第3节 气体分子速率分布的统计规律（分层作业）物理鲁科版选择性必修第三册

3．气体分子速率分布的统计规律 目录 【攻核心·技能提升】 1 一、气体分子运动的特点 1 二、气体分子速率分布图像 2 三、气体压强的微观解释 5 【拓思维·重难突破】 6 【链高考·精准破局】 8 一、气体分子运动的特点 1.双层玻璃广泛应用于住宅、办公楼、商业场所和公共建筑等，双层玻璃密闭的空间内会残留一些稀薄气体。与白天相比，夜晚双层玻璃间密闭的稀薄气体（　　） A．分子平均动能变小 B．单位体积内分子的个数变少 C．分子间距离都变小 D．所有分子的运动速率都变小 2.伽尔顿板可以演示统计规律。如图，让大量小球从上方漏斗形入口落下，最终小球都落在槽内。重复多次实验后发现（　　） A. 某个小球落在哪个槽是有规律的 B. 大量小球在槽内的分布是有规律的 C. 越接近漏斗形入口处的槽内，小球聚集越少 D. 大量小球落入槽内后均匀分布在各槽中 3.（多选）关于气体分子的运动情况，下列说法中正确的是（　　） A. 某一时刻具有任意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 4.关于气体的压强和分子的运动情况，下列说法正确的是（　　） A. 气体的压强是由气体分子间的吸引和排斥产生的 B. 当某一容器自由下落时，容器中气体的压强将变为零 C. 某一时刻一个分子速度的大小和方向是偶然的 D. 某一温度下，大多数气体分子的速率不会发生变化 5.关于气体分子的速率分布规律，下列说法正确的是（　　） A. 温度升高时，所有气体分子的速率都增大 B. 温度升高时，速率大的分子所占比例减少 C. 温度升高时，分子热运动的平均动能增加 D. 当温度降低时，速率分布曲线的峰值会向速率大的方向移动 6.克劳修斯用统计方法计算出常温下气体分子热运动的平均速率为几百米每秒后，立即就有人提出反驳说，如果气体分子运动真的这么快，为什么在房子里打开香水瓶的盖子后，要等几秒才能闻到香水的气味？下列关于这个问题的回答中，你认为正确的是（　　） A．克劳修斯的计算结果是错的，常温下气体分子热运动的平均速率只有一米每秒左右 B．气体分子运动能够达到几百米每秒的实际上只是极少数，尽管这些极少数香水分子能够立即到达房间的其他位置，但因为数量太少，一时不足以引起明显的嗅觉反应 C．尽管挥发出来的香水分子都能在0.01s左右的时间内到达房间各处，但香水挥发很慢，不经历足够长的时间，空气中香水分子浓度就不够高，一时不足以引起明显的嗅觉反应 D．房子里空气分子数量极大，分子间存在着频繁的碰撞，使得香水分子需要经历极为曲折的路径才能从香水瓶口运动到房子中的其他位置 二、气体分子速率分布图像 7.汽缸内封闭有一定质量的气体，在某次压缩过程中，缸内气体的温度从T1迅速升高至T2。下列各图中，纵坐标f（v）表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，图线I、Ⅱ分别为缸内气体在T1、T2两种温度下的分子速率分布曲线，其中正确的是（　　） A． B． C． D． 8.表甲是氧气分子在和两种不同情况下的速率分布情况，图乙是根据表格中的数据绘制的图线。下列判断正确的是（　　） A. 图线对应的温度为 B. 时氧气分子平均动能小于时氧气分子平均动能 C. 时每个氧气分子的速率都比时每个氧气分子的速率大 D. 对应曲线与横轴包围的面积比对应曲线与横轴包围的面积大 9.年我国物理学家葛正权定量验证了麦克斯韦的气体分子速率分布规律如图所示为氧气分子在不同温度下的分子速率分布规律图像，图中实线、对应的温度分别为、 、则下列说法正确的是（　　） A. 温度大于温度 B. 、温度下，某一速率区间的分子数占比可能相同 C. 将、温度下的氧气混合后，对应的分子速率分布规律曲线下方的面积为曲线和曲线下方的面积之和 D. 将、温度下的氧气混合后，对应的分子速率分布规律曲线可能是图中的虚线 10.如图，纵轴表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，曲线Ⅰ和Ⅱ为一定质量某种理想气体在两种温度下的与分子速率的关系图像。比较曲线Ⅰ和Ⅱ，下列说法正确的是（　　） A. 曲线Ⅰ对应的气体温度更高 B. 曲线Ⅰ和Ⅱ对应的气体内能相等 C. 曲线Ⅰ与横轴所围的面积更大 D. 曲线Ⅰ对应的气体分子平均速率更小 11.概率统计的方法是科学研究中的重要方法之一，以下是某一定质量的氧气可看成理想气体在和时统计出的速率分布图像，结合图像分析以下说法正确的是（　　） A. 其中某个分子，时的速率一定比时要大 B. 时图线下对应的面积和时图线下对应的面积相等 C. 如果两种情况气体的压强相同，则时单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数比时多 D. 如果两种情况气体的体积相同，则时单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数与时相同 12.如图（a）为一汽缸，其升降部分由M、N两筒组成，两筒间密闭了一定质量的理想气体。图（b）为气体分子速率分布曲线，初始时刻汽缸内气体所对应的曲线为b、若用力使M迅速向下滑动，设此过程筒内气体不与外界发生热交换，则此过程中（　　） A．密闭气体压强增大，分子平均动能增大 B．气体对外界做功，内能减少 C．容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数增加 D．密闭气体的分子速率分布曲线可能会由b曲线变成c曲线 三、气体压强的微观解释 13.如图所示为模拟气体压强产生机理的演示实验。操作步骤如下：把一颗豆粒从距秤盘处松手让它落到秤盘上，观察指针摆动的情况；再把颗左右的豆粒从相同高度均匀连续地倒在秤盘上，观察指针摆动的情况；使这些豆粒从更高的位置均匀连续倒在秤盘上，观察指针摆动的情况。下列说法正确的是（　　） A. 步骤和模拟的是气体压强与气体分子平均动能的关系 B. 步骤和模拟的是气体压强与分子密集程度的关系 C. 步骤和模拟的是大量气体分子分布所服从的统计规律 D. 步骤和模拟的是大量气体分子频繁碰撞器壁产生压力的持续性 14.自主学习活动中，同学们对密闭容器中的氢气性质进行讨论，下列说法中正确的是（　　） A. 体积增大时，氢气分子的密集程度保持不变 B. 压强增大是因为氢气分子之间斥力增大 C. 因为氢气分子很小，所以氢气在任何情况下均可看成理想气体 D. 温度变化时，氢气分子速率分布中各速率区间的分子数占总分子数的百分比会变化 15.下面关于气体压强的说法正确的是（　　） 气体对器壁产生的压强是由于大量气体分子频繁碰撞器壁而产生的 气体对器壁产生的压强等于作用在器壁单位面积上的平均作用力 从微观角度看，气体压强的大小跟气体分子的平均速率和分子数密度有关 从宏观角度看，气体压强的大小跟气体的温度和体积有关 A. 只有对 B. 只有对 C. 只有对 D. 都对 16.进入月份，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。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.从分子动理论的观点来看，气体分子间距离比较大，分子间的作用力很弱，气体对容器的压强源于气体分子的热运动。当它们飞到器壁时，就会跟器壁发生碰撞可视为弹性碰撞，对器壁产生作用力从而产生压强，如图所示。设气体分子的质量为，气体分子热运动的平均速率为。下列说法正确的是（　　） A. 气体分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，可视为匀速直线运动 B. 在某一时刻，向各个方向运动的气体分子数目差距很大 C. 每个气体分子跟器壁发生碰撞过程中，施加给器壁的冲量大小为 D. 若增大气体体积，则气体压强一定减小 18.在某实验中，研究者测量了一种气体在不同温度下的速率分布。如图显示了该气体在温度0℃和80℃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。下列说法正确的是（　　） A．图中实线对应的温度为80℃ B．图中虚线对应于该气体分子平均动能较大的情形 C．图中虚线对应的温度为80℃ D．与80℃时相比， 0℃时分子速率在0到200m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较小 19.根据分子动理论，气体分子运动的剧烈程度与温度有关，以下表格中的数据是研究氧气分子速率分布规律而列出的。 按速率大小划分区间 各速率区间的分子数占总分子数的百分比 以下 以上 根据表格内容，以下说法正确的是（　　） A. 不论温度多高，速率很大和很小的分子总是少数 B. 当温度变化时，“中间多、两头少”的分布规律发生改变 C. 某一温度下，速率在某一数值附近的分子数多，该速率之上，分子速率越大，分子数越少 D. 温度升高时，速率小的分子数减少了 20.压强产生的原因有多种情况： （1）①正方体密闭容器中有大量运动粒子，每个粒子质量为m，单位体积内粒子数量n为恒量。为简化问题，我们假定：（a）粒子大小可以忽略，其速率均为v，且与器壁各面碰撞的机会均等；（b）与器壁碰撞前后瞬间，粒子速度方向都与器壁垂直，且速率不变。利用所学力学知识，推导出器壁所受压强p与m、n和v的关系； ②理想气体不考虑分子间的相互作用，故可以忽略分子势能，气体内能可以近似等于所有气体分子动能的总和。“温度是分子平均动能的标志，即（a为物理常量，为分子热运动的平动动能）”，推导气体内能与体积V和压强的关系。已知一定质量的理想气体，其压强与热力学温度T的关系为p=nkT，式中n为单位体积内气体的分子数，k为常数。不考虑气体分子的转动。 （2）伯努利原理：对于流动的气体或液体，流速大的地方压强小，流速小的地方压强大。如图所示，一根水平放置的管道，从左往右逐渐变粗，流体从中流过。管内流体稳定流动时具有这样的特点：（a）管内各处液体体积无法压缩且密度均相同；（b）管内各处液体流速不随时间改变。选取横截面C和横截面D之间的液体为研究对象，当C处液体流动很小一段距离，到达处，D处液体正好流动到处。设管道入口处横截面积为，压强为，流体流速为；管道出口处横截面积为，压强为，流体流速为。设流体密度始终为，忽略流体的粘滞阻力和管壁对流的阻力。与外界对气体做功的规律类似，极短时间内，外界对流体做功可以通过求得，其中p为液体压强，是时间内被外力推动的流体体积大小，如图中横截面C与横截面之间的流体体积。请根据守恒思想和功能关系，推导压强与流速的关系满足：。 21.（2025·江苏·高考真题）一定质量的理想气体，体积保持不变。在甲、乙两个状态下，该气体分子速率分布图像如图所示。与状态甲相比，该气体在状态乙时（　　）    A．分子的数密度较大 B．分子间平均距离较小 C．分子的平均动能较大 D．单位时间内分子碰撞单位面积器壁的次数较少 22.（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）某同学冬季乘火车旅行，在寒冷的站台上从气密性良好的糖果瓶中取出糖果后拧紧瓶盖，将糖果瓶带入温暖的车厢内一段时间后，与刚进入车厢时相比，瓶内气体（　　） A．内能变小 B．压强变大 C．分子的数密度变大 D．每个分子动能都变大 23.（2019·上海·高考真题）将相同质量,相同温度的理想气体放入相同容器,体积不同,则这两部分气体（　　） A．平均动能相同,压强相同 B．平均动能不同,压强相同 C．平均动能相同,压强不同 D．平均动能不同,压强不同 24.（2021·上海·高考真题）如图为气体速率分布图，纵坐标表示该速率的分子占总分子数的百分比，图线下的面积为，图线下的面积为，下列说法正确的是（　　） A． B． C． D． 25.（2022·江苏·高考真题）自主学习活动中，同学们对密闭容器中的氢气性质进行讨论，下列说法中正确的是（　　） A．体积增大时，氢气分子的密集程度保持不变 B．压强增大是因为氢气分子之间斥力增大 C．因为氢气分子很小，所以氢气在任何情况下均可看成理想气体 D．温度变化时，氢气分子速率分布中各速率区间的分子数占总分子数的百分比会变化 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 3．气体分子速率分布的统计规律 目录 【攻核心·技能提升】 1 一、气体分子运动的特点 1 二、气体分子速率分布图像 4 三、气体压强的微观解释 7 【拓思维·重难突破】 10 【链高考·精准破局】 14 一、气体分子运动的特点 1.双层玻璃广泛应用于住宅、办公楼、商业场所和公共建筑等，双层玻璃密闭的空间内会残留一些稀薄气体。与白天相比，夜晚双层玻璃间密闭的稀薄气体（　　） A．分子平均动能变小 B．单位体积内分子的个数变少 C．分子间距离都变小 D．所有分子的运动速率都变小 【答案】A 【详解】A．双层玻璃间密闭气体的温度在夜晚低于白天。根据分子动理论，温度是分子平均动能的标志，温度降低时，分子的平均动能减小，故A正确； B．气体密闭，体积不变，分子总数不变，因此单位体积内分子数不变，故B错误； C．分子间距由体积决定，体积不变则平均间距不变，故C错误； D．温度降低仅使平均速率减小，而非所有分子速率都变小，故D错误。故选 A。 2.伽尔顿板可以演示统计规律。如图，让大量小球从上方漏斗形入口落下，最终小球都落在槽内。重复多次实验后发现（　　） A. 某个小球落在哪个槽是有规律的 B. 大量小球在槽内的分布是有规律的 C. 越接近漏斗形入口处的槽内，小球聚集越少 D. 大量小球落入槽内后均匀分布在各槽中 【答案】B 【详解】如果从入口处投入单个小球或者少量小球，小球落在哪个槽是偶然、随机的，大量小球投入，落入槽的分布情况是有规律的，多次重复实验可知，小球落在槽内的分布是不均匀的，中间槽最多，两边最少，越接近漏斗形入口处的槽内，小球最多。 故选B。 3.（多选）关于气体分子的运动情况，下列说法中正确的是（　　） A. 某一时刻具有任意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 【答案】BC 【详解】具有任意速率的气体分子数目并不是相等的，而是呈“中间多、两头少”的统计规律分布，故A项错误；由于气体分子之间频繁碰撞，气体分子随时都会改变自己的运动情况，因此在某一时刻，一个气体分子速度的大小和方向完全是偶然的，故B项正确；虽然每个气体分子的速度在不停地变化，但是大量气体分子的整体存在着统计规律，由于气体分子数目巨大，某一时刻向任意一个方向运动的气体分子数目只有很小的差别，可以认为是相等的，故C项正确；某一温度下，每个气体分子的速率仍然是随时变化的，只是气体分子运动的平均速率相同，故D项错误。故正确答案为、。 4.关于气体的压强和分子的运动情况，下列说法正确的是（　　） A. 气体的压强是由气体分子间的吸引和排斥产生的 B. 当某一容器自由下落时，容器中气体的压强将变为零 C. 某一时刻一个分子速度的大小和方向是偶然的 D. 某一温度下，大多数气体分子的速率不会发生变化 【答案】C 【详解】A、气体的压强是由于气体分子对器壁的频繁撞击产生的，而不是由气体分子间的吸引和排斥产生的，故A错误； B、当某一容器自由下落时，虽然处于完全失重状态，但气体分子的热运动不会停止，所以气体分子仍然不断撞击容器壁而产生压力，故容器中气体的压强不为零，故B错误； C、气体分子的运动是杂乱无章的，某一时刻一个分子速度的大小和方向是偶然的，故C正确； D、温度是物体分子热运动平均动能的标志，某一温度下大量分子的平均动能不变，不表示所有气体分子的速率都不会发生变化，故D错误。 故选。 5.关于气体分子的速率分布规律，下列说法正确的是（　　） A. 温度升高时，所有气体分子的速率都增大 B. 温度升高时，速率大的分子所占比例减少 C. 温度升高时，分子热运动的平均动能增加 D. 当温度降低时，速率分布曲线的峰值会向速率大的方向移动 【答案】C 【详解】A.温度升高时，分子平均动能增大，但不是所有分子速率都增大。A错误 B.温度升高时，速率大的分子比例增加。B错误 C.物理的温度是分子热运动的平均动能的标志，温度升高，分子热运动的平均动能增加。C正确 D.温度降低时，速率分布图像峰值左移上移，峰值对应的速度比例增加。D错误 6.克劳修斯用统计方法计算出常温下气体分子热运动的平均速率为几百米每秒后，立即就有人提出反驳说，如果气体分子运动真的这么快，为什么在房子里打开香水瓶的盖子后，要等几秒才能闻到香水的气味？下列关于这个问题的回答中，你认为正确的是（　　） A．克劳修斯的计算结果是错的，常温下气体分子热运动的平均速率只有一米每秒左右 B．气体分子运动能够达到几百米每秒的实际上只是极少数，尽管这些极少数香水分子能够立即到达房间的其他位置，但因为数量太少，一时不足以引起明显的嗅觉反应 C．尽管挥发出来的香水分子都能在0.01s左右的时间内到达房间各处，但香水挥发很慢，不经历足够长的时间，空气中香水分子浓度就不够高，一时不足以引起明显的嗅觉反应 D．房子里空气分子数量极大，分子间存在着频繁的碰撞，使得香水分子需要经历极为曲折的路径才能从香水瓶口运动到房子中的其他位置 【答案】D 【详解】AB．常温下气体分子热运动的平均速率为几百米每秒，且大多数分子的速率在几百米每秒区间，极少数分子速率很大或很小，呈现“两头少、中间多”的分布特征，AB错误； CD．尽管大多数香水分子速率在几百米每秒区间，但房子里空气分子数量极大，分子间存在着频繁的碰撞，使得香水分子需要经历极为曲折的路径才能从香水瓶口运动到房子中的其他位置，几乎不可能有香水分子能够毫无障碍的匀速运动到房子中其他离香水瓶较远的位置，故C错误，D正确。 故选D。 二、气体分子速率分布图像 7.汽缸内封闭有一定质量的气体，在某次压缩过程中，缸内气体的温度从T1迅速升高至T2。下列各图中，纵坐标f（v）表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，图线I、Ⅱ分别为缸内气体在T1、T2两种温度下的分子速率分布曲线，其中正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】温度越高，分子平均动能越大，图像的峰值越靠右，两图线与横轴所围面积相等。故选A。 8.表甲是氧气分子在和两种不同情况下的速率分布情况，图乙是根据表格中的数据绘制的图线。下列判断正确的是（　　） A. 图线对应的温度为 B. 时氧气分子平均动能小于时氧气分子平均动能 C. 时每个氧气分子的速率都比时每个氧气分子的速率大 D. 对应曲线与横轴包围的面积比对应曲线与横轴包围的面积大 【答案】B 【详解】A.曲线中速率大分子占据的比例较大，则说明对应的温度较高，为，故A错误； B.温度高，分子平均动能大，故B正确； C.分子热运动的速率分布规律是一种统计规律，对少数分子不适用，故C错误； D.对应曲线与横轴包围的面积等于对应曲线与横轴包围的面积，均为，故D错误。 故选B。 9.年我国物理学家葛正权定量验证了麦克斯韦的气体分子速率分布规律如图所示为氧气分子在不同温度下的分子速率分布规律图像，图中实线、对应的温度分别为、 、则下列说法正确的是（　　） A. 温度大于温度 B. 、温度下，某一速率区间的分子数占比可能相同 C. 将、温度下的氧气混合后，对应的分子速率分布规律曲线下方的面积为曲线和曲线下方的面积之和 D. 将、温度下的氧气混合后，对应的分子速率分布规律曲线可能是图中的虚线 【答案】B 【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，由图可知曲线速率大的分子所占的比例比曲线速率大的分子所占的比例大，故温度  高于温度  ，A错误； B.  、  温度下，实线、相交于一点，即该速率区间的分子数占相同，B正确； C.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，故将  、  温度下的氧气混合后，对应的分子速率分布规律曲线下方的面积仍为，C错误； D.将  、  温度下的氧气混合后，温度不会比  的温度更低，故对应的分子速率分布规律曲线不可能是图中的虚线，D错误。 故选B。 10.如图，纵轴表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，曲线Ⅰ和Ⅱ为一定质量某种理想气体在两种温度下的与分子速率的关系图像。比较曲线Ⅰ和Ⅱ，下列说法正确的是（　　） A. 曲线Ⅰ对应的气体温度更高 B. 曲线Ⅰ和Ⅱ对应的气体内能相等 C. 曲线Ⅰ与横轴所围的面积更大 D. 曲线Ⅰ对应的气体分子平均速率更小 【答案】D 【详解】A.根据分子运动速率分布与温度的关系可知，曲线Ⅰ对应的气体温度更低，故A错误； B.曲线Ⅱ对应的气体温度更高，则内能更大，故B错误； C.曲线Ⅰ和Ⅱ与横轴所围的面积一样大，故C错误； D.曲线Ⅰ对应的温度低，故分子平均动能越小，所以气体分子平均速率更小，D正确。 故选D。 11.概率统计的方法是科学研究中的重要方法之一，以下是某一定质量的氧气可看成理想气体在和时统计出的速率分布图像，结合图像分析以下说法正确的是（　　） A. 其中某个分子，时的速率一定比时要大 B. 时图线下对应的面积和时图线下对应的面积相等 C. 如果两种情况气体的压强相同，则时单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数比时多 D. 如果两种情况气体的体积相同，则时单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数与时相同 【答案】B 【详解】A、气体温度高时，气体分子的平均动能大，同种气体分子的平均速率大，某个分子的速率不一定大，故A错误； B、图像纵轴的意义是单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比，图线与横轴所围成的面积的意义，就是将每个单位速率的分子数占总分子数的百分比进行累加，累加的结果显然为，故B正确； C、温度高的分子的平均动能大，对器壁的撞击力大，如果两种情况气体的压强相同，则时单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比时小，故C错误； D、如果两种情况气体的体积相同，则气体分子数密度相同，温度高时分子的平均动能大，则时单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数比时多，故D错误； 故选。 12.如图（a）为一汽缸，其升降部分由M、N两筒组成，两筒间密闭了一定质量的理想气体。图（b）为气体分子速率分布曲线，初始时刻汽缸内气体所对应的曲线为b、若用力使M迅速向下滑动，设此过程筒内气体不与外界发生热交换，则此过程中（　　） A．密闭气体压强增大，分子平均动能增大 B．气体对外界做功，内能减少 C．容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数增加 D．密闭气体的分子速率分布曲线可能会由b曲线变成c曲线 【答案】ACD 【详解】AB．密闭气体处于绝热状态，用力使M迅速向下滑动，体积减小，压强增加，外力对气体做功，内能增加，理想气体忽略势能，动能增加，故A正确，B错误； C．用力使M迅速向下滑动，体积减小，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数增加，密闭气体压强增大，故C正确； D．由于气体温度越高，速率较大的分子所占的比例越大，则密闭气体的分子速率分布曲线可能会变成c曲线，故D正确。 故选ACD。 三、气体压强的微观解释 13.如图所示为模拟气体压强产生机理的演示实验。操作步骤如下：把一颗豆粒从距秤盘处松手让它落到秤盘上，观察指针摆动的情况；再把颗左右的豆粒从相同高度均匀连续地倒在秤盘上，观察指针摆动的情况；使这些豆粒从更高的位置均匀连续倒在秤盘上，观察指针摆动的情况。下列说法正确的是（　　） A. 步骤和模拟的是气体压强与气体分子平均动能的关系 B. 步骤和模拟的是气体压强与分子密集程度的关系 C. 步骤和模拟的是大量气体分子分布所服从的统计规律 D. 步骤和模拟的是大量气体分子频繁碰撞器壁产生压力的持续性 【答案】D 【详解】解：把一颗豆粒从距秤盘处松手让它落到秤盘上，豆粒与秤盘碰撞的瞬间指针有摆动，然后再回到原来的位置；把颗左右的豆粒从相同高度均匀连续地倒在秤盘上，豆粒持续落到秤盘上，指针示数会相对稳定在某一个值；将相同数量的豆粒从更高的位置倒在秤盘上，秤的示数变大； 、通过以上的分析可知，步骤和模拟的是大量气体分子频繁碰撞器壁产生压力的持续性，故A错误，D正确； 、步骤和比较，豆粒下落的密集程度是相同的，但到达秤盘时的速度不同，下落得位置高时，豆粒落到秤盘上的速度大，秤的示数大，所以步骤和模拟的是气体压强与气体分子平均动能的关系，故BC错误。 故选。 14.自主学习活动中，同学们对密闭容器中的氢气性质进行讨论，下列说法中正确的是（　　） A. 体积增大时，氢气分子的密集程度保持不变 B. 压强增大是因为氢气分子之间斥力增大 C. 因为氢气分子很小，所以氢气在任何情况下均可看成理想气体 D. 温度变化时，氢气分子速率分布中各速率区间的分子数占总分子数的百分比会变化 【答案】D 【详解】解：密闭容器中的氢气质量不变，分子个数不变，根据：，可知当体积增大时，单位体积的个数变小，分子的密集程度变小，故A错误； B.气体压强产生的原因是大量气体分子对容器壁的持续的、无规则撞击产生的；压强增大并不是因为分子间斥力增大，故B错误； C.普通气体在温度不太低，压强不太大的情况下才能看作理想气体，故C错误； D.温度是气体分子平均动能的标志，大量气体分子的速率呈现“中间多，两边少”的规律，温度变化时，大量分子的平均速率会变化，即分子速率分布中各速率区间的分子数占总分子数的百分比会变化，故D正确。 故选。 15.下面关于气体压强的说法正确的是（　　） 气体对器壁产生的压强是由于大量气体分子频繁碰撞器壁而产生的 气体对器壁产生的压强等于作用在器壁单位面积上的平均作用力 从微观角度看，气体压强的大小跟气体分子的平均速率和分子数密度有关 从宏观角度看，气体压强的大小跟气体的温度和体积有关 A. 只有对 B. 只有对 C. 只有对 D. 都对 【答案】D 【详解】气体压强的产生机理是：由于大量的气体分子频繁的持续的碰撞器壁而对器壁产生了持续的压力，单位时间内作用在器壁单位面积上的平均作用力的大小在数值上等于气体压强。由此可知，从微观的角度看，气体分子的平均速率越大，单位体积内的气体分子数越多，气体对器壁的压强就越大，即气体压强的大小与气体分子的平均动能和分子的密集程度有关；从宏观的角度看，温度越高，分子的平均速率越大，分子的平均动能越大，体积越小，单位时间内的气体分子数越多，分子对器壁的碰撞越频繁，气体对器壁的压强就越大，否则压强就越小。综上所述，四个选项都正确。 故选D。 16.进入月份，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。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； 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。 17.从分子动理论的观点来看，气体分子间距离比较大，分子间的作用力很弱，气体对容器的压强源于气体分子的热运动。当它们飞到器壁时，就会跟器壁发生碰撞可视为弹性碰撞，对器壁产生作用力从而产生压强，如图所示。设气体分子的质量为，气体分子热运动的平均速率为。下列说法正确的是（　　） A. 气体分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，可视为匀速直线运动 B. 在某一时刻，向各个方向运动的气体分子数目差距很大 C. 每个气体分子跟器壁发生碰撞过程中，施加给器壁的冲量大小为 D. 若增大气体体积，则气体压强一定减小 【答案】A 【详解】A.由于气体分子间的距离较大，分子间的作用力很弱，所以气体分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，可视为匀速直线运动，故A正确； B.气体分子的运动是无规则的，但在某一时刻，向各个方向运动的气体分子数目几乎相等，故B错误； C.速度为的气体分子跟器壁发生碰撞过程中根据动量定理 可知 但并不是每一个分子的速度都是，则每个气体分子跟器壁发生碰撞过程中，施加给器壁的冲量大小不一定为，故C错误； D.气体的压强由体积和温度共同决定，所以仅增大气体体积，气体压强不一定减小，故D错误。 故选。 18.在某实验中，研究者测量了一种气体在不同温度下的速率分布。如图显示了该气体在温度0℃和80℃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。下列说法正确的是（　　） A．图中实线对应的温度为80℃ B．图中虚线对应于该气体分子平均动能较大的情形 C．图中虚线对应的温度为80℃ D．与80℃时相比， 0℃时分子速率在0到200m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较小 【答案】A 【详解】ABC．温度越高，速率大的分子所占比例越大，则实线对应气体分子平均动能较大的情形，虚线对应于该气体分子平均动能较小的情形。实线对应的温度为80℃，故A正确，BC错误； D．由图像可知，与80℃时相比， 0℃时分子速率在0到200m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大，故D错误。 故选A。 19.根据分子动理论，气体分子运动的剧烈程度与温度有关，以下表格中的数据是研究氧气分子速率分布规律而列出的。 按速率大小划分区间 各速率区间的分子数占总分子数的百分比 以下 以上 根据表格内容，以下说法正确的是（　　） A. 不论温度多高，速率很大和很小的分子总是少数 B. 当温度变化时，“中间多、两头少”的分布规律发生改变 C. 某一温度下，速率在某一数值附近的分子数多，该速率之上，分子速率越大，分子数越少 D. 温度升高时，速率小的分子数减少了 【答案】ACD 【详解】根据分子运动的统计规律可知，不论温度如何变化，分子速率分布规律总表现为“中间多、两头少”，速率很大和很小的分子总是少数分子， A正确，B错误； C. 由表格分析知，某一温度下，速率在某一数值附近的分子数多，该速率之上，分子速率越大，分子数越少，C正确； D. 温度增加时，分子运动加剧，速率小的分子数减少，D正确。 故选。 20.压强产生的原因有多种情况： （1）①正方体密闭容器中有大量运动粒子，每个粒子质量为m，单位体积内粒子数量n为恒量。为简化问题，我们假定：（a）粒子大小可以忽略，其速率均为v，且与器壁各面碰撞的机会均等；（b）与器壁碰撞前后瞬间，粒子速度方向都与器壁垂直，且速率不变。利用所学力学知识，推导出器壁所受压强p与m、n和v的关系； ②理想气体不考虑分子间的相互作用，故可以忽略分子势能，气体内能可以近似等于所有气体分子动能的总和。“温度是分子平均动能的标志，即（a为物理常量，为分子热运动的平动动能）”，推导气体内能与体积V和压强的关系。已知一定质量的理想气体，其压强与热力学温度T的关系为p=nkT，式中n为单位体积内气体的分子数，k为常数。不考虑气体分子的转动。 （2）伯努利原理：对于流动的气体或液体，流速大的地方压强小，流速小的地方压强大。如图所示，一根水平放置的管道，从左往右逐渐变粗，流体从中流过。管内流体稳定流动时具有这样的特点：（a）管内各处液体体积无法压缩且密度均相同；（b）管内各处液体流速不随时间改变。选取横截面C和横截面D之间的液体为研究对象，当C处液体流动很小一段距离，到达处，D处液体正好流动到处。设管道入口处横截面积为，压强为，流体流速为；管道出口处横截面积为，压强为，流体流速为。设流体密度始终为，忽略流体的粘滞阻力和管壁对流的阻力。与外界对气体做功的规律类似，极短时间内，外界对流体做功可以通过求得，其中p为液体压强，是时间内被外力推动的流体体积大小，如图中横截面C与横截面之间的流体体积。请根据守恒思想和功能关系，推导压强与流速的关系满足：。 【答案】（1）①，②；（2）见解析 【详解】（1）①一个粒子每次与器壁碰撞过程对器壁的冲量为 由于粒子与器壁各面碰撞的机会均等，则在时间内有的粒子在器壁面积上发生碰撞，此过程与器壁碰撞的粒子总数为 则时间内粒子给器壁的总冲量为 根据动量定理有 器壁所受压强 解得 ②根据题意气体分子的平均动能为 气体的分子数目 压强与热力学温度T的关系为 p气=nkT 气体的内能 解得 （2）在相同时间内流过截面C的液体体积等于流过截面D的液体体积 令液体从做往右流动，以上述液体为研究对象，截面C左侧液体对该对象做正功为 截面D右侧液体对该对象做负功为 C、D间液体流动至，间，可等效为，D间液体不动，C、间液体流动至D，间，C、间液体质量 由于管道水平放置，液体的重力势能不变，对该部分液体，根据动能定理有 解得 21.（2025·江苏·高考真题）一定质量的理想气体，体积保持不变。在甲、乙两个状态下，该气体分子速率分布图像如图所示。与状态甲相比，该气体在状态乙时（　　）    A．分子的数密度较大 B．分子间平均距离较小 C．分子的平均动能较大 D．单位时间内分子碰撞单位面积器壁的次数较少 【答案】C 【详解】AB．根据题意，一定质量的理想气体，甲乙两个状态下气体的体积相同，所以分子密度相同、分子的平均距离相同，故AB错误； C．根据题图可知，乙状态下气体速率大的分子占比较多，则乙状态下气体温度较高，则平均动能大，故C正确； D．乙状态下气体平均速度大，密度相等，则单位时间内撞击容器壁次数较多，故D错误。 故选C。 22.（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）某同学冬季乘火车旅行，在寒冷的站台上从气密性良好的糖果瓶中取出糖果后拧紧瓶盖，将糖果瓶带入温暖的车厢内一段时间后，与刚进入车厢时相比，瓶内气体（　　） A．内能变小 B．压强变大 C．分子的数密度变大 D．每个分子动能都变大 【答案】B 【详解】A．将糖果瓶带入温暖的车厢内一段时间后，温度升高，而理想气体内能只与温度相关，则内能变大，故A错误； B．将糖果瓶带入温暖的车厢过程，气体体积不变，因为温度升高，分子运动激烈程度加剧，则压强变大，故B正确； C．气体分子数量不变，气体体积不变，则分子的数密度不变，故C错误； D．温度升高，气体分子的平均动能增大，但不是每个分子的动能都增大，故D错误。 故选 B。 23.（2019·上海·高考真题）将相同质量,相同温度的理想气体放入相同容器,体积不同,则这两部分气体（　　） A．平均动能相同,压强相同 B．平均动能不同,压强相同 C．平均动能相同,压强不同 D．平均动能不同,压强不同 【答案】C 【详解】温度是平均动能的标志，所以温度相同平均动能相同，而根据压强的微观解释可知，压强与分子平均动能和分子数密度有关，质量相同而体积不同，所以分子数密度不同，压强不同，ABD错误C正确 24.（2021·上海·高考真题）如图为气体速率分布图，纵坐标表示该速率的分子占总分子数的百分比，图线下的面积为，图线下的面积为，下列说法正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】AB．由图可知，T2中速率大分子占据的比例较大，则说明T2对应的平均动能较大，故T2对应的温度较高，，故A错误，B正确。 CD．曲线下的面积表示分子速率从0-∞所有区间内分子数的比率之和，均为1，相等，即，故CD错误； 故选B。 25.（2022·江苏·高考真题）自主学习活动中，同学们对密闭容器中的氢气性质进行讨论，下列说法中正确的是（　　） A．体积增大时，氢气分子的密集程度保持不变 B．压强增大是因为氢气分子之间斥力增大 C．因为氢气分子很小，所以氢气在任何情况下均可看成理想气体 D．温度变化时，氢气分子速率分布中各速率区间的分子数占总分子数的百分比会变化 【答案】D 【详解】A．密闭容器中的氢气质量不变，分子个数不变，根据 可知当体积增大时，单位体积内分子个数变少，分子的密集程度变小，故A错误； B．气体压强产生的原因是大量气体分子对容器壁的持续的、无规则撞击产生的；压强增大并不是因为分子间斥力增大，故B错误； C．普通气体在温度不太低，压强不太大的情况下才能看作理想气体，故C错误； D．温度是气体分子平均动能的标志，大量气体分子的速率呈现“中间多，两边少”的规律，温度变化时，大量分子的平均速率会变化，即分子速率分布中各速率区间的分子数占总分子数的百分比会变化，故D正确。 / 学科网（北京）股份有限公司 $