1.3 气体分子运动的统计规律 导学案 -2025-2026学年高二下学期物理粤教版选择性必修第三册

粤教版（2019）选择性必修第三册导学案 1.3 气体分子运动的统计规律 一．分子沿各个方向运动的概率相等 分子的运动杂乱无章，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。 理解： （1）分子运动的自由性：由于气体分子间的距离比较大，分子间作用力很弱，通常认为，气体分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，不受力而做匀速直线运动，气体充满它能达到的整个空间。 （2）分子运动的无序性：分子的运动杂乱无章，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。 （3）分子间的距离较大：使得分子间的相互作用力十分微弱，可认为分子间除碰撞外不存在相互作用力，分子在两次碰撞之间做匀速直线运动。 （4）分子间的碰撞十分频繁：频繁的碰撞使每个分子速度的大小和方向频繁地发生改变，造成气体分子做杂乱无章的热运动。 （5）分子的速率分布规律：大量气体分子的速率分布呈现中间多(占有分子数目多)两头少(速率大或小的分子数目少)的规律。当温度升高时，“中间多”的这一“高峰”向速率大的一方移动。即速率大的分子数目增多，速率小的分子数目减少，分子的平均速率增大，分子的热运动剧烈。 2．分子速率按一定的统计规律分布 1．规律：在一定温度下，不管个别分子怎样运动，气体的多数分子的速率都在某个数值附近，表现出“中间多、两头少”的分布规律。当温度升高时，“中间多、两头少”的分布规律不变，气体分子的速率增大，分布曲线的峰值向速率大的一方移动。 2．温度越高，分子的热运动越剧烈。 理解：气体分子速率分布曲线 图像表示：拥有不同速率的气体分子在总分子数中所占的百分比。图像下面积可表示为分子总数。 特点：同一温度下，分子总呈“中间多两头少”的分布特点，即速率处中等的分子所占比例最大，速率特大特小的分子所占比例均比较小； 温度越高，速率大的分子增多； 曲线极大值处所对应的速率值向速率增大的方向移动，曲线将拉宽，高度降低，变得平坦。 3．气体压强的微观解释 1．产生原因 气体的压强是由气体中大量做无规则热运动的分子对器壁不断地碰撞产生的。压强就是在器壁单位面积上受到的压力。 2．气体压强的决定因素 单位体积内分子数越多，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数就越多，压强越大；温度越高，则分子的平均速率越大，分子运动越剧烈，一方面使单位时间内碰到器壁单位面积上的分子数增多，另一方面也使一个分子与器壁碰撞一次时对器壁的平均冲击力增大，使压强增大。所以气体压强的大小宏观上看跟温度和气体分子的数密度有关；微观上看跟单位体积内的分子数和分子的平均速率有关。 3．大气压强的产生及影响因素 大气压强由气体的重力产生，如果没有地球引力的作用，地球表面上就没有大气，也就没有大气压强。由于地球引力与距离的平方成反比，所以大气压力与气体的高度、密度有关，在地面上空不同高度处，大气压强不相等。 考点一：气体分子速率分布图像 例1.19世纪中叶，英国物理学家麦克斯韦创造性地运用统计方法找到了气体分子速率的分布函数，从而确定了气体分子速率分布的统计规律。该分子速率分布函数的图像如图所示，为在速率v附近单位速率区间内分子数占总分子数的百分比。以下说法正确的是（　　） A．曲线Ⅰ对应的温度比曲线Ⅱ对应的温度高 B．说明单个分子做无规则运动具有一定的规律性 C．说明大多数分子的速率都在某个峰值附近 D．图中曲线与横轴围成图形的面积表示分子速率所有区间内分子数之和 【答案】C 【详解】A．温度越高，分子的热运动越剧烈，速率大的分子比例越大，则曲线Ⅰ对应的温度比曲线Ⅱ对应的温度低，故A错误； B．做无规则运动的大量分子的规律是用统计思想方法加以研究得出的，说明大量分子的运动具有一定的规律性，故B错误； C．气体分子的速率各不相同，但大多数分子的速率都在某个峰值附近，离这个数值越远，分子数越少，呈现出“中间多、两头少”的分布特征，故C正确； D．曲线与横轴围成图形的面积表示分子速率所有区间内分子数的占比之和，故D错误。 故选C。 例2.贵州黔东南“西江千户苗寨”景区海拔约800米，已知该区域温度为20℃，氧气分子的速率分布如图中实线所示（纵轴表示单位速率区间的分子数占比，横轴表示分子速率）。下列说法正确的是（    ） A．温度升高时，氧气分子的平均速率增大，但分布曲线的峰值降低 B．若该区域气压增大，氧气分子的速率分布曲线会变得更加陡峭 C．速率越大的氧气分子，对容器壁的碰撞频率一定越高 D．若温度降低至10℃，分布曲线的峰值会向右移动 【答案】A 【详解】A．温度升高时，分子平均速率增大，分布曲线整体右移，但由于速率范围扩大，峰值降低，故A正确。 B．气压增大（温度不变）仅影响分子碰撞频率，不影响速率分布曲线的形状，故B错误； C．虽然高速分子单个碰撞动量更大，但碰撞频率还取决于分子数密度，高速分子占比少，不一定总碰撞频率更高，故C错误； D．温度降低时，分子平均速率减小，曲线峰值应向左移动，故D错误。 故选A。 例3. 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。 例4.1934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1、2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1和曲线2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．、温度下，实线1、2相较于一点，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1，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1，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。 例5.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 【答案】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。 考点二：气体压强的微观意义 例1.如图所示，一个密闭绝热容器用固定挡板隔开分成A、B两部分，容器中的气体为同种气体，它们的压强、温度。打开挡板上的开关K，使两部分互通，经过足够长的时间，再闭合开关。此时关于A、B两部分容器，下列说法正确的是（　　） A．A、B两部分容器内分子的数密度不相同 B．A、B两部分容器内分子的平均动能不相等 C．A、B两部分容器壁单位面积上受到气体分子平均作用力的大小相等 D．A、B两部分容器壁单位面积上在单位时间内受到气体分子平均冲量的大小不相等 【答案】C 【详解】ABC．两部分气体达到平衡状态时，压强、温度、密度都相同，因此A、B两部分容器内分子的数密度相同、平均动能相等、单位面积上受到气体分子平均作用力的大小相等，故AB错误，C正确； D．由于最终两部分气体压强相等，则A、B两部分容器壁单位面积上在单位时间内受到气体分子平均冲量的大小相等，故D错误。 故选C。 例2.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。 例3.高压锅，也被称为压力锅。如图为高压锅简化图，加热前盖上限压阀，当内部气体压强达到一定值时将通过排气孔和限压阀向外放气，从而保证内部气压不再增大。则以下说法正确的是（　　） A．为加快食物加热效率，可用重物压住限压阀从而限制气体的外放 B．工作过程中，锅内气体分子数一直不变 C．在日常生活中要定期检查高压锅的气密性及限压阀和排气孔是否畅通 D．加热结束后应尽快打开锅盖将食物取出 【答案】C 【详解】A．压住限压阀可能会导致高压锅内部气压超过阈值从而导致爆炸，故A错误； B．加热过程中首先是水蒸发成蒸汽，从而气体分子数增加；达到气压阈值后向外排气出现气体分子数减少，故B错误； C．要保证高压锅效率同时要保证安全，故C正确； D．加热结束后，锅内仍有高温高压蒸汽，立即开盖可能导致蒸汽喷出，造成烫伤或其他危险，故D错误。 故选C。 例4.封闭容器内气体的温度为，气压为，若容器壁的温度突变为，下列说法正确的是（　　） A．若，则容器内器壁附近气体压强将大于 B．若，则容器内器壁附近气体压强将等于 C．若，则容器内器壁附近气体压强将小于 D．若，则容器内器壁附近气体压强将小于 【答案】AD 【详解】温度是分子平均动能的标志，若，则容器壁内分子运动加剧，气体分子与容器壁碰撞后，反弹的分子速率增大，分子对容器壁撞击力增大，因此容器内器壁附近气体压强增大；若，气体分子与容器壁碰撞后，反弹的分子速率减小，容器内器壁附近气体压强减小。 故选AD。 一、单选题 1．2024西太平洋国际航次科考队8月18日在西太平洋海域顺利完成“蛟龙号”航次首潜，这也是“蛟龙号”的第300次下潜。随着“蛟龙号”下潜，人在舱内的最强烈感受就是温度变化。下潜处太平洋表面温度约30℃，载人舱内没有空调，非常闷热。随着下潜深度加深，温度会随之降低，从酷热到凉快到寒冷，关于下潜过程中舱内一密闭导热容器内的理想气体，下列说法正确的是（　　） A．分子热运动的剧烈程度不发生变化 B．每个气体分子的运动速率都减小 C．单位时间撞击单位面积器壁的分子数减少 D．气体中悬浮微粒越大，布朗运动越明显 【答案】C 【详解】A．温度降低，分子的平均动能减小，热运动剧烈程度降低，故A错误； B．温度降低，分子的平均速率减小，但不是每个分子的运动速率都减小，故B错误； C．温度降低，分子的平均动能减小，由于气体体积不变，单位体积内分子数量保持不变，根据压强微观意义可知，单位时间撞击单位面积器壁的分子数减少，故C正确； D．气体中悬浮微粒越大，布朗运动越不明显，故D错误。 故选C。 2．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。 3．烟尘盒中有一定质量的气体，该气体不同温度下各速率区间分子数占分子总数比例f(v)随速率v分布图像如图所示，现向烟尘盒内注入少许蚊香烟雾，显微镜下观察到烟雾颗粒不停地做无规则运动，则下列说法正确的是（　　） A．显微镜观察到的是气体分子的布朗运动 B．烟雾颗粒的运动就是气体分子的运动 C．同一温度下气体分子速率分布在图像峰值对应的速率区间的概率小 D．T2温度下的烟雾颗粒无规则运动比T1温度下更剧烈 【答案】D 【详解】AB．显微镜无法观察到气体分子，观察到的是烟雾颗粒受到气体分子无规则撞击而做的布朗运动，故AB错误； C．由图可知，峰值处对应速率的分子数占分子总数比例大，即概率大，故C错误； D．由图可知，T2温度下速率大的分子占据的比例较大，则说明T2温度高，分子热运动更剧烈，可知烟雾颗粒无规则运动更剧烈，故D正确； 故选D。 4．用如图所示装置模拟气体压强产生及变化的机理。从台秤上方20cm或30cm两个不同高度，均匀连续把豆粒较快或较慢地倒在秤盘上，观察各种情况下指针摆动情况。下列说法正确的是（　　） A．台秤显示的示数是落在台秤上豆粒的重力 B．均匀连续地把豆粒倒在台秤上时，台秤指针会不断来回摆动 C．把豆粒分别从两不同高度较快倒在台秤上，可模拟气体的等压变化 D．把豆粒从相同高度分别较快或较慢倒在台秤上，可模拟气体的等温变化 【答案】D 【详解】A．单位时间器壁单位面积上受到的气体分子的撞击力等于气体的压强，所以台秤显示的示数不是落在台秤上豆粒的重力，而是碰撞台秤的力，故A错误； B．大量的豆粒连续地作用在盘子上能产生持续的作用力，台秤示数大约为一稳定值，指针不会不断来回摆动，故B错误； C．把豆粒分别从两不同高度较快倒在台秤上，碰撞的速率不同，模拟的是分子的速率与气体压强的关系，不是等压变化，故C错误； D．把豆粒从相同高度分别较快或较慢倒在台秤上，模拟的是分子数密度不同，碰撞的速率相同，平均动能相同，可模拟气体的等温变化，故D正确。 故选D。 5．如图所示，用一个活塞把一部分空气密封在开口竖直向上、导热良好的汽缸内。打开阀门放出一些空气后，重新达到平衡状态。环境温度不变，汽缸内壁光滑。与原来的状态相比（  ）    A．分子的平均动能减小 B．单位体积内分子个数变少 C．单位时间内撞击在活塞上的分子个数不变 D．小速率区间的分子数占总分子数的百分比增大 【答案】C 【详解】AD．环境温度不变，分子的平均动能不变，小速率区间的分子数占总分子数的百分比不变，故AD错误； BC．放出一些空气后，气体压强不变，单位时间内撞击在活塞上的分子个数不变，单位体积内分子个数不变，故B错误，C正确。 故选C。 6．如图，绝热密闭容器中有一个气球，气球内、外为温度相同的同种理想气体。已知膨胀的气球内部压强总是大于外部压强，且随气球体积的增大而减小。现气球因某种原因缓慢漏气，与漏气前相比，（　　）    A．气球外部气体的压强保持不变 B．气球外部气体分子平均动能增大 C．气球内部所有气体分子的动能都增大 D．气球内部气体的分子速率分布图峰值将向左移 【答案】B 【详解】A．气球漏气，气球外部气体密度增大，所以气球外部气体压强增大，故A错误； B．气球漏气，体积减小，气球弹性势能减小，转化为容器系统的内能，容器内系统温度升高，所以气球外部气体的平均动能增大，故B正确； C．温度升高是气体平均分子动能增大，不一定所有的分子的动能都增大，故C错误； D．温度升高，分子平均速率增大，所以气体的分子速率分布图峰值将向右移，故D错误； 故选B。 二、多选题 7．如图所示的“空气弹簧”是由多个充气橡胶圈叠加制成，其“劲度系数”与圈内充气的多少有关。橡胶圈内充气越多，则（　　）    A．橡皮圈越容易被压缩 B．橡皮圈越不容易被压缩 C．空气弹簧的“劲度系数”越大 D．空气弹簧的“劲度系数”越小 【答案】BC 【详解】橡胶圈内充气越多，橡胶圈内气体的压强越大，橡皮圈越不容易被压缩，则空气弹簧的“功度系数”越大。 故选BC。 8．下列说法正确的是（　　） A．用油膜法测量油酸分子的直径时，将油酸在酒精中稀释后再滴入水中的目的是使油酸能充分展开 B．假设两个分子从无穷远处靠近到分子间距离以后继续靠近，整个过程分子力一直做正功，分子势能一直减小 C．从微观角度解释气体对容器壁的压强，是由大量气体分子不断撞击器壁产生的 D．布朗运动是指液体分子的无规则热运动 【答案】AC 【详解】A．用油膜法测量油酸分子的直径时，将油酸在酒精中稀释后再滴入水中的目的是使油酸能充分展开，获得一块单分子油膜，故A正确； B．两个分子靠近到分子间距离以后，再继续靠近，分子力做负功，分子势能增大，故B错误； C．根据气体压强的微观解释可知，气体压强是由大量气体分子不断撞击器壁产生的，故C正确； D．布朗运动是悬浮在液体中的小颗粒的运动，故D错误。 故选AC。 9．麦克斯韦速率分布律是分子动理论的重要结论之一，它是研究气体分子碰撞、大量分子热运动服从统计规律性等问题的重要理论依据，正确理解它对学习热学非常有用。速率分布曲线表明速率很小和很大的分子数占总分子数的百分率都较小，而具有中等速率的分子数占总分子数的百分率较高，当时，f（v）取极大值，vp称为最概然速率，也称最可几速率，其物理意义是，如果把整个速率范围分成许多相等的小区间，则分布在vp所在小区间的分子数占总分子数的百分比最大。下列说法正确的是（　　）    A．如图所示因这些是概率分布，所以麦克斯韦速率分布曲线与v轴围成的面积为1 B．在有限速率区间v1～v2内曲线下的阴影面积为其物理意义是，速率分布在v1～v2的分子数占总分子数的百分比，或一个分子的速率在v1～v2内的概率 C．任何温度下气体分子速率分布图像都一样 D．温度降低时，每个气体分子速率都增大 E．曲线反映某温度时氧气分子速率呈“中间多，两头少”的分布 【答案】ABE 【详解】A. 如图所示因这些是概率分布，所以麦克斯韦速率分布曲线与v轴围成的面积为1，故A正确； B. 在有限速率区间v1～v2内曲线下的阴影面积为其物理意义是，速率分布在v1～v2的分子数占总分子数的百分比，或一个分子的速率在v1～v2内的概率，故B正确； C. 不同温度下气体分子速率分布图像不一样，温度升高，峰值向速率较大的方向移动，故C错误； D. 温度降低时，分子的平均动能减小，分子的平均速率减小，不是每个气体分子速率都增大，故D错误； E. 曲线反映某温度时氧气分子速率呈“中间多，两头少”的分布，故E正确。 故选ABE。 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 粤教版（2019）选择性必修第三册导学案 1.3 气体分子运动的统计规律 一．分子沿各个方向运动的概率相等 分子的运动杂乱无章，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。 理解： （1）分子运动的自由性：由于气体分子间的距离比较大，分子间作用力很弱，通常认为，气体分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，不受力而做匀速直线运动，气体充满它能达到的整个空间。 （2）分子运动的无序性：分子的运动杂乱无章，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。 （3）分子间的距离较大：使得分子间的相互作用力十分微弱，可认为分子间除碰撞外不存在相互作用力，分子在两次碰撞之间做匀速直线运动。 （4）分子间的碰撞十分频繁：频繁的碰撞使每个分子速度的大小和方向频繁地发生改变，造成气体分子做杂乱无章的热运动。 （5）分子的速率分布规律：大量气体分子的速率分布呈现中间多(占有分子数目多)两头少(速率大或小的分子数目少)的规律。当温度升高时，“中间多”的这一“高峰”向速率大的一方移动。即速率大的分子数目增多，速率小的分子数目减少，分子的平均速率增大，分子的热运动剧烈。 2．分子速率按一定的统计规律分布 1．规律：在一定温度下，不管个别分子怎样运动，气体的多数分子的速率都在某个数值附近，表现出“中间多、两头少”的分布规律。当温度升高时，“中间多、两头少”的分布规律不变，气体分子的速率增大，分布曲线的峰值向速率大的一方移动。 2．温度越高，分子的热运动越剧烈。 理解：气体分子速率分布曲线 图像表示：拥有不同速率的气体分子在总分子数中所占的百分比。图像下面积可表示为分子总数。 特点：同一温度下，分子总呈“中间多两头少”的分布特点，即速率处中等的分子所占比例最大，速率特大特小的分子所占比例均比较小； 温度越高，速率大的分子增多； 曲线极大值处所对应的速率值向速率增大的方向移动，曲线将拉宽，高度降低，变得平坦。 3．气体压强的微观解释 1．产生原因 气体的压强是由气体中大量做无规则热运动的分子对器壁不断地碰撞产生的。压强就是在器壁单位面积上受到的压力。 2．气体压强的决定因素 单位体积内分子数越多，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数就越多，压强越大；温度越高，则分子的平均速率越大，分子运动越剧烈，一方面使单位时间内碰到器壁单位面积上的分子数增多，另一方面也使一个分子与器壁碰撞一次时对器壁的平均冲击力增大，使压强增大。所以气体压强的大小宏观上看跟温度和气体分子的数密度有关；微观上看跟单位体积内的分子数和分子的平均速率有关。 3．大气压强的产生及影响因素 大气压强由气体的重力产生，如果没有地球引力的作用，地球表面上就没有大气，也就没有大气压强。由于地球引力与距离的平方成反比，所以大气压力与气体的高度、密度有关，在地面上空不同高度处，大气压强不相等。 考点一：气体分子速率分布图像 例1.19世纪中叶，英国物理学家麦克斯韦创造性地运用统计方法找到了气体分子速率的分布函数，从而确定了气体分子速率分布的统计规律。该分子速率分布函数的图像如图所示，为在速率v附近单位速率区间内分子数占总分子数的百分比。以下说法正确的是（　　） A．曲线Ⅰ对应的温度比曲线Ⅱ对应的温度高 B．说明单个分子做无规则运动具有一定的规律性 C．说明大多数分子的速率都在某个峰值附近 D．图中曲线与横轴围成图形的面积表示分子速率所有区间内分子数之和 例2.贵州黔东南“西江千户苗寨”景区海拔约800米，已知该区域温度为20℃，氧气分子的速率分布如图中实线所示（纵轴表示单位速率区间的分子数占比，横轴表示分子速率）。下列说法正确的是（    ） A．温度升高时，氧气分子的平均速率增大，但分布曲线的峰值降低 B．若该区域气压增大，氧气分子的速率分布曲线会变得更加陡峭 C．速率越大的氧气分子，对容器壁的碰撞频率一定越高 D．若温度降低至10℃，分布曲线的峰值会向右移动 例3. 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 例4.1934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1、2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1和曲线2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 例5.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 考点二：气体压强的微观意义 例1.如图所示，一个密闭绝热容器用固定挡板隔开分成A、B两部分，容器中的气体为同种气体，它们的压强、温度。打开挡板上的开关K，使两部分互通，经过足够长的时间，再闭合开关。此时关于A、B两部分容器，下列说法正确的是（　　） A．A、B两部分容器内分子的数密度不相同 B．A、B两部分容器内分子的平均动能不相等 C．A、B两部分容器壁单位面积上受到气体分子平均作用力的大小相等 D．A、B两部分容器壁单位面积上在单位时间内受到气体分子平均冲量的大小不相等 例2.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 例3.高压锅，也被称为压力锅。如图为高压锅简化图，加热前盖上限压阀，当内部气体压强达到一定值时将通过排气孔和限压阀向外放气，从而保证内部气压不再增大。则以下说法正确的是（　　） A．为加快食物加热效率，可用重物压住限压阀从而限制气体的外放 B．工作过程中，锅内气体分子数一直不变 C．在日常生活中要定期检查高压锅的气密性及限压阀和排气孔是否畅通 D．加热结束后应尽快打开锅盖将食物取出 例4.封闭容器内气体的温度为，气压为，若容器壁的温度突变为，下列说法正确的是（　　） A．若，则容器内器壁附近气体压强将大于 B．若，则容器内器壁附近气体压强将等于 C．若，则容器内器壁附近气体压强将小于 D．若，则容器内器壁附近气体压强将小于 一、单选题 1．2024西太平洋国际航次科考队8月18日在西太平洋海域顺利完成“蛟龙号”航次首潜，这也是“蛟龙号”的第300次下潜。随着“蛟龙号”下潜，人在舱内的最强烈感受就是温度变化。下潜处太平洋表面温度约30℃，载人舱内没有空调，非常闷热。随着下潜深度加深，温度会随之降低，从酷热到凉快到寒冷，关于下潜过程中舱内一密闭导热容器内的理想气体，下列说法正确的是（　　） A．分子热运动的剧烈程度不发生变化 B．每个气体分子的运动速率都减小 C．单位时间撞击单位面积器壁的分子数减少 D．气体中悬浮微粒越大，布朗运动越明显 2．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 3．烟尘盒中有一定质量的气体，该气体不同温度下各速率区间分子数占分子总数比例f(v)随速率v分布图像如图所示，现向烟尘盒内注入少许蚊香烟雾，显微镜下观察到烟雾颗粒不停地做无规则运动，则下列说法正确的是（　　） A．显微镜观察到的是气体分子的布朗运动 B．烟雾颗粒的运动就是气体分子的运动 C．同一温度下气体分子速率分布在图像峰值对应的速率区间的概率小 D．T2温度下的烟雾颗粒无规则运动比T1温度下更剧烈 4．用如图所示装置模拟气体压强产生及变化的机理。从台秤上方20cm或30cm两个不同高度，均匀连续把豆粒较快或较慢地倒在秤盘上，观察各种情况下指针摆动情况。下列说法正确的是（　　） A．台秤显示的示数是落在台秤上豆粒的重力 B．均匀连续地把豆粒倒在台秤上时，台秤指针会不断来回摆动 C．把豆粒分别从两不同高度较快倒在台秤上，可模拟气体的等压变化 D．把豆粒从相同高度分别较快或较慢倒在台秤上，可模拟气体的等温变化 5．如图所示，用一个活塞把一部分空气密封在开口竖直向上、导热良好的汽缸内。打开阀门放出一些空气后，重新达到平衡状态。环境温度不变，汽缸内壁光滑。与原来的状态相比（  ）    A．分子的平均动能减小 B．单位体积内分子个数变少 C．单位时间内撞击在活塞上的分子个数不变 D．小速率区间的分子数占总分子数的百分比增大 6．如图，绝热密闭容器中有一个气球，气球内、外为温度相同的同种理想气体。已知膨胀的气球内部压强总是大于外部压强，且随气球体积的增大而减小。现气球因某种原因缓慢漏气，与漏气前相比，（　　）    A．气球外部气体的压强保持不变 B．气球外部气体分子平均动能增大 C．气球内部所有气体分子的动能都增大 D．气球内部气体的分子速率分布图峰值将向左移 二、多选题 7．如图所示的“空气弹簧”是由多个充气橡胶圈叠加制成，其“劲度系数”与圈内充气的多少有关。橡胶圈内充气越多，则（　　）    A．橡皮圈越容易被压缩 B．橡皮圈越不容易被压缩 C．空气弹簧的“劲度系数”越大 D．空气弹簧的“劲度系数”越小 8．下列说法正确的是（　　） A．用油膜法测量油酸分子的直径时，将油酸在酒精中稀释后再滴入水中的目的是使油酸能充分展开 B．假设两个分子从无穷远处靠近到分子间距离以后继续靠近，整个过程分子力一直做正功，分子势能一直减小 C．从微观角度解释气体对容器壁的压强，是由大量气体分子不断撞击器壁产生的 D．布朗运动是指液体分子的无规则热运动 9．麦克斯韦速率分布律是分子动理论的重要结论之一，它是研究气体分子碰撞、大量分子热运动服从统计规律性等问题的重要理论依据，正确理解它对学习热学非常有用。速率分布曲线表明速率很小和很大的分子数占总分子数的百分率都较小，而具有中等速率的分子数占总分子数的百分率较高，当时，f（v）取极大值，vp称为最概然速率，也称最可几速率，其物理意义是，如果把整个速率范围分成许多相等的小区间，则分布在vp所在小区间的分子数占总分子数的百分比最大。下列说法正确的是（　　）    A．如图所示因这些是概率分布，所以麦克斯韦速率分布曲线与v轴围成的面积为1 B．在有限速率区间v1～v2内曲线下的阴影面积为其物理意义是，速率分布在v1～v2的分子数占总分子数的百分比，或一个分子的速率在v1～v2内的概率 C．任何温度下气体分子速率分布图像都一样 D．温度降低时，每个气体分子速率都增大 E．曲线反映某温度时氧气分子速率呈“中间多，两头少”的分布 14 学科网（北京）股份有限公司 $