1.3 分子运动速率分布规律 同步练习-2025-2026学年高二下学期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 同步练习 一、单选题 1．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 2．关于气体压强的理解，哪一种理解是错误的 A．大气压强是由地球表面空气重力产生的，因此将开口瓶密闭后，瓶内气体脱离大气，它自身重力太小，会使瓶内气体压强远小于外界大气压强 B．气体压强是由于气体分子不断撞击器壁而产生的 C．气体压强取决于单位体积内分子数和分子的平均动能 D．单位面积器壁受到空气分子的碰撞的平均压力就是气体对器壁的压强 3．如图所示，是氧气分子在和的速率分布图，下列说法正确的是　　 A．在同一速率区间内，温度低的分子所占比例一定比温度高的分子所占比例大 B．随着温度的升高，氧气分子的平均速率变小 C．随着温度的升高，曲线的最大值向右偏移 D．随着温度的升高，速率小的分子所占的比例增高 4．氧气分子在不同温度下的速率分布规律如图所示，横坐标表示分子速率v，纵坐标表示单位速率区间内分子数占总分子数的百分比．曲线1、2对应的温度分别为、，则（    ） A．温度高于温度 B．曲线1与横轴所围的面积较大 C．温度升高，每一个氧气分子的速率都增大 D．温度升高，氧气分子的平均动能增大 5．气体对器壁有压强的原因是（　　） A．单个分子对器壁碰撞产生压力 B．几个分子对器壁碰撞产生压力 C．大量分子对器壁碰撞产生压力 D．以上说法都不对 6．分子动理论较好地解释了物质的宏观热力学性质。据此可判断下列说法中正确的是（      ） A．布朗运动反映了固体分子的无规则运动 B．理想气体分子势能随着分子间距离的增大，可能减小也可能增大 C．在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素 D．单位时间内，气体分子对容器壁单位面积上的碰撞次数减少，气体的压强一定减小 7．一切物体的分子都在做永不停息的无规则热运动，但大量分子的运动却有一定的统计规律．氧气分子在 0°C 或 100°C 温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比（以下简称占比）随气体分子速率的变化如图中两条曲线所示．对于图线的分析，下列说法正确的是 A．温度升高，所有分子的动能都增大 B．100°C 温度下，速率在 200-300m/s 的那一部分分子占比较 0°C 的占比多 C．由于分子之间的频繁碰撞，经过足够长时间，各种温度下的氧气分子都将比现在速率更趋于一样 D．如果同样质量的氧气所占据体积不变，100°C 温度下氧气分子在单位时间与单位面积器壁碰撞的次数较 0°C 时更多 8．有关理想气体的压强，下列说法正确的是（　　） A．气体分子的平均速率增大，则气体的压强可能增大 B．气体分子的密集程度增大，则气体的压强一定增大 C．气体分子的平均动能减小，则气体的压强一定减小 D．气体分子的内能减小，则气体的压强一定减小 9．对气体压强的描述，下列说法正确的是（    ） A．若气体分子的密集程度变大，则气体压强一定变大 B．若气体分子的平均动能变大，则气体压强一定变大 C．在完全失重状态下，气体压强一定为零 D．气体压强是由大量气体分子对器壁频繁的碰撞而产生的 10．气体压强从微观角度看是大量气体分子频繁碰撞容器壁而产生的一个持续的压力效果。一同学用下图实验装置模拟这一情景。桌面上放一台秤，用杯子向台秤上倾倒大豆，观察台秤的示数。关于实验现象及推论，下列说法正确的是（　　） A．只增大倾倒大豆的杯子高度，台秤示数会减小 B．只增加相同时间内倾倒大豆的数量，台秤示数会减小 C．气体分子与容器壁的碰撞越剧烈、越频繁，则气体压强就越大 D．一定质量的气体，其温度越高、体积越大，则气体压强就越大 二、多选题 11．如图是容器内某理想气体分子运动示意图，有关该气体分子运动的说法正确的是（　　） A．容器内各种速率的分子分布有“中间多，两头少”的特征 B．占总分子比例极大值的速率会随温度的升高而增大 C．容器内所有分子的动能均随温度的升高而增大 D．因分子无规则运动，分子间距不断改变，分子力的大小也不断变化 12．如图所示，两个完全相同的圆柱形密闭容器，甲中恰好装满水，乙中充满空气，则下列说法中错误的是(容器容积恒定)(    ) 甲　　　　乙 A．两容器中器壁的压强都是由于分子撞击器壁而产生的 B．两容器中器壁的压强都是由所装物质的重力而产生的 C．甲容器中pA>pB，乙容器中pC＝pD D．当温度升高时，pA、pB变大，pC、pD也要变大 E．当温度升高时，pA、pB不变，pC、pD均增大 13．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相等 D．某一温度下大多数气体分子的速率不会发生变化 14．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，从而气体的压强一定增大 B．气体的体积变小时，单位体积的分子数增多，单位时间内打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．密封在体积不变的容器中的气体，若温度升高，则气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大 D．分子从远处趋近固定不动的分子，当到达受的作用力为零处时，的动能一定最大 15．氧气分子在0 °C和100 °C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的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．图中虚线对应氧气分子平均动能较小的情形 B．图中实线对应氧气分子在100 °C时的情形 C．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目 D．与0 °C时相比，100 °C时氧气分子速率出现在0～400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大 三、填空题 16．如图1所示，在斯特林循环的p–V图象中，一定质量理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，整个过程由两个等温和两个等容过程组成。B→C的过程中，单位体积中的气体分子数目 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。状态A和状态D的气体分子热运动速率的统计分布图象如图2所示，则状态A对应的是 （选填“①”或“②”）。 17．如图所示，图线1和2分别表示在温度和下的分子速率分布图线，则温度高低关系有 （选填“>”“<”或“=”）． 四、解答题 18．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。 19．如图是“嫦娥三号”卫星顺利升空的情景。已知大气压强是由于大气的重力而产生的，某学校兴趣小组的同学，通过查找资料知道：月球半径R，月球表面重力加速度g为开发月球的需要，设想在月球表面覆盖一层大气，使月球表面附近的大气压达到，已知大气层厚度h，比月球半径小得多，假设月球表面开始没有空气。空气的平均摩尔质量M，阿伏加德罗常数，试求： （1）应在月球表面覆盖的大气层的总质量m； （2）月球表面大气层的分子数； （3）气体分子间的距离。 20．全班每人都把4枚硬币握在手中，在桌面上随意投掷10次，统计10次投掷中有0，1，2，3，4枚硬币正面朝上的次数，并将所得数据按下表的要求记录下来。你发现有什么规律？ 统计对象 统计项目 总共投掷的次数 4枚硬币中正面朝上的硬币枚数 0 1 2 3 4 我的实验数据 我所在小组（3~4人一组）的数据 我所在大组（按座位划分）的数据 全班的数据 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《1.3 分子运动速率分布规律 同步练习》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B A C D C C D A D C 题号 11 12 13 14 15 答案 AB ABD BC CD AB 1．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。 2．A 【详解】大气压强是由地球表面空气重力产生的，而被密封在某种容器中的气体，其压强是大量的做无规则运动的气体分子对容器壁不断碰撞而产生的，它的大小不是由被封闭气体的重力所决定的，而压强与温度和体积均有关，若温度与体积不变，则气体压强等于外界大气压强，故A错误；密闭容器内的气体压强是大量气体分子频繁撞击器壁产生，容器处于完全失重状态时，气体分子依然频繁撞击器壁，压强不可能为零，故B正确；气体压强取决于，分子的密集程度与分子的平均动能，即为单位体积内分子数和分子的平均动能，故C正确；根据公式，可知单位面积器壁受到气体分子碰撞的平均压力在数值上就等于气体压强的大小，故D正确；本题选择错误的，故选A．s 3．C 【详解】A．由图知，在同一速率区间内，温度低的分子所占比例一定比温度高的分子所占比例不一定大，故A错误； B．由图可知，随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占比例变低，氧气分子的平均速率增大，故B错误； C．随着温度的升高，分子平均速率变大，速率较大的分子占据的百分比增加，则曲线的最大值向右偏移，故C正确； D．由图可知，随着温度的升高，速率小的分子所占的比例减少，故D错误。 故选C。 4．D 【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．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，故两条曲线与横轴所围的面积相等，B错误； CD．温度是分子平均动能的标准，是大量分子运动的统计规律，对个别分子没有意义，所以温度升高，氧气分子的平均动能越大，但不是每一个氧气分子的速率都增大，D正确，C错误； 故选D。 5．C 【详解】由于大量的气体分子对容器器壁频繁的碰撞作用，从而产生了对器壁的压力，从而产生了气体的压强。 故选C。 6．C 【详解】A．布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的运动，布朗运动说明了液体分子不停地做无规则运动，A错误； B．理想气体分子间的作用力为零，不存在分子势能，B错误； C．扩散现象可发生在固体、液体与气体间，故在真空、高温条件下，可以利用分子的扩散向半导体材料掺入其他元素，C正确； D．气体的压强与气体分子单位时间在单位面积上对器壁的碰撞次数以及碰撞力都有关，则单位时间内，气体分子对容器壁单位面积上的碰撞次数减少，气体的压强不一定减小，D错误。 故选C。 7．D 【详解】A．温度升高，分子的平均动能变大，并非所有分子的动能都增大，选项A错误； B．实线对应的最大比例的速率区间内分子动能大，说明实验对应的温度大，为100℃时的情形，由图可知速率在 200-300m/s 的那一部分分子占比较 0°C 的占比少，选项B错误； C．因速率较大的分子与速率较小的分子碰撞时只是交换速度，则即使分子之间的频繁碰撞，经过足够长时间，各种速率的分子所占的比例不会发生变化，选项C错误； D．如果同样质量的氧气所占据体积不变，100°C 温度下氧气分子运动的平均速率较大，则在单位时间与单位面积器壁碰撞的次数较 0°C 时更多，选项D正确； 故选D. 8．A 【详解】A．从微观角度讲，决定气体压强大小的因素：气体分子的数密度、平均动能；气体分子的平均速率增大，分子数密度可能减小，故气体的压强可能增大，故A正确； B．气体分子的密集程度增大，分子热运动的平均动能可能减小，故气体的压强不一定增大，故B错误； C．气体分子的平均动能增大，分子数密度可能减小，故气体的压强不一定减小，故C错误； D．如果该气体分子经过等压冷却过程，此时气体分子的内能减小，气体压强却保持不变，故D错误。 故选A。 9．D 【详解】AB．气体压强大小由气体分子的密集程度和气体分子的平均动能两个因素共同决定的，如果密集程度大而平均动能小，气体压强不一定大；而平均动能大而密集程度小，气体压强也不一定大，因此AB错误； CD．气体产生压强的原因是大量分子频繁碰撞容器壁而产生的，与重力无关，因此完全失重状态下，气体压强可能不为零，C错误，D正确。 故选D。 10．C 【详解】A．倾倒大豆的杯子高度增大，类似于器壁发生碰撞的气体分子的平均速率增大，压强增大，压力增大，因此台秤示数增大，故A错误； B．倾倒大豆时大豆对台秤有力的作用，这个力是大豆对台秤的压力，相同时间内倾倒的大豆越多，类似于器壁发生碰撞的气体分子的数目越多，压强越大，压力越大，因此台秤的示数越大，故B错误； C．气体分子与容器壁的碰撞越剧烈、越频繁，即在单位时间内作用在器壁单位面积上的平均作用力增大，则气体压强增大，故C正确； D．一定质量的气体，其温度越高、体积越大，气体压强不一定越大，故D错误。 故选C。 11．AB 【详解】A．根据气体分子速率分布曲线与温度的关系，容器内各种速率的分子分布是“中间多，两头少”，故A正确； B．温度升高，分子平均速率增大，占总分子比例极大值的速率会随温度的升高而增大，故B正确； C．分子运动是统计规律，单个分子的动能随温度变化没有规律，而分子的平均动能随温度升高而增大，故C错； D．理想气体分子间除碰撞外无相互作用力，即分子间不存在分子力，所以D错误。 故选AB。 12．ABD 【详解】AB．甲容器压强产生的原因是液体受到重力的作用，而乙容器压强产生的原因是分子撞击器壁，AB错误，符合题意； C．液体的压强，，可知，而密闭容器中气体压强各处均相等，与位置无关，，C正确，不符合题意； DE．温度升高时，甲容器压强产生的原因是液体受到重力的作用而产生的，故不变，而增大，E正确，不符合题意；D错误，符合题意。 故选ABD。 13．BC 【详解】A．根据统计规律，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，A错误； B．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，B正确； C．虽然每个分子的速率瞬息万变，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，C正确； D．某一温度下，每个分子的速率仍是瞬息万变的，D错误。 故选BC。 14．CD 【详解】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，但是若气体体积减小，分子数密度减小，单位时间内撞击器壁的分子数减小，则气体的压强不一定增大，选项A错误； B．气体的体积变小时，单位体积的分子数增多，单位时间内打到器壁单位面积上的分子数增多，但是若气体的温度降低时，分子的平均动能减小，撞击器壁时对器壁的作用力减小，则气体的压强不一定增大，选项B错误； C．密封在体积不变的容器中的气体，气体数密度不变，若温度升高，则气体分子平均速率变大，则气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大，选项C正确； D．分子从远处趋近固定不动的分子，当到达受的作用力为零处时，分子力始终做正功，则的动能一定最大，选项D正确。 故选CD。 15．AB 【详解】A．0 °C具有最大比例的速率区间对应的速率应较小，说明虚线为0 °C时的分布图线，对应的分子平均动能较小，A正确； B．实线对应的最大比例的速率区间内分子速率较大，说明实线对应的温度大，故为100 °C时的情形，B正确； C．题图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子占总分子数的百分比，但无法确定分子具体数目，C错误； D．由题图可知，0～400 m/s段内，100  °C对应的氧气分子占总分子数的百分比小于0 °C时的，因此100 °C时氧气分子速率出现在0～400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较小，D错误。 故选AB。 16． 不变 ① 【详解】[1]由题图知B→C的过程中气体的体积不变，所以密度不变，即单位体积中的气体分子数目不变； [2]因当温度升高，分子热运动加剧，速率较大的分子所占百分比增高，分布曲线的峰值向速率大的方向移动即向高速区扩展，峰值变低，曲线变宽，变平坦，由题中图知状态A的温度低，所以对应的是①。 17．< 【详解】[1]由不同温度下的分子速率分布曲线可知，分子数百分率呈现“中间多，两头少”统计规律，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，所以有T1＜T2. 18．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。 19．（1） ；（2） ；（3） 【详解】（1）月球的表面积为 S＝4πR2 月球表面大气的重力与大气压力大小相等，即有 mg＝p0S 所以大气的总质量 （2）月球表面大气层的分子数为 （3）可以认为每一个气体分子占据的空间为一个立方体，小立方体紧密排列，其边长即为分子间的距离，设分子间距离为a，大气层中气体的体积为V，则有 V＝4πR2h 可得 20．见解析 【详解】数据记录如下： 统计对象 统计项目 总共投掷的次数 4枚硬币中正面朝上的硬币枚数 0 1 2 3 4 我的实验数据 10 1 2 4 3 0 我所在小组（3~4人一组）的数据 40 2 9 16 10 3 我所在大组（按座位划分）的数据 100 7 25 36 26 6 全班的数据 400 26 100 151 99 24 规律：4枚硬币中有两面朝上时出现的次数最多，大约占，有一面朝上和三面朝上出现的机会差不多，分别大约占，没有朝上的或均朝上的最少，分别大约占。我们不能确定每次出现的情况，但是每种情况出现的可能性是一定的。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $