2025届高三物理试题分子运动速率分布规律强化训练
一、单选题（本大题共6小题）
1．一定质量的理想气体体积不变时，温度降低，则下列说法中正确的是（ ）
A．气体对外界做功，气体的内能一定减小
B．气体的状态一定发生了变化，而且压强一定减小
C．气体分子平均动能可能增大
D．单位时间内气体分子对器壁单位面积的碰撞次数增多
2．下列说法正确的是（ ）
A．图甲中微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显
B．图乙中液晶分子排布有序，因此液晶材料不具备光学各向异性
C．图丙中当分子间距离大于时，分子间作用力可以忽略不计
D．图丁中虚线为同一气体温度较高时的速率分布图
3．如图甲所示，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乙图中的（ ）
A． B．
C． D．
4．图甲是一定质量的某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线；图乙是两分子系统的势能与两分子间距离的关系曲线。下列说法正确的是 （ ）
A．甲：同一温度下，气体分子的速率都呈“中间多、两头少”的分布
B．甲：气体在①状态下的内能小于②状态下的内能
C．乙：当大于时，分子间的作用力表现为引力
D．乙：在由变到的过程中分子力做负功
5．真空轮胎没有内胎，直接在轮胎和轮圈之间封闭着空气，轮胎鼓起时，胎内表面形成一定的压力，提升了对破口的自封能力，避免了像自行车轮胎那样瞬间漏气，从而提高了车辆行驶的安全性。如图所示，在北方的冬季，先在室内给真空胎内充入一定质量的空气，然后把汽车开到室外，胎内的温度降低，假设此过程胎内气体的体积不变，下列说法正确的是（ ）
A．胎内空气中每个分子的分子动能都减小
B．胎内空气分子的分子平均动能不变
C．胎内空气分子势能减小
D．胎内空气对胎壁单位时间单位面积上的撞击次数减少
6．空玻璃瓶密封后放入冰箱。与放入冰箱前相比，瓶内的气体（ ）
A．所有分子的运动速率都变小 B．分子的平均动能变小
C．压强变大 D．分子对玻璃瓶内壁的平均作用力变大
二、多选题（本大题共4小题）
7．关于分子动理论，下列说法正确的是（ ）
A．若已知气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，可求出一个气体分子的体积
B．气体温度升高时，速率较大的分子占总分子数的比例升高
C．布朗运动的激烈程度与悬浮微粒的大小有关，说明分子的运动与悬浮微粒的大小有关
D．两个分子甲和乙距离变化过程中，只要两分子克服分子力做功，则分子势能一定增加
8．一定质量的气体，经等温压缩，气体的压强增大，用分子动理论的观点分析，这是因为（ ）
A．气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大
B．单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多
C．气体分子的总数增加
D．气体分子的数密度增大
9．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．图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形
C．图中实线对应于氧气分子在100 ℃时的情形
D．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目
E.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
10．关于气体，下列说法正确的是（ ）
A．压缩密闭容器中气体的过程中，越来越难压缩，是因为分子间斥力越来越大
B．一定质量的理想气体保持压强不变，温度升高，则单位时间内撞击器壁单位面积上的分子数减小
C．一定质量的气体，如果体积增大，压强一定减小
D．对于一定质量的理想气体，如果体积不变，压强减小，气体一定向外界放出热量
三、实验题（本大题共1小题）
11．如图所示，在“小钢珠连续撞击磅秤模拟气体压强的产生”的演示实验中，当将一杯钢珠均匀地倒向磅秤，可观察到磅秤有一个 （选填“稳定”或“不稳定”示数。这个实验模拟了气体压强的产生是 的结果。
四、解答题（本大题共2小题）
12．目前，环境污染已非常严重，瓶装纯净水已经占领柜台。再严重下去，瓶装纯净空气也会上市。设瓶子的容积为2L，空气的摩尔质量。按标准状况计算，。试估算（结果保留两位有效数字）：
（1）空气分子的平均质量是多少？
（2）—瓶纯净空气的质量是多少？
（3）—瓶中约有多少个气体分子？
物质是由分子组成的，人类无法直接观察分子的运动，通过分析各种宏观现象来获得分子运动和相互作用的信息。分子的运动也对应着能量的转化和守恒。
13．关于分子热运动和布朗运动，下列说法中正确的是( )
A．布朗运动是指在显微镜下看到的液体分子的无规则运动
B．布朗运动间接地反映了分子在永不停息地做无规则运动
C．当物体温度达到0℃时，物体分子的热运动就会停止
D．悬浮颗粒越大，某一瞬间与它碰撞的液体分子越多，布朗运动越显著
14．下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是( )
A．从图A中可以看出任意一个分子在100℃时的速率一定比0℃时要大
B．微粒的运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动
C．当两个相邻的分子间距离为r 时，它们之间相互作用的引力和斥力的合力为零
D．实验中要尽可能保证每颗玻璃球与电子秤碰撞时的速率相等
15．标准状况下，水蒸气的摩尔体积，，水的摩尔质量M =18g/mol，水的密度，请进行下列估算：（结果均保留1位有效数字）
（1）水蒸气分子的平均间距约为
（2）水分子的直径约为
16．右图是一个测量分子速率分布的装置。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中射出的某指定温度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。一段时间后，展开的薄膜上银原子的分布最接近下图中的( )
A． B．
C． D．
17．假定某一温度下，气体分子运动的平均速率为v，气体分子质量为m，那么一个分子垂直碰撞器壁前后的动量改变量大小约为（碰撞可视为弹性碰撞）；设时间内有 N个这样的分子碰撞器壁一次，被碰撞器壁的总面积为，那么这些分子对器壁产生的压强为。
参考答案
1．【答案】B
【详解】A：一定质量的理想气体体积不变时，气体不对外界做功，温度降低，则气体的内能一定减小，A错误；
B：气体的状态一定发生了变化，根据可知，体积不变，温度降低，则压强一定减小，B正确；
C：温度降低，则气体分子平均动能减小，C错误；
D：因压强减小，分子数密度不变，分子平均动能减小，则单位时间内气体分子对器壁单位面积的碰撞次数减小，D错误。选B。
2．【答案】C
【详解】A：图甲中微粒越小，单位时间内受到液体分子撞击次数越少，不平衡性越明显，布朗运动越激烈，A错误；
B：液晶材料具备光学各向异性，B错误；
C：图丙中当分子间距离大于时，分子间作用力很小，可以忽略不计，C正确；
D：虚线峰值对应横坐标即速率更小，即大量分子处于速率较小的状态，温度更低，D错误。选C。
3．【答案】C
【详解】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。选C。
4．【答案】A
【详解】AB．图甲中，同一温度下，气体分子的速率都呈“中间多、两头少”的分布，①状态下速率大的分子占据的比例较大，则说明①对应的平均动能较大，即气体在①状态下的内能大于②状态下的内能，B错误，A正确；
CD．图乙中，当时，分子势能最小，此时分子力为0，则当时，分子间的作用力表现为引力，当时，分子间的作用力表现为斥力，在由变到的过程中，分子势能减小，则分子力做正功，CD错误。选A。
5．【答案】D
【详解】A．气体温度降低，根据分子动理论可知分子平均动能减小，但并不是每个气体分子运动的动能都减小，A错误；
B．气体温度降低，气体分子平均动能减小，B错误；
C．理想气体的分子势能忽略不计，C错误；
D．气体的分子数密度不变，温度降低，所以气体分子在单位时间内对胎壁单位面积的撞击次数减小，D正确。选D。
6．【答案】B
【详解】与放入冰箱前相比，瓶内的气体温度降低，分子的平均动能变小，但不是所有分子的运动速率都变小；由于气体发生等容变化，根据，可知瓶内的气体压强变小，则分子对玻璃瓶内壁的平均作用力变小。选B。
7．【答案】BD
【详解】A：由气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，可以算出气体分子所占的体积，但是得不到气体分子的体积，A错误；
B：根据速率分布规律图，气体温度升高时，速率较大的分子占总分子数的比例升高，B正确；
C：悬浮颗粒越小，布朗运动越显著，这是由于悬浮颗粒周围的液体分子对悬浮颗粒撞击的不均衡引起的，不能说明分子的运动与悬浮颗粒的大小有关，C错误；
D：只要两分子克服分子力做功，则分子势能一定增加，D正确。选BD。
8．【答案】BD
【详解】
气体经等温压缩，压强增大，体积减小，气体分子的总数不变，气体分子的数密度增大，则单位时间内单位面积器壁上受到气体分子的碰撞次数增多，但气体分子每次碰撞器壁的平均冲力不变。
故选BD。
9．【答案】ABC
【详解】
A. 由题图可知，在0℃和100℃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A项符合题意.
B温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能越大，虚线为氧气分子在0 ℃时的情形，分子平均动能较小，则B项符合题意.
C. 实线对应的最大比例的速率区间内分子动能大，说明实验对应的温度大，故为100℃时的情形，故C项符合题意.
D. 图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子占据的比例，但无法确定分子具体数目；故D项不合题意
E.由图可知，0～400 m/s段内，100℃对应的占据的比例均小于与0℃时所占据的比值，因此100℃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；则E项不合题意．
10．【答案】BD
【详解】
A．压缩密闭容器中的气体，越来越难压缩，是因为气体的压强越来越大，故A错误；
B．温度升髙，分子的平均动能增大，压强不变说明单位时间内撞击器壁单位面积上的分子数减小，故B正确；
C．一定质量的气体，体积增大，因为温度变化情况不确定，故压强变化情况不确定，故C错误；
D．体积不变，压强减小，由理想气体状态方程
得温度降低，故气体的内能减小
根据热力学第一定律
气体体积不变，气体不做功，内能减少，则气体向外界放热，故D正确。
故选BD。
11．【答案】稳定；大量气体分子撞击器壁
【详解】
[1]当将一杯钢珠均匀地倒向磅秤，相同时间内有相同个数钢珠与磅秤相碰且相碰时的速度相同，则钢珠对磅秤的作用力相同，所以可观察到磅秤有一个稳定的示数；
[2]根据气体压强产生原理可知，这个实验模拟了气体压强的产生是大量气体分子撞击器壁的结果。
12．【答案】（1）；（2）；（3）分子数个
【详解】
（1）空气分子的平均质量
（2）—瓶纯净空气的质量
（3）—瓶中约有气体分子数
【答案】13．B，14．C，15．；，16．A ，17．；
【解析】13．A．布朗运动是指在显微镜下看到的悬浮在液体中的微粒的无规则运动，A错误；
B．布朗运动是悬浮微粒在液体分子的撞击下所做的无规则运动，间接地反映了分子在永不停息地做无规则运动，B正确；
C．物体分子的热运动是永不停息的，C错误；
D．悬浮颗粒越小，某一瞬间与它碰撞的液体分子越不均匀，布朗运动越显著，D错误。选B；
14．A．从图A中可以看出即使温度相同，分子速率也有大有小，所以100℃时有的分子速率比0℃时要小，A错误；
B．微粒的运动就是悬浮微粒的无规则运动，不是物质分子的无规则热运动，B错误；
C．当两个相邻的分子间距离为r0时，它们之间相互作用的引力和斥力大小相等、方向相反，所以合力为零，C正确；
D．图中模拟气体压强的产生，分子的速率不是完全相等，所以也不要求小球的速率一定相等，D错误。选C；
15．（1）[1]水蒸气分子的平均间距约为
[2]水分子可以看成球形，则水分子的体积，，联立可得水分子的直径约为
16．根据气体分子速率分布规律可知，速率很大和很小的分子比例较小，而速率中等的分子比例较大，根据圆周转动的情况可知，速率越大的银原子越靠近M，速率越小的越靠近N，速率中等的银原子到达的位置分布在Q附近，所以M、N附近银原子少，Q附近银原子多。选A；
17．[1]如果是弹性碰撞，则碰撞前后的速率不变，方向相反，则有
[2]由动量定理有，则器壁对分子作用力的大小为，根据牛顿第三定律分子对器壁的作用力大小，这些分子对器壁产生的压强为
第 page number 页，共 number of pages 页
第 page number 页，共 number of pages 页
