1.3 分子运动速率分布规律 课时练习 -2026-2027学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

**基本信息** 本同步练习通过A、B、C三级分层设计，以14道题（7:5:2配比）实现从基础概念到综合应用的进阶，强化分子运动速率分布规律及气体压强微观解释的知识巩固，培养物理观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |A级|统计规律、气体分子运动特点、压强微观解释|基础概念辨析，如布朗运动判断、分子速率分布图像分析| |B级|分子速率测量实验、压强影响因素综合分析|结合实验装置（圆筒测速）和图像对比（不同温度分子分布）| |C级|实际情境应用（气温变化、雾霾）、压强微观量关系|联系生活实际（PM2.5运动），跨知识点综合（温度与分子撞击次数）|

3　分子运动速率分布规律 A级 必备知识基础 一、统计规律与气体分子运动特点 1.气体能够充满密闭容器,说明除相互碰撞的短暂时间外(　　) A.气体分子可以做布朗运动 B.气体分子的速率都一样大 C.相互作用力十分微弱,气体分子可以自由运动 D.相互作用力十分微弱,气体分子间的距离都一样大 2.伽尔顿板可以演示统计规律。如图所示,让大量小球从上方漏斗形入口落下,则下图能正确反映最终落在槽内的小球的分布情况的是(　　) A B C D 3.某种气体在不同温度下的气体分子速率分布情况如图所示,图中f(v)表示速率为v的分子数占总分子数的百分比,曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所对应的温度分别为TⅠ、TⅡ、TⅢ,则TⅠ、TⅡ、TⅢ的关系为(　　) A.TⅠ>TⅡ>TⅢ B.TⅢ>TⅡ>TⅠ C.TⅡ>TⅠ,TⅡ>TⅢ D.TⅠ=TⅡ=TⅢ 4.一定质量的气体在0 ℃和100 ℃下的分子速率分布规律如图所示。横坐标Δv表示分子速率区间,纵坐标表示单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比。下列判断正确的是(　　) A.图中实线对应的气体温度为100 ℃ B.图中曲线给出了任意速率区间的气体分子数目 C.任意分子在0 ℃时的速率一定小于100 ℃时的速率 D.温度升高时,每个速率区间内分子数的占比都增大 二、气体压强的微观解释 5.关于密闭容器中气体压强的产生,下列说法正确的是(　　) A.气体的压强是由于气体受到重力而产生的 B.气体对器壁产生的压强等于大量气体分子作用在器壁上的平均作用力 C.气体的温度越高,所有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 6.一定质量的气体体积始终不变,温度升高时,气体压强增大是由于(　　) A.分子对器壁平均撞击力变大 B.气体分子密度变大,分子对器壁排斥力变大 C.气体分子密度变大,单位体积内分子的质量变大 D.单位体积内分子数变大,单位时间内对器壁的碰撞次数变多 7.关于气体压强的理解,下列说法错误的是(　　) A.大气压强是由地球表面空气重力产生的,因此将开口瓶密闭后,瓶内气体脱离大气,它自身重力太小,瓶内气体压强远小于外界大气压强 B.气体压强是由大量气体分子不断撞击器壁而产生的 C.气体压强取决于单位体积内分子数和分子的平均速率 D.单位面积器壁受到空气分子碰撞的平均压力就是气体对器壁的压强 B级 关键能力提升 8.如图所示,这是测量分子速率分布的装置示意图。圆筒绕其中心匀速转动,侧面开有狭缝N,内侧贴有记录薄膜,M为正对狭缝的位置。从原子炉R中射出的银原子蒸气穿过屏上S缝后进入狭缝N,在圆筒转动半个周期的时间内相继到达并沉积在薄膜上,展开的薄膜上银原子的分布最接近(　　) A B C D 9.(2025淮安期中)密闭在钢瓶中的理想气体,该气体在a、b状态时的分子速率分布图像如图所示。下面关于气体在a、b状态的叙述,正确的是(　　) A.Ta<Tb B.Ta>Tb C.图中a状态曲线下的面积比b状态曲线下的面积大 D.图中a状态曲线下的面积比b状态曲线下的面积小 10.氧气很重要的用途是供给呼吸和支持燃烧,氧气如同食物和水,是人体必不可少的能源。氧气分子在0 ℃和100 ℃的速率分布图如图所示,横坐标表示速率,纵坐标表示某一速率内的分子数占总分子数的百分比,由图可知(　　) A.若温度升高,氧气分子中速率小的分子所占的比例增大 B.每一个氧气分子随着温度的升高其速率都增大 C.同一温度下,中等速率的氧气分子数所占的比例较大 D.随着温度的升高,氧气分子的平均速率变小 11.(2025南京二模)如图所示为模拟气体压强产生机理的实验,在一定时间内将100颗豆粒从秤盘上方20 cm高度处均匀连续倒在秤盘上,观察指针摆动情况。关于该实验,下列说法正确的是(　　) A.仅将释放位置升高,指针示数不变 B.仅将释放位置升高,可模拟温度升高对气体压强的影响 C.仅增加豆粒数量,可模拟温度降低对气体压强的影响 D.仅增加豆粒数量,可模拟体积增大对气体压强的影响 12.下列关于气体的说法正确的是(　　) A.由于气体分子运动的无规则性,因此密闭容器的器壁在各个方向上受到的压强可能会不相等 B.气体的温度升高时,所有的气体分子的速率都增大 C.一定质量的气体体积不变,气体分子的平均速率越大,气体的压强就越大 D.气体的分子数越多,气体的压强就越大 C级 学科素养培优 13.某地某天的气温变化趋势如图甲所示,细颗粒物(PM2.5等)的污染程度为中度,出现了大范围的雾霾。在11:00和14:00的空气分子速率分布曲线如图乙所示,横坐标v表示分子速率,纵坐标表示单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比。下列说法错误的是(　　) 甲 乙 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 B.9:00时空气分子的平均速率比10:00时大 C.图乙中实线表示14:00时的空气分子速率分布曲线 D.单位时间内空气分子对细颗粒物的平均撞击次数,14:00时比12:00时多 14.对于一定质量的某种气体,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 参考答案 1.C　解析 布朗运动是固体小颗粒的运动,故A项错误;气体分子的运动是杂乱无章的,表示气体分子的速度大小和方向具有不确定性,与温度的关系是统计规律,故B项错误;气体分子的相互作用力十分微弱,气体分子可以自由运动造成气体没有固定形状,故C项正确;气体分子的相互作用力十分微弱,但是频繁撞击使得气体分子间的距离不一样大,故D项错误。 2.C　解析 按照统计规律,小球的分布情况应该是中间多、两头少,故C项正确。 3.B　解析 气体温度越高,分子热运动越剧烈,分子热运动的平均速率越大,速率大的分子所占的比例越大,分布曲线的峰值向速率越大的方向移动,对应的图线越宽、越平缓,“腰越粗”,所以TⅢ>TⅡ>TⅠ,故选B。 4.A　解析 题图中实线占百分比较大的分子速率较大,分子平均动能较大,根据温度是分子平均动能的标志可知,题图中实线对应的气体温度为100 ℃,故A项正确;根据分子速率分布图可知,题图中曲线给出了任意速率区间的气体分子数目占总分子数的百分比,不能得出任意速率区间的气体分子数目,故B项错误;温度升高,分子热运动的平均速率增大,但统计规律仅适用于大量气体分子,并不表示每个分子热运动的速率都增大,即任意分子在0 ℃时的速率不一定小于100 ℃时的速率,故C项错误;温度升高,速率大的区间分子数的占比增大,速率小的区间分子数的占比减小,故D项错误。 5.D　解析 气体对容器的压强是由大量气体分子对器壁频繁碰撞产生的,故A项错误;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项错误;气体的温度越高,分子平均速率越大,但并不是每个气体分子的速率越大,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项错误;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项正确。 6.A　解析 气体质量、体积不变,则气体分子数密度不变,则单位体积内分子数不变,气体温度升高,气体分子平均速率变大,根据动量定理,分子对器壁平均撞击力变大。故选A。 7.A　解析 大气压强是由地球表面空气重力产生的,而被密封在某种容器中的气体,其压强是大量的做无规则运动的气体分子对容器壁不断碰撞而产生的,它的大小不是由被封闭气体的重力所决定的,故A项错误,B项正确;气体压强取决于分子的密集程度与分子的平均速率,即气体压强取决于单位体积内分子数和分子的平均速率,故C项正确;根据公式p=,可知单位面积器壁受到气体分子碰撞的平均压力在数值上就等于气体压强的大小,故D项正确。 8.C　解析 根据气体分子速率分布规律可知速率很大和速率很小的分子比例较小,而速率中等的分子比例较大。根据圆筒转动的情况可知,速率越大的银原子所到达的位置越靠近M,速率越小的银原子所到达的位置越靠近N,速率中等的银原子所到达的位置分布在Q点附近,所以M和N附近银原子分布较少,Q点附近银原子分布较多。故选C。 9.A　解析 由题图可知,b状态中速率大的分子占据的比例较大,则说明b状态对应的气体分子的平均动能较大,b状态对应的温度较高,故A项正确,B项错误;因气体分子的总量一定,则按照各速率区间的分子数百分比分布的总和为100%,故题图中a状态曲线下的面积和b状态曲线下的面积相等,为1,故C、D项错误。 10.C　解析 随着温度的升高,氧气分子中速率大的分子所占的比例增大,选项A错误;温度升高使得氧气分子的平均速率增大,不一定每一个氧气分子的速率都增大,选项B错误;同一温度下,中等速率的氧气分子数所占的比例大,即氧气分子呈现“中间多,两头少”的分布规律,选项C正确;温度升高后,氧气分子的平均速率变大,选项D错误。 11.B　解析 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,由动量定理得Ft=Δp,所以其作用力变大,即指针示数变大,故A项错误;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项正确;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C、D错误。 12.C　解析 气体分子一直做无规则运动,但是由于在某一时刻,气体分子向各个方向运动的概率相同,因此气体在各个方向上对器壁的压强相等,选项A错误;温度升高时,气体分子的平均速率增大,但不是所有气体分子的速率都增大,选项B错误;体积不变,分子的平均速率越大,气体分子对器壁的平均作用力变大,则气体的压强越大,选项C正确;气体的压强由气体分子的数密度和平均速率共同决定,选项D错误。 13.A　解析 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,故A项错误;由题图甲可知,9:00时的气温高于10:00时的气温,所以9:00时空气分子的平均速率比10:00时大,故B项正确;由题图乙可知实线对应的速率大的分子占的比例较大,对应的温度较高,所以题图乙中实线表示14:00时的空气分子速率分布曲线,故C项正确;14:00时的气温高于12:00时的气温,14:00时空气分子的平均速率较大,单位时间内空气分子对细颗粒物的平均撞击次数较多,故D项正确。 14.C　解析 气体压强是由大量气体分子对器壁的碰撞作用产生的,其大小与分子数密度及分子平均速率有关。对于一定质量的气体,压强与温度和体积有关,若压强不变,而温度和体积发生变化(即分子数密度发生变化),N一定变化,故C项正确,D项错误;若体积减小且温度降低,N不一定增加,A项错误;当温度升高,同时体积增大时,N也不一定增加,故B项错误。 学科网（北京）股份有限公司 $