第1章 3 分子运动速率分布规律-【成才之路·练案】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册同步新课程学习指导(人教版)

练案[3] 第一章3.分子主 基础巩固练 知识点一气体分子运动的特点 1.（多选)大量气体分子运动的特点是() A.分子除相互碰撞或跟容器壁碰撞外，还可 在空间内自由移动 B.分子间的频繁碰撞致使它做杂乱无章的 运动 C.分子沿各个方向运动的机会均等 D.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 2.关于气体分子的运动情况，下列说法正确的是 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.某一温度下，大多数气体分子的速率不会 发生变化 D.分子的速率分布毫无规律 知识点二分子运动速率分布图像 3.大量气体分子做无规则运动，速率有的大，有 的小。当气体温度由某一较低温度升高到某 较高温度时，关于分子速率的说法正确的是 A.每一个气体分子的速率均增大 B.在不同速率范围内，分子数的分布是均 匀的 C.气体分子的速率分布不再呈“中间多、两头 少”的分布规律 D.气体分子的速率分布仍然呈“中间多、两头 少”的分布规律 4.如图所示为某种气体分子运动速率分布情况： 横轴表示分子的速率，纵轴表示各速率的分子 数占总分子数的百分比。T温度下图线与坐 标轴所围的面积为S,T,温度下图线与坐标轴 所围的面积为S2。下列说法正确的是( 各速率的分子数占 总分子数的百分比 分子的速率 14 运动速率分布规律 A.T<T B.T>T D.S <S2 C.S>S2 5.一定质量的气体在0℃和100℃温度下的分 子速率分布规律如图所示。横坐标△v表示分 子速率区间，纵坐标？表示某速率区间内的分 子数占总分子数的百分比，以下对图线的解读 中正确的是 () 7/% 20 15 温度为0℃ 温度为 10 0 0 888咖 A.100℃时气体分子的最高速率约为400m/s B.某个分子在0℃时的速率一定小于100℃ 时的速率 C.温度升高时，η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 知识点三气体压强的微观解释 6.（多选)关于气体压强的产生，下列说法正确 的是 A.气体的压强是大量气体分子对器壁连续、 均匀地碰撞产生的 B.气体对器壁产生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 C.气体的温度越高，每个气体分子与器壁碰 撞的冲力越大 D.气体压强的大小跟气体分子的平均速率和 分子密集程度有关 7.（多选)(2025·淄博高二检测)一定质量的气 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冲力增大 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.气体分子的数密度增大 45 8.如图所示，元宵佳节，室外经常 悬挂红灯笼烘托喜庆的气氛。 若忽略空气分子间的作用力， 大气压强不变，当灯笼里的蜡 烛燃烧一段时间后，灯笼内的 空气 () A.分子密集程度增大 B.分子的平均速率不变 C.压强不变，体积增大 D.单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数 减少 综合提升练 9.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。一同学用如图 实验装置模拟这一情景。 桌面上放一台秤，用杯子向 mim 秤盘上倾倒大豆，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 10.（多选)如图甲所示，密闭容器（容积不变）内 封闭一定质量的气体，图乙是某实验小组利 用气体分子平均速率测量仪和计算机等辅助 工具描绘出的不同温度下分子的速率分布图 像。对容器内的气体，下列分析正确的是 各速率区间的分子数 占总分子数的百分比 T 分子的速率 乙 146 A.T,温度下分子的平均间距大于T,温度下 分子的平均间距 B.T,温度下分子的平均速率大于T温度下 分子的平均速率 C.两种温度下分子对容器壁的平均撞击力 大小相等 D.两种温度下分子的速率分布图像与横轴 所围面积相等 1.有甲、乙两瓶氢气，甲的体积为V,质量为m, 温度为t,压强为p;乙的温度高于t,体积、质 量和甲相同。下别关于甲、乙两瓶氢气说法 中正确的是 () A.乙瓶中氢气的压强等于p B.乙瓶中氢气的压强小于p C.甲瓶中氢气分子的平均速率比乙瓶中氢 气分子的平均速率大 D.乙瓶中速率较小的氢气分子所占比例比 甲瓶中速率较小的氢气分子所占比例小 2.正方体密闭容器中有一定质量的理想气体， 每个气体分子质量为，单位体积内气体分 子数n为恒量。为简化问题，我们假定：气体 分子的速率均为v,与器壁碰撞前后瞬间，气 体分子速度方向都与器壁垂直，且速率不变。 利用所学知识，导出器壁所受压强的微观表 达式。则气体分子间平均距离d=, N,C正确；某种气体的摩尔 体积为，单位体积气体的物质的量为=，则单位体积内 含有气体分子的个数N-亡.D错误。 13.ABD当甲、乙两分子间距离最小时，两者都处于静止状态 当乙分子运动到分子力的作用范围之外时，乙分子不再受 力，此时速度为，故在此过程中乙分子的动能变化量为 2m,A正确；在此过程中，分子斥力始终做正功，分子引力 始终做负功，即W合=W-W,由动能定理得W一W= 分m,放分子斥力比分子引力多做的功为之m,BD正 确，C错误。 练案[2] 1.B、mL是一滴油酸酒精溶液的体积，乘以其中油酸的体积 分数才是油酸的体积，故A错误；把浅盘水平放置，在浅盘里 倒入一些水，使水面离盘口距离小一些，故B正确；多滴几滴 会使油膜面积增大，可能使油膜这个不规则形状的一部分与 浅盘的壁相接触，这样油膜就不是单分子油膜了，故C错误； 实验时应先将痱子粉均匀撒在水面上，再把一滴油酸酒精溶 液滴在水面上，故D错误。 2.使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜把油酸 酒精溶液一滴一滴地滴人小量筒中，测出1mL油酸酒精溶液 的滴数，再结合油酸的体积分数得到一滴溶液中纯油酸的体 积单分子层油膜的面积 解析：纯油酸的黏稠度比较大，在水面上不容易散开，且用纯 油酸易使油膜面积过大而与容器壁接触，稀释的目的是尽量 降低油酸的浓度，减少纯油酸的使用量，使滴在水面上的油酸 尽量散开，形成单分子层油膜，同时酒精易挥发，不影响测量 结果。实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯 油酸的体积，可以把一定浓度的油酸酒精溶液一滴一滴地滴 入小量简，记下滴入溶液的滴数、量简内油酸酒精溶液的体 积，再结合油酸酒精溶液中油酸的体积分数，则可以计算出 滴溶液中纯油酸的体积。为得到油酸分子的直径，还需测量 的物理量是单分子层油膜的面积。 3.(1)见解析(2)0.05%n NS 解析：(1)待油膜稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸 薄膜的形状画在玻璃板上。 (2)每滴油酸酒精溶液的体积为大m,n滴油酸酒精溶液所 含纯油酸的体积V=尺×0.05%，所以单个油酸分子的直径 4=-n×0.05%_0.05n NS NS —22 4.(1)B、F、E(2)B(3)ACD 解析：(1)“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验步骤为：配 制油酸酒精溶液→测定一滴油酸酒精溶液的体积→准备浅盘 →形成油膜→描绘油膜轮廓→计算油膜面积→计算油酸分子 直径。故顺序为D、B、F、E、C。 (2)当爽身粉撒得太多时，会导致油酸无法散开，从而形成锯 齿状油膜，故选项B正确，A、C错误。 (3)由d=占可知，测量结果偏大有两个原因，一是油酸体积 偏大，二是油膜面积偏小，故选项A、C、D正确，B错误。 (4)B 5.(2)偏大偶然误差(3)， 解析：(2)油膜未充分散开时描下轮廓，导致面积的测量值偏 小，所以直径测量值偏大；读数误差为偶然误差。 (3)根据d=占，又v=号 0×,S=Na2,可得ds VV。 NnVza20 (4)由题给数据计算轮廓面积，若选B,则S= 1 0.02X10×s00t667em,若法，则S1667cm,图方 6×10-10 形浅盘的面积为1600cm2,所以选B。 6.(1)BC (2)d=8NS(+)(3)B 解析：(1)某同学用“油膜法”来估测分子的大小，有助于较准 确完成实验的理想化方法有：滴入的油酸溶液是稀释的油酸 酒精溶液，可认为油酸分子都能形成单分子油膜，并将分子都 视为一个一个紧挨着排列的球体，故B、C正确，A、D错误。 V b (2)一滴溶液中纯油酸的体积%=N·。+6油酸分子直径 为d-5解得d=8s2+而 (3)为了减小“用油膜法估测分子的大小”的实验误差，把浅 盘水平放置，在浅盘里倒入一些水，使水面离盘口距离小一 些，要等油酸完全散开油膜稳定后再开始描绘油膜轮廓，故B 正确，A错误；先在浅盘水中撒些爽身粉，再用滴管把油酸酒 精溶液滴一滴在水面上，等油酸分子自由扩散，形成稳定的单 分子油膜，不能用牙签把水面上的油膜拨弄成矩形，故C、D 错误。 练案[3] 基础巩固练 1.ABC因气体分子间的距离较大，分子力可以忽略，分子除碰 撞外不受其他力的作用，故可在空间内自由移动，A正确；分 子间的频繁碰撞使分子的运动杂乱无章，且向各个方向运动 的机会均等，B、C正确；分子的运动杂乱无章，某时刻某一气 体分子向左运动，下一时刻它的运动方向并不能确定，故D 错误。 2.B具有不同速率的分子数目并不是相等的，呈“中间多、两 头少”的统计规律分布，故A、D项错误；由于分子之间频繁地 0 碰撞，分子随时都会改变自己的运动状态，因此在某一时刻， 一个分子速度的大小和方向是偶然的，故B项正确：某一温度 下，每个分子的速率仍然是随时变化的，只是分子运动的平均 速率不变，故C项错误。 3.D温度升高时，气体分子的平均速率增大，但是并非每一个 气体分子的速率增大，A错误；在不同速率范围内，分子数的 分布是不均匀的，温度越高，速率较大的分子占的比例越大，B 错误；温度升高，气体分子的速率分布仍然呈“中间多、两头 少”的分布规律，C错误，D正确 4.A根据分子运动速率分布规律知，气体的温度越高，速率较 大的分子数所占的比例越大，所以T<T,,选项A正确，B错 误；曲线下的面积表示分子所有坐标区间内分子数所占比例 之和，等于1，故两条曲线与坐标轴围成的面积相等，选项C、D 错误。 5.C纵坐标表示是不同速率的分子数所占的比例，温度为100℃ 时，从横坐标可知气体分子的最高速率可达到900/s以上， 只是分子数所占的比例较小，A错误；温度升高分子平均速率 增大，是大量分子运动的统计规律，对个别的分子没有意义， 并不是每个分子的速率都增大，即某个分子在0℃时的速率 不一定小于100℃时的速率，B错误；温度升高，速率大的分 子所占的比例增加，？最大处对应的速率增大，C正确；温度 升高，速率大的区间分子数所占比增大，速率小的区间分子数 所占比减小，D错误。 6.ABD气体对容器的压强是大量气体分子对器壁连续、均匀 地碰撞产生的，故A正确；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平均作用力，故B正确：气体的温 度越高，分子平均速率越大，但不是每个气体分子的速率都越 大，所以并不是每个气体分子与器壁碰撞的冲力越大，故C错 误：气体对容器壁的压强是由于大量气体分子对器壁碰撞作 用产生的，压强的大小跟气体分子的平均速率、分子的密集程 度有关，故D正确。 7.BD气体经等温压缩，压强增大，体积减小，气体分子的总数 不变，气体分子的数密度增大，则单位时间内单位面积器壁上 受到气体分子的碰撞次数增多，但气体分子每次碰撞器壁的 平均冲力不变，故选BD 8.D蜡烛燃烧后，灯笼内温度升高，部分气体分子将从灯笼内 部跑到外部，所以灯笼内分子总数减少，故分子密集程度减 小，故A错误；灯笼内温度升高，分子的平均速率增大，故B错 误：灯笼始终与大气连通，压强不变，灯笼内气体体积也不变， 故C错误：温度升高，气体分子的平均速率增大，分子对器壁 碰撞的平均作用力增大，而气体压强不变，所以单位时间内与 单位面积器壁碰撞的分子数减少，故D正确。 综合提升练 9.C倾倒大豆的杯子高度增大，类似于与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 22 大，故A错误：倾倒大豆时大豆对秤盘有力的作用，这个力是 大豆对秤盘的压力，相同时间内倾倒的大豆越多，类似于与器 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：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 用力越大，则气体压强越大，故C正确；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。 0.BD由于气体分子数和气体体积不变，故两种温度下分子 的平均间距相同，A错误；由题图乙可知，温度为T,时分子 速率较大的分子数占总分子数的百分比较大，故T,温度下 分子的平均速率大于T温度下分子的平均速率，即T1<T2, 故T,温度下气体分子对容器壁的平均撞击力较大，B正确， C错误；速率分布图像与横轴所围面积表示不同速率的分子 占总分子的百分比之和，即等于1，所以两种温度下分子的速 率分布图像与横轴所围面积相等，D正确。 1.D因为甲、乙两瓶氢气的体积、质量相同，则甲、乙两瓶中氢 气的分子数密度相同，因为乙的温度高于t,则乙瓶中氢气分 子的平均速率较大，分子对器壁的平均撞击力较大，所以乙 瓶中氢气的压强较大，即乙瓶中氢气的压强大于P,A、B、C 错误；因为乙瓶中氢气分子的平均速率较大，所以乙瓶中速 率较小的氢气分子所占比例比甲瓶中速率较小的氢气分子 所占比例小，D正确。 12.见解析已知分子质量为m,平均速率为，单位体积的分子 数为n; 建立图示正方体模型， 设正方体底面积为S,棱长为l,且l=t, 正方体体积V=S, 正方体内分子总数N施=nV, 因分子向各个方向运动的几率相等， 所以在t时间内与正方体底面碰撞的分子总数为N总'= 因碰前速度方向垂直于正方体底面且碰撞是弹性的， 则分子碰撞器壁前后，总动量的变化量为△p=2wN', 依据动量定理有Ft=△p 又压力F=pS, 由以上各式得器壁所受压强， F I P%=S=3nmw'。