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

**基本信息** 聚焦分子运动速率分布规律，通过基础理解-综合应用-拓展迁移三层设计，实现从单一图像分析到气体状态参量综合应用的进阶，强化物理观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础理解层|分子速率分布图像、温度与速率关系|通过图像辨析（如第1、6题），巩固“温度是分子平均动能标志”等物理观念| |综合应用层|气体压强、分子数密度、平均动能综合|结合体积温度分析压强（如第8、12题），培养科学推理能力| |拓展迁移层|分子动理论综合（布朗运动、分子间作用力）|多考点融合（如第15题），提升模型建构与质疑创新素养|

3.分子运动速率分布规律 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．一定质量的理想气体，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．每个分子的动能都较大 D．单位时间内分子碰撞单位面积器壁的次数较多 2．体积都是1L的两个容器，装着质量相等的氧气，其中一个容器内的温度是0℃，另一个容器内的温度是100℃.如图所示是根据两种不同情况下的分子速率分布情况绘制出的图像.下列说法正确的是（    ） A．线对应的温度是100℃ B．线表示的氧气分子的平均速率更大 C．这两个温度下具有最大比例的速率区间是相同的 D．线表示的容器中单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数多 3．以下关于分子运动论说法正确的是（　　） A．图甲是用显微镜观察布朗运动所记录的三颗小炭粒运动位置的连线图，直观反映分子的无规则运动 B．图乙是用扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子的照片，根据阿伏加德罗常数、碳的摩尔质量及碳的密度可以估算出碳原子的直径 C．丙（b）是丙（a）所示容器中气体在不同温度下的气体分子速率分布图，T1对应图像与坐标轴包围的面积大于T2对应图像与坐标轴包围的面积 D．在图丙（a）容器中，当气体温度从T1变为T2时，容器中所有的分子运动变快 4．关于分子动理论，下列说法正确的是（　　） A．图甲中，状态①的温度比状态②的温度低 B．图甲中，两条曲线如果完整，下方的面积不相等 C．由图乙可知，当分子间的距离从逐渐减小为时，分子势能不断增大 D．图丙中分子间作用力与分子间距的关系图中，阴影部分面积表示分子势能差值，与零势能点的选取有关 5．下图是在高中物理中出现的几个相似的曲线，下列说法不正确的是（　　） A．甲图为某一单摆的共振曲线，若增大摆长，共振曲线的峰值向左偏移 B．乙图为某气体在0℃和100℃温度下单位速率区间的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化，图中实线对应氧气分子在0℃时的情形 C．系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率 D．乙图中图像与横轴所围面积为1 6．氧气分子在和温度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分别如图中两条曲线所示。下列说法正确的是（　　） A．图中实线对应氧气分子在时的情形 B．图中实线对应氧气分子平均动能较小的情形 C．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目 D．与时相比，时氧气分子速率出现在区间内的分子数占总分子数的百分比较大 7．一刚性密闭的导热容器中储有氧气，如图是容器中氧气分子在0℃和100℃时的速率分布图，下列说法正确的是（　　） A．氧气分子的速率分布呈现分子数“两头多、中间少”的规律 B．0℃时，所有氧气分子的速率都在的区间内 C．100℃时，在各速率区间氧气分子数占总分子数的百分比都比0℃时大 D．100℃时，速率在的氧气分子数占总分子数的百分比最大 8．一定质量的理想气体，在相同体积、不同温度时分子速率分布如图中①、②所示。下列说法正确的是（    ） A．状态①的温度高于状态②的温度 B．状态①的压强小于状态②的压强 C．状态①的分子数密度大于状态②的分子数密度 D．图线①与横轴所围的面积大于图线②与横轴所围的面积 9．分子动理论是从微观分子运动角度解释物质宏观热现象的基础理论，根据分子动理论下列说法正确的有（　　） A．液体温度越高，悬浮颗粒越大，布朗运动越明显 B．布朗运动是指悬浮在液体中的固体颗粒分子的无规则运动 C．封闭气体的压强是由于气体本身重力产生的 D．当分子间距离减小时，分子间的斥力增大，引力增大 10．关于分子动理论，下列说法正确的是（　　） A．扩散现象与外界作用有关，是化学反应的结果 B．某固体密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数NA，则每个固体分子直径为 C．俗话说破镜难重圆，说明玻璃分子间只有斥力没有引力 D．气体压强是由分子间作用力引起的 11．已知某地空气的密度为，假设此地空气为理想气体，气体分子平均动能为Ek，单个气体分子的质量为m，建立适当的模型，估计当地大气压强p0的大小最接近于（　　） A． B． C． D． 12．容积相同的甲、乙两个容器中，装有质量相等的氧气，两容器内的温度分别为与，氧气分子的速率分布情况如图所示。下列说法正确的是（   ） A．甲容器内的温度为，乙容器内的温度为 B．甲容器中氧气分子的平均速率比乙容器的小 C．单位时间内，甲容器中氧气分子与单位面积器壁碰撞的次数比乙容器多 D．甲容器中气体的压强比乙容器大 13．对一定质量的气体，若用N表示单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数，则（　　） A．当体积减小时，N必定增加 B．当温度升高时，N必定增加 C．当压强不变而体积和温度变化时，N必定变化 D．当压强不变而体积和温度变化时，N可能不变 二、多选题 14．下列有关热现象，说法正确的是（　　） A．气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子每次撞击器壁的作用力增大，气体的压强却不一定增大 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，气体的压强一定增大 C．气体压强增大是因为分子间斥力增大 D．气体压强增大是因为气体分子对器壁单位面积上的作用力增大 15．下列说法正确的是（　　） A．甲图测量油膜分子直径时，为了避免油酸挥发带来影响，在滴完油酸之后要立即测量油膜的面积 B．乙图是布朗运动示意图，悬浮在液体中的颗粒越大，某一瞬间跟颗粒碰撞的液体分子数目就会越多，撞击的不平衡性越明显，布朗运动越显著 C．丙图是气体分子速率分布图，由图可知代表的温度小于代表的温度，但图像与坐标轴包围的面积等于图像与坐标轴包围的面积 D．丁图是分子间作用力示意图，在处引力和斥力等大，分子力为零 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 《3.分子运动速率分布规律》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D B B C B A D B D B 题号 11 12 13 14 15 答案 C B C AD CD 1．D 【详解】A．由图可知，乙曲线峰值向速率大的方向移动，说明乙状态温度较高，即。气体质量一定，分子总数不变，体积不变，则分子的数密度不变，故A错误； B．由于体积和分子总数均不变，分子间的平均距离不变，故B错误； C．温度是分子平均动能的标志，，则乙状态分子的平均动能较大，但并非每个分子的动能都较大，这是统计规律，故C错误； D．气体压强由分子数密度和平均动能决定。数密度不变，温度升高，分子平均动能增大，平均速率增大，分子运动更剧烈，因此单位时间内分子碰撞单位面积器壁的次数较多，故D正确。 故选D。 2．B 【详解】ABC．温度越高，分子的平均速率越大，分子的平均速率是统计规律，所以温度为100℃的氧气比0℃的氧气，其速率大的分子所占百分比较多，因b线具有较大比例的速率区间较大，所以b线温度较高，a线对应的温度是0℃，b线对应的温度是100℃，其表示的氧气分子的平均速率更大，故AC错误，B正确； D．体积都是1 L的两个容器，装着质量相等的氧气，所以分子密集程度一样，但是b线对应的温度较高，分子平均速率较大，容器内气体压强较大，则单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数多，故D错误。 故选B。 3．B 【详解】A．图甲中三颗微粒的运动是布朗运动，是微粒受到周围分子碰撞不平衡引起的，不是分子的运动，只是能间接反映分子的无规则运动，故A错误； B．用表示阿伏加德罗常数，M表示碳的摩尔质量，表示实心石墨的密度，那么石墨中一个碳原子所占空间的体积 将碳原子看作球体，则有 联立可解得碳原子的直径，故B正确； C．温度越高，速率大的分子占总分子数的百分比越大，则小于，但对应图像与坐标轴包围的面积等于对应图像与坐标轴包围的面积，均为1，故C错误； D．温度越高，分子平均速率变大，并非所有的分子运动都变快，故D错误。 故选B。 4．C 【详解】A．由图甲可知，状态①中速率大的分子占据比例较大，说明状态①对应的平均动能较大，故状态①的温度比状态②的温度高，故A错误； B．在图甲中，由于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，所以两条曲线如果完整，下方的面积应相等，故B错误； C．由图乙可知，当分子间的距离从逐渐减小为时，分子间作用力表现为斥力，分子间的距离减小时，分子力做负功，分子势能不断增大，故C正确； D．在图丙分子间作用力与分子间距的关系图中，阴影部分面积是分子力做功的大小，由于分子力做功等于分子势能变化的负值，所以阴影部分面积表示分子势能差值，虽然分子势能的大小与零势能点的选取有关，但分子势能的差值与零势能点的选取无关，故D错误。 故选C。 5．B 【详解】A．根据单摆周期公式可知，增大摆长，则单摆的固有周期增大，固有频率减小，则共振曲线的峰值向左偏移，故A正确，不符合题意； B．温度越高，分子无规则运动越剧烈，速率大的分子占的比率就越多，曲线越“宽而矮”，由于图中实线对应部分“宽而矮”，对应气体的温度较高，应为，故B错误，符合题意； C．系统做稳定受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率，与系统固有频率无关，故C正确，不符合题意； D．根据分子速率分布曲线的意义可知，所有气体图像与横轴所围面积为1，故D正确，不符合题意。 本题选不正确的，故选B。 6．A 【详解】A．由图可知，实线对应的分子速率分布峰值较大，即分子的平均速率较大，平均动能较大，对应较高的温度，所以实线对应氧气分子在100°C时的情形，故A正确； B．温度是分子平均动能的标志，实线对应温度较高（100°C），所以实线对应氧气分子平均动能较大的情形，故B错误； C．图中纵坐标表示单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比，曲线给出了任意速率区间的氧气分子数占总分子数的百分比，由于不知道总分子数，无法得出任意速率区间的氧气分子数目，故C错误； D．由图可知，在0∼400m/s区间内，虚线（对应0°C）在实线（对应100°C）上方，说明与0°C时相比，100°C时氧气分子速率出现在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A。 7．D 【详解】A．氧气分子的速率分布遵循的规律是“中间多、两头少”，即中等速率的分子数占比最大，速率很大和很小的分子数占比都很小，故A错误； B．从图中可以看到，0℃时，分子速率分布在多个区间内，并非所有分子的速率都在的区间内，只是这个区间的分子数占比最大，故B错误； C．对比两条曲线，在速率较低的区间（如、），0℃时的分子数占比要大于100℃时的占比。因此，“各速率区间氧气分子数占总分子数的百分比都比0℃时大”的说法是错误的，故C错误； D．从图中100℃对应的虚线曲线可以看出，其峰值出现在的区间，说明该区间内氧气分子数占总分子数的百分比最大，故D正确。 故选D。 8．B 【详解】A．随着温度的升高，图像峰值对应的平均速率变大，所以状态①的温度低于状态②的温度，故A错误； B．两状态下，气体体积相同，状态①的温度低于状态②的温度，所以状态①的压强小于状态②的压强，故B正确； C．两状态下，气体分子数目相同，体积也相同，所以状态①的分子数密度等于状态②的分子数密度，故C错误； D．某一段图线与横轴围成图形的面积代表该速率区间段分子个数占总分子个数的百分比，则整条图线与横轴围成的总面积必为100%等于1，即图线①与横轴所围的面积等于图线②与横轴所围的面积，故D错误。 故选B。 9．D 【详解】A．液体温度越高，液体分子热运动越剧烈，悬浮在液体中的颗粒越小，撞击越不平衡，则布朗运动越明显，故A错误； B．布朗运动是指悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动，不是分子的无规则运动，故B错误； C．封闭气体的压强是大量气体分子频繁碰撞器壁产生的，不是由气体的重力产生的，故C错误； D．当分子间距减小时，分子间的引力和斥力都增大，故D正确。 故选D。 10．B 【详解】A．扩散现象是物质分子无规则运动产生的迁移现象，与外界作用无关，也不属于化学反应，故A错误； B．1mol气凝胶的体积为 单个分子平均占据的体积为 将分子视为球体，球体体积公式为 联立解得分子直径 故B正确； C．破镜难重圆是因为破损处玻璃分子间距远大于分子力的有效作用范围，引力和斥力都可忽略，分子间始终同时存在引力和斥力，故C错误； D．气体分子间距大，分子间作用力可忽略，气体压强是大量气体分子频繁碰撞容器壁产生的，与分子间作用力无关，故D错误。 故选B。 11．C 【详解】根据理想气体压强公式 其中 为分子数密度 已知空气密度 故 因此 故选C。 12．B 【详解】A．温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均速率越大，速率分布曲线的峰值会向速率更大的方向移动，且曲线更 “矮胖”。从图中可以看出，乙的峰值位置更靠右，所以乙容器内的温度为100℃，甲容器内的温度为0℃。故A错误。 B．甲容器温度低，氧气分子的平均动能小，平均速率也小，所以甲容器中氧气分子的平均速率比乙容器的小，B正确。 C．甲容器中氧气的密度等于乙容器中氧气的密度，由于乙容器中氧气分子平均速率大，可知甲容器中氧气分子单位时间内撞击容器壁单位面积的次数小于乙容器中氧气分子单位时间内撞击容器壁单位面积的次数，故C错误。 D．甲、乙容器分子数密度相同，乙容器温度高，分子平均动能大，且乙容器中氧气分子单位时间内撞击容器壁单位面积的次数大于甲容器中氧气分子单位时间内撞击容器壁单位面积的次数，所以乙容器中气体的压强大。故D错误。 故选B。 13．C 【详解】AB. 单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数取决于单位体积内的分子数与分子的平均动能。当体积减小时，单位体积内的分子数增大，但分子的平均动能不一定增大，故N不一定增加；当温度升高时，分子的平均动能增大，但单位体积内的分子数不一定增大，故N不一定增加，故AB错误； CD．压强取决于单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数及分子的平均动能，压强不变，温度和体积变化，分子平均动能变化，则单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数必定变化，故C正确，D错误。 故选 C。 14．AD 【详解】A．气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子每次撞击器壁的作用力增大，如果气体体积增大，则气体的压强不一定增大，故A正确； 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，如果温度也降低，气体的压强不一定增大，故B错误； CD．密闭气体压强是分子撞击产生的，所以压强增大是气体分子对器壁单位面积的撞击力变大造成的，另外，气体分子间距较大，分子间作用力几乎为零，故C错误，D正确。 故选AD。 15．CD 【详解】A．甲图测量油膜分子直径时，在滴完油酸之后不能立即测量油膜的面积，应等油膜稳定后再测量油膜的面积，故A错误； B．乙图是布朗运动示意图，悬浮在液体中的颗粒越大，某一瞬间跟颗粒碰撞的液体分子数目就会越多，撞击的不平衡性越不明显，布朗运动越不显著，故B错误； C．丙图是气体分子速率分布图，温度越高，速率大的分子占总分子数的百分比更大，则代表的温度小于代表的温度；但图像与坐标轴包围的面积等于图像与坐标轴包围的面积，均为1，故C正确； D．丁图是分子间作用力示意图，在处引力和斥力等大，分子力表现为零，故D正确。 故选CD。 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 $