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专题 55 分子动理论
一、单选题
1．（2023·北京·统考高考真题）夜间由于气温降低，汽车轮胎内的气体压强变低。与白天相比，夜间轮胎
内的气体（ ）
A．分子的平均动能更小 B．单位体积内分子的个数更少
C．所有分子的运动速率都更小 D．分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力更大
【答案】A
【解析】AC．夜间气温低，分子的平均动能更小，但不是所有分子的运动速率都更小，故A正确、C错误；
BD．由于汽车轮胎内的气体压强变低，轮胎会略微被压瘪，则单位体积内分子的个数更多，分子对轮胎内
壁单位面积的平均作用力更小，BD错误。
故选A。
2．（2023·海南·统考高考真题）下列关于分子力和分子势能的说法正确的是（ ）
A．分子间距离大于r 时，分子间表现为斥力
0
B．分子从无限远靠近到距离r 处过程中分子势能变大
0
C．分子势能在r 处最小
0
D．分子间距离小于r 且减小时，分子势能在减小
0
【答案】C
【解析】分子间距离大于r，分子间表现为引力，分子从无限远靠近到距离r 处过程中，引力做正功，分
0 0
子势能减小，则在r 处分子势能最小；继续减小距离，分子间表现为斥力，分子力做负功，分子势能增大。
0
故选C。
3．（2021·重庆·高考真题）图1和图2中曲线 分别描述了某物理量随分之间的距离变化的规律，
为平衡位置。现有如下物理量：①分子势能，②分子间引力，③分子间斥力，④分子间引力和斥力的合
力，则曲线 对应的物理量分别是（ ）A．①③② B．②④③ C．④①③ D．①④③
【答案】D
【解析】根据分子处于平衡位置（即分子之间距离为 ）时分子势能最小可知，曲线I为分子势能随分子
之间距离r变化的图像；
根据分子处于平衡位置（即分子之间距离为 ）时分子力为零，可知曲线Ⅱ为分子力随分子之间距离r变
化的图像；
根据分子之间斥力随分子之间距离的增大而减小，可知曲线Ⅲ为分子斥力随分子之间距离r变化的图像。
D正确，故选D。
4．（2021·北京·高考真题）比较45C的热水和100C的水蒸气，下列说法正确的是（ ）
A．热水分子的平均动能比水蒸气的大 B．热水的内能比相同质量的水蒸气的小
C．热水分子的速率都比水蒸气的小 D．热水分子的热运动比水蒸气的剧烈
【答案】B
【解析】A．温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子的平均动能增大，故热水分子的平均动能比水
蒸气的小，故A错误；
B．内能与物质的量、温度、体积有关，相同质量的热水和水蒸气，热水变成水蒸气，温度升高，体积增
大，吸收热量，故热水的内能比相同质量的水蒸气的小，故B正确；
C．温度越高，分子热运动的平均速率越大，45C的热水中的分子平均速率比100C的水蒸气中的分子平
均速率小，由于分子运动是无规则的，并不是每个分子的速率都小，故C错误；
D．温度越高，分子热运动越剧烈，故D错误。
故选B。
5．（2020·北京·统考高考真题）分子力 随分子间距离 的变化如图所示。将两分子从相距 处释放，
仅考虑这两个分子间的作用力，下列说法正确的是（ ）
A．从 到 分子间引力、斥力都在减小
B．从 到 分子力的大小先减小后增大C．从 到 分子势能先减小后增大
D．从 到 分子动能先增大后减小
【答案】D
【解析】A．从 到 分子间引力、斥力都在增加，但斥力增加得更快，故A错误；
B．由图可知，在 时分子力为零，故从 到 分子力的大小先增大后减小再增大，故B错误；
C．分子势能在 时分子势能最小，故从 到 分子势能一直减小，故C错误；
D．从 到 分子势能先减小后增大，故分子动能先增大后减小，故D正确。
故选D。
6．（2020·天津·统考高考真题）水枪是孩子们喜爱的玩具，常见的气压式水枪储水罐示意如图。从储水罐
充气口充入气体，达到一定压强后，关闭充气口。扣动扳机将阀门M打开，水即从枪口喷出。若在不断喷
出的过程中，罐内气体温度始终保持不变，则气体（ ）
A．压强变大 B．对外界做功
C．对外界放热 D．分子平均动能变大
【答案】B
【解析】A．随着水向外喷出，气体的体积增大，由于温度不变，根据
恒量
可知气体压强减小，A错误；
BC．由于气体体积膨胀，对外界做功，根据热力学第一定律
气体温度不变，内能不变，一定从外界吸收热量，B正确，C错误；
D．温度是分子平均动能的标志，由于温度不变，分子的平均动能不变，D错误。
故选B。
7．（2019·北京·高考真题）下列说法正确的是A．温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度
B．内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和
C．气体压强仅与气体分子的平均动能有关
D．气体膨胀对外做功且温度降低，分子的平均动能可能不变
【答案】A
【解析】根据温度是分子平均动能的标志确定气体分子热运动的程度和分子平均动能变化，内能是分子平
均动能和分子势总和，由气体压强宏观表现确定压强
A．温度是分子平均动能的标志，所以温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度，故A正确；
B．内能是物体中所有分子热运动所具有的动能和分子势能之和，故B错误；
C．由压强公式 可知，气体压强除与分子平均动能（温度）有关，还与体积有关，故C错误；
D．温度是分子平均动能的标志，所以温度降低，分子平均动能一定变小，故D错误．
8．（2018·北京·高考真题）关于分子动理论，下列说法正确的是
A．气体扩散的快慢与温度无关
B．布朗运动是液体分子的无规则运动
C．分子间同时存在着引力和斥力
D．分子间的引力总是随分子间距增大而增大
【答案】C
【解析】A、扩散的快慢与温度有关，温度越高，扩散越快，故A错误；
B、布朗运动为悬浮在液体中固体小颗粒的运动，不是液体分子的热运动，固体小颗粒运动的无规则性，
是液体分子运动的无规则性的间接反映，故B错误；
C、分子间斥力与引力是同时存在，而分子力是斥力与引力的合力，分子间的引力和斥力都是随分子间距
增大而减小；当分子间距小于平衡位置时，表现为斥力，即引力小于斥力，而分子间距大于平衡位置时，
分子表现为引力，即斥力小于引力，但总是同时存在的，故C正确，D错误．
点睛：本题考查了布朗运动、扩散以及分子间的作用力的问题；注意布朗运动和扩散都说明了分子在做永
不停息的无规则运动，都与温度有关；分子间的斥力和引力总是同时存在的．
9．（2017·北京·高考真题）以下关于热运动的说法正确的是 （ ）
A．水流速度越大，水分子的热运动越剧烈
B．水凝结成冰后，水分子的热运动停止
C．水的温度越高，水分子的热运动越剧烈
D．水的温度升高，每一个水分子的运动速率都会增大
【答案】C【解析】水流速度是机械运动速度，不能反映热运动情况，A错误；分子在永不停息地做无规则运动，B
错误；水的温度升高，水分子的平均速率增大，并非每一个水分子的运动速率都增大，D错误；选项C说
法正确．
【名师点睛】温度是分子平均动能的标志，但单个分子做无规则运动，单个分子在高温时速率可能较小．
10．（2017·上海·统考高考真题）一个密闭容器由固定导热板分隔为体积相同的两部分，分别装有质量不
等的同种气体．当两部分气体稳定后，它们的（ ）
A．密度相同 B．分子数相同
C．分子平均速率相同 D．分子间平均距离相同
【答案】C
【解析】两部分气体为同种气体，但是质量不同，则摩尔数不同，分子数不同，选项B错误；两部分气体
的体积相同，故密度不同，每个分子运动占据的体积不同，分子平均距离不同，选项AD错误；因中间为
导热隔板，则最终两边温度相同，分子平均速率相同，选项C正确；故选C.
11．（2015·福建·高考真题）下列有关分子动理论和物质结构的认识，其中正确的是（ ）
A．分子间距离减小时分子势能一定减小
B．温度越高，物体中分子无规则运动越剧烈
C．物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度无关
D．非晶体的物理性质各向同性而晶体的物理性质都是各向异性
【答案】B
【分析】
【解析】
A.由图知，当分子间距离小于r0时，分子势能随分子间距离的减小而增大，所以A错误；
B.由分子热运动理论知，温度越高，物体中分子无规则运动越剧烈，所以B正确；
C.物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度有关，故C错误；
D.非晶体是各向同性的，故D错误。
故选B。
12．（2014·上海·统考高考真题）分子间同时存在着引力和斥力，当分子间距增加时，分子间的（ ）
A．引力增加，斥力减小B．引力增加，斥力增加
C．引力减小，斥力减小
D．引力减小，斥力增加
【答案】C
【解析】试题分析：分子间同时存在引力和斥力，当分子距离增加时，分子间的引力和斥力都减小，只是
斥力减小的更快，当距离超过平衡位置时，斥力就会小于引力合力即分子力表现为引力，当距离小于平衡
位置时，斥力大于引力，分子力表现为斥力，选项C对．
考点：分子间相互作用力
13．（2014·北京·高考真题）下列说法正确的是（ ）
A．物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大
B．物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大
C．物体温度降低，其内能一定增大
D．物体温度不变，其内能一定不变
【答案】B
【解析】AB．温度是分子热平均动能的标志，物体温度降低，其分子热运动的平均动能减小，相反，温度
升高，其分子热运动的平均动能增大，故A错误，B正确；
CD．物体的内能与物体的体积、温度、摩尔数等因素都有关，所以温度降低，其内能不一定增大；温度不
变，其内能不一定不变，故CD错误．
故选B。
14．（2015·上海·统考高考真题）一定质量的理想气体在升温过程中
A．分子平均势能减小
B．每个分子速率都增大
C．分子平均动能增大
D．分子间作用力先增大后减小
【答案】C
【解析】A.一定质量的理想气体，分子间距很大，势能忽略不计，故A错误；
BC.在升温过程中，分了的平均动能增大，但不是每个分子的动能增大，故B错误，C正确；
D.理想气体的气体分子本身的体积和气体分子间的作用力都可以忽略不计的气体，故D错误．
故选C。
二、多选题
15．（2022·湖南·统考高考真题）利用“涡流效应”可实现冷热气体的分离。如图，一冷热气体分离装置由喷嘴、涡流室、环形管、分离挡板和冷热两端管等构成。高压氮气由喷嘴切向流入涡流室中，然后以螺
旋方式在环形管中向右旋转前进，分子热运动速率较小的气体分子将聚集到环形管中心部位，而分子热运
动速率较大的气体分子将聚集到环形管边缘部位。气流到达分离挡板处时，中心部位气流与分离挡板碰撞
后反向，从A端流出，边缘部位气流从B端流出。下列说法正确的是（ ）
A．A端为冷端，B端为热端
B．A端流出的气体分子热运动平均速率一定小于B端流出的
C．A端流出的气体内能一定大于B端流出的
D．该装置气体进出的过程满足能量守恒定律，但违背了热力学第二定律
E．该装置气体进出的过程既满足能量守恒定律，也满足热力学第二定律
【答案】ABE
【解析】A. 依题意，中心部位为热运动速率较低的气体，与挡板相作用后反弹，从A端流出，而边缘部
份热运动速率较高的气体从B端流出；同种气体分子平均热运动速率较大、其对应的温度也就较高，所以
A端为冷端、B端为热端，故A正确；
B．依题意，A端流出的气体分子热运动速率较小，B端流出的气体分子热运动速率较大，所以从A端流出
的气体分子热运动平均速度小于从B端流出的，故B正确；
C．A端流出的气体分子热运动速率较小，B端流出的气体分子热运动速率较大，则从A端流出的气体分子
平均动能小于从B端流出的气体分子平均动能，内能的多少还与分子数有关；依题意，不能得出从A端流
出的气体内能一定大于从B端流出的气体内能，故C错误；
DE．该装置将冷热不均气体的进行分离，喷嘴处有高压，即通过外界做功而实现的，并非是自发进行的，
没有违背热力学第二定律；温度较低的从A端出、较高的从B端出，也符合能量守恒定律，故D错误，E
正确。
故选ABE。
16．（2022·全国·统考高考真题）一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如 图上从a到b
的线段所示。在此过程中（ ）A．气体一直对外做功
B．气体的内能一直增加
C．气体一直从外界吸热
D．气体吸收的热量等于其对外做的功
E．气体吸收的热量等于其内能的增加量
【答案】BCE
【解析】A．因从a到b的p—T图像过原点，由 可知从a到b气体的体积不变，则从a到b气体不
对外做功，选项A错误；
B．因从a到b气体温度升高，可知气体内能增加，选项B正确；
CDE．因W=0，∆U>0，根据热力学第一定律
∆U=W+Q
可知，气体一直从外界吸热，且气体吸收的热量等于内能增加量，选项CE正确，D错误。
故选BCE。
17．（2021·湖南·高考真题）如图，两端开口、下端连通的导热汽缸，用两个轻质绝热活塞（截面积分别
为 和 ）封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。在左端活塞上缓慢加细沙，活塞从 下降
高度到 位置时，活塞上细沙的总质量为 。在此过程中，用外力 作用在右端活塞上，使活塞位置始
终不变。整个过程环境温度和大气压强 保持不变，系统始终处于平衡状态，重力加速度为 。下列说法
正确的是（ ）
A．整个过程，外力 做功大于0，小于B．整个过程，理想气体的分子平均动能保持不变
C．整个过程，理想气体的内能增大
D．整个过程，理想气体向外界释放的热量小于
E．左端活塞到达 位置时，外力 等于
【答案】BDE
【解析】A. 根据做功的两个必要因素有力和在力的方向上有位移，由于活塞 没有移动，可知整个过程，
外力F做功等于0，A错误；
BC. 根据汽缸导热且环境温度没有变，可知汽缸内的温度也保持不变，则整个过程，理想气体的分子平均
动能保持不变，内能不变，B正确，C错误；
D. 由内能不变可知理想气体向外界释放的热量等于外界对理想气体做的功：
D正确；
E. 左端活塞到达 B 位置时，根据压强平衡可得：
即：
E正确。
故选BDE。
18．（2017·全国·高考真题）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
【答案】ABC
【解析】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．
19．（2019·江苏·高考真题）在没有外界影响的情况下，密闭容器内的理想气体静置足够长时间后，该气
体 ．
A．分子的无规则运动停息下来 B．每个分子的速度大小均相等
C．分子的平均动能保持不变 D．分子的密集程度保持不变
【答案】CD
【解析】分子的无规则运动则为分子的热运动，由分子动理论可知，分子热运动不可能停止，故A错误；
密闭容器内的理想气体，温度不变，所以分子平均动能不变，但并不是每个分子的动能都相等，故B错误，
C正确；由于没有外界影响且容器密闭，所以分子的密集程度不变，故D正确．
20．（2016·全国·高考真题）关于气体的内能，下列说法正确的是________
A．质量和温度都相同的气体，内能一定相同
B．气体温度不变，整体运动速度越大，其内能越大
C．气体被压缩时，内能可能不变
D．一定量的某种理想气体的内能只与温度有关
E．一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加
【答案】CDE
【解析】A．质量和温度都相同的气体，因气体的种类不一定相同，则摩尔数不一定相同，内能不一定相
同，故A错误；
B．气体的内能与机械能无关， 气体温度不变，整体运动速度越大，其内能不变，故B错误；C．气体被压缩时，若气体对外做功，则气体的内能可能不变，故C正确；
D．一定量的某种理想气体的分子势能可视为零，则内能只与温度有关，故D正确；
E．一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，温度一定升高，则内能一定增加，故 E正确；
21．（2014·全国·高考真题）下列说法正确的是（ ）
A．悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动
B．空气的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果
C．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点
D．高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故
E．干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果
【答案】BCE
【解析】A．悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了水分子的无规则热运动，A 错误；
B．空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果，B正确；
C．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，C 正确；
D．高原地区水的沸点较低，是由于高原地区气压低，故水的沸点也较低，D 错误；
E．干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，是由于湿泡外纱布中的水蒸发吸收热量，从而
温度会降低的缘故，E正确。
故选BCE。
22．（2015·广东·高考真题）下图为某实验器材的结构示意图，金属内筒和隔热外筒间封闭了一定体积的
空气，内筒中有水，在水加热升温的过程中，被封闭的空气
A．内能增大
B．压强增大
C．分子间引力和斥力都减小
D．所有分子运动速率都增大
【答案】AB
【解析】试题分析：气体分子间距较大，内能主要体现在分子平均动能上，温度升高时内能增大；再根据
压强的微观解释可明确压强的变化．
解：水加热升温使空气温度升高，故封闭空气的内能增大，气体分子的平均动能增大，分子对器壁的撞击力增大，故压强增大；但分子间距离不变，故分子间作用力不变；由于温度是分子平均动能的标志是一个
统计规律，温度升高时并不是所有分子的动能都增大，有少数分子动能可能减小；
故选AB．
【点评】本题考查分子的微观性质，要注意明确气体内能取决于温度；而压强取决于温度和体积．
23．（2018·全国·高考真题）对于实际的气体，下列说法正确的是（ ）
A．气体的内能包括气体分子的重力势能
B．气体的内能包括分子之间相互作用的势能
C．气体的内能包括气体整体运动的动能
D．气体体积变化时，其内能可能不变
E．气体的内能包括气体分子热运动的动能
【答案】BDE
【解析】ABCE．气体的内能等于所有分子热运动动能和分子之间势能的总和，故AC错误，BE正确；
D．根据热力学第一定律
可知改变内能的方式有做功和热传递，所以体积发生变化时，内能可能不变，故D正确。
故选BDE。
24．（2017·海南·高考真题）关于布朗运动，下列说法正确的是________．
A．布朗运动是液体中悬浮微粒的无规则运动
B．液体温度越高，液体中悬浮微粒的布朗运动越剧烈
C．在液体中的悬浮颗粒只要大于某一尺寸，都会发生布朗运动
D．液体中悬浮微粒的布朗运动使液体分子永不停息地做无规则运动
E．液体中悬浮微粒的布朗运动是液体分子对它的撞击作用不平衡所引起的
【答案】ABE
【解析】A．布朗运动是液体中悬浮微粒的无规则运动，选项A正确；
B．液体温度越高，液体中悬浮微粒的布朗运动越剧烈，选项B正确；
C．悬浮颗粒越大，惯性越大，碰撞时受到冲力越平衡，所以大颗粒不做布朗运动，故C错误．
D．布朗运动是由液体分子的无规则运动引起的悬浮在液体中颗粒的无规则运动，故D错误．
E．布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮颗粒撞击作用的不平衡引起的，故E正确．
故选ABE．
点睛：对于布朗运动，要理解并掌握布朗运动形成的原因，知道布朗运动既不是颗粒分子的运动，也不是
液体分子的运动，而是液体分子无规则运动的反映．25．（2016·全国·高考真题）关于热力学定律，下列说法正确的是（ ）
A．气体吸热后温度一定升高
B．对气体做功可以改变其内能
C．理想气体等压膨胀过程一定放热
D．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体
E．如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热
平衡
【答案】BDE
【解析】A．气体吸热后，若再对外做功，温度可能降低，故A错误；
B．改变气体内能的方式有两种：做功和热传导，故B正确；
C．理想气体等压膨胀过程是吸热过程，故C错误；
D．根据热力学第二定律，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，故D正确；
E．如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡，
否则就不会与第三个系统达到热平衡，故E正确。
故选BDE．
【点睛】本题主要考查了热力学定律、理想气体的性质．此题考查了热学中的部分知识点，都比较简单，
但是很容易出错，解题时要记住热力学第一定律E=W+Q、热力学第二定律有关结论以及气体的状态变化
方程等重要的知识点．
26．（2016·上海·统考高考真题）某气体的摩尔质量为M，分子质量为 若1摩尔该气体的体积为 ，密
度为 ，则该气体单位体积分子数为 阿伏加德罗常数为
A． B． C． D．
【答案】ABC
【解析】根据题意，气体单位体积分子数是指单位体积气体分子的数量，选项A中N 是指每摩尔该气体
A
含有的气体分子数量，V 是指每摩尔该气体的体积，两者相除刚好得到单位体积该气体含有的分子数量，
m
选项A正确；选项B 中，摩尔质量M与分子质量m相除刚好得到每摩尔该气体含有的气体分子数，即为
N ，此时就与选项A相同了，故选项B正确；选项C中，气体摩尔质量与其他密度相除刚好得到气体的摩
A
尔体积V ，所以选项C正确、D错误．
m
【学科网考点定位】阿伏加德罗常数、物质的量【方法技巧】首先通过阿伏加德罗常数和摩尔体积相比可以得到气体单位体积内的分子数，再通过选项结
论反推，反推过程中要注意各物理量的意义．
27．（2015·全国·高考真题）关于扩散现象，下列说法正确的是（ ）
A．温度越高，扩散进行得越快
B．扩散现象是不同物质间的一种化学反应
C．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的
D．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生
E．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的
【答案】ACD
【解析】A．根据分子动理论，温度越高，扩散进行得越快，故A正确；
B．扩散现象不是化学反应，故B错误；
C．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的，故C正确；
D．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，故D正确；
E．液体中的扩散现象不是由于液体的对流形成的，是液体分子无规则运动产生的，故E错误；
故选ACD。
【点睛】本题主要是分子动理论，理解扩散现象的本质是分子无规则热运动。
28．（2015·山东·高考真题）墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀．关于该现象的分析正确的是( )．
A．混合均匀主要是由于碳粒受重力作用
B．混合均匀的过程中，水分子和碳粒都做无规则运动
C．使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速
D．墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的
【答案】BC
【解析】试题分析：布朗运动是悬浮微粒永不停息地做无规则运动，用肉眼看不到悬浮微粒，只能借助光
学显微镜观察到悬浮微粒的无规则运动，肉眼看不到液体分子；布朗运动的实质是液体分子不停地做无规
则撞击悬浮微粒，悬浮微粒受到的来自各个方向的液体分子的撞击作用不平衡的导致的无规则运动．
解：A、碳素墨水滴入清水中，观察到的布朗运动是 液体分子不停地做无规则撞击碳悬浮微粒，悬浮微粒
受到的来自各个方向的液体分子的撞击作用不平衡的导致的无规则运动，不是由于碳粒受重力作用，故A
错误；
B、混合均匀的过程中，水分子做无规则的运动，碳粒的布朗运动也是做无规则运动．故B正确；
C、当悬浮微粒越小时，悬浮微粒受到的来自各个方向的液体分子的撞击作用不平衡表现的越强，即布朗
运动越显著，所以使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速．故C正确；D、墨汁的扩散运动是由于微粒受到的来自各个方向的液体分子的撞击作用不平衡引起的．故D错误．
故选BC
【点评】该题中，碳微粒的无规则运动是布朗运动，明确布朗运动的实质是解题的关键，注意悬浮微粒只
有借助显微镜才能看到．
29．（2014·全国·高考真题）对于一定量的稀薄气体，下列说法正确的是( )
A．压强变大时，分子热运动必然变得剧烈
B．保持压强不变时，分子热运动可能变得剧烈
C．压强变大时，分子间的平均距离必然变小
D．压强变小时，分子间的平均距离可能变小
【答案】BD
【解析】分子热运动的剧烈程度由温度决定，温度越高，分子分子热运动越剧烈，分子间的平均距离由体
积决定，体积越大，分子间的平均距离越大，根据理想气体状态方程pV＝nRT可知，对于一定量的稀薄气
体：
A．当压强变大时，若体积减小，温度可能降低或不变，故选项A错误；
B．若温度升高，则体积可能变大或不变，故选项C错误；
C．当保持压强不变时，若体积增大，则温度升高，故选项B正确；
D．当压强变小时，若温度不变，则体积增大，故选项D正确．
三、填空题
30．（2021·广东·高考真题）在高空飞行的客机上某乘客喝完一瓶矿泉水后，把瓶盖拧紧。下飞机后发现
矿泉水瓶变瘪了，机场地面温度与高空客舱内温度相同。由此可判断，高空客舱内的气体压强______（选
填“大于”、“小于”或“等于”）机场地面大气压强：从高空客舱到机场地面，矿泉水瓶内气体的分子
平均动能______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】 小于 不变
【解析】[1]机场地面温度与高空客舱温度相同，由题意知瓶内气体体积变小，以瓶内气体为研究对象，根
据理想气体状态方程
故可知高空客舱内的气体压强小于机场地面大气压强；
[2]由于温度是平均动能的标志，气体的平均动能只与温度有关，机场地面温度与高空客舱温度相同，故从
高空客舱到机场地面，瓶内气体的分子平均动能不变。
31．（2020·全国·统考高考真题）分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示，r= r 时，F=0。分子间势
1
能由r决定，规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零。若一分子固定于原点O，另一分子从距O点很远处向O点运动，在两分子间距减小到r 的过程中，势能_____（填“减小“不变”或“增大”）；在间
2
距由r 减小到r 的过程中，势能_____ （填“减小”“不变”或“增大”）；在间距等于r 处，势能
2 1 1
_____（填“大于”“等于”或“小于”）零。
【答案】 减小 减小 小于
【解析】[1]从距 点很远处向 点运动，两分子间距减小到 的过程中，分子间体现引力，引力做正功，
分子势能减小；
[2]在 的过程中，分子间仍然体现引力，引力做正功，分子势能减小；
[3]在间距等于 之前，分子势能一直减小，取无穷远处分子间势能为零，则在 处分子势能小于零。
32．（2019·江苏·高考真题）由于水的表面张力，荷叶上的小水滴总是球形的．在小水滴表面层中，水分
子之间的相互作用总体上表现为_____（选填“引力”或“斥力”）．分子势能E 和分子间距离r的关系
p
图象如图所示，能总体上反映小水滴表面层中水分子E 的是图中______（选填“A”“B”或“C”）的位置．
p
【答案】 引力 C
【解析】由于在小水滴表面层中，水分子间的距离大于 ，所以水分子之间的相互作用总体上表现为引力，
由于当分子间距离为 时，分子间作用力为0，分子势能最小即图中的B点，由于表面层中分子间距大于
，所以能总体反映小水滴表面层中水分子势能的是C位置．
33．（2018·江苏·高考真题）一定量的氧气贮存在密封容器中，在T 和T 温度下其分子速率分布的情况见
1 2
右表．则T___（选填“大于”“小于”或“等于”）T．若约10%的氧气从容器中泄漏，泄漏前后容器内
1 2
温度均为T1，则在泄漏后的容器中，速率处于400~500 m/s区间的氧气分子数占总分子数的百分比___（选填“大于”“小于”或“等于”）18.6%．
各速率区间的分子数占总分子数的百分比/%
速率区间（m•s﹣
1）
温度T 温度T
1 2
100以下 0.7 1.4
100～200 5.4 8.1
200～300 11.9 17.0
300～400 17.4 21.4
400～500 18.6 20.4
500～600 16.7 15.1
600～700 12.9 9.2
700～800 7.9 4.5
800～900 4.6 2.0
900以上 3.9 0.9
【答案】 大于 等于
【解析】分子速率分布与温度有关，温度升高，分子的平均速率增大，速率大的分子数所占比例增加，速
率小的分子数所占比例减小，所以T 大于T；泄漏前后容器内温度不变，则在泄漏后的容器中，速率处于
1 2
400~500 m/s区间的氧气分子数占总分子数的百分比不变，仍为18.6%．
34．（2017·江苏·高考真题）（甲）和（乙）图中是某同学从资料中查到的两张记录水中炭粒运动位
置连线的图片，记录炭粒位置的时间间隔均为30 s，两方格纸每格表示的长度相同。比较两张图片可知：
若水温相同，_________（选填“甲”或“乙”）中炭粒的颗粒较大；若炭粒大小相同，___________（选
填“甲”或“乙”）中水分子的热运动较剧烈。
【答案】 甲 乙
【解析】布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的永不停息地做无规则运动，布朗运动是由于液体分子对小颗粒的撞击不平衡造成的；颗粒越小，液体分子对颗粒的撞击越不平衡，布朗运动越明显。由图
可知，乙图中颗粒的布朗运动更明显，所以若水温相同，甲中炭粒的颗粒较大；温度越高，布朗运动越激
烈，所以若炭粒大小相同，乙中水分子的热运动较剧烈。
四、解答题
35．（2017·江苏·高考真题）科学家可以运用无规则运动的规律来研究生物蛋白分子．资料显示，某种蛋
白的摩尔质量为66 kg/mol，其分子可视为半径为3×10–9 m的球，已知阿伏加德罗常数为6.0×1023 mol–1．请
估算该蛋白的密度．（计算结果保留一位有效数字）
【答案】
【解析】摩尔体积
由密度
，
解得
代入数据得
【点睛】本题主要考查阿伏加德罗常数，摩尔质量、摩尔体积等物理量间的关系，记得公式，用心计算，
小心有效数字的要求即可．
36．（2015·海南·高考真题）已知地球大气层的厚度h远小于地球半径R，空气平均摩尔质量为M，阿伏加
德罗常数为 ，地面大气压强为 ，重力加速度大小为g．由此可以估算得，地球大气层空气分子总数
为多少，空气分子之间的平均距离为多大．
【答案】 ，
【解析】设大气层中气体的质量为m，由大气压强产生，即
分子数
假设每个分子占据一个小立方体，各小立方体紧密排列，则小立方体边长即为空气分子平均间距，设为
a，大气层中气体总体积为V
，而 ，所以
