第03讲：分子运动速率分布规律【3大题型】-2024-2025学年高二下学期物理精讲与精练高分突破考点专题系列（人教版（2019）选择性必修第三册）

第03讲：分子运动速率分布规律 【考点归纳】 · 考点一：气体分子热运动的特点 · 考点二：分子运动速率分布图像 · 考点三：气体压强的微观意义 【知识归纳】 知识点01、气体分子运动的特点 1．气体分子间距离大约是分子直径的10倍左右，通常认为除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，气体分子不受力的作用，做匀速直线运动． 2．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． 知识点02、分子运动速率分布图像 1．温度越高，分子热运动越剧烈． 2．气体分子速率呈“中间多、两头少”的规律分布．当温度升高时，某一分子在某一时刻它的速率不一定增加，但大量分子的平均速率一定增加，而且“中间多”的分子速率值增加(如图所示)． 知识点03：气压 1．气体压强的产生 单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的，但是大量分子频繁地碰撞器壁，就会对器壁产生持续、均匀的压力．所以从分子动理论的观点来看，气体的压强等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力． 2．决定气体压强大小的因素 (1)微观因素 ①与气体分子的数密度有关：气体分子数密度(即单位体积内气体分子的数目)越大，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就越多，气体压强就越大． ②与气体分子的平均速率有关：气体的温度越高，气体分子的平均速率就越大，每个气体分子与器壁碰撞时(可视为弹性碰撞)给器壁的冲力就越大；从另一方面讲，分子的平均速率越大，在单位时间内器壁受气体分子撞击的次数就越多，累计冲力就越大，气体压强就越大． (2)宏观因素 ①与温度有关：体积一定时，温度越高，气体的压强越大． ②与体积有关：温度一定时，体积越小，气体的压强越大． 3．气体压强与大气压强的区别与联系 气体压强 大气压强 区别 ①因密闭容器内的气体分子的数密度一般很小，由气体自身重力产生的压强极小，可忽略不计，故气体压强由气体分子碰撞器壁产生 ②大小由气体分子的数密度和温度决定，与地球的引力无关 ③气体对上下左右器壁的压强大小都是相等的 ①由于空气受到重力作用紧紧包围地球而对浸在它里面的物体产生的压强．如果没有地球引力作用，地球表面就没有大气，从而也不会有大气压强 ②地面大气压强的值与地球表面积的乘积，近似等于地球大气层所受的重力值 ③大气压强最终也是通过分子碰撞实现对放入其中的物体产生压强 联系 两种压强最终都是通过气体分子碰撞器壁或碰撞放入其中的物体而产生的 【题型归纳】 题型一：气体分子热运动的特点 1．（24-25高二下·全国）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 2．（23-24高二下·云南普洱·期末）明明爸爸用85的热水泡了一杯茶水，他旋紧杯盖，茶水上方封闭了一定量的空气（可视为理想气体），等待1小时后水温变为25，在此过程中，对封闭空气（  ） A．每个空气分子占据的平均空间体积变小 B．速率大的分子所占的比例逐渐降低 C．每个空气分子的运动速率均变小 D．分子势能变小，内能变小 3．（2023高二下·河南安阳·竞赛）体积恒定时，一定量理想气体的温度升高，其分子的（　　） A．平均碰撞次数将增大 B．平均碰撞次数将减小 C．平均自由程将增大 D．平均自由程将减小 题型二：分子运动速率分布图像 4．（24-25高二下·全国）某种气体在不同温度下的气体分子速率分布情况如图所示，图中表示速率为的分子数占总分子数的百分比，曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所对应的温度分别为、、，则、、的关系为（    ） A． B． C．， D． 5．（24-25高二下·全国）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 6．（2024·全国·模拟预测）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 题型三：气体压强的微观意义 7．（24-25高二下·全国）下列说法正确的是（    ） A．气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的作用力 B．气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的平均作用力 C．气体分子热运动的平均速率减小，气体的压强一定减小 D．单位体积的气体分子数增加，气体的压强一定增大 8．（23-24高二下·全国）下列关于气体压强的说法正确的是（　　） A．大气压强与封闭气体的压强产生原因完全相同 B．容器内的大量气体分子对器壁的碰撞满足统计规律，机会均等，故器壁各部分气体压强相等 C．等温压缩过程中，气体压强增大是因为单个气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大 D．一定质量的理想气体，只要体积减小，单位体积内气体的分子数就增多，气体分子对器壁的碰撞就更加频繁，压强就增大 9．（23-24高二下·广西贵港·期末）一导热性能良好的容器中气压小于外界环境的大气压强，容器中的气体和外界环境中的气体都可以看成理想气体，则下列说法正确的是（　　） A．容器中气体分子的平均速率小于外界环境中气体分子的平均速率 B．容器中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．容器中每个气体分子的运动速率都小于外界环境中每个气体分子的运动速率 D．相同面积下，容器中内壁受到的气体压力等于外壁受到的气体压力 【高分演练】 一、单选题 10．（24-25高二下·全国）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 11．（24-25高二下·全国）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． 12．（24-25高二下·全国）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 13．（24-25高二下·全国·单元测试）如图所示为气体分子的速率分布图线。纵轴表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，图线1下方的面积为，图线2下方的面积为；图线1对应的温度为，图线2对应的温度为。则温度T和面积S的大小关系正确的是（　　） A． B． C． D． 14．（24-25高二下·全国）某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示，图中表示各速率区间内的分子数占总分子数的百分比，所对应的温度分别为、、，则（    ） A． B． C．， D． 15．（23-24高二下·云南曲靖·期中）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．（24-25高三上·山西吕梁）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 17．（23-24高二下·江苏淮安·期中）密闭在钢瓶中的理想气体，如图所示是该气体在a、b状态时的分子速率分布图像。下面关于气体在a、b状态的叙述，正确的是（　　） A． B． C．图中状态a曲线下的面积比状态b曲线下的面积大 D．图中状态a曲线下的面积比状态b曲线下的面积小 18．（23-24高二下·四川攀枝花·期末）如图所示为氧气分子在和下的速率分布曲线，由图可知下列说法中正确的是（　　） A．实线对应氧气温度为的情形 B．虚线对应氧气分子平均动能较小的情形 C．时速率在300～400m/s之间的氧气分子最多 D．的氧气中速率大的分子所占的比例比的氧气多 19．（23-24高二下·山东聊城·期末）一定质量的氧气在不同温度下分子的速率分布规律如图所示，横坐标表示分子的速率，纵坐标表示某一速率的分子数占总分子数的百分比，由图可知（　　） A．①状态的温度比②状态的温度高 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增大 D．速率分布曲线①、②与横轴围成图形的面积相等 20．（23-24高二下·云南曲靖·期末）如图甲所示为云南昆明街头拔火罐的情景，吸引了过路市民观看。如图乙所示为罐内气体在不同温度下的分子速率分布曲线，为在速率v附近单位速率间隔内气体分子数与分子总数的比，曲线Ⅰ和Ⅱ对应的温度分别为和，曲线Ⅰ和Ⅱ与坐标轴围成的面积分别为、，则下列说法正确的是（　　） A． B． C． D． 21．（23-24高二下·河北石家庄·期中）某种气体在两种温度下的气体分子速率分布曲线分别如图中实线和虚线所示，横坐标u表示分子速率，纵坐标表示单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比，下列说法正确的是（　　） A．图中两条曲线与横坐标轴所围面积相等 B．温度升高，曲线纵坐标峰值变大 C．图中虚线对应分子平均动能大于实线对应分子平均动能 D．分子速率分布呈现“两头多，中间少的趋势”；温度升高，每个气体分子速率都增加 22．（23-24高二下·辽宁葫芦岛·期中）关于分子动理论，下列说法正确的是（　　） A．图甲“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，应先滴油酸酒精溶液，再撒痱子粉 B．图乙为水中炭粒运动位置的连线图，连线表示炭粒做布朗运动的轨迹 C．图丙为分子力与分子间距的关系图，分子间距从r0增大时，分子力先变小后变大 D．图丁为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线②对应的温度较高 二、多选题 23．（24-25高二下·全国）一定质量的理想气体，在体积不变的情况下，温度升高，压强增大的原因是（　　） A．温度升高后，单位体积内的分子数增多 B．温度升高后，气体分子的平均动能变大 C．温度升高后，分子撞击器壁的平均作用力增大 D．温度升高后，单位时间内撞击到单位面积器壁上的分子数不变 24．（24-25高二下·全国）A、B两容器中装有相同质量的氦气，已知A容器中氦气的温度高于B容器中氦气的温度，但压强却低于B容器中氦气的压强。由此可知（　　） A．A中氦气分子的平均速率一定大于B中氦气分子的平均速率 B．A中每个氦气分子的速率一定都大于B中每个氦气分子的速率 C．A中速率大的氦气分子数一定多于B中速率大的氦气分子数 D．A中氦气分子的数密度一定比B中氦气分子的数密度小 25．（24-25高二下·全国）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 26．（24-25高二下·全国）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 27．（23-24高二下·重庆·期中）下列说法正确的是（    ） A．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生 B．酒精和水混合后总体积减小，是因为水和酒精发生了化学反应 C．一定质量的气体，在压强不变时，若温度降低，则单位时间碰撞单位面积容器的分子数一定增加 D．温度升高，分子平均动能变大，每个分子的动能都增大 28．（23-24高二下·全国）氧气分子在和温度下各速率区间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。下列说法正确的是（　　） A．图中两条曲线下面积相等 B．随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增大 C．图中实线对应氧气分子在时的情形 D．与时相比，时氧气分子速率出现在区间内的分子数占总分子数的百分比较大 29．（23-24高二下·河北·期末）研究表明，大量气体分子整体的速率分布遵从一定的统计规律。图为氧气分子在0℃和100℃两种温度下的速率分布情况，下列说法正确的是（    ） A．各温度下，氧气分子的速率分布都呈现“中间少、两头多”的分布规律，且温度升高使得速率较小的氧气分子数所占的比例变小 B．图中虚线对应氧气分子在100℃时的情形 C．0℃和100℃对应的曲线与横轴围成的面积相等 D．在100℃时，氧气分子平均动能更大 30．（23-24高二下·辽宁·期中）研究表明，大量气体分子整体的速率分布遵从一定的统计规律。图为氧气分子在和两种温度下的速率分布情况，下列说法正确的是（    ） A．在时，氧气分子平均动能更大 B．图中虚线对应氧气分子在时的情形 C．在时，氧气分子的速率不可能为零 D．各温度下，氧气分子的速率分布都呈现“中间少、两头多”的分布规律，且温度升高使得速率较小的氧气分子数所占的比例变小 31．（23-24高二下·广东梅州）对下列四幅图的描述不正确的是（　　） A．甲图中酱油的色素分子扩散到鸡蛋内的现象，说明分子在做热运动 B．乙图是显微镜下记录同一炭粒每隔的位置连线，连线就是炭粒运动的轨迹 C．丙图中压紧的铅块能吊住重物，说明分子间同时存在引力和斥力 D．丁图是气体分子的速率分布图像，由图可知 32．（23-24高二下·陕西咸阳）下列说法正确的是（　　）    A．图甲中，温度升高，曲线峰值向右移动 B．图甲中，同一温度下，气体分子的速率都呈“中间多、两头少”的分布 C．由图乙可知，当分子间的距离从逐渐减小为时，分子力先做正功后做负功 D．由图乙可知，当分子间的距离从逐渐减小为时，分子势能不断减小 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第03讲：分子运动速率分布规律 【考点归纳】 · 考点一：气体分子热运动的特点 · 考点二：分子运动速率分布图像 · 考点三：气体压强的微观意义 【知识归纳】 知识点01、气体分子运动的特点 1．气体分子间距离大约是分子直径的10倍左右，通常认为除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，气体分子不受力的作用，做匀速直线运动． 2．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． 知识点02、分子运动速率分布图像 1．温度越高，分子热运动越剧烈． 2．气体分子速率呈“中间多、两头少”的规律分布．当温度升高时，某一分子在某一时刻它的速率不一定增加，但大量分子的平均速率一定增加，而且“中间多”的分子速率值增加(如图所示)． 知识点03：气压 1．气体压强的产生 单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的，但是大量分子频繁地碰撞器壁，就会对器壁产生持续、均匀的压力．所以从分子动理论的观点来看，气体的压强等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力． 2．决定气体压强大小的因素 (1)微观因素 ①与气体分子的数密度有关：气体分子数密度(即单位体积内气体分子的数目)越大，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就越多，气体压强就越大． ②与气体分子的平均速率有关：气体的温度越高，气体分子的平均速率就越大，每个气体分子与器壁碰撞时(可视为弹性碰撞)给器壁的冲力就越大；从另一方面讲，分子的平均速率越大，在单位时间内器壁受气体分子撞击的次数就越多，累计冲力就越大，气体压强就越大． (2)宏观因素 ①与温度有关：体积一定时，温度越高，气体的压强越大． ②与体积有关：温度一定时，体积越小，气体的压强越大． 3．气体压强与大气压强的区别与联系 气体压强 大气压强 区别 ①因密闭容器内的气体分子的数密度一般很小，由气体自身重力产生的压强极小，可忽略不计，故气体压强由气体分子碰撞器壁产生 ②大小由气体分子的数密度和温度决定，与地球的引力无关 ③气体对上下左右器壁的压强大小都是相等的 ①由于空气受到重力作用紧紧包围地球而对浸在它里面的物体产生的压强．如果没有地球引力作用，地球表面就没有大气，从而也不会有大气压强 ②地面大气压强的值与地球表面积的乘积，近似等于地球大气层所受的重力值 ③大气压强最终也是通过分子碰撞实现对放入其中的物体产生压强 联系 两种压强最终都是通过气体分子碰撞器壁或碰撞放入其中的物体而产生的 【题型归纳】 题型一：气体分子热运动的特点 1．（24-25高二下·全国）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 【详解】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。 2．（23-24高二下·云南普洱·期末）明明爸爸用85的热水泡了一杯茶水，他旋紧杯盖，茶水上方封闭了一定量的空气（可视为理想气体），等待1小时后水温变为25，在此过程中，对封闭空气（  ） A．每个空气分子占据的平均空间体积变小 B．速率大的分子所占的比例逐渐降低 C．每个空气分子的运动速率均变小 D．分子势能变小，内能变小 【答案】B 【详解】A．茶水温度降低的过程中，封闭的空气体积、分子个数均未变化，每个空气分子占据的平均空间体积不变，故A错误； BC．温度降低，从统计学的角度说明分子平均动能降低，速率大的分子所占的比例逐渐降低，个别分子速率可能增大，故B正确，C错误； D．气体分子平均间距大，分子力很小可以忽略，分子势能为零，分子平均动能降低，内能变小，故D错误。 故选B。 3．（2023高二下·河南安阳·竞赛）体积恒定时，一定量理想气体的温度升高，其分子的（　　） A．平均碰撞次数将增大 B．平均碰撞次数将减小 C．平均自由程将增大 D．平均自由程将减小 【答案】A 【详解】CD．分子的平均自由程为 由题意知，体积恒定不变，一定量理想气体质量不变，分子数密度n不变，分子的平均自由程不变，CD错误； AB．分子的平均碰撞次数与平均自由程的关系为 当温度升高，分子的平均速率增大，即分子的平均碰撞次数增大，A正确，B错误。 故选A。 题型二：分子运动速率分布图像 4．（24-25高二下·全国）某种气体在不同温度下的气体分子速率分布情况如图所示，图中表示速率为的分子数占总分子数的百分比，曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所对应的温度分别为、、，则、、的关系为（    ） A． B． C．， D． 【答案】B 【详解】气体温度越高，分子热运动越剧烈，分子热运动的平均速率越大，速率大的分子所占的比例越大，对应的图线越宽、越平缓， “腰越粗”，所以 故选B。 5．（24-25高二下·全国）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 【答案】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。 6．（2024·全国·模拟预测）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 【详解】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。 题型三：气体压强的微观意义 7．（24-25高二下·全国）下列说法正确的是（    ） A．气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的作用力 B．气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的平均作用力 C．气体分子热运动的平均速率减小，气体的压强一定减小 D．单位体积的气体分子数增加，气体的压强一定增大 【答案】A 【详解】AB．气体压强为大量的气体分子频繁的对器壁单位面积的撞击力，故选项A正确，B错误； CD．气体压强的大小与气体分子的平均速率和气体分子的数密度有关，气体分子热运动的平均速率减小，气体的压强不一定减小；单位体积的气体分子数增加，气体的压强不一定增大，故选项CD错误。 故选A。 8．（23-24高二下·全国）下列关于气体压强的说法正确的是（　　） A．大气压强与封闭气体的压强产生原因完全相同 B．容器内的大量气体分子对器壁的碰撞满足统计规律，机会均等，故器壁各部分气体压强相等 C．等温压缩过程中，气体压强增大是因为单个气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大 D．一定质量的理想气体，只要体积减小，单位体积内气体的分子数就增多，气体分子对器壁的碰撞就更加频繁，压强就增大 【答案】B 【详解】A．封闭气体的压强产生的原因是大量气体分子对容器壁持续的、无规则碰撞，而大气压强是因为地球的引力聚集了气体，故A项错误； B．容器内的大量气体分子对器壁的碰撞满足统计规律，机会均等，故器壁各部分气体压强相等，故B项正确； C．等温压缩过程中，气体压强增大不是因为单个气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大，而是因为单位时间内打到器壁单位面积上的分子数增多，故C项错误； D．一定质量的理想气体，从宏观上看，压强与气体的体积及温度均有关系，从微观上看，压强与单位体积内的分子数及分子的平均动能有关，故体积减小，压强不一定增大，故D项错误。 故选B。 9．（23-24高二下·广西贵港·期末）一导热性能良好的容器中气压小于外界环境的大气压强，容器中的气体和外界环境中的气体都可以看成理想气体，则下列说法正确的是（　　） A．容器中气体分子的平均速率小于外界环境中气体分子的平均速率 B．容器中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．容器中每个气体分子的运动速率都小于外界环境中每个气体分子的运动速率 D．相同面积下，容器中内壁受到的气体压力等于外壁受到的气体压力 【答案】B 【详解】AC．容器导热性能良好，则容器中气体温度等于外界环境温度，所以容器中气体分子的平均速率等于外界环境中气体分子的平均速率，容器中有的气体分子的运动速率大，有的气体分子运动速率小，故AC错误； B．容器中气体温度等于外界环境温度，而容器中气压小于外界环境的大气压强，则容器中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，故B正确； D．容器中气压小于外界环境的大气压强，则根据可知，相同面积下，容器中内壁受到的气体压力小于外壁受到的气体压力，故D错误。 故选B。 【高分演练】 一、单选题 10．（24-25高二下·全国）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 【答案】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。 11．（24-25高二下·全国·课后作业）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． 【答案】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。 12．（24-25高二下·全国·课后作业）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 【详解】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。 13．（24-25高二下·全国·单元测试）如图所示为气体分子的速率分布图线。纵轴表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，图线1下方的面积为，图线2下方的面积为；图线1对应的温度为，图线2对应的温度为。则温度T和面积S的大小关系正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】AB．温度越高分子热运动越剧烈，分子运动剧烈是指速率大的分子所占的比例大，由题图可知图线2速率大的分子比例较大，则图线2对应的温度较高，图线1速率大的分子所占比例较小，则图线1对应的温度较低，即，A错误，B正确； CD．在两种不同温度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图形的面积表示分子速率从所有区间内分子数的比率之和，因此两条曲线与横轴围成的面积相等，即，CD错误。 故选B。 14．（24-25高二下·全国·课后作业）某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示，图中表示各速率区间内的分子数占总分子数的百分比，所对应的温度分别为、、，则（    ） A． B． C．， D． 【答案】B 【详解】由题图像可以看出，大量分子的平均速率 因为是同种气体，则 故选B。 15．（23-24高二下·云南曲靖·期中）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 【详解】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．（24-25高三上·山西吕梁·开学考试）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 【详解】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。 17．（23-24高二下·江苏淮安·期中）密闭在钢瓶中的理想气体，如图所示是该气体在a、b状态时的分子速率分布图像。下面关于气体在a、b状态的叙述，正确的是（　　） A． B． C．图中状态a曲线下的面积比状态b曲线下的面积大 D．图中状态a曲线下的面积比状态b曲线下的面积小 【答案】A 【详解】AB．由图可知，b中速率大的分子占据的比例较大，则说明b对应的平均动能较大，b对应的温度较高，故A正确，B错误； CD．因气体分子的总量一定，则按照各速率区间的分子数百分比分布的总和为100%，故图中状态a曲线下的面积和状态b曲线下的面积相等，为1，故CD错误。 故选A。 18．（23-24高二下·四川攀枝花·期末）如图所示为氧气分子在和下的速率分布曲线，由图可知下列说法中正确的是（　　） A．实线对应氧气温度为的情形 B．虚线对应氧气分子平均动能较小的情形 C．时速率在300～400m/s之间的氧气分子最多 D．的氧气中速率大的分子所占的比例比的氧气多 【答案】C 【详解】AB．温度越高，分子平均动能越大，速率大的分子比例越高，所以实线对应的氧气温度为，虚线对应的氧气温度为，虚线对应氧气分子平均动能较大的情形，故AB错误； C．时速率在300～400m/s之间的氧气分子最多，故C正确； D．的氧气中速率大的分子所占的比例比的氧气小，故D错误。 故选C。 19．（23-24高二下·山东聊城·期末）一定质量的氧气在不同温度下分子的速率分布规律如图所示，横坐标表示分子的速率，纵坐标表示某一速率的分子数占总分子数的百分比，由图可知（　　） A．①状态的温度比②状态的温度高 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增大 D．速率分布曲线①、②与横轴围成图形的面积相等 【答案】D 【详解】A．温度升高时，大速率分子数占总分子数的百分比增大，小速率分子数占总分子数的百分比减少，可知，①状态的温度比②状态的温度低，故A错误； B．随着温度的升高，气体分子的平均速率增大，但具体到某一个分子，其分子速率的变化 情况不能够确定，故B错误； C．随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例减少，故C错误； D．由于横轴表示分子速率，纵轴表示单位速率区间内的分子数占总分子数的百分比，可知，图像与横轴所围图像的总面积均等于1，即速率分布曲线①、②与横轴围成图形的面积相等，故D正确。 故选D。 20．（23-24高二下·云南曲靖·期末）如图甲所示为云南昆明街头拔火罐的情景，吸引了过路市民观看。如图乙所示为罐内气体在不同温度下的分子速率分布曲线，为在速率v附近单位速率间隔内气体分子数与分子总数的比，曲线Ⅰ和Ⅱ对应的温度分别为和，曲线Ⅰ和Ⅱ与坐标轴围成的面积分别为、，则下列说法正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】AB．根据麦克斯韦分布律知，气体的温度越高，速率较大的分子所占的比例越大，所以Ⅰ的温度低，Ⅱ的温度高，即 故A正确，B错误； CD．曲线Ⅱ与坐标轴围成的面积与曲线Ⅰ与坐标轴围成的面积相等，都等于1，即 故CD错误。 故选A。 21．（23-24高二下·河北石家庄·期中）某种气体在两种温度下的气体分子速率分布曲线分别如图中实线和虚线所示，横坐标u表示分子速率，纵坐标表示单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比，下列说法正确的是（　　） A．图中两条曲线与横坐标轴所围面积相等 B．温度升高，曲线纵坐标峰值变大 C．图中虚线对应分子平均动能大于实线对应分子平均动能 D．分子速率分布呈现“两头多，中间少的趋势”；温度升高，每个气体分子速率都增加 【答案】A 【详解】A．由题图可知，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，即相等，故A正确； B．从图中可以看出，温度升高，速率大的分子所占比例变大，曲线峰值向右移动，峰值变小，故B错误； C．温度增大时，分子平均速率增大，即分子速率较大的分子占比增大，由图知气体在虚线状态时分子平均速率较小，实线对应的气体分子平均速率较大，则图中实线对应分子平均动能大于虚线对应分子平均动能，故C错误； D．分子速率分布呈现“两头多，中间少的趋势”；温度升高，分子平均速率增大，但不是每个分子的速率都增大，故D错误。 故选A。 22．（23-24高二下·辽宁葫芦岛·期中）关于分子动理论，下列说法正确的是（　　） A．图甲“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，应先滴油酸酒精溶液，再撒痱子粉 B．图乙为水中炭粒运动位置的连线图，连线表示炭粒做布朗运动的轨迹 C．图丙为分子力与分子间距的关系图，分子间距从r0增大时，分子力先变小后变大 D．图丁为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线②对应的温度较高 【答案】D 【详解】A．“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，应先撒痱子粉，再滴油酸酒精溶液，否则很难形成单分子油膜，故A错误； B．图中的折线是炭粒在不同时刻的位置的连线，并不是固体小颗粒的运动轨迹，也不是分子的运动轨迹，由图可以看出小炭粒在不停地做无规则运动，故B错误； C．根据分子力与分子间距的关系图，可知分子间距从r0增大时，分子力表现为引力，分子力先变大后变小，故C错误； D．由图可知，②中速率大分子占据的比例较大，则说明②对应的平均动能较大，故②对应的温度较高，即 故D正确。 故选D。 二、多选题 23．（24-25高二下·全国·课后作业）一定质量的理想气体，在体积不变的情况下，温度升高，压强增大的原因是（　　） A．温度升高后，单位体积内的分子数增多 B．温度升高后，气体分子的平均动能变大 C．温度升高后，分子撞击器壁的平均作用力增大 D．温度升高后，单位时间内撞击到单位面积器壁上的分子数不变 【答案】BC 【详解】一定质量的理想气体，在体积不变的情况下，单位体积内的分子数不变，当温度升高时，气体分子的平均动能变大，平均速率变大，则分子撞击器壁的平均作用力增大，单位时间内撞击到单位面积器壁上的分子数也会增加，使得气体压强增大。 故选BC。 24．（24-25高二下·全国·课后作业）A、B两容器中装有相同质量的氦气，已知A容器中氦气的温度高于B容器中氦气的温度，但压强却低于B容器中氦气的压强。由此可知（　　） A．A中氦气分子的平均速率一定大于B中氦气分子的平均速率 B．A中每个氦气分子的速率一定都大于B中每个氦气分子的速率 C．A中速率大的氦气分子数一定多于B中速率大的氦气分子数 D．A中氦气分子的数密度一定比B中氦气分子的数密度小 【答案】ACD 【详解】A．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，对于同种气体（氦气），分子质量相同，平均动能大则平均速率大。已知A容器中氦气温度高于容器中B氦气温度，所以A中氦气分子的平均速率一定大于B中氦气分子的平均速率，A正确； B．温度高只是分子的平均动能大，并不是每个分子的速率都大，A中也有速率小的分子，B中也有速率大的分子，B错误； C．A容器中氦气分子平均速率大，所以速率大的氦气分子数一定多于B中速率大的氦气分子数，C正确； D．根据理想气体状态方程，两容器中氦气质量相同，则物质的量相同，A容器中温度高，压强低，那么A容器体积大。又因为分子数（为阿伏伽德罗常数）相同，根据数密度，可知A中氦气分子的数密度一定比B中氦气分子的数密度小，D正确。 故选ACD。 25．（24-25高二下·全国·课后作业）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 【详解】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。 26．（24-25高二下·全国·课后作业）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 【详解】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。 27．（23-24高二下·重庆·期中）下列说法正确的是（    ） A．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生 B．酒精和水混合后总体积减小，是因为水和酒精发生了化学反应 C．一定质量的气体，在压强不变时，若温度降低，则单位时间碰撞单位面积容器的分子数一定增加 D．温度升高，分子平均动能变大，每个分子的动能都增大 【答案】AC 【详解】A．固、液和气体均能发生扩散现象，故A正确； B．酒精和水混合后体积变小，说明液体分子之间有间隙，故B错误； C．一定质量的气体，温度降低，平均动能降低，要保证压强不变，单位时间内碰撞单位面积容器分子数就需要变多，故C正确； D．温度升高，分子平均动能变大，并不意味着每一个分子动能都变大，故D错误。 故选AC。 28．（23-24高二下·全国·课后作业）氧气分子在和温度下各速率区间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。下列说法正确的是（　　） A．图中两条曲线下面积相等 B．随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增大 C．图中实线对应氧气分子在时的情形 D．与时相比，时氧气分子速率出现在区间内的分子数占总分子数的百分比较大 【答案】AC 【详解】A．在和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，即两条曲线下面积相等，故A项正确； B．当温度升高时，分子最多的速率区间移向速度大的地方，则速率小的分子数减少，速率大的分子数增加，分子的平均速率增大，但并非每一个氧气分子的速率都增大，故B项错误； C．题图中实线分子速率较大的分子数占总分子数的百分比较大，分子平均动能较大，则实线对应氧气分子在时的情形，故C项正确； D．由题图可知，区间内，对应的占据的比例均小于对应的占据的比例，因此时氧气分子速率出现在区间内的分子数占总分子数的百分比较小，故D项错误。 故选AC。 29．（23-24高二下·河北·期末）研究表明，大量气体分子整体的速率分布遵从一定的统计规律。图为氧气分子在0℃和100℃两种温度下的速率分布情况，下列说法正确的是（    ） A．各温度下，氧气分子的速率分布都呈现“中间少、两头多”的分布规律，且温度升高使得速率较小的氧气分子数所占的比例变小 B．图中虚线对应氧气分子在100℃时的情形 C．0℃和100℃对应的曲线与横轴围成的面积相等 D．在100℃时，氧气分子平均动能更大 【答案】CD 【详解】A．由图可知，在0℃和100℃下，气体分子的速率分布都呈现“中间多、两头少”的分布规律，且温度升高使得速率较小的氧气分子数所占的比例变小，故A错误。 B．由图可知，实线占百分比较大的分子速率较大，分子平均速率较大，则图中实线对应于氧气分子在100℃时的情形，故B错误； C．两曲线与横轴围成的面积的意义为单位1。由题图可知，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图线与横轴所围面积都应该等于1，即图中两条曲线与横轴围成的面积相等，故C正确； D．温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大，故D正确。 故选CD。 30．（23-24高二下·辽宁·期中）研究表明，大量气体分子整体的速率分布遵从一定的统计规律。图为氧气分子在和两种温度下的速率分布情况，下列说法正确的是（    ） A．在时，氧气分子平均动能更大 B．图中虚线对应氧气分子在时的情形 C．在时，氧气分子的速率不可能为零 D．各温度下，氧气分子的速率分布都呈现“中间少、两头多”的分布规律，且温度升高使得速率较小的氧气分子数所占的比例变小 【答案】AB 【详解】A．温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大，故A正确； B．由图可知，实线占百分比较大的分子速率较大，分子平均速率较大，则图中实线对应于氧气分子在100℃时的情形，虚线对应氧气分子在时的情形，故B正确； C．分子永不停息做无规则的运动，则分子运动的平均速率不可能为零，瞬时速度是可能为零的，故C错误； D．由图可知，在0℃和100℃下，气体分子的速率分布都呈现“中间多、两头少”的分布规律，且温度升高使得速率较小的氧气分子数所占的比例变小，故D错误。 故选AB。 31．（23-24高二下·广东梅州·阶段练习）对下列四幅图的描述不正确的是（　　） A．甲图中酱油的色素分子扩散到鸡蛋内的现象，说明分子在做热运动 B．乙图是显微镜下记录同一炭粒每隔的位置连线，连线就是炭粒运动的轨迹 C．丙图中压紧的铅块能吊住重物，说明分子间同时存在引力和斥力 D．丁图是气体分子的速率分布图像，由图可知 【答案】BCD 【详解】A．甲图中酱油的色素分子扩散到鸡蛋内的现象，说明分子在做热运动，故A正确，不满足题意要求； B．乙图是显微镜下记录同一炭粒每隔的位置连线，炭粒在做无规则运动，连线不是炭粒运动的轨迹，故B错误，满足题意要求； C．丙图中压紧的铅块能吊住重物，说明分子间存在引力，不能说明分子间存在斥力，故C错误，满足题意要求； D．温度越高，分子的平均动能越大，由图可知对应图像中速率大的分子所占的比例大于对应图像中速率大的分子所占的比例，则，故D错误，满足题意要求。 故选BCD。 32．（23-24高二下·陕西咸阳·阶段练习）下列说法正确的是（　　）    A．图甲中，温度升高，曲线峰值向右移动 B．图甲中，同一温度下，气体分子的速率都呈“中间多、两头少”的分布 C．由图乙可知，当分子间的距离从逐渐减小为时，分子力先做正功后做负功 D．由图乙可知，当分子间的距离从逐渐减小为时，分子势能不断减小 【答案】ABD 【详解】A．根据分子运动速率的统计规律可知，温度升高，分子速率分布曲线峰值向右移动，故A正确； B．同一温度下，气体分子的速率都呈“中间多、两头少”的分布，故B正确； CD．由图乙可知，当分子间距离为r2时，分子力表现为引力，当分子间距离为r0时，分子力为零。所以r0是分子间的平衡距离，分子间的距离从r2逐渐减小为r0时，分子力一直做正功，分子势能一直减小，故C错误，D正确。 故选ABD。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$