】分子运动速率问题 【典型例题5】[多选]下列说法中正确的是(　　) A．在较暗的房间里，看到透过窗户的“阳光柱”里粉尘的运动不是布朗运动 B．气体分子速率呈现出“中间多，两头少”的分布规律 C．随着分子间距离增大，分子间作用力减小，分子势能也减小 D．一定量的理想气体发生绝热膨胀时，其内能不变 E．一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行 【典型例题6】对于气体分子热运动服从统计规律，下列理解正确的是（    ） A．大量无序运动的气体分子组成的系统在总体上呈现的规律性，称为统计规律 B．统计规律对所含分子数极少的系统仍适用 C．统计规律可以由数学方法推导出来 D．统计规律仅适用于气体分子热运动的研究 【对点训练5】从微观的角度来看，一杯水是由大量水分子组成的，下列说法中正确的是(　　) A．当这杯水静止时，水分子也处于静止状态 B．每个水分子都在运动，且速度大小相等 C．水的温度越高，水分子的平均动能越大 D．这些水分子的动能总和就是这杯水的内能 【对点训练6】我们知道，大量随机事件的整体会表现出一定的规律性。例如，某一区域各辆共享单车的行驶方向是随机事件，但大量随机事件的统计结果就能显示出一定的规律。 某人想利用共享单车的大数据为本市规划的几条公交线路提供设计思路。图显示了共享单车停放位置的分布图，共享单车的数据系统中也能记录用户每次使用共享单车的时间、路程等信息（如图）。据此可以统计“在某区域、某时段沿不同道路骑行的人数”“在某区域、某时段沿某道路骑行超过1 km、2 km、3 km的人数”等。你认为还可以统计哪些对规划公交线路有价值的统计数据？请说出利用这些统计数据的思路。 ( 0 5 0 1 强化训练 ) 【基础强化】 1．如图是氧气分子在不同温度(0 ℃和100 ℃)下的速率分布图像,由图可知( ) A.同一温度下,氧气分子的速率呈现出“中间多,两头少”的分布规律 B.随着温度的升高,每一个氧气分子的速率都增大 C.随着温度的升高,氧气分子中速率小的分子所占的比例变高 D.随着温度的升高,氧气分子的平均速率变小 2．(多选)下列说法中正确的是(　 ) A．气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，而气体的压强不一定增大 B．气体体积变小时，单位体积的分子数增多，单位时间内撞到器壁单位面积上的分子数增多，从而气体的压强一定增大 C．压缩一定质量的气体，气体的内能一定增加 D．分子a只在分子b的分子力作用下，从无穷远处向固定不动的分子b运动的过程中，当a到达受b的作用力为零的位置时，a的动能一定最大 3．（多选）在没有外界影响的情况下，密闭容器内的理想气体静置足够长的时间后，该气体(　　) A.分子的无规则运动停息下来 B.每个分子的速度大小均相等 C.分子的平均动能保持不变 D.分子的密集程度保持不变 4．下列说法正确的是(　　) A.扩散运动是由微粒和水分子发生化学反应引起的 B.水流速度越大，水分子的热运动越剧烈 C.某时刻某一气体分子向左运动，则下一时刻它一定向右运动 D.0 ℃和100 ℃氧气分子的速率都呈现“中间多、两头少”的分布规律 5．在没有外界影响的情况下，密闭容器内的理想气体静置足够长时间后，该气体（　　） A．分子的无规则运动停息下来 B．分子的速度保持不变 C．分子的平均动能保持不变 D．每个分子的速度大小均相等 6．用豆粒模拟气体分子，可以模拟气体压强产生的原理。如图所示，从距秤盘80 cm高度把1000粒的豆粒连续均匀地倒在秤盘上，持续作用时间为1 s，豆粒弹起时竖直方向的速度变为碰前的一半。若每个豆粒只与秤盘碰撞一次，且碰撞时间极短（在豆粒与秤盘碰撞极短时间内，碰撞力远大于豆粒受到的重力），已知1000粒的豆粒的总质量为100 g。则在碰撞过程中秤盘受到的压力大小约为( ) A．0．2 N B.0.6 N C.1.0 N D.1.6 N 【素养提升】 7．下列说法正确的是(　　) A.物体的温度越高，其分子平均动能越小 B.气体对容器壁的压强是大量气体分子对器壁的碰撞引起的 C.只有气体才能产生扩散现象 D.布朗运动是固体颗粒的分子无规则运动 8．[多选]对于一定量的稀薄气体，下列说法正确的是(　　) A．压强变大时，分子热运动必然变得剧烈 B．保持压强不变时，分子热运动可能变得剧烈 C．压强变大时，分子间的平均距离必然变小 D．压强变小时，分子间的平均距离可能变小 9．（多选）下列说法正确的是( ) A.物体的温度降低,内部每个分子的运动速率不一定都减小 B.质量和温度都相同的物体,内能不一定相同 C.物体内所有分子的动能之和等于这个物体的动能 D.1摩尔气体的体积为V,阿伏加德罗常数为,每个气体分子的体积为 10．如图，一热气球静止在地面上，气球内首先被鼓风机充入冷空气。现通过热气球的燃烧器点火，加热气球内部的空气，已知热气球的体积在加热前后保持不变，热气球下端开口处与大气相通，气球内、外气压在加热前后始终为1个大气压，空气可视为理想气体。下列说法正确的是（　　） A．热气球点火后，气球内的空气质量增大 B．热气球点火后，热气球所受浮力增大 C．热气球点火后，气球内的空气密度减小 D．热气球点火后，气球内壁单位时间、单位面积所受空气分子的撞击次数将增大 11．关于气体热现象的微观解释，下列说法正确的是（    ） A．密闭在容器中的气体，在某一时刻向各个方向运动的气体分子数目差别很大 B．大量气体分子的速率有的大有的小，但是按“中间多、两头少”的规律分布 C．气体压强的大小跟气体的质量和气体的种类有关 D．当某一容器自由下落时，容器中气体的压强将变为0 12.进入7月份，全国有多地的温度较常年有明显提升，有个别城市的温度超过40℃。若一个汽车轮胎在太阳下暴晒，胎内封闭气体的质量和体积均不变，随着温度升高，下列说法正确的是（　　） A．气体分子密度增大 B．气体分子速率均增大 C．气体分子速率峰值向速度小的方向移动 D．气体分子单位时间内撞击轮胎单位面积内壁的平均作用力增大 13.尽管分子做无规则运动，速率有大有小，但大量分子的速率却按一定的规律分布。如图所示，横坐标表示分子的速率区间，纵坐标表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，图中两条曲线分别表示两种理想气体在同一温度下的分子速率分布情况，则（　　） A．图中实线对应气体分子平均动能较大的情形 B．图中实线对应气体分子质量较大的情形 C．图中虚线对应气体分子平均速率较小的情形 D．图中两条曲线与横轴所围图形的面积中实线所围图形的面积大于虚线所围图形的面积 14.汽车行驶发生剧烈颠簸时，缸内气体体积快速变化。若将某次快速压缩过程视为绝热过程。如图，Ⅰ为压缩前氮气分子热运动的速率分布曲线，则压缩后氮气分子热运动的速率分布曲线Ⅱ可能为（    ） A． B． C． D． 【能力培优】 15.气体的分子都在做无规则的运动，但大量分子的速率分布却有一定的规律性，如图所示，下列说法正确的是（    ） A．高温状态下分子速率大小的分布范围相对较小 B．高温状态下最多数分子对应的速率大于低温状态下最多数分子对应的速率 C．高温状态下每个分子的速率大于低温状态下所有分子的速率 D．在一定温度下，大多数分子的速率都接近某个数值，其余少数分子的速率都小于该数值 16．（多选）某地某天的气温变化趋势如图甲所示，细颗粒物（PM2.5等）的污染程度为中度，出现了大范围的雾霾。在11：00和14：00的空气分子速率分布曲线如图乙所示，横坐标v表示分子速率，纵坐标表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比。下列说法正确的是（    ） A．细颗粒物在大气中的漂移是布朗运动 B．9：00时的空气分子平均速率比10：00时的大 C．图乙中实线表示14：00时的空气分子速率分布曲线 D．单位时间内空气分子对细颗粒物的平均撞击次数，14：00时比12：00时多 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 1．3 分子运动速率分布规律 ( 学习目标 ) 课程标准 物理素养 3.1.2 了解分子运动速率分布的统计规律，知道分子运动速率分布图像的物理意义。 物理观念：了解气体分子运动的特点：分子沿各个方向运动的机会均等，分子速率按一定规律分布。 科学思维：初步了解什么是统计规律。能用气体分子动理论解释气体压强的微观意义，知道气体的压强与所对应的微观物理量间的联系。 科学探究：利用伽尔顿板演示统计规律。 科学态度与责任：渗透统计观点。 ( 0 2 思维导图 ) ( 0 3 知识梳理 ) （1） 课前研读课本，梳理基础知识： 一、 气体分子运动的特点 1．分子本身的线度比起分子间的距离小得多忽略不计，分子视为质点 2．除碰撞瞬间外，分子间作用力可忽略不计．分子在两次碰撞之间作自由的匀速直线运动 3．分子之间及分子与器壁间的碰撞是完全弹性碰撞 4．向各个方向运动的气体分子数相等(各向同性) 二、分子运动速率分布图像 1．“两头小、中间大” 2．温度升高，热运动平均速率增大 3．温度是大量分子热运动剧烈程度的标志 三、气体压强的微观解释 1．压强的产生 2．p= ( 0 4 题型精讲 ) 【题型一】分子运动速率分布图像分析 【典型例题1】氧气分子在0 ℃和100 ℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示。下列说法错误的是(　 ) A．图中两条曲线下面积相等 B．图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形 C．图中实线对应于氧气分子在100 ℃时的情形 D．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目 解析：选D　根据气体分子单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化曲线的意义可知，题图中两条曲线下面积相等，A正确；题图中虚线占百分比较大的分子速率较小，所以对应于氧气分子平均动能较小的情形，B正确；题图中实线占百分比较大的分子速率较大，分子平均动能较大，根据温度是分子平均动能的标志，可知实线对应于氧气分子在100 ℃时的情形，C正确；根据分子速率分布图可知，题图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目占总分子数的百分比，不能得出任意速率区间的氧气分子数目，D错误。 【典型例题2】如图，横坐标v表示分子速率，纵坐标f(v)表示各等间隔速率区间的分子数占总分子数的百分比．图中曲线能正确表示某一温度下气体分子麦克斯韦速率分布规律的是(　　) A．曲线① B．曲线② C．曲线③ D．曲线④ 答案　D 解析　根据麦克斯韦气体分子速率分布规律可知，某一速率范围内分子数量最大，速率过大或过小的数量较小，曲线向两侧逐渐减小，曲线④符合题意．选项D正确． 【对点训练1】（多选）如图所示是氧气在0 ℃和100 ℃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。由图可知( ) A.100 ℃的氧气速率大的分子比例较多 B.0 ℃时对应的具有最大比例的速率区间的峰值速率较大 C.在0 ℃时,部分分子速率比较大,说明内部有温度较高的区域 D.同一温度下,气体分子速率分布总呈“中间多,两头少”的分布特点 答案：AD 解析：同一温度下,中等速率的氧气分子所占的比例大,温度升高使得氧气分子的平均速率增大,所以100 ℃的氧气速率大的分子比例较多,故A正确;温度越低,分子的平均速率越小,结合图像可知0 ℃时对应的具有最大比例的速率区间的峰值速率较小,故B错误;在0 ℃时,部分分子速率较大,不能说明内部有温度较高的区域,故C错误;同一温度下,气体分子速率分布总呈“中间多,两头少”的分布特点,即速率处于中等的分子所占比例较大,速率特大特小的分子所占比例均比较小,故D正确。 【对点训练2】（多选）一定质量的某气体在不同的温度下分子速率的分布如图中的1、2、3所示，图中横轴表示分子运动的速率v，纵轴表示该速率下的分子数与总分子数n的比值，记为，其中取最大值时的速率称为最概然速率，下列说法正确的是（    ） A．3条图线与横轴围成的“面积”相同 B．3条图线对应温度不同，且 C．图线3对应的分子平均速率最大 D．最概然速率是气体中任何分子最有可能具有的速率 【答案】ACD 【解析】A．3条图线与横轴围成的“面积”都等于1，故A正确； BC．因为温度越高，速率大的分子占比越大，所以3条图线对应温度关系为，且温度越高，分子的平均速率越大，故图线3对应的分子平均速率最大，故B错误，C正确； D．由题意知，取最大值时的速率称为最概然速率，即具有此速率的分子所占比例最大，故最概然速率是气体中任何分子最有可能具有的速率，故D正确。 故选ACD。 【题型二】气体压强的微观解释 【典型例题3】一定质量的理想气体，经等温压缩，气体的压强增大，用分子动理论的观点分析，这是因为(　 ) A．气体分子每次碰撞器壁的平均作用力增大 B．单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多 C．气体分子的总数增加 D．单位体积内的分子数目不变 解析：选B　温度不变，分子热运动平均动能不变，气体分子每次碰撞器壁的平均作用力不变，故A错误；体积压缩，分子数密度增大，单位时间内单位面积器壁上受气体分子碰撞次数增多，故B正确；因气体质量一定，故气体分子的总数不变，C错误；分子数密度增大，即单位体积内的分子数目增大，D错误。 【典型例题4】负压病房是收治传染性极强的呼吸道疾病病人所用的医疗设施，可以大大减少医务人员被感染的机会，病房中气压小于外界环境的大气压。若负压病房的温度和外界温度相同，负压病房内气体和外界环境中气体都可以看成理想气体，则以下说法正确的是(　 ) A．负压病房内气体分子的平均动能小于外界环境中气体分子的平均动能 B．负压病房内每个气体分子的运动速率都小于外界环境中气体分子的运动速率 C．负压病房内单位体积气体分子的个数小于外界环境中单位体积气体分子的个数 D．相同面积负压病房内壁受到的气体压力等于外壁受到的气体压力 解析：选C　温度是气体分子平均动能的标志，负压病房的温度和外界温度相同，故负压病房内气体分子的平均动能等于外界环境中气体分子的平均动能，A错误；但是负压病房内每个气体分子的运动速率不一定小于外界环境中每个气体分子的运动速率，B错误；决定气体分子压强的微观因素是单位体积气体分子数和气体分子撞击器壁力度，现内外温度相等，即气体分子平均动能相等(撞击力度相等)，压强要减小形成负压，则要求负压病房内单位体积气体分子的个数小于外界环境中单位体积气体分子的个数，C正确；压力F＝pS，内外压强不等，相同面积负压病房内壁受到的气体压力小于外壁受到的气体压力，D错误。 【对点训练3】对一定质量的气体，若用N表示单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数，则下列说法正确的是(　 ) A．当体积减小时，N必定增加 B．当温度升高时，N必定增加 C．当压强不变而体积和温度变化时，N必定变化 D．当压强不变而体积和温度变化时，N可能不变 解析：选C　当体积减小时，分子的密集程度增大，但分子的平均动能不一定大，所以单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数不一定增加，A错误。当温度升高时，分子的平均动能变大，但分子的密集程度不一定大，所以单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数不一定增加，B错误。压强取决于单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数及分子的平均动能，压强不变，温度和体积变化，分子平均动能变化，则单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数必定变化，C正确，D错误。 【对点训练4】玻璃杯中装入半杯热水后拧紧瓶盖，经过一段时间后发现瓶盖很难拧开。原因是（　　） A．瓶内气体压强变小 B．瓶内气体分子热运动的平均动能增加 C．瓶内气体速率大的分子所占比例增大 D．瓶内气体分子单位时间内撞击瓶盖的次数增加 【答案】A 【解析】A．根据等容变化可知，经过一段时间后，玻璃杯中的水温度降低，瓶内气体压强变小，所以瓶盖很难拧开，则A正确； B．瓶内气体分子热运动的平均动能减小，所以B错误； C．瓶内气体速率大的分子所占比例减小，所以C错误； D．瓶内气体分子单位时间内撞击瓶盖的次数减小，所以D错误； 故选A。 【题型三】分子运动速率问题 【典型例题5】[多选]下列说法中正确的是(　　) A．在较暗的房间里，看到透过窗户的“阳光柱”里粉尘的运动不是布朗运动 B．气体分子速率呈现出“中间多，两头少”的分布规律 C．随着分子间距离增大，分子间作用力减小，分子势能也减小 D．一定量的理想气体发生绝热膨胀时，其内能不变 E．一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行 解析：选ABE　布朗运动是悬浮在液体或气体中固体小颗粒的无规则运动，在较暗的房间里可以观察到射入屋内的阳光中有悬浮在空气里的小颗粒在飞舞，是由于气体的流动造成的，这不是布朗运动，故A正确；麦克斯韦提出了气体分子速率分布的规律，即“中间多，两头少”，故B正确；分子力的变化比较特殊，随着分子间距离的增大，分子间作用力不一定减小，当分子表现为引力时，分子做负功，分子势能增大，故C错误；一定量理想气体发生绝热膨胀时，不吸收热量，同时对外做功，其内能减小，故D错误；根据热力学第二定律可知，一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行，故E正确。 【典型例题6】对于气体分子热运动服从统计规律，下列理解正确的是（    ） A．大量无序运动的气体分子组成的系统在总体上呈现的规律性，称为统计规律 B．统计规律对所含分子数极少的系统仍适用 C．统计规律可以由数学方法推导出来 D．统计规律仅适用于气体分子热运动的研究 【答案】A 【解析】ABC．统计规律是大量偶然事件的整体性规律，对于少量的偶然事件是没有意义的，少量的气体分子的运动是不可预知的，故A正确，BC错误。 D．统计规律适用于所有对于大量偶然事件的研究，故D错误。 故选A。 【对点训练5】从微观的角度来看，一杯水是由大量水分子组成的，下列说法中正确的是(　　) A．当这杯水静止时，水分子也处于静止状态 B．每个水分子都在运动，且速度大小相等 C．水的温度越高，水分子的平均动能越大 D．这些水分子的动能总和就是这杯水的内能 答案　C 解析　水分子不停地做无规则运动，A错；水分子速度的大小不相等，B错；温度是分子平均动能的标志，温度升高，水分子的平均动能增大，故C对；内能是物体内所有分子的动能和分子势能的总和，D错． 【对点训练6】我们知道，大量随机事件的整体会表现出一定的规律性。例如，某一区域各辆共享单车的行驶方向是随机事件，但大量随机事件的统计结果就能显示出一定的规律。 某人想利用共享单车的大数据为本市规划的几条公交线路提供设计思路。图显示了共享单车停放位置的分布图，共享单车的数据系统中也能记录用户每次使用共享单车的时间、路程等信息（如图）。据此可以统计“在某区域、某时段沿不同道路骑行的人数”“在某区域、某时段沿某道路骑行超过1 km、2 km、3 km的人数”等。你认为还可以统计哪些对规划公交线路有价值的统计数据？请说出利用这些统计数据的思路。 答案：见解析 解析：还可以统计骑车人的时间段等，从时间段上可以规划公交车的始发时间、发车频率等问题。 ( 0 5 0 1 强化训练 ) 【基础强化】 1．如图是氧气分子在不同温度(0 ℃和100 ℃)下的速率分布图像,由图可知( ) A.同一温度下,氧气分子的速率呈现出“中间多,两头少”的分布规律 B.随着温度的升高,每一个氧气分子的速率都增大 C.随着温度的升高,氧气分子中速率小的分子所占的比例变高 D.随着温度的升高,氧气分子的平均速率变小 答案：A 解析：由图可知,同一温度下,氧气分子的速率呈现“中间多,两头少”的分布特点,故A正确。温度是分子热运动剧烈程度的标志,是大量分子运动的统计规律,对单个分子没有意义,温度越高,平均速率越大,但不是所有分子运动的速率都变大,故B错误;由图可知,随着温度升高,速率较大的分子数增多,分子的平均速率变大,速率小的分子所占比例变低,故C、D错误。 2．(多选)下列说法中正确的是(　 ) A．气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，而气体的压强不一定增大 B．气体体积变小时，单位体积的分子数增多，单位时间内撞到器壁单位面积上的分子数增多，从而气体的压强一定增大 C．压缩一定质量的气体，气体的内能一定增加 D．分子a只在分子b的分子力作用下，从无穷远处向固定不动的分子b运动的过程中，当a到达受b的作用力为零的位置时，a的动能一定最大 解析：选AD　从微观上看，一定质量被封闭气体的压强取决于分子的平均动能和单位体积内的分子数目(分子的密集程度)这两个因素，分子平均动能增大，单位体积内的分子数目变化未知，因此压强的变化是不确定的，故A正确；体积减小，单位体积内的分子数目增多，但是分子平均动能的变化未知，则压强变化也是不确定的，故B错误；根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，可知压缩气体，外界对气体做功，但是气体的吸放热情况未知，故内能不一定增大，故C错误；分子a从无穷远处趋近固定不动的分子b时分子力表现为引力，分子力做正功，分子动能增大，到达r＝r0时分子力为零，若再靠近时分子力表现为斥力，将做负功，分子动能减小，因此当a到达受b的作用力为零处时，a的动能最大，故D正确。 3．（多选）在没有外界影响的情况下，密闭容器内的理想气体静置足够长的时间后，该气体(　　) A.分子的无规则运动停息下来 B.每个分子的速度大小均相等 C.分子的平均动能保持不变 D.分子的密集程度保持不变 答案　CD 解析　分子的无规则运动永不停息，分子的速率分布呈中间多两头少，不可能每个分子的速度大小均相等，选项A、B错误；根据温度是分子平均动能的标志可知，只要温度不变，分子的平均动能就保持不变，又由于体积不变，所以分子的密集程度保持不变，选项C、D正确。 4．下列说法正确的是(　　) A.扩散运动是由微粒和水分子发生化学反应引起的 B.水流速度越大，水分子的热运动越剧烈 C.某时刻某一气体分子向左运动，则下一时刻它一定向右运动 D.0 ℃和100 ℃氧气分子的速率都呈现“中间多、两头少”的分布规律 答案　D 解析　扩散运动是物理现象，没有发生化学反应，选项A错误；水流速度是宏观物理量，水分子的运动速率是微观物理量，它们没有必然的联系，所以分子热运动剧烈程度和流水速度无关，选项B错误；分子运动是杂乱无章的，无法判断分子下一刻的运动方向，选项C错误；0 ℃和100 ℃氧气分子的速率都呈现“中间多、两头少”的分布规律，选项D正确。 5．在没有外界影响的情况下，密闭容器内的理想气体静置足够长时间后，该气体（　　） A．分子的无规则运动停息下来 B．分子的速度保持不变 C．分子的平均动能保持不变 D．每个分子的速度大小均相等 【答案】C 【解析】A．由分子动理论可知，分子总是在永不停息的无规则运动，故A错误； B．因为分子总是在无规则运动，所以分子的速度总是在变化，故B错误； C．在没有外界影响的情况下，密闭容器内的理想气体静置足够长时间后，理想气体将会达到平衡态，即理想气体的温度、体积和压强等状态参量均不会发生变化，因温度不变，所以分子的平均动能保持不变，故C正确； D．在相同温度下各个分子的动能并不相同，故速度大小也不相等，故D错误。 故选C。 6．用豆粒模拟气体分子，可以模拟气体压强产生的原理。如图所示，从距秤盘80 cm高度把1000粒的豆粒连续均匀地倒在秤盘上，持续作用时间为1 s，豆粒弹起时竖直方向的速度变为碰前的一半。若每个豆粒只与秤盘碰撞一次，且碰撞时间极短（在豆粒与秤盘碰撞极短时间内，碰撞力远大于豆粒受到的重力），已知1000粒的豆粒的总质量为100 g。则在碰撞过程中秤盘受到的压力大小约为( ) A．0．2 N B.0.6 N C.1.0 N D.1.6 N 答案：B 解析：豆粒下落到秤盘上的速度 反弹后速度大小为 设向上为正方向，在豆粒与秤盘碰撞极短时间内，由于碰撞力远大于豆粒受到的重力，则可忽略豆粒的重力，每个豆粒只与秤盘碰撞一次，可认为碰完后豆粒都离开了秤盘平台，根据动量定理得 得 由牛顿第三定律可知，在碰撞过程中秤盘受到的压力大小为0.6 N。 故选B。 【素养提升】 7．下列说法正确的是(　　) A.物体的温度越高，其分子平均动能越小 B.气体对容器壁的压强是大量气体分子对器壁的碰撞引起的 C.只有气体才能产生扩散现象 D.布朗运动是固体颗粒的分子无规则运动 答案　B 解析　温度是分子平均动能的标志，物体的温度越高，分子的平均动能越大，故A错误；气体对容器壁的压强是大量气体分子对器壁的碰撞产生持续均匀的压力而产生的，故B正确；固体、液体、气体都有扩散现象，是分子热运动的表现，故C错误；布朗运动是由于液体分子频繁碰撞微粒导致微粒的无规则的运动，故D错误。 8．[多选]对于一定量的稀薄气体，下列说法正确的是(　　) A．压强变大时，分子热运动必然变得剧烈 B．保持压强不变时，分子热运动可能变得剧烈 C．压强变大时，分子间的平均距离必然变小 D．压强变小时，分子间的平均距离可能变小 解析：选BD　根据理想气体的状态方程＝C，当压强变大时，气体的温度不一定变大，分子热运动也不一定变得剧烈，选项A错误；当压强不变时，气体的温度可能变大，分子热运动也可能变得剧烈，选项B正确；当压强变大时，气体的体积不一定变小，分子间的平均距离也不一定变小，选项C错误；当压强变小时，气体的体积可能变小，分子间的平均距离也可能变小，选项D正确。 9．（多选）下列说法正确的是( ) A.物体的温度降低,内部每个分子的运动速率不一定都减小 B.质量和温度都相同的物体,内能不一定相同 C.物体内所有分子的动能之和等于这个物体的动能 D.1摩尔气体的体积为V,阿伏加德罗常数为,每个气体分子的体积为 答案：AB 解析：物体的温度降低,内部分子的平均速率减小,但并非每个分子的运动速率都减小,选项A正确;质量和温度都相同的物体,内能不一定相同,还要看体积和物质的量等因素,选项B正确;物体的动能是指物体的宏观运动的动能,而非微观的分子的动能,故C错误;1摩尔气体的体积为V,阿伏加德罗常数为,每个气体分子占据的空间的体积为,选项D错误。 10．如图，一热气球静止在地面上，气球内首先被鼓风机充入冷空气。现通过热气球的燃烧器点火，加热气球内部的空气，已知热气球的体积在加热前后保持不变，热气球下端开口处与大气相通，气球内、外气压在加热前后始终为1个大气压，空气可视为理想气体。下列说法正确的是（　　） A．热气球点火后，气球内的空气质量增大 B．热气球点火后，热气球所受浮力增大 C．热气球点火后，气球内的空气密度减小 D．热气球点火后，气球内壁单位时间、单位面积所受空气分子的撞击次数将增大 【答案】C 【详解】A．热气球点火后，气球内的空气温度升高，体积膨胀，气球内的空气向外排出，气球内空气质量减小，故A错误； B．热气球点火后，热气球体积不变，所受浮力不变，故B错误； C．热气球点火后，气球内的空气质量减小，体积不变，密度减小，故C正确； D．热气球点火后，温度升高，压强不变，气球内壁单位时间、单位面积所受空气分子的撞击次数将减小，故D错误。故选C。 11．关于气体热现象的微观解释，下列说法正确的是（    ） A．密闭在容器中的气体，在某一时刻向各个方向运动的气体分子数目差别很大 B．大量气体分子的速率有的大有的小，但是按“中间多、两头少”的规律分布 C．气体压强的大小跟气体的质量和气体的种类有关 D．当某一容器自由下落时，容器中气体的压强将变为0 【答案】B 【解析】A．虽然分子的运动杂乱无章，但在某一时刻，与容器各侧面碰撞的气体分子数目基本相等，故选项A错误； B．大量气体分子的速率有大有小，但是按“中间多、两头少”的规律分布，故选项B正确； C．气体压强跟气体分子的平均速率、分子的数密度有关，故选项C错误； D．当某一容器自由下落时，虽然处于失重状态，但分子热运动不会停止，所以分子仍然不断撞击容器壁产生压力，压强不为0，故选项D错误。 故选B。 12.进入7月份，全国有多地的温度较常年有明显提升，有个别城市的温度超过40℃。若一个汽车轮胎在太阳下暴晒，胎内封闭气体的质量和体积均不变，随着温度升高，下列说法正确的是（　　） A．气体分子密度增大 B．气体分子速率均增大 C．气体分子速率峰值向速度小的方向移动 D．气体分子单位时间内撞击轮胎单位面积内壁的平均作用力增大 【答案】D 【解析】A．胎内封闭气体的质量和体积均不变，则气体分子密度不变，故A错误； BC．胎内封闭气体的温度升高，气体分子的平均速率增大，气体分子速率峰值向速度大的方向移动，但不是每个气体分子速率均增大，故BC错误； D．在体积不变的情况下，温度越高，气体的压强越大，气体分子单位时间内撞击轮胎单位面积内壁的平均作用力越大，故D正确。 故选D。 13.尽管分子做无规则运动，速率有大有小，但大量分子的速率却按一定的规律分布。如图所示，横坐标表示分子的速率区间，纵坐标表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，图中两条曲线分别表示两种理想气体在同一温度下的分子速率分布情况，则（　　） A．图中实线对应气体分子平均动能较大的情形 B．图中实线对应气体分子质量较大的情形 C．图中虚线对应气体分子平均速率较小的情形 D．图中两条曲线与横轴所围图形的面积中实线所围图形的面积大于虚线所围图形的面积 【答案】B 【解析】A．理想气体的分子平均动能由温度决定，两种理想气体在同一温度下，分子平均动能相等，故A错误； BC．由题图可知虚线对应的气体分子平均速率较大，实线对应的气体分子平均速率小，而两种气体分子平均动能相同，所以实线对应气体分子质量较大的情形，故B正确，C错误； D．各速率区间的分子数占总分子数的百分比随分子速率区间变化的关系图线与横轴所围图形的面积都相等，故D错误。 故选B。 14.汽车行驶发生剧烈颠簸时，缸内气体体积快速变化。若将某次快速压缩过程视为绝热过程。如图，Ⅰ为压缩前氮气分子热运动的速率分布曲线，则压缩后氮气分子热运动的速率分布曲线Ⅱ可能为（    ） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】快速压缩过程为绝热过程，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知：气体内能增大温度升高，则大速率分子数目所占比例增多，分子热运动的速率分布曲线变得“腰更粗”。 故选D。 【能力培优】 15.气体的分子都在做无规则的运动，但大量分子的速率分布却有一定的规律性，如图所示，下列说法正确的是（    ） A．高温状态下分子速率大小的分布范围相对较小 B．高温状态下最多数分子对应的速率大于低温状态下最多数分子对应的速率 C．高温状态下每个分子的速率大于低温状态下所有分子的速率 D．在一定温度下，大多数分子的速率都接近某个数值，其余少数分子的速率都小于该数值 【答案】B 【解析】A．温度是分子平均动能的标志，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； BC．温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能越大，分子的平均速率越大，则高温状态下最多数分子对应的速率大于低温状态下最多数分子对应的速率；但不是高温状态下每个分子的速率大于低温状态下所有分子的速率，故B正确，C错误； D．由不同温度下的分子速率分布曲线可知，在一定温度下，大多数分子的速率都接近某个数值，但不是说其余少数分子的速率都小于该数值，有个别分子的速率会更大，故D错误。 故选B。 16．（多选）某地某天的气温变化趋势如图甲所示，细颗粒物（PM2.5等）的污染程度为中度，出现了大范围的雾霾。在11：00和14：00的空气分子速率分布曲线如图乙所示，横坐标v表示分子速率，纵坐标表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比。下列说法正确的是（    ） A．细颗粒物在大气中的漂移是布朗运动 B．9：00时的空气分子平均速率比10：00时的大 C．图乙中实线表示14：00时的空气分子速率分布曲线 D．单位时间内空气分子对细颗粒物的平均撞击次数，14：00时比12：00时多 【答案】BCD 【解析】A．细颗粒物在大气中的漂移是因为气流的作用，不属于布朗运动，故A错误； B．由题图甲可知，9：00时的气温高于10：00时的气温，所以9：00时的空气分子平均速率比10：00时的大，故B正确； C．由题图乙可知实线对应的速率大的分子占的比例大，对应的气体分子温度较高，所以题图乙中实线表示14：00时的空气分子速率分布曲线，故C正确； D．14：00时的气温高于12：00时的气温，空气分子的平均速率较大，单位时间内空气分子对细颗粒物的平均撞击次数较多，故D正确。 故选BCD。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$