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，通过基础填空与专题训练分层设计，构建“概念理解-图像分析-微观解释”的知识巩固路径，适配新授课基础巩固与能力提升需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础填空|随机性与统计规律、气体分子运动特点等核心概念|以填空形式直接考查定义，如“必然事件”“中间大两头小分布”，强化物理观念| |备考训练一|分子速率分布图像分析|通过多幅图像比较温度与速率分布关系，如不同温度下曲线峰值移动，培养科学思维| |备考训练二|气体压强微观解释|结合分子数密度与平均动能分析压强变化，如等温压缩时碰撞次数变化，体现科学论证|

779038077———理解为王——物理快乐学 2 / 5 779038077———理解为王——物理快乐学 2 / 5 1.3 分子运动速率分布规律 随机性与统计规律 1．随机性 （1）在一定条件下，若某事件必然出现，这个事件叫作______事件。 （2）在一定条件下，若某事件不可能出现，这个事件叫作_______事件。 （3）若在一定条件下某事件可能出现，也可能不出现，这个事件叫作______事件。 2．统计规律 大量随机事件的整体往往会表现出一定的________性，这种规律就叫作统计规律。热现象与大量分子________的统计规律有关。 气体分子运动的特点 气体分子运动的特点 3．运动的自由性：气体分子间的距离大约是分子直径的________倍，因此分子间的作用力很弱，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________________空间。 4．运动的无序性：分子的运动________，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分子数目________。 分子运动速率分布图像 分子运动速率分布图像 5．一定温度下，分子的速率呈“________________”的分布。 6．温度________，速率大的分子比例越_____，分子的平均速率越_____，分子的热运动越剧烈。 气体压强的微观解释 气体压强的微观解释 7．气体压强的形成原因 气体对容器的压强是大量气体分子不断撞击器壁的结果。对于单个分子来说，这种撞击是________的、________的，但是对于大量分子总的作用来说，就表现为________的和________的了。器壁单位面积上受到的________，就是气体的压强。 8．气体压强的决定因素 （1）若某容器中气体分子的平均速率越大，单位面积上气体分子与器壁的碰撞对器壁的作用力就越_____。 （2）若容器中气体分子的数密度大，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就______，平均作用力也会较大。 备考训练一：温度微观意义、分子速率分布图 1．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． 2．密闭在钢瓶中的理想气体，温度升高时压强增大，从分子动理论的角度分析，这是由于分子热运动的________增大了，该气体在温度为T1、T2时的分子速率分布图象如图所示，则T1________T2(填“大于”或“小于”) 3．某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示，图中f(v)表示v处单位速率区间内的分子数百分率，所对应的温度分别为、、，则（     ） A． B． C．， D． 4．一定质量的理想气体由状态Ⅰ变化到状态Ⅱ，两种状态下气体分子的速率分布如图所示，图中是速率附近单位速率区间内分子数占总分子数的百分比。下列说法正确的是（     ） A．气体一定从外界吸收热量 B．气体中每个分子的速率都增加 C．速率附近单位速率区间内的分子数增加 D．气体中速率在区间的分子数占总分子数的比例减小 5．如图1所示，在斯特林循环的p–V图象中，一定质量理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，整个过程由两个等温和两个等容过程组成。B→C的过程中，单位体积中的气体分子数目_____（选填“增大”、“减小”或“不变”）。状态A和状态D的气体分子热运动速率的统计分布图象如图2所示，则状态A对应的是_____（选填“①”或“②”）。 6．如图，横坐标v表示分子速率，纵坐标f(v)表示各等间隔速率区间的分子数占总分子数的百分比．途中曲线能正确表示某一温度下气体分子麦克斯韦速率分布规律的是 ．（填选项前的字母） A．曲线① B．曲线② C．曲线③ D．曲线④ 7．（多选）氧气分子在0℃和100℃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．图中两条曲线下面积相等 B．图中实线对应于氧气分子在100℃时的情形 C．与0℃时相比，100℃时每个氧气分子都变快了 D．与0℃时相比，100℃时氧气分子速率出现在0~400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大 8．下列说法正确的是（　　） A．图甲中，通过峰值的比较，可知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．图乙中，当分子间的距离从逐渐减小为时，分子势能不断减小 D．图乙中，当分子间的距离从逐渐减小为时，分子势能不断减小 9．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0℃与100℃，氧气分子的速率分布情况如图所示。下列说法正确的是（    ） A．甲容器分子平均动能大于乙容器分子平均动能 B．两条曲线与坐标轴所围面积相等，含义为容器内气体分子总数 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．气体分子速率分布规律是大量分子遵从的统计规律，单个分子的运动具有不确定性 10．（多选）对于气体分子的运动，下列说法正确的是（　　） A．一定温度下某种气体的分子的碰撞虽然十分频繁，但同一时刻，每个分子的速率都相等 B．一定温度下某种气体的分子速率一般不相等，但速率很大和速率很小的分子数目相对较少 C．一定温度下某种气体的分子做杂乱无章的运动可能会出现某一时刻所有分子都朝同一方向运动的情况 D．一定温度下某种气体，当温度升高时，其中某10个分子的平均动能可能减小 备考训练二：气压微观意义 11．关于分子动理论，下列说法正确的是（　　） A．分子直径的数量级约为 B．气体压强是由大量气体分子运动对容器的撞击引起的 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．水结为冰时，部分水分子已经停止了热运动 12．（多选）一定质量的气体经历等温压缩过程时，气体压强增大，从分子动理论观点来分析，这是因为（   ） A．气体分子的平均速率增大 B．单位时间内，器壁单位面积上分子碰撞的次数增多 C．气体分子数增加 D．气体的密度变大 13．（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频繁、持续地碰撞产生的 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 14．（多选）相同容积的两个容器装着质量相等、温度不同的氢气，下列说法中正确的是（　　） A．温度高的容器中氢分子的平均动能更大 B．两个容器中氢分子的速率都呈现“中间多、两头少”的分布规律 C．温度高的容器中任一分子的速率一定大于温度低的容器中任一分子的速率 D．单位时间内，温度高的氢气对器壁单位面积上的平均作用力更大 15．（多选）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 16．对于一定质量的气体，下列说法正确的是（　　） A．如果压强增大且温度不变，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增大 B．气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间内作用在器壁上的平均作用力 C．气体分子热运动的平均速率减小，气体的压强一定减小 D．如果温度升高，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增大 17．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 18．下列说法正确的是（　　） A．气体对器壁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 B．气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间内作用在器壁上的平均作用力 C．气体分子热运动的平均速率减小，气体的压强一定减小 D．单位体积的气体分子数增加，气体的压强一定增大 19．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．单位时间与单位面积内与器壁碰撞的分子数减少 20．下面对气体温度和压强的微观解释，正确的是（　） A．气体的温度升高，气体的每一个分子运动速率都会增大 B．气体的温度升高，运动速率大的分子所占比例会增大 C．温度升高时，分子平均速率变大，压强一定增大 D．温度升高时，每个分子的速率都增大，所以压强增大 779038077———理解为王——物理快乐学 2 / 5 每个知识点两个按照2-3-3练习（简、中、难——多为期中、期末、高考真题）——全面掌握 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 题号 1 3 4 6 7 8 9 10 11 12 答案 B B D D AB D D BD B BD 题号 13 14 15 16 17 18 19 20 答案 ABD ABD AD A C A D B 1．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。 2． 平均动能 小于 【详解】[1][2]温度是分子平均动能的标志，温度升高时分子的平均动能变大，由分子速率分布图像可知，2状态的分子平均速率大于1状态的分子的平均速率，分子的平均动能大，温度高。 3．B 【详解】因为对于给定的气体，当温度升高，分子热运动加剧，速率较大的分子所占百分比增高，分布曲线的峰值向速率大的方向移动即向高速区扩展，峰值变低，曲线变宽，变平坦，故B正确． 4．D 【详解】根据理想气体分子速率分布规律：温度越高，分子平均速率越大，速率分布曲线的峰值向速率更大的方向移动，且峰值降低、曲线更平缓。由此可知，图中状态Ⅱ温度高于状态Ⅰ，气体从Ⅰ到Ⅱ温度升高。 A．一定质量理想气体的内能仅与温度有关，温度升高则内能增大。根据热力学第一定律，若外界对气体做功，则可能，气体可能是放热，A错误； B．温度升高是分子平均速率增大，属于统计规律，不代表每个分子的速率都增加，B错误； C．f(v)的物理意义是速率附近单位速率区间内分子数占总分子数的百分比，由图可知状态Ⅱ在处的小于状态Ⅰ，因此附近单位速率区间内的分子数减少，C错误； D．状态Ⅱ的峰值右移，速率小于的占比减少、速率大于的占比增加，由图可知，区间图像面积减小，则气体中速率在区间的分子数占总分子数的比例减小，D正确。 故选D 。 5． 不变 ① 【详解】[1]由题图知B→C的过程中气体的体积不变，所以密度不变，即单位体积中的气体分子数目不变； [2]因当温度升高，分子热运动加剧，速率较大的分子所占百分比增高，分布曲线的峰值向速率大的方向移动即向高速区扩展，峰值变低，曲线变宽，变平坦，由题中图知状态A的温度低，所以对应的是①。 6．D 【详解】麦克斯韦分子速率分布规律如图所示， 呈现“两头大，中间小”的特点，曲线①、③可先排除，曲线②也不对，因为当v=0时，f（v）一定为零，且v很大时，f（v）趋于零，所以本题正确的是曲线④，故ABC错误，D正确． 故选D。 7．AB 【详解】A．曲线下面积表示所有速率区间的分子数占总分子数的百分比之和，总和恒为，因此两条曲线下面积相等，A正确； B．温度越高，氧气分子的平均速率越大，速率分布曲线的峰值向速率更大的方向移动。图中实线峰值更靠右，对应更高温度，B正确； C．温度升高时，分子的平均速率增大，属于统计规律，仍有部分分子速率很小，不是每个分子速率都变快，C错误； D．由图可知，区间内，虚线（）在实线上方，说明时该区间分子数占总分子数的百分比更小，D错误。 故选AB 。 8．D 【详解】A．图甲中，温度越高，分子的平均动能越大，速率大的分子所占比例增加，分布曲线的峰值向速率大的方向移动，同时为了保持曲线下面积不变，峰值高度降低。曲线①的峰值在右侧且较矮，说明①的温度比②高，故A错误； B．图甲中，曲线下的面积表示所有分子数百分率之和，恒为，因此两条曲线如果完整，下方的面积相等，故B错误； C．图乙中，处分子力，为平衡位置。当分子间距离从逐渐减小为时（），分子力表现为斥力，分子力做负功，分子势能增大，故C错误； D．图乙中，当分子间距离从逐渐减小为时，分子力表现为引力，距离减小，分子力做正功，分子势能不断减小，故D正确。 故选D。 9．D 【详解】A．温度是分子平均动能的标志，甲容器温度低于乙容器温度，所以甲容器分子平均动能小于乙容器分子平均动能，故A错误； B．由图可知，纵坐标表示速率在附近的单位速率区间内的分子数占总分子数的百分比，曲线与坐标轴围成的面积表示所有速率区间的分子百分比之和，即（或），而不是分子总数，故B错误； C．两容器容积相同、氧气质量相等，则分子数密度相同。甲容器温度低，分子平均速率小。单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数与分子数密度和平均速率有关，密度相同，平均速率越小，碰撞次数越少，所以甲容器碰撞次数比乙容器少，故C错误； D．气体分子速率分布规律是大量分子热运动遵从的统计规律，对单个分子而言，其运动是无规则的、具有不确定性，故D正确。 故选D。 10．BD 【详解】A．一定温度下气体分子速率服从麦克斯韦分布，各分子速率不同，故A错误； B．麦克斯韦速率分布表明，大多数分子速率接近平均值，极大和极小速率的分子数目较少，故B正确； C．分子运动杂乱无章且各方向概率均等，所有分子瞬间同向运动的概率趋近于零，故C错误； D．温度升高时，大量分子平均动能增大，但少量分子（如10个）可能因碰撞导致平均动能减小，故D正确。 故选BD。 11．B 【详解】A．分子直径的数量级约为，故A错误； B．气体压强的微观本质是大量做无规则热运动的气体分子对容器壁持续、频繁的撞击产生的，故B正确； C．分子间的引力和斥力始终同时存在，“破镜难重圆”是因为破碎后玻璃碎片间的距离远大于分子力的作用范围（约10倍分子直径），分子间作用力可忽略，并非只有斥力没有引力，故C错误； D．分子热运动是永不停息的，水结为冰时水分子热运动的剧烈程度降低，但不会停止，故D错误。 故选B。 12．BD 【详解】根据分子动理论，一定质量的理想气体经历等温压缩过程时，温度不变，气体分子的平均动能不变。等温压缩时体积减小，质量不变，则气体的密度变大，而分子总数不变，故分子数密度增大，导致单位时间内器壁单位面积上分子碰撞次数增多，压强增大。 故选BD。 13．ABD 【详解】A．气体对容器的压强是大量气体分子对器壁频繁碰撞产生的，故A正确； B．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； C．气体的温度越高，分子平均动能越大，但不是每个气体分子的动能越大，所以气体的温度越高，并不是每个气体分子与器壁碰撞的冲力越大，故C错误； D．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和分子的密集程度有关，故D正确。 故选ABD。 14．ABD 【详解】A．温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大，故A项正确； B．由不同温度下的分子速率分布曲线可知，分子数百分率呈现“中间多，两头少”的统计规律，故B项正确； C．温度高，分子平均速率大，与任一分子的速率无关，故C项错误； D．温度升高则分子运动的激烈程度增大，则单位时间内撞击容器壁的分子数增加，故对容器壁单位面积的平均作用力更大，故D项正确。 故选ABD。 15．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。 16．A 【详解】A．温度不变时，气体分子平均动能不变，单个分子碰撞器壁的平均冲量不变，压强的微观本质是单位时间内单位面积器壁受到的分子总冲量，压强增大则总冲量增大，因此单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增大，故A正确； B．气体压强是大量气体分子作用在单位面积器壁上的平均作用力，故B错误； C．气体压强由分子平均动能、分子数密度两个因素共同决定，分子平均速率减小仅说明平均动能减小，若同时压缩气体使分子数密度大幅提升，压强也可能增大，故C错误； D．温度升高时分子平均动能增大，但若气体体积同时膨胀，分子数密度减小，单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数可能减小（如等压升温过程），故D错误。 故选A。 17．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。 18．A 【详解】AB．气体压强的定义是大量气体分子对器壁单位面积的平均作用力，故A正确，B错误； C．气体压强取决于分子平均动能（与速率平方相关）和单位体积分子数，平均速率减小但若分子数密度增大或体积变化，压强可能不变或增大，故C错误； D．单位体积分子数增加，若温度降低则分子平均动能减小，可知压强可能不变或减小，故D错误。 故选A。 19．D 【详解】A．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； B．灯笼内温度升高，分子的平均速率增大，故B错误； C．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； D．温度升高，气体分子的平均速率增大，单位时间内、单位面积上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。 故选D。 20．B 【详解】A．气体的温度升高，分子的平均速率增大，但分子速率遵循统计分布，并非每一个分子的速率都增大，个别分子速率可能减小或不变，故A错误； B．气体的温度升高，分子速率分布向高速方向偏移，运动速率大的分子所占比例增大，故B正确； C．温度升高时，分子平均速率变大，但压强由分子数密度和平均动能共同决定（）；若体积增大（减小），压强可能不变或减小，故压强不一定增大，故C错误； D．温度升高时，并非每个分子的速率都增大，且压强是否增大还与分子数密度有关，故D错误。 故选B。 参考答案： 1． 必然 不可能 随机 2． 规律 热运动 【解析】1．（1）[1]在一定条件下，若某事件必然出现，这个事件叫作必然事件。 （2）[2]在一定条件下，若某事件不可能出现，这个事件叫作不可能事件。 （3）[3]若在一定条件下某事件可能出现，也可能不出现，这个事件叫作随机事件。 2．[1][2]大量随机事件的整体往往会表现出一定的规律性，这种规律就叫作统计规律。热现象与大量分子热运动的统计规律有关。 3． 10 整个 4． 杂乱无章 近似相等 【解析】3．[1][2]运动的自由性：气体分子间的距离大约是分子直径的10倍，因此分子间的作用力很弱，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，气体充满整个空间。 4．[1][2]运动的无序性：分子的运动是杂乱无章的，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分子数目几乎相等。 5．中间大，两头小 6． 越高 大 大 【解析】5．一定温度下，分子的速率呈“中间大，两头小”的分布。 6．[1][2][3]温度越高，速率大的分子比例越大，分子的平均速率越大，分子的热运动越剧烈。 7． 间断 不均匀 连续 均匀 压力 8． 大 越多 【详解】7．[1][2][3][4][5]气体对容器的压强是大量气体分子不断撞击器壁的结果。对于单个分子来说，这种撞击是间断的、不均匀的，但是对于大量分子总的作用来说，就表现为连续的和均匀的了。器壁单位面积上受到的压力，就是气体的压强。 8．（1）[1]若某容器中气体分子的平均速率越大，单位面积上气体分子与器壁的碰撞对器壁的作用力就越大。 （2）[2]若容器中气体分子的数密度大，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就越多，平均作用力也会较大。 每个知识点两个按照2-3-3练习（简、中、难——多为期中、期末、高考真题）——全面掌握 每个知识点两个按照2-3-3练习（简、中、难——多为期中、期末、高考真题）——全面掌握 学科网（北京）股份有限公司 $