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2026 届高三物理二轮复习专项训练：热学专题 分子动理论
问题
一、单选题
1．茶道文化起源于中国，是一种以茶修身的生活方式。如图所示，向茶杯中倒入热水，盖
上杯盖茶水漫过杯盖，在水面和杯盖间密闭了一部分空气（可视为质量和体积均不变的理
想气体），过一段时间后水温降低。关于泡茶中的物理现象下列说法正确的是（ ）
A．水中放入茶叶后，水的颜色由浅变深，是布朗运动现象
B．热水比冷水能快速泡出茶香，是因为温度越高分子动能都越大
C．温度降低，杯内气体分子撞击单位面积器壁的平均作用力变小
D．温度降低后杯盖拿起来比较费力，是因为杯盖与杯子间的分子引力作用
2．人们常用空调调节室内空气的温度，下列说法中正确的有（ ）
A．空调风速越大，室内空气的分子动能也越大
B．室内温度为0℃时，则室内空气分子热运动停止
C．空调制冷使得室内温度下降，则速率小的空气分子比例增多
D．空调过滤器能够吸附PM2.5 颗粒，此颗粒的运动是分子热运动
3．将氧气瓶由寒冷的室外搬到温暖的室内，并放置一段时间，瓶内氧气（ ）
A．分子热运动的平均动能变小，压强变小
B．分子热运动的平均动能变小，压强变大
C．分子热运动的平均动能增大，压强变小
D．分子热运动的平均动能增大，压强变大
4．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）表示各速率区间
的分子数占总分子数的百分比，所对应的温度分别为TⅠ、TⅠⅠ、TⅠⅠⅠ，下列说法错误的是（
）
A．TⅠ>TⅠⅠ>TⅠⅠⅠ
B．温度高的气体，速率大的分子比例较多
C．从图象中可以直观体会到温度越高，分子运动越剧烈
D．气体速率均呈“中间多、两头少”的分布，但是最大比例的速率区间是不同的
5．下列说法正确的是（ ）
A．空中的小雨滴呈球形是水的重力作用的结果
B．物体的内能变化时，其温度一定变化
C．电冰箱通电后把冰箱内低温物体的热量传到箱外高温物体，没有违背热力学第二定
律
D．春季，柳絮像雪花般在空中飞舞是一种布朗运动
6．关于热现象，下列说法正确的是（ ）
A．温度由摄氏温度t 升至2t，对应的热力学温度便由T 升至2T
B．相同温度下液体中悬浮的花粉小颗粒越大，布朗运动越剧烈
C．做功和热传递是改变物体内能的两种方式
D．分子间距离越大，分子势能越大，分子间距离越小，分子势能也越小
7．如图所示，自嗨锅是一种自热火锅，加热时既不用火也不插电，主要利用发热包内的物
质与水接触，释放出热量。自嗨锅的盖子上有一个透气孔，如果透气孔堵塞，容易造成爆
炸，非常危险，下列说法中正确的是（ ）
A．自嗨锅爆炸的瞬间，盒内气体的内能增大
B．自嗨锅爆炸的短时间内，单位时间单位面积上分子撞击容器壁的次数增多
C．爆炸短时间内，温度迅速降低，分子平均速率减小
D．能够闻到自嗨锅内食物的香味是布朗运动
8．关于下图中所涉及物理知识的论述中，正确的是（ ）
A．甲图中，由两分子间作用力随距离变化的关系图线可知，当两个相邻的分子间距离
为
时，它们间相互作用的引力和斥力均为零
B．乙图中，在固体薄片上涂上石蜡，用灼热的针接触其下表面，从石蜡熔化情况知固
体薄片可能为非晶体
C．丙图中，液体表面层分子间相互作用表现为斥力，正是因为斥力才使得水黾可以停
在水面上
D．丁图中，迅速压下活塞，可观察到硝化棉燃烧起来，这表明气体从外界吸热，内能
增加
9．如图所示为一定质量的理想气体由状态A 到状态B 再到状态C 的p—T 图，下列说法正
确的是（ ）
A．状态A 到状态B 过程，气体密度变大
B．状态B 到状态C 过程，气体先放热再吸热
C．A、C 两状态气体分子单位时间内撞击单位面积的次数相等
D．A、C 两状态气体分子对容器壁上单位面积的平均撞击力相等
二、多选题
10．某同学设计的气压升降机如图所示，竖直圆柱形汽缸用活塞封闭了一定质量的理想气
体，汽缸内壁光滑，活塞与内壁接触紧密无气体泄漏，活塞横截面积为S，活塞及其上方
装置总重力
，活塞停在内壁的小支架上，与缸底的距离为H，气体温度为
，压
强为大气压强
：现给电热丝通电，经过一段时间，活塞缓慢上升
。则在上述过程中，
下列说法正确的是（ ）
A．汽缸内气体的压强先变大后不变
B．活塞缓慢上升
时，汽缸内气体的温度为
C．汽缸内气体的分子的平均速率先增大后减小
D．除分子碰撞外，汽缸内气体分子间作用力表现为引力
11．关于布朗运动、扩散现象，下列说法中正确的是（ ）
A．布朗运动和扩散现象都需要在重力作用下才能进行
B．布朗运动是固体微粒的运动，反映了液体或气体分子的无规则运动
C．布朗运动和扩散现象只能在重力作用下进行
D．扩散现象直接证明了“物质分子在永不停息地做无规则运动”，而布朗运动间接证
明了这一观点
12．麦克斯韦分子速率分布律是分子动理论的重要结论之一，它是研究气体分子碰撞、大
量分子热运动服从统计规律等问题的重要理论依据，正确理解它对学习热学非常有用。速
率分布曲线表明速率很小和很大的分子数占总分子数的百分率都较小，而具有中等速率的
分子数占总分子数的百分率较大，当v=vp时，f（v）取极大值，vp称为最概然速率，其物
理意义是，如果把整个速率范围分成许多相等的小区间，则分布在vp所在小区间的分子数
占总分子数的百分比最大。下列说法正确的是（ ）
A．因这些是概率分布，所以麦克斯韦速率分布曲线与v 轴围成的面积为1
B．在有限速率区间v1~v2内，曲线下的阴影面积的物理意义是速率分布在v1~v2的分子
数占总分子数的百分比，或一个分子的速率在v1~v2内的概率
C．任何温度下气体分子速率分布图像都一样
D．温度降低时，每个气体分子速率都减小
三、填空题
13．甲分子固定在坐标原点O 处，乙分子位于x 轴上，甲、乙分子间的作用力与距离间的
关系如图所示（r0为平衡距离）。当乙分子从x 轴上
处以大小为v 的初速度沿x 轴负
方向向甲分子运动时，乙分子所受甲分子的引力___________（选填“先增大后减小”“先
减小后增大”或“一直增大”），乙分子的分子势能___________（选填“先增大后减小”
“先减小后增大”或“一直减小”）。
14．如图所示，自嗨锅是一种自热火锅，加热时既不用火也不插电，主要利用发热包内的
物质与水接触，释放出热量。自嗨锅的盖子上有一个透气孔，如果透气孔堵塞，容易造成
爆炸，非常危险。请回答下列问题：
自嗨锅爆炸的瞬间，盒内气体的内能__________；（填“增大”“不变”或“减小”）
自嗨锅爆炸的短时间内，单位时间单位面积上撞击容器壁的次数__________；（填“增
多”或“减少”）
能够闻到自嗨锅内食物的香味是__________。（填“布朗运动”或“扩散现象”）
15．拔罐是中医传统养生疗法之一，某次火罐压在皮肤上的瞬间，罐内气体温度为
，
压强为
，经过自然降温，罐内气体温度降为
，压强为
。罐内气体可视为理想气
体且忽略罐内气体的泄漏，因皮肤凸起，罐内气体体积变为原来的
，则自然降温过程中
罐内气体的内能___________（选填“增大”“不变”或“减小”），
___________。
16．如图甲所示，一个内壁光滑的绝热汽缸，用绝热活塞封闭一定质量的理想气体。现向
活塞上表面缓慢倒入适量的细砂。图乙为倒沙前后气体分子速率分布图像，则倒沙前出现
的曲线为_________（选填“①”或“②”）；曲线①气体的内能_________曲线②气体的
内能（选填“大于”、“等于”或“小于”）；曲线①下方的面积_________曲线②下方的
面积（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
17．如图甲所示
图像，一定质量理想气体从状态经过两次等温变化、两次等容变化由
状态A→B→C→D→A 完成一个循环，这样的过程叫斯特林循环。A→B 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像如图乙所示，则状态D 对应的是___________（选
填“①”或“②”）。
如图甲所示，在A→B 和D→A 的过程中，气体放出的热量分别为
和
，在B→C 和
C→D 的过程中，气体吸收的热量分别为
和
。求完成一次循环外界对气体所做的功
___________。
《2026 届高三物理二轮复习专项训练：热学专题 分子动理论问题》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
C
D
A
C
C
C
B
D
AB
题号
11
12
答案
BD
AB
1．C
【详解】A．水中放入茶叶后，水的颜色由浅变深，是因为茶叶中的色素分子在水中扩散，
扩散现象是分子的无规则运动，而布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的无规则
运动，所以这不是布朗运动现象，故A 错误；
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，但不是每个分子的动
能都越大，分子动能遵循统计规律的分布，故B 错误；
C．温度降低，气体分子的平均动能减小，体积不变，分子分布发热密集程度不变，则撞
击单位面积器壁的平均作用力变小，故C 正确。
D．温度降低后杯盖拿起来比较费力，是因为杯内气体做等容变化，根据查理定律
温度降低，气体压强减小，外界大气压大于杯内气体压强，产生向下的压力差，导致杯盖
拿起来比较费力，而不是因为杯盖与杯子间的分子引力作用，故D 错误；
故选C。
2．C
【详解】A．室内空气的分子动能只与温度有关，与空调的风速无关，A 错误；
B．只有在绝对零度
，即
时空气分子热运动停止，而室内温度为0℃时，则
室内空气分子依然做无规则热运动，B 错误；
C．空调制冷使得室内温度下降，根据温度是分子平均动能的标志可知，速率小的空气分
子比例增大，C 正确；
D．PM2.5 颗粒是肉眼看不见的固体小颗粒，做的是布朗运动，不是分子热运动，D 错误。
故选C。
3．D
【详解】将氧气瓶由寒冷的室外搬到温暖的室内，并放置一段时间，瓶内氧气温度升高，
气体分子热运动的平均动能增大；氧气瓶的容积不变，所以氧气的体积不变，根据查理定
律，有
可知，温度升高，所以气体的压强变大。
故选D。
4．A
【详解】气体的分子的运动的统计规律：中间多，两头少；最大比例的速率区间是不同的，
温度高，最大峰值向速度较大的方向移动，速率大的分子比例较多，分子运动越剧烈，则
TⅠ<TⅠⅠ<TⅠⅠⅠ。
本题选择错误选项；
故选A。
5．C
【详解】A．空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果，选项A 错误；
B．物体的内能变化时，其温度不一定变化，例如0℃的冰融化成同温度的水时，选项B 错
误；
C．电冰箱通电后把冰箱内低温物体的热量传到箱外高温物体，消耗了电能，所以没有违
背热力学第二定律，选项C 正确；
D．布朗运动用肉眼是观察不到的，则春季，柳絮像雪花般在空中飞舞不是一种布朗运动，
选项D 错误。
故选C。
6．C
【详解】A．温度由摄氏温度t 升至2t，对应的热力学温度便由T 升至T′，且
所以T′不等于2T，故A 错误；
B．相同温度下液体中悬浮的花粉小颗粒越小，受力越不易平衡，布朗运动越剧烈，故B
错误；
C．根据热力学第一定律可知，做功和热传递是改变内能的两种方式，故C 正确；
D．若分子力表现为斥力时，分子间距离越大，分子力做正功，分子势能越小；分子间距
离越小，分子力做负功，分子势能越大；若分子力表现为引力时，分子间距离越大，分子
力做负功，分子势能越大；分子间距离越小，分子力做正功，分子势能越小，故D 错误。
故选C。
7．C
【详解】A．在自嗨锅爆炸的瞬间，盒内气体对外做功，且来不及与外界进行热量交换，
根据热力学第一定律可知盒内气体内能减小，温度降低，故A 错误；
BC．爆炸短时间内，温度迅速降低，分子平均速率减小，气体体积迅速膨胀，分子数密度
减小，故单位时间单位面积上分子撞击容器壁的次数减少，故B 错误，C 正确；
D．能够闻到火锅的香味是因为分子热运动导致的扩散现象，故D 错误。
故选C。
8．B
【详解】A．甲图中，由两分子间作用力随距离变化的关系图线可知，当两个相邻的分子
间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等，方向相反，分子力表现为零，故
A 错误；
B．乙图中，在固体薄片上涂上石蜡，用烧热的针接触其上一点，从石蜡熔化情况可知表
现为各向同性，则此固体薄片可能为多晶体或非晶体，故B 正确；
C．丙图中，水黾可以停在水面上是由于液体表面层分子间相互作用表现为引力，即液体
表面张力作用的结果，故C 错误；
D．丁图中，迅速压下活塞，可观察到硝化棉燃烧起来，这表明外界对气体做功，而气体
还来不及向外界放热，气体内能增加，温度迅速升高，故D 错误。
故选B。
9．D
【详解】A．状态A 到状态B 过程，由理想气体状态方程可知，气体体积增大，则气体密
度变小，A 错误；
B．状态B 到状态C 过程，气体温度先升高后降低，则气体内能先增大后减小，但气体体
积一直减小，则外界对气体做功，则根据热力学第一定律有
U = Q＋W，W > 0
在气体内能增大阶段，由于不知道U 与W 的具体关系，则无法判断出气体是吸热还是放
热，而在气体内能减小阶段，W > 0，则Q < 0，故气体放热，B 错误；
CD．A、C 两状态气体压强相同，气体分子对容器壁上单位面积的平均撞击力相等，但A
状态到C 状态气体温度升高，气体体积增大，气体分子平均速率变大，数密度减小，则
A、C 两状态气体分子单位时间内撞击单位面积的次数减小，C 错误、D 正确。
故选D。
10．AB
【详解】AB．根据题意可知，当汽缸内气体压强为
时，开始向上移动，则汽缸内气体体积在汽缸内气体压强未到达
时保持不变，做等容变
化，随着温度的升高，压强增大，由查理定律有
解得
之后，活塞向上移动，汽缸内气体压强不变，做等压变化，由盖吕萨克定律有
解得
故AB 正确；
C．由上述分析可知，汽缸内气体的温度一直增大，则汽缸内气体的分子的平均速率一直
增大，故C 错误；
D．理想气体分子间作用力可视为零，故D 错误。
故选AB。
11．BD
【详解】AC．扩散现象是物质分子的无规则运动，而布朗运动是悬浮在液体或气体中的微
粒的运动，液体或气体分子对微粒撞击作用的不平衡导致微粒的无规则运动，由此可见扩
散现象和布朗运动不需要附加条件。故AC 错误；
BD．扩散现象直接证明了“物质分子在永不停息地做无规则运动”，而布朗运动是固体微
粒的运动，反映了液体或气体分子的无规则运动，间接证明了“物质分子在永不停息地做
无规则运动”。
故选BD。
12．AB
【详解】A．因题图是概率分布，所以麦克斯韦速率分布曲线与v 轴围成的面积为1，故A
正确；
B．在有限速率区间v1~v2内，曲线下的阴影面积的物理意义是速率分布在v1~v2的分子数占
总分子数的百分比，或一个分子的速率在v1~v2内的概率，故B 正确；
C．不同温度下气体分子速率分布图像不一样，温度升高，峰值向速率较大的方向移动，
故C 错误；
D．温度降低时，分子的平均动能减小，分子的平均速率减小，不是每个气体分子速率都
减小，故D 错误。
故选AB。
13． 一直增大 先减小后增大
【详解】[1] 乙分子从x 轴上
处以大小为v 的初速度沿x 轴负方向向甲分子运动，甲
乙分子的距离减小，乙分子所受甲分子的引力一直增大；
[2] 乙分子从x 轴上
处以大小为v 的初速度沿x 轴负方向向甲分子运动，分子力先表
现为引力，分子力做正功，当距甲乙分子的距离小于
时，分子力表现为斥力，分子力做
负功，故乙分子的分子势能先减小后增大。
14． 减小 减少 扩散现象
【详解】[1]在自嗨锅爆炸的瞬间，盒内气体对外做功，且来不及与外界进行热量交换，根
据热力学第一定律可知盒内气体内能减小，温度降低。
[2]爆炸短时间内，温度迅速降低，分子平均速率减小，气体体积迅速膨胀，分子数密度减
小，故单位时间单位面积上分子撞击容器壁的次数减少。
[3]能够闻到火锅的香味是因为分子热运动导致的扩散现象。
15． 减小 7：8
【详解】[1]一定质量的理想气体，温度降低过程中，内能减小；
[2]根据理想气体方程
其中
，
联立解得
16． ① 小于 等于
【详解】[1][2]向活塞上表面缓慢倒入适量的细砂，重力逐渐增大，活塞压缩气体，外界对
气体做功，处在绝热汽缸中的气体内能增大，温度升高，由图可知，曲线②中分子速率大
的分子数占总分子数百分比较大，即曲线②的温度较高，所以倒沙前出现的曲线为①；且
曲线①气体的内能小于曲线②气体的内能；
[3]由题图可知，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，即相等。
17． 增大 ②
【详解】[1]由图可知，A→B 的过程中气体做等温变化，体积减小，所以单位体积中的气
体分子数目增大。
[2]根据理想气体的状态方程
可知，气体的温度越高，压强与体积的乘积PV 值越大，所以由图可知TD＞TA；气体的分
子的运动的统计规律：中间多，两头少；温度高，最大速率向速度较大的方向移动；故T1
＜T2，因此状态D 对应的是②。
[3]在气体完成一次循环后的内能与开始时是相等的，所以内能不变，即
；由题意可
知，A→B 和D→A 的过程中，气体放出的热量分别为4J 和20J，在B→C 和C→D 的过程中
气体吸收的热量分别为20J 和12J，则吸收的热量
由热力学第一定律得
所以解得
所以气体完成一次循环外界对气体所做的功是
。
【点睛】该题是图像问题，解题的关键从图像判断气体变化过程，利用理想气体状态方程，
然后结合热力学第一定律进行分析判断即可解决．
