第1章 第3节 分子运动速率分布规律-【学霸黑白题】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册（人教版）

第3节分子运动速率分布规律 白题基础过关 限时：8min 题型1气体分子运动的特点 各速率区间的分子数 占总分子数的百分比 1.(多选)对于气体分子的运动，下列说法正确 25.0 的是 20.0 ( 15.0 □T2 A.一定温度下气体分子的碰撞虽然十分频 10.0 繁，但同一时刻，每个分子的速率都相等 5.0 B.一定温度下气体分子的速率一般不相等，但 0.0五 速率很大和速率很小的分子数目相对较少 C.一定温度下气体的分子做杂乱无章的运 A.T2时，气体每个分子的速率都比T,时的大 动，可能会出现某一时刻所有分子都朝同 B.T1对应于气体分子平均速率较大的情形 一方向运动的情况 C.分别将T、T,柱形图顶端用平滑的曲线连 D.一定温度下的气体，当温度升高时，其中某 接起来，则两条曲线下的面积相等 10个分子的平均速率可能减小 D.与T,时相比，T,时气体分子速率出现在 题型2分子运动速率分布图像 0~400m/s区间内的分子数占总分子数的 2.如图是氧气分子分别在0℃和100℃下的速 百分比较大 牵分布，是分子数所占的比例由图线信息 题型3气体压强的微观解释 可得到的正确结论是 4.(2024·江苏南京二模)如图所示为模拟气体 △Yx100 压强产生机理的实验，在一定时间内将100颗 20 豆粒从秤盘上方20cm高度处均匀连续倒在 t=0℃ 秤盘上，观察指针摆动情况.关于该实验，下列 10 1=100℃ 说法正确的是 ( 0123456789×100m·s) A.同一温度下，速率大的氧气分子数所占的 比例大 B.100℃时图像的面积大于0℃时的面积 C.温度越高，一定速率范围内的氧气分子所 A.仅将释放位置升高，指针示数不变 占的比例越小 B.仅将释放位置升高，可模拟温度升高对气 D.温度升高使得速率较小的氧气分子所占的 体压强的影响 比例变小 C.仅增加豆粒数量，可模拟温度降低对气体 3.如图为密闭钢瓶中的理想气体分子在T1、T, 压强的影响 两个不同温度下的速率分布情况的柱形图.由 D.仅增加豆粒数量，可模拟体积增大对气体 图可知 压强的影响 第-一章黑白题05 黑题应用提优 限时：l0min 1.如图所示，两个完全相同的圆柱形密闭容器， D.单位时间内空气分子对细颗粒物的平均撞 甲中装满水，乙中充满空气，则下列说法正确 击次数14：00时比12：00时多 的是（容器容积恒定） 3.氧气分子在不同温度下的分子速率分布规律 A.两容器中A、B、C、D 如图所示，实线1、2对应的温度分别为T1、 处的压强都是由 T2,则下列说法正确的是 于分子撞击器壁而 各速率区间的分子数 产生的 甲 占总分子数的百分比 20 B.两容器中A、B、C、D处的压强都是由所装 物质的重力而产生的 10 C.甲容器中PA>PB,乙容器中Pc>Pn D.当温度升高时，P4P不变，PcPn都变大 分子的速率 2.某地某天的气温变化趋势如图甲所示，细颗粒 A.曲线2与曲线1对应的氧气分子平均速率 物(PM2.5等)的污染程度为中度，出现了大 相等 范围的雾霾.在11：00和14：00的空气分子速 B.T1、T2温度下，某一速率区间的分子数占比 率分布曲线如图乙所示，横坐标表示分子速 可能相同 率，纵坐标表示单位速率间隔的分子数占总分 C.随着温度的升高，氧气分子中速率小的分 子数的百分比.下列说法正确的是 子所占的比例增大 153冲度 《晴东风1级 D.将T1、T2温度下的氧气混合后，对应的曲 紫外线最弱日出07：39日落17：18 线可能是图中的虚线 预报 温度) 降水量风力风向空气质量 5℃ 压轴挑战 2℃ 4.(2024·北京师大附中期初)正 -1℃ 09:0010:0011:0012:0013:0014:00 甲 方体密闭容器中有一定质量的 单位速率间隔的分子数 某种气体，单位体积内气体分子数为n.我们 占总分子数的百分比 假定：气体分子大小可以忽略；每个气体分 子质量为m,其速率均为v,分子与器壁各面 碰撞的机会均等；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， ) 则气体对容器壁的压强为 A.细颗粒物在大气中的移动是由于细颗粒 物分子的热运动 A. 3 nmw B. 3n'mu? B.图乙中实线表示11：00时的空气分子速 率分布曲线 D 3n C.细颗粒物的无规则运动11：00时比14：00 时更剧烈 进阶突破拔高练P02 选择性必修第三册·RJ黑白题06(2)A.甲同学，因不小心把酒精倒多了一点，导致油酸酒精 溶液的实际浓度比计算值小一些，这样导致算出的油酸体积 比实际值偏大，可知油酸分子直径的计算结果比实际值 偏大； B.乙同学，由于拿错的针管比原来的粗，实际滴入的纯油酸 变多，则在水面上形成的油膜面积变大，而一滴溶液的体积 还是按照之前注射器的标度计算，可知测得的分子直径比实 际值偏小： C.丙同学，把凡是半格左右的油膜都算成了一格，则计算的 面积比实际面积大，可知油酸分子直径的计算结果比实际值 偏小； D.丁在实验过程中选用的水盘水面较小，导致油酸分子不 能充分扩散，不能形成单分子油膜，使得测定的油膜面积偏 小，则这样测得的分子直径比实际值偏大 黑题应用提优 1.(1)BC(2)B(3)8Ns(a+b Vb 解析：(1)用“油膜法”来粗略估测分子的大小的实验中，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BC正 确，AD错误.(2)AB.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，要等油酸完全散开时开始描绘油膜轮 廓，故B正确，A错误；CD.先在浅盘水中撒些痱子粉，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，不能多滴也不能用牙签把水面 上的油膜拨弄成矩形，故CD错误.故选B.(3)一滴纯油酸的 体积V。= 片x0估算泪酸分子直径为d-6解得 Vb d=8NS(a+b) 压轴挑战 2 e ()A号， VV。 M 解析：(1)该实验将油酸分子视为球形形状，油膜为单分子 油膜，即油膜的厚度为分子直径，所以实验中使用到的研究 方法是理想模型法，故C正确.(2)油酸酒精溶液的浓度为 C= -×100%,一滴油酸酒精溶液的体积为V= 油酸休 V 积也就是一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，则CV= V y'。 亿=N,Sd,解得d=NYS(3)A.油膜面积不稳定，油E 完全散开会导致油膜的面积偏小，计算出的油酸分子直径偏 大，A符合题意：B.计算纯油酸的体积时，忘记了将油酸酒 精溶液的体积乘上溶液的浓度会导致代入计算时油酸的体 积变大，所以计算出的油酸直径偏大，B符合题意；C.计算 油膜面积时，将所有不足一格的方格全部数上了，这样会使 计算出的油膜面积偏大，计算出的油酸分子直径偏小，C不 符合题意：D.求每滴油酸酒精溶液的体积时，1L的溶液 滴数多计了1滴，这样一滴油酸酒精溶液的体积偏小，计算 出的纯油酸体积也会偏小，那么计算出的油酸分子直径偏 小，D不符合题意.故选AB.(4)体积为V的油酸所含分子数 选择性必修第三册·RJ 为N=2X,油酸的摩尔质量为M,所以1个油酸分子的质 M 童为 M 第3节 分子运动速率分布规律 白题基础过关 1.BD解析：ABC.一定温度下气体分子的碰撞十分频繁， 单个分子的运动杂乱无章，速率不等，但大量分子的运动遵 从统计规律，速率很大和速率很小的分子数目相对较少，向 各个方向运动的分子数目几乎相等，故AC错误，B正确； D.气体温度升高时，大量分子平均动能增大，但个别或少量 (如10个)分子的平均速率有可能减小，故D正确.故选BD. 2.D解析：A.由图可知，中等速率氧气分子数所占的比例大， 故A错误；B.100℃时图像的面积等于0℃时的面积，均为 1,故B错误；C.由图可知，温度越高，一定速率范围内的氧 气分子所占的比例有高有低，故C错误：D.由图可知，从 0℃升高到100℃时，速率较小的氧气分子所占的比例变小， 故D正确.故选D. 3.C解析：A.由分子热运动的无规则性可知，T,时，气体 每个分子的速率不是都比T,时的大，故A错误.B.由图可 知，两种温度下气体分子速率都呈现“中间多、两头少”的分 布特点，由于T1时速率较低的气体分子所占比例较大，则说 明T,温度下气体分子的平均速率小于T,温度下气体分子 的平均速率，故B错误；C.由题图可以知道，在T1、T2两种 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C正确；D.由图可知与T时相比，T2时气体分子速率 出现在0~400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较 小，故D错误.故选C. 4.B解析：A.仅将释放位置升高，则豆粒到达秤盘上的速度 变大，即豆粒到达秤盘后的动量变化量变大，由动量定理有 F=△p,所以其作用力变大，即指针示数变大，故A错误； B.仅将释放位置升高，豆粒到达秤盘的速度变大，即气体分 子的速率变大，所以可模拟温度升高对气体压强的影响，故 B正确；CD.仅增加豆粒的数量，即气体分子的密度增加，所 以可模拟体积减小对气体压强的影响，故CD错误故选B. 黑题应用提优 1.D解析：AB.甲容器中A、B处压强是由所装物质的重力而 产生的，乙容器中C、D处压强是由分子撞击器壁而产生的， 故AB错误；C.根据液体内部压强规律p=Pgh,可知PA>Pa, 气体分子间距离很大，C、D处气体分子平均碰撞情况一致， 乙容器中Pc=PD,故C错误；D.当温度升高时，PAP不变， PcPn变大，故D正确.故选D. 2.D解析：A.细颗粒物在大气中的移动是由于空气分子的热 运动与气流的作用，A错误：B.由图乙可知实线对应的速率 大的分子占的比例较大，对应的气体分子温度较高，所以图 乙中实线表示14：00时的空气分子速率分布曲线，B错误： C.温度越高，细颗粒物的无规则运动越剧烈，所以细颗粒物 的无规则运动14：00时比11：00时更剧烈，C错误：D.14:00 时的气温高于12：00时的气温，单位时间内空气分子对细颗 粒物的平均撞击次数更多，D正确.故选D. 3.B解析：AC.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T2高于温度T1, 黑白题02 所以曲线2与曲线1对应的氧气分子平均速率不相等！ 故AC错误；B.T1、T2温度下，实线1、2相交于一点，即该速 率区间的分子数占比相同，故B正确；D.将T1、T2温度下的 氧气混合后，温度不会比T1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，故D错误故选B. 压轴挑战 4.D解析：由题设可知，一个气体分子每与器壁碰撞一次，给 器壁的冲量大小为△1=2mw,以器壁上面积为的部分为 底、A为高构成柱体，则其内有二的气体分子在△时间内 6 与该柱体的底发生碰撞，碰撞的分子数为V= GXnxSxvAL, 则△t时间内气体分子给器壁的冲量为I=N·△1= sm4,器壁受到的压力为F名了s2,则气体对 1 F 1 器壁的压强为p=S=3nm,故选D, 第4节分子动能和分子势能 白题基础过关 1.D解析：水的温度升高，即其内部的水分子运动更剧烈，即 水分子的平均动能变大，即其内能增加，这是统计规律，个 别分子不适用，故D正确，ABC错误 2.C解析：A.温度相同的氢气和氧气，氢气分子和氧气分子 的平均动能相同，但平均速率不相同，故A错误；B.物体的 内能等于所有分子的总动能和分子总势能的总和，故B错 误：C.内能不同的物体，温度可能相同，它们分子热运动的 平均动能可能相同，故C正确；D.温度是大量分子平均动能 的标志，两个动能不同的分子不能比较温度，故D错误故 选C. 3.A解析：AB分子由无穷远靠近A分子，直至两分子间距 为。，这个过程中，分子力表现为引力，与运动方向相同，引 力做正功，分子势能减小，A正确；B.分子间距离减小到r 的过程中，分子间的相互作用力先增大后减小，B错误： C.分子间的距离等于。时，分子力为零，此时分子势能最 小，C错误：D.分子势能最小时，分子间的作用力一定为零 而分子势能最小值不为零，D错误故选A 4.C解析：B.T2为平衡位置，分子引力等于斥力，B错误； A.当r=1时，分子力表现为斥力，分子斥力大于分子引 力，A错误；C.从r3到2，分子力表现为引力，分子力对乙 做正功，分子势能减小，C正确；D.从2到1，分子力表现为 斥力，分子力对乙做负功，分子势能增大，D错误故选C. 5.D解析：A.质量相同的物体，其物质的量不一定相同，因此 相同质量的两种物质，升高相同的温度，内能的增加量不一 定相同，故A错误：B.物体的内能取决于物体的温度、体积 以及状态等，物体的内能改变时温度不一定改变，例如品体 在熔化过程中，内能增大而温度不变，故B错误；C.一切物 体在任何温度下都具有内能，因此0℃的物体仍具有内能， 故C错误；D.物体的内能取决于物体的温度、体积以及状态 等，所以分子数和温度相同的物体不一定具有相同的内能！ 故D正确.故选D. 6.B解析：AB.机械能和内能是两种不同形式的能，机械能包 括物体的动能、重力势能和弹性势能：而内能是指所有分子 动能和分子势能之和，与物体的温度、体积和物质的量有关； 机械能大的物体其内能不一定大，机械能损失时，其内能可 参考答案与解析 能增大、不变或减小，故A错误，B正确；C.物体具有机械能 的大小与物体内能的大小无直接关系，物体的内能损失时， 机械能可能增大、不变或减小，故C错误；D.由分子动理论 知，物体的内能不能为零，机械能可以为零也可以不为零，故 D错误故选B. 黑题应用提优 1.D解析：AB.当分子间距离r>r。时，分子间作用力表现为 引力，随着分子间的距离减小，分子间的作用力可能先增大 后减小，也可能一直减小，而分子力做正功，分子势能减小， 故AB错误；C.内能是物体内部所有分子热运动的动能与分 子势能的总和，内能除了与物体的温度有关，还与物体的质 量、状态有关，所以内能越大，温度不一定越高，故C错误； D.温度越高，物体分子热运动的平均动能一定越大，故D正 确.故选D. 2.B解析：A.乙醚液体蒸发过程，分子间的距离变大，分子间 的引力和斥力都会减小，则分子间作用力发生变化，故A错 误：B.由于温度是分子平均动能的标志，故分子平均动能不 变，故B正确；CD.一定质量的乙醚液体全部蒸发，变为同温 度的乙醚气体过程中，要从外界吸收热量，由于温度不变， 故分子平均动能不变，而蒸发过程中乙醚分子要克服分子间 的引力做功，分子势能增加，故内能增加，故CD错误故 选B. 3.D解析：A.图中r=T。时的分子势能为负值，可知确定该 E,,图像某点的分子势能大小时，选取分子间距为无穷远 时为零势能点，A错误：B.通过两个图像可以得到分子势能 最小时，分子力等于0，也是最小，B错误：C.F-r图像与横轴 围成的面积表示分子势能差值，与零势能点的选取无关， C错误；D.E。-r图线切线斜率的绝对值表示分子间作用力 的大小，>。时，随着π的增大，分子间作用力先增大后减 小，故E。-r图线切线的斜率绝对值先增大后减小，D正确。 故选D. 4.D解析：A.根据图甲可知，分子间距从r1到r4,分子间的引 力一直变小，故A错误；B.根据图乙可知，分子间距从到 ,分子势能先减小后增大，故B错误；C.图甲中2位置分 子力为0，引力与斥力平衡，该位置为平衡位置，图乙中6位 置分子势能最小，该位置为平衡位置，即有T2=T6,由于5小 于r6,可知，r5小于2，故C错误；D.F-r图像中，图像与横坐 标所围几何图形的面积表示分子力做功，分子从「4运动到 T1过程有W2+W21=E1-E4,根据面积的意义有W2=S2, W21=-S1,当图甲中阴影面积S,=S2时，解得E1=Ek4,可知， 若图甲中阴影面积S,=S2,分子b运动至r4和r1位置时动能 相等，故D正确.故选D. 压轴挑战 5.C解析：AB.由图乙可知，B分子在x~x1过程中做加速运 动，说明开始时两分子间作用力为斥力，在x处速度最大，加 速度为0，即两分子间的作用力为0，根据运动的对称性可 知，此时A、B分子间的距离为2x1,故AB错误；CD.由图乙 可知，两分子运动到无穷远处的速度为”2，在无穷远处的总 动能为E,e=2xm=m好，由题意可知，无穷远处的分子 势能为0，由能量守恒可知，释放时A、B系统的分子势能 为m;由能量守恒可知，当两分子速度最大即动能最大 时，分子势能最小，则最小分子势能为Em=mw2-2× m=m-mwi,故C正确，D错误.故选C. 1 黑白题03