资源简介 第3节 分子运动速率分布规律(分值:100分)选择题1~10题,每小题7分,共70分,11~13题,每小题10分,共30分,合计100分对点题组练题组一 气体分子运动的特点1.关于气体分子的运动情况,下列说法正确的是( )某一时刻具有任意速率的分子数目是相等的某一时刻一个分子速度的大小和方向是偶然的某一温度下,大多数气体分子的速率不会发生变化分子的速率分布毫无规律题组二 分子运动速率分布图像2.(多选)下列关于气体分子速率分布的说法正确的是( )分子的速率大小与温度有关,温度越高,所有分子的速率都越大分子的速率大小与温度有关,同一种气体温度越高,分子的平均速率越大气体分子的速率分布总体呈现出“中间多、两边少”的正态分布特征气体分子的速率分布遵循统计规律,适用于大量分子3.下图描绘的是一定质量的氧气分子分别在0 ℃和100 ℃两种情况下速率分布的情况,符合统计规律的是( )A B C D4.(多选)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)表示各速率区间内的分子数占总分子数的百分比,由图可知( )气体的所有分子速率都在某个数值附近某个气体分子在高温状态时的速率可能与低温状态时相等高温状态下大多数分子的速率大于低温状态下大多数分子的速率高温状态下分子速率的分布范围相对较小5.(多选)如图甲所示,密闭容器(容积不变)内封闭一定质量的气体,图乙是某实验小组利用气体分子平均速率测量仪和计算机等辅助工具描绘出的不同温度下分子的速率分布图像。对容器内的气体,下列分析正确的是( )T2温度下分子的平均间距大于T1温度下分子的平均间距T2温度下分子的平均速率大于T1温度下分子的平均速率两种温度下分子对容器壁的平均撞击力大小相等两种温度下分子的速率分布图像与横轴所围面积相等题组三 气体压强的微观解释6.某同学为了表演“轻功”,他站上了一块由气球垫放的轻质硬板,如图所示。气球内充有空气,气体的压强( )是由气体受到的重力产生的是由大量气体分子不断地碰撞气球壁而产生的大小只取决于气体分子数量的多少大小只取决于气体温度高低7.关于气体的压强,下列说法正确的是( )气体的压强是由气体分子间的吸引和排斥产生的气体分子的平均速率增大,气体的压强一定增大气体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当某一容器自由下落时,容器中气体的压强将变为零8.甲、乙两个相同的密闭容器中分别装有等质量的同种气体,甲容器中气体经温度不变、体积减小的过程,乙容器中气体经体积不变、温度升高的过程后,气体的压强均增大,下列说法正确的是 ( )甲气体压强增大是由于气体分子间的斥力增加甲容器中单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数增多乙容器内气体分子的总数增加甲、乙容器内气体压强增大的微观原因相同综合提升练9.某同学记录2024年3月10日教室内温度如下:时刻 6:00 9:00 12:00 15:00 18:00温度 12 ℃ 15 ℃ 18 ℃ 23 ℃ 17 ℃教室内气压可认为不变,则当天9:00与15:00相比,下列说法正确的是( )教室内所有空气分子速率均增大教室内空气密度增大教室内单位体积内的分子个数一定增加单位时间碰撞墙壁单位面积的气体分子数一定减少10.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( )当体积减小时,N必定增加当温度升高时,N必定增加当压强不变而体积和温度变化时,N必定变化当压强不变而体积和温度变化时,N可能不变11.下面的表格是某地区1~7月份气温与气压的对照表:月份/月 1 2 3 4 5 6 7平均最高 气温/℃ 1.4 3.9 10.7 19.6 26.7 30.2 30.8平均大气 压/105 Pa 1.021 1.019 1.014 1.008 1.003 0.998 4 0.996 07月份与1月份相比较,正确的是( )空气分子无规则热运动的情况几乎不变空气分子无规则热运动减弱了单位时间内空气分子对地面的撞击次数增多了单位时间内空气分子对单位面积地面撞击次数减少了12.(多选)有甲、乙、丙、丁、戊五瓶氢气。甲的体积为V,质量为m,温度为t,压强为p。下列说法正确的是( )若乙的质量、温度和甲相同,体积大于V,则乙的压强一定大于p若丙的体积、质量和甲相同,温度高于t,则丙的压强一定大于p若丁的质量和甲相同,体积大于V、温度高于t,则丁的压强一定大于p若戊的体积和甲相同,质量大于m、温度高于t,则戊的压强一定大于p培优加强练13.(多选)正方体密闭容器中有大量运动粒子,每个粒子质量为m,单位体积内粒子数量n为恒量。为简化问题,我们假定,粒子大小可以忽略,其速率均为v,且与器壁各面碰撞的机会均等,与器壁碰撞前后瞬间,粒子速度方向都与器壁垂直,且速率不变。利用所学力学知识,导出器壁单位面积所受粒子压力大小为f,则( )一个粒子与器壁每碰撞一次给器壁的冲量大小为I=2mvΔt时间内粒子对总面积为S的器壁冲量大小为器壁单位面积所受粒子压力大小为f=器壁所受的压强大小为2nmv2分子运动速率分布规律1.B [具有不同速率的分子数目并不是相等的,呈“中间多、两头少”的统计规律分布,故A、D项错误;由于分子之间频繁地碰撞,分子随时都会改变自己的运动状态,因此在某一时刻,一个分子速度的大小和方向是偶然的,故B项正确;某一温度下,每个分子的速率仍然是随时变化的,只是分子运动的平均速率不变,故C项错误。]2.BCD [分子的速率大小与温度有关,温度越高,分子运动的平均速率越大,并非所有分子的速率都越大,A错误,B正确;大量气体分子的速率分布遵循统计规律,呈现“中间多,两边少”的分布特征,C、D正确。]3.A [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,曲线的峰值向速率大的方向移动,且图线与横轴所围面积相等,故A正确。]4.BC [由题图可知,在一定温度下,大多数分子的速率都接近某个数值,其余少数分子的速率很小或很大,A错误;高温状态下大部分分子的速率大于低温状态下大部分分子的速率,但并不是所有气体分子在高温状态时的速率大于低温状态时的速率,B、C正确;温度越高,速率大的分子所占比例越大,即高温状态下分子速率的分布范围相对较大,D错误。]5.BD [由于气体分子数和气体体积不变,故两种温度下分子的平均间距相同,A错误;由题图乙可知,温度为T2时分子速率较大的分子数占总分子数的百分比较大,故T2温度下分子的平均速率大于T1温度下分子的平均速率,即T1<T2,故T2温度下气体分子对容器壁的平均撞击力较大,B正确,C错误;速率分布图像与横轴所围面积表示不同速率的分子占总分子的百分比之和,即等于1,所以两种温度下分子的速率分布图像与横轴所围面积相等,D正确。]6.B [由于大量气体分子都在不停地做无规则热运动,与气球壁频繁碰撞,使气球壁受到一个平均持续的冲力,致使气体对气球壁产生一定的压强,A错误,B正确;压强的大小取决于气体分子数密度的大小以及气体温度的高低,C、D错误。]7.C [气体的压强是由于大量气体分子频繁撞击器壁产生的,等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力,A错误,C正确;气体分子的平均速率增大,若气体体积增大,气体的压强不一定增大,B错误;当某一容器自由下落时,容器中气体分子仍持续不断地碰撞器壁,故气体的压强不为零,D错误。]8.B [气体的压强是由于大量气体分子频繁撞击器壁产生的,气体压强在数值上等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力,甲气体压强增大是由于单位体积内分子数增大,A错误;甲气体体积减小,气体分子的数密度增大,单位时间内单位面积器壁上受气体分子碰撞的次数增多,B正确;因气体质量一定,故气体分子的总数不变,C错误;甲气体压强增大是由于单位体积内的分子数增多,对容器平均作用力增大。乙气体压强增大是由于温度升高,气体分子的平均速率增大,分子撞击器壁时的作用力增大,气体压强增大的微观原因不同,D错误。]9.D [温度升高则空气分子的平均速率增大,但并不是所有空气分子速率均增大,故A错误;温度升高,分子的平均速率增大,又教室内气压不变,则气体分子的密集程度变小,即教室内空气密度减小,单位体积内分子数减小,则单位时间内碰撞墙壁单位面积的气体分子数一定减少,故B、C错误,D正确。]10.C [由于气体压强是由大量气体分子对器壁的频繁碰撞作用产生的,其值与分子数密度及分子平均速率有关,即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时),N一定变化,故C正确,D错误;若体积减小且温度也减小,N不一定增加,故A错误;当温度升高,同时体积增大时,N也不一定增加,故B错误。]11.D [由表中数据知,7月份与1月份相比,温度升高,压强减小。温度升高使气体分子热运动更加剧烈,空气分子与地面撞击一次对地面的冲力增大,而压强减小,单位时间内空气分子对单位面积地面的冲力减小,所以单位时间内空气分子对单位面积地面的撞击次数减少了,故D正确。]12.BD [若乙的质量、温度和甲相同,则分子平均速率相同,气体分子对器壁的平均作用力相同,而乙的体积大于V,则乙的分子数密度较小,单位时间撞击器壁单位面积上的分子数较少,气体压强较小,即乙的压强小于p,选项A错误;若丙的体积、质量和甲相同,则丙的分子数密度与甲相同,由于丙的温度高于t,分子平均速率较大,分子对器壁的平均撞击力较大,则丙气体的压强较大,即丙的压强大于p,选项B正确;若丁的质量和甲相同,体积大于V,则丁的分子数密度小于甲,单位时间内撞击器壁的分子数小于甲,但丁的温度高于t,分子平均速率较大,分子对器壁的平均撞击力较大,因此无法比较丁的压强与p的大小,选项C错误;戊的质量大于m、温度高于t,体积和甲相同,则戊的分子数密度大于甲,分子的平均速率大于甲,单位时间内撞击器壁的分子数大于甲,分子对器壁的平均撞击力大于甲,则压强大于甲,即戊的压强大于p,选项D正确。]13.AC [设粒子与器壁碰撞前的速度方向为正方向,根据动量定理有I=(-mv)-mv=-2mv,可知一个粒子与器壁每碰撞一次对器壁的冲量大小为2mv,A正确;在Δt时间内面积为S的容器壁上的粒子所占的体积为V=S·vΔt,因粒子与器壁各面碰撞的机会均等,即可能撞击到某一面容器壁的粒子数为N=nV=nSvΔt,结合动量定理可知,Δt时间内粒子对总面积为S的器壁冲量大小为I′=NI=nSmv2Δt,B错误;根据动量定理可得,面积为S的器壁所受粒子的压力大小为F==nmv2S,所以器壁单位面积所受粒子压力的大小为f==,结合压强的定义可知,器壁所受的压强大小即为器壁单位面积所受粒子压力大小,C正确,D错误。]第3节 分子运动速率分布规律学习目标 1.了解随机性与统计规律。 2.知道气体分子运动的特点、分子运动速率分布图像规律。 3.能用气体分子动理论解释气体压强产生的原因。 4.知道影响气体压强大小的微观因素。知识点一 气体分子运动的特点(1)抛掷一枚硬币时,其正面有时向上,有时向下,抛掷次数较少和次数很多时,会有什么规律?(2)密封容器内气体分子间的作用力很小,若不考虑分子力作用,气体分子除发生碰撞之外,做什么运动?某一时刻,向上与向下运动的分子数有何特点? 1.随机性与统计规律(1)必然事件:在一定条件下________出现的事件。(2)不可能事件:在一定条件下________出现的事件。(3)随机事件:在一定条件下可能出现,也可能________的事件。(4)统计规律:大量________________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。2.气体分子运动的特点(1)由于气体分子间的距离比较________(大约是分子直径的________倍),分子间作用力很________。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______________,因而气体会充满它能达到的整个空间。(2)大量气体分子做无规则热运动,因此分子之间频繁地碰撞,每个分子的速度大小和方向频繁地改变,分子的运动____________。(3)从统计规律看,在某一时刻,向着________________运动的分子都有,而且向各个方向运动的气体分子数目几乎________。【思考】1.图中的玻璃容器内封闭着大量的气体,对于其中的一个气体分子而言,其运动是否有规律可循?是否会出现所有气体分子均向右运动的现象? 2.判断正误(1)对于随机事件,个别事件的出现具有偶然性,但大量事件出现的机率遵从一定的规律。( )(2)单独来看,各个分子的运动是无规则的,具有偶然性,但从总体来看,大量分子的运动都有一定的规律。( )(3)气体分子的不断碰撞致使它们做杂乱无章的运动,且沿各方向运动的机会均等。( )例1 (多选)大量气体分子运动的特点是( )A.分子除相互碰撞或跟容器壁碰撞外,还可在空间内自由移动B.分子间的频繁碰撞致使它做杂乱无章的运动C.分子沿各方向运动的机会均等D.某时刻某一气体分子向左运动,则下一时刻它一定向右运动听课笔记 气体分子的运动是杂乱无章、无规则的,研究单个的分子无实际意义,我们研究的是大量分子的统计规律。 知识点二 分子运动速率分布图像1.气体分子速率呈“__________、____________”的规律分布。当温度升高时,某一分子在某一时刻的速率__________增加,但大量分子的平均速率________增加,而且“中间多”的分子速率值在增加,即当温度升高时,分布曲线的峰值向________的方向移动。如图所示。2.温度越高,分子的热运动越________。【思考】1.气体的温度升高时,所有气体分子的速率都增大吗?气体的温度降低时,所有气体分子的速率都减小吗? 2.某种气体在不同温度下的分子运动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,三条曲线所对应的温度分别为TⅠ、TⅡ、TⅢ,比较TⅠ、TⅡ、TⅢ的大小。 例2 如图是氧气分子在不同温度下的速率分布规律图,横坐标表示速率,纵坐标表示某一速率区间内的分子数占总分子数的百分比,由图可知( )A.同一温度下,氧气分子呈现“中间多,两头少”的分布规律B.随着温度的升高,每一个氧气分子的速率都增大C.随着温度的升高,氧气分子中速率小的分子所占的比例增大D.①状态的温度比②状态的温度高听课笔记 1.气体分子速率的分布规律是大量气体分子遵从的统计规律,个别分子的运动无规律。2.对一定质量的封闭气体,其分子运动速率的低温分布图线和高温分布图线与横轴所围的面积应相等,都是1。 训练1 (多选)(人教版教材P11图1.3-2改编)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的平均速率较小的情形C.图中实线对应于氧气分子在100 ℃时的情形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知识点三 气体压强的微观解释(1)如图甲所示,密闭容器内封闭一定质量的气体,气体的压强是由气体分子间的斥力产生的吗?(2)把一颗豆粒拿到台秤上方约10 cm的位置,放手后使它落在秤盘上,观察秤的指针的摆动情况。如图乙所示,再从相同高度把100粒或更多的豆粒连续地倒在秤盘上,观察指针的摆动情况。使这些豆粒从更高的位置落在秤盘上,观察指针的摆动情况。用豆粒做气体分子的模型,试说明气体压强产生的原理。 1.气体压强的产生原因:大量气体分子连续均匀地撞击器壁的结果。2.气体压强的大小:器壁________________上受到的压力。3.决定气体压强大小的因素(1)微观因素①与气体分子的数密度有关:气体分子数密度(即单位体积内气体分子的数目)越大,在单位时间内,与单位面积器壁碰撞的分子数就________,气体压强就________。②与气体分子的平均速率有关:气体的温度越高,气体分子的平均速率就越大,单位面积上气体分子与器壁的碰撞对器壁的作用力就越________;从另一方面讲,分子的平均速率越大,在单位时间内器壁受气体分子撞击的次数就越多,累计冲力就越大,气体压强就越________。(2)宏观因素①与温度有关:体积一定时,温度越高,气体的压强越大。②与体积有关:温度一定时,体积越小,气体的压强越大。【思考】从宏观上看,一定质量的气体体积不变,仅温度升高或温度不变,仅体积减小都会使压强增大。从微观上看,这两种情况有没有区别? 例3 (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听课笔记 训练2 (多选)如图,封闭在汽缸内一定质量的某种气体,如果保持气体体积不变,当温度升高时,以下说法正确的是( )A.气体分子的数密度增大B.所有气体分子的运动速率一定增大C.气体的压强增大D.每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多随堂对点自测1.(气体分子运动的特点)(多选)下列有关气体分子运动的说法正确的是( )A.某时刻某一气体分子向上运动,则下一时刻它向上运动的概率小于向下运动的概率B.在一个正方体容器里,任一时刻与容器各侧面碰撞的气体分子数目基本相同C.当温度升高时,速率大的气体分子数目增多,气体分子的平均速率增大D.气体分子的运动速率可由牛顿运动定律求得2.(气体分子运动速率分布图像)(多选)某种气体分子在0 ℃和100 ℃温度下各速率区间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的两条曲线所示。下列说法正确的是( )A.图中虚线对应气体分子平均速率较大的情形B.气体温度越高,图线的峰值越高C.图线反映了温度越高,分子的热运动越剧烈D.气体分子在0 ℃和100 ℃温度下都满足“中间多,两头少”的规律3.(气体压强的微观解释)(多选)以下说法正确的是( )A.气体的温度升高时,分子的热运动变得剧烈,分子平均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,单位体积内的分子数增多,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.压强增大是因为分子间斥力增大D.压强增大是因为单位面积上气体分子对器壁的作用力增大分子运动速率分布规律知识点一导学 提示 (1)抛掷次数较少时,正面向上或向下完全是偶然的,但次数很多时,正面向上或向下的概率是相等的。(2)无碰撞时气体分子将做匀速直线运动;某一时刻,向上与向下运动的分子数几乎相等。知识梳理1.(1)必然 (2)不可能 (3)不出现 (4)随机事件 2.(1)大 10 弱 匀速直线运动 (2)杂乱无章 (3)任何一个方向 相等[思考]1.提示 没有 不会。2.(1)√ (2)√ (3)√例1 ABC [因气体分子间的距离较大,分子力可以忽略,分子除碰撞外不受其他力的作用,故可在空间内自由移动,A正确;分子间的频繁碰撞使分子的运动杂乱无章,且向各方向运动的机会均等,B、C正确;分子的运动杂乱无章,某时刻某一气体分子向左运动,下一时刻它的运动方向并不能确定,D错误。]知识点二1.中间多 两头少 不一定 一定 速率大 2.剧烈[思考]1.提示 温度升高时,气体分子的平均速率增大,绝大多数分子的速率增大,少数分子的速率减小。温度降低时,气体分子的平均速率减小,绝大多数分子的速率减小,少数分子的速率增大。对于某个气体分子来说,其速率大小是时刻变化的,无法确定是增大还是减小。2.提示 TⅢ>TⅡ>TⅠ例2 A [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,故A正确;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,故B错误;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,从而使分子平均速率增大,故C错误;由图可知,②中速率大的分子占据的比例较大,则说明②对应的平均速率较大,故②对应的温度较高,故D错误。]训练1 ABC [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应该等于1,即相等,故A正确;气体温度越高,分子无规则运动越剧烈,分子的平均速率越大,大速率的分子所占的百分比越大,故虚线对应的温度较低,故B、C正确;由题图可知,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小,故D错误。]知识点三导学 提示 (1)不是,是分子撞击器壁而产生的。(2)气体压强等于大量气体分子在器壁单位面积上的平均作用力,气体压强大小与气体分子的数密度和气体分子的平均速率有关。知识梳理2.单位面积 3.(1)①越多 越大 ②大 大[思考] 提示 有区别 从微观上看,一定质量的气体的压强是由单位体积内的分子数和气体的温度决定的,气体温度升高,气体分子运动加剧,分子的平均速率增大,分子撞击器壁的作用力增大,故压强增大;气体体积减小时,虽然分子的平均速率不变,分子对容器的撞击力不变,但单位体积内的分子数增多,单位时间内撞击器壁的分子数增多,故压强增大,所以这两种情况下在微观上是有区别的。例3 ABD [气体对容器的压强是大量气体分子对器壁频繁持续碰撞产生的,等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力,故A、B正确;气体的温度越高,分子平均速率越大,但不是每个气体分子的速率越大,也不是每个气体分子与器壁碰撞的冲力越大,故C错误;气体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。]训练2 CD [封闭气体的体积不变,气体质量不变,气体的分子数不变,所以气体分子的数密度不变,A错误;温度升高,气体分子运动的平均速率增大,但不是所有分子的运动速率都增大,B错误;体积不变而温度升高时,气体分子的数密度不变,分子运动的平均速率增大,单位面积上与器壁碰撞的作用力增大,压强增大,C正确;分子的数密度不变,但温度升高,分子的平均速率增大,所以每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多,D正确。]随堂对点自测1.BC [分子的运动杂乱无章,某时刻某一气体分子向上运动,下一时刻它向上运动的概率等于向下运动的概率,故A错误;正方形容器各个侧面的气体压强相等,所以任一时刻与容器各侧面碰撞的气体分子数目基本相同,故B正确;当温度升高时,速率大的气体分子数目增多,气体分子的平均速率增大,故C正确;分子运动无规则,而且牛顿运动定律是宏观定律,不能用它来求微观分子的运动速率,故D错误。]2.ACD [由题图可知,具有最大比例的速率区间,温度越高分子热运动越激烈,100 ℃时对应的较大速率区间为400~500 m/s,0 ℃时对应的较大速率区间为300~400 m/s,说明虚线为100 ℃分布图像,对应的平均速率较大,实线对应气体分子平均速率较小的情形,A正确;由题图可知,气体温度越高,图线的峰值越低,B错误;由题图可知,0 ℃时300~400 m/s速率分布最多,100 ℃ 时400~500 m/s速率分布最多,所以图线反映了温度越高,分子的热运动越剧烈,C正确;气体分子在0 ℃和100 ℃温度下都满足“中间多,两头少”的规律,D正确。]3.AD [气体的温度升高时,分子的热运动变得剧烈,分子平均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;气体的体积变小时,单位体积内的分子数增多,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;密闭气体压强是分子撞击器壁产生的,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。](共53张PPT)第3节 分子运动速率分布规律第一章 分子动理论1.了解随机性与统计规律。 2.知道气体分子运动的特点、分子运动速率分布图像规律。 3.能用气体分子动理论解释气体压强产生的原因。 4.知道影响气体压强大小的微观因素。学习目标目 录CONTENTS知识点01随堂对点自测02课后巩固训练03知识点1知识点二 分子运动速率分布图像知识点一 气体分子运动的特点知识点三 气体压强的微观解释知识点一 气体分子运动的特点(1)抛掷一枚硬币时,其正面有时向上,有时向下,抛掷次数较少和次数很多时,会有什么规律?(2)密封容器内气体分子间的作用力很小,若不考虑分子力作用,气体分子除发生碰撞之外,做什么运动?某一时刻,向上与向下运动的分子数有何特点?提示 (1)抛掷次数较少时,正面向上或向下完全是偶然的,但次数很多时,正面向上或向下的概率是相等的。(2)无碰撞时气体分子将做匀速直线运动;某一时刻,向上与向下运动的分子数几乎相等。1.随机性与统计规律(1)必然事件:在一定条件下______出现的事件。(2)不可能事件:在一定条件下_________出现的事件。(3)随机事件:在一定条件下可能出现,也可能_________的事件。(4)统计规律:大量____________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。必然不可能不出现随机事件2.气体分子运动的特点(1)由于气体分子间的距离比较___(大约是分子直径的______倍),分子间作用力很___。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__________________,因而气体会充满它能达到的整个空间。(2)大量气体分子做无规则热运动,因此分子之间频繁地碰撞,每个分子的速度大小和方向频繁地改变,分子的运动____________。(3)从统计规律看,在某一时刻,向着__________________运动的分子都有,而且向各个方向运动的气体分子数目几乎______。大10弱匀速直线运动杂乱无章任何一个方向相等【思考】1.图中的玻璃容器内封闭着大量的气体,对于其中的一个气体分子而言,其运动是否有规律可循?是否会出现所有气体分子均向右运动的现象?提示 没有 不会。2.判断正误√(1)对于随机事件,个别事件的出现具有偶然性,但大量事件出现的机率遵从一定的规律。( )(2)单独来看,各个分子的运动是无规则的,具有偶然性,但从总体来看,大量分子的运动都有一定的规律。( )(3)气体分子的不断碰撞致使它们做杂乱无章的运动,且沿各方向运动的机会均等。( )√√ABC例1 (多选)大量气体分子运动的特点是( )A.分子除相互碰撞或跟容器壁碰撞外,还可在空间内自由移动B.分子间的频繁碰撞致使它做杂乱无章的运动C.分子沿各方向运动的机会均等D.某时刻某一气体分子向左运动,则下一时刻它一定向右运动解析 因气体分子间的距离较大,分子力可以忽略,分子除碰撞外不受其他力的作用,故可在空间内自由移动,A正确;分子间的频繁碰撞使分子的运动杂乱无章,且向各方向运动的机会均等,B、C正确;分子的运动杂乱无章,某时刻某一气体分子向左运动,下一时刻它的运动方向并不能确定,D错误。气体分子的运动是杂乱无章、无规则的,研究单个的分子无实际意义,我们研究的是大量分子的统计规律。 知识点二 分子运动速率分布图像1.气体分子速率呈“_________、_________”的规律分布。当温度升高时,某一分子在某一时刻的速率_________增加,但大量分子的平均速率______增加,而且“中间多”的分子速率值在增加,即当温度升高时,分布曲线的峰值向_________的方向移动。如图所示。2.温度越高,分子的热运动越______。中间多两头少不一定一定速率大剧烈【思考】1.气体的温度升高时,所有气体分子的速率都增大吗?气体的温度降低时,所有气体分子的速率都减小吗?提示 温度升高时,气体分子的平均速率增大,绝大多数分子的速率增大,少数分子的速率减小。温度降低时,气体分子的平均速率减小,绝大多数分子的速率减小,少数分子的速率增大。对于某个气体分子来说,其速率大小是时刻变化的,无法确定是增大还是减小。2.某种气体在不同温度下的分子运动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,三条曲线所对应的温度分别为TⅠ、TⅡ、TⅢ,比较TⅠ、TⅡ、TⅢ的大小。提示 TⅢ>TⅡ>TⅠA例2 如图是氧气分子在不同温度下的速率分布规律图,横坐标表示速率,纵坐标表示某一速率区间内的分子数占总分子数的百分比,由图可知( )A.同一温度下,氧气分子呈现“中间多,两头少”的分布规律B.随着温度的升高,每一个氧气分子的速率都增大C.随着温度的升高,氧气分子中速率小的分子所占的比例增大D.①状态的温度比②状态的温度高解析 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,故A正确;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,故B错误;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,从而使分子平均速率增大,故C错误;由图可知,②中速率大的分子占据的比例较大,则说明②对应的平均速率较大,故②对应的温度较高,故D错误。1.气体分子速率的分布规律是大量气体分子遵从的统计规律,个别分子的运动无规律。2.对一定质量的封闭气体,其分子运动速率的低温分布图线和高温分布图线与横轴所围的面积应相等,都是1。 ABC训练1 (多选)(人教版教材P11图1.3-2改编)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的平均速率较小的情形C.图中实线对应于氧气分子在100 ℃时的情形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解析 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应该等于1,即相等,故A正确;气体温度越高,分子无规则运动越剧烈,分子的平均速率越大,大速率的分子所占的百分比越大,故虚线对应的温度较低,故B、C正确;由题图可知,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小,故D错误。知识点三 气体压强的微观解释(1)如图甲所示,密闭容器内封闭一定质量的气体,气体的压强是由气体分子间的斥力产生的吗?(2)把一颗豆粒拿到台秤上方约10 cm的位置,放手后使它落在秤盘上,观察秤的指针的摆动情况。如图乙所示,再从相同高度把100粒或更多的豆粒连续地倒在秤盘上,观察指针的摆动情况。使这些豆粒从更高的位置落在秤盘上,观察指针的摆动情况。用豆粒做气体分子的模型,试说明气体压强产生的原理。提示 (1)不是,是分子撞击器壁而产生的。(2)气体压强等于大量气体分子在器壁单位面积上的平均作用力,气体压强大小与气体分子的数密度和气体分子的平均速率有关。1.气体压强的产生原因:大量气体分子连续均匀地撞击器壁的结果。2.气体压强的大小:器壁____________上受到的压力。3.决定气体压强大小的因素(1)微观因素①与气体分子的数密度有关:气体分子数密度(即单位体积内气体分子的数目)越大,在单位时间内,与单位面积器壁碰撞的分子数就______,气体压强就______。单位面积越多越大②与气体分子的平均速率有关:气体的温度越高,气体分子的平均速率就越大,单位面积上气体分子与器壁的碰撞对器壁的作用力就越___;从另一方面讲,分子的平均速率越大,在单位时间内器壁受气体分子撞击的次数就越多,累计冲力就越大,气体压强就越___。(2)宏观因素①与温度有关:体积一定时,温度越高,气体的压强越大。②与体积有关:温度一定时,体积越小,气体的压强越大。大大【思考】从宏观上看,一定质量的气体体积不变,仅温度升高或温度不变,仅体积减小都会使压强增大。从微观上看,这两种情况有没有区别?提示 有区别 从微观上看,一定质量的气体的压强是由单位体积内的分子数和气体的温度决定的,气体温度升高,气体分子运动加剧,分子的平均速率增大,分子撞击器壁的作用力增大,故压强增大;气体体积减小时,虽然分子的平均速率不变,分子对容器的撞击力不变,但单位体积内的分子数增多,单位时间内撞击器壁的分子数增多,故压强增大,所以这两种情况下在微观上是有区别的。ABD例3 (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解析 气体对容器的压强是大量气体分子对器壁频繁持续碰撞产生的,等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力,故A、B正确;气体的温度越高,分子平均速率越大,但不是每个气体分子的速率越大,也不是每个气体分子与器壁碰撞的冲力越大,故C错误;气体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。CD训练2 (多选)如图,封闭在汽缸内一定质量的某种气体,如果保持气体体积不变,当温度升高时,以下说法正确的是( )A.气体分子的数密度增大B.所有气体分子的运动速率一定增大C.气体的压强增大D.每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多解析 封闭气体的体积不变,气体质量不变,气体的分子数不变,所以气体分子的数密度不变,A错误;温度升高,气体分子运动的平均速率增大,但不是所有分子的运动速率都增大,B错误;体积不变而温度升高时,气体分子的数密度不变,分子运动的平均速率增大,单位面积上与器壁碰撞的作用力增大,压强增大,C正确;分子的数密度不变,但温度升高,分子的平均速率增大,所以每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多,D正确。随堂对点自测2BC1.(气体分子运动的特点)(多选)下列有关气体分子运动的说法正确的是( )A.某时刻某一气体分子向上运动,则下一时刻它向上运动的概率小于向下运动的概率B.在一个正方体容器里,任一时刻与容器各侧面碰撞的气体分子数目基本相同C.当温度升高时,速率大的气体分子数目增多,气体分子的平均速率增大D.气体分子的运动速率可由牛顿运动定律求得解析 分子的运动杂乱无章,某时刻某一气体分子向上运动,下一时刻它向上运动的概率等于向下运动的概率,故A错误;正方形容器各个侧面的气体压强相等,所以任一时刻与容器各侧面碰撞的气体分子数目基本相同,故B正确;当温度升高时,速率大的气体分子数目增多,气体分子的平均速率增大,故C正确;分子运动无规则,而且牛顿运动定律是宏观定律,不能用它来求微观分子的运动速率,故D错误。ACD2.(气体分子运动速率分布图像)(多选)某种气体分子在0 ℃和100 ℃温度下各速率区间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的两条曲线所示。下列说法正确的是( )A.图中虚线对应气体分子平均速率较大的情形B.气体温度越高,图线的峰值越高C.图线反映了温度越高,分子的热运动越剧烈D.气体分子在0 ℃和100 ℃温度下都满足“中间多,两头少”的规律解析 由题图可知,具有最大比例的速率区间,温度越高分子热运动越激烈,100 ℃时对应的较大速率区间为400~500 m/s,0 ℃时对应的较大速率区间为300~400 m/s,说明虚线为100 ℃分布图像,对应的平均速率较大,实线对应气体分子平均速率较小的情形,A正确;由题图可知,气体温度越高,图线的峰值越低,B错误;由题图可知,0 ℃时300~400 m/s速率分布最多,100 ℃ 时400~500 m/s速率分布最多,所以图线反映了温度越高,分子的热运动越剧烈,C正确;气体分子在0 ℃和100 ℃温度下都满足“中间多,两头少”的规律,D正确。AD3.(气体压强的微观解释)(多选)以下说法正确的是( )A.气体的温度升高时,分子的热运动变得剧烈,分子平均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,单位体积内的分子数增多,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.压强增大是因为分子间斥力增大D.压强增大是因为单位面积上气体分子对器壁的作用力增大解析 气体的温度升高时,分子的热运动变得剧烈,分子平均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;气体的体积变小时,单位体积内的分子数增多,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;密闭气体压强是分子撞击器壁产生的,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。课后巩固训练3B1.关于气体分子的运动情况,下列说法正确的是( )A.某一时刻具有任意速率的分子数目是相等的B.某一时刻一个分子速度的大小和方向是偶然的C.某一温度下,大多数气体分子的速率不会发生变化D.分子的速率分布毫无规律解析 具有不同速率的分子数目并不是相等的,呈“中间多、两头少”的统计规律分布,故A、D项错误;由于分子之间频繁地碰撞,分子随时都会改变自己的运动状态,因此在某一时刻,一个分子速度的大小和方向是偶然的,故B项正确;某一温度下,每个分子的速率仍然是随时变化的,只是分子运动的平均速率不变,故C项错误。对点题组练题组一 气体分子运动的特点BCD题组二 分子运动速率分布图像2.(多选)下列关于气体分子速率分布的说法正确的是( )A.分子的速率大小与温度有关,温度越高,所有分子的速率都越大B.分子的速率大小与温度有关,同一种气体温度越高,分子的平均速率越大C.气体分子的速率分布总体呈现出“中间多、两边少”的正态分布特征D.气体分子的速率分布遵循统计规律,适用于大量分子解析 分子的速率大小与温度有关,温度越高,分子运动的平均速率越大,并非所有分子的速率都越大,A错误,B正确;大量气体分子的速率分布遵循统计规律,呈现“中间多,两边少”的分布特征,C、D正确。A3.下图描绘的是一定质量的氧气分子分别在0 ℃和100 ℃两种情况下速率分布的情况,符合统计规律的是( )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,曲线的峰值向速率大的方向移动,且图线与横轴所围面积相等,故A正确。BC4.(多选)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)表示各速率区间内的分子数占总分子数的百分比,由图可知( )A.气体的所有分子速率都在某个数值附近B.某个气体分子在高温状态时的速率可能与低温状态时相等C.高温状态下大多数分子的速率大于低温状态下大多数分子的速率D.高温状态下分子速率的分布范围相对较小解析 由题图可知,在一定温度下,大多数分子的速率都接近某个数值,其余少数分子的速率很小或很大,A错误;高温状态下大部分分子的速率大于低温状态下大部分分子的速率,但并不是所有气体分子在高温状态时的速率大于低温状态时的速率,B、C正确;温度越高,速率大的分子所占比例越大,即高温状态下分子速率的分布范围相对较大,D错误。BD5.(多选)如图甲所示,密闭容器(容积不变)内封闭一定质量的气体,图乙是某实验小组利用气体分子平均速率测量仪和计算机等辅助工具描绘出的不同温度下分子的速率分布图像。对容器内的气体,下列分析正确的是( )A.T2温度下分子的平均间距大于T1温度下分子的平均间距B.T2温度下分子的平均速率大于T1温度下分子的平均速率C.两种温度下分子对容器壁的平均撞击力大小相等D.两种温度下分子的速率分布图像与横轴所围面积相等解析 由于气体分子数和气体体积不变,故两种温度下分子的平均间距相同,A错误;由题图乙可知,温度为T2时分子速率较大的分子数占总分子数的百分比较大,故T2温度下分子的平均速率大于T1温度下分子的平均速率,即T1<T2,故T2温度下气体分子对容器壁的平均撞击力较大,B正确,C错误;速率分布图像与横轴所围面积表示不同速率的分子占总分子的百分比之和,即等于1,所以两种温度下分子的速率分布图像与横轴所围面积相等,D正确。B题组三 气体压强的微观解释6.某同学为了表演“轻功”,他站上了一块由气球垫放的轻质硬板,如图所示。气球内充有空气,气体的压强( )A.是由气体受到的重力产生的B.是由大量气体分子不断地碰撞气球壁而产生的C.大小只取决于气体分子数量的多少D.大小只取决于气体温度高低解析 由于大量气体分子都在不停地做无规则热运动,与气球壁频繁碰撞,使气球壁受到一个平均持续的冲力,致使气体对气球壁产生一定的压强,A错误,B正确;压强的大小取决于气体分子数密度的大小以及气体温度的高低,C、D错误。C7.关于气体的压强,下列说法正确的是( )A.气体的压强是由气体分子间的吸引和排斥产生的B.气体分子的平均速率增大,气体的压强一定增大C.气体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D.当某一容器自由下落时,容器中气体的压强将变为零解析 气体的压强是由于大量气体分子频繁撞击器壁产生的,等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力,A错误,C正确;气体分子的平均速率增大,若气体体积增大,气体的压强不一定增大,B错误;当某一容器自由下落时,容器中气体分子仍持续不断地碰撞器壁,故气体的压强不为零,D错误。B8.甲、乙两个相同的密闭容器中分别装有等质量的同种气体,甲容器中气体经温度不变、体积减小的过程,乙容器中气体经体积不变、温度升高的过程后,气体的压强均增大,下列说法正确的是 ( )A.甲气体压强增大是由于气体分子间的斥力增加B.甲容器中单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数增多C.乙容器内气体分子的总数增加D.甲、乙容器内气体压强增大的微观原因相同解析 气体的压强是由于大量气体分子频繁撞击器壁产生的,气体压强在数值上等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力,甲气体压强增大是由于单位体积内分子数增大,A错误;甲气体体积减小,气体分子的数密度增大,单位时间内单位面积器壁上受气体分子碰撞的次数增多,B正确;因气体质量一定,故气体分子的总数不变,C错误;甲气体压强增大是由于单位体积内的分子数增多,对容器平均作用力增大。乙气体压强增大是由于温度升高,气体分子的平均速率增大,分子撞击器壁时的作用力增大,气体压强增大的微观原因不同,D错误。D9.某同学记录2024年3月10日教室内温度如下:综合提升练时刻 6:00 9:00 12:00 15:00 18:00温度 12 ℃ 15 ℃ 18 ℃ 23 ℃ 17 ℃教室内气压可认为不变,则当天9:00与15:00相比,下列说法正确的是( )A.教室内所有空气分子速率均增大B.教室内空气密度增大C.教室内单位体积内的分子个数一定增加D.单位时间碰撞墙壁单位面积的气体分子数一定减少解析 温度升高则空气分子的平均速率增大,但并不是所有空气分子速率均增大,故A错误;温度升高,分子的平均速率增大,又教室内气压不变,则气体分子的密集程度变小,即教室内空气密度减小,单位体积内分子数减小,则单位时间内碰撞墙壁单位面积的气体分子数一定减少,故B、C错误,D正确。C10.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可能不变解析 由于气体压强是由大量气体分子对器壁的频繁碰撞作用产生的,其值与分子数密度及分子平均速率有关,即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时),N一定变化,故C正确,D错误;若体积减小且温度也减小,N不一定增加,故A错误;当温度升高,同时体积增大时,N也不一定增加,故B错误。D11.下面的表格是某地区1~7月份气温与气压的对照表:月份/月 1 2 3 4 5 6 7平均最高气温/℃ 1.4 3.9 10.7 19.6 26.7 30.2 30.8平均大气压/105 Pa 1.021 1.019 1.014 1.008 1.003 0.998 4 0.996 07月份与1月份相比较,正确的是( )A.空气分子无规则热运动的情况几乎不变B.空气分子无规则热运动减弱了C.单位时间内空气分子对地面的撞击次数增多了D.单位时间内空气分子对单位面积地面撞击次数减少了解析 由表中数据知,7月份与1月份相比,温度升高,压强减小。温度升高使气体分子热运动更加剧烈,空气分子与地面撞击一次对地面的冲力增大,而压强减小,单位时间内空气分子对单位面积地面的冲力减小,所以单位时间内空气分子对单位面积地面的撞击次数减少了,故D正确。BD12.(多选)有甲、乙、丙、丁、戊五瓶氢气。甲的体积为V,质量为m,温度为t,压强为p。下列说法正确的是( )A.若乙的质量、温度和甲相同,体积大于V,则乙的压强一定大于pB.若丙的体积、质量和甲相同,温度高于t,则丙的压强一定大于pC.若丁的质量和甲相同,体积大于V、温度高于t,则丁的压强一定大于pD.若戊的体积和甲相同,质量大于m、温度高于t,则戊的压强一定大于p解析 若乙的质量、温度和甲相同,则分子平均速率相同,气体分子对器壁的平均作用力相同,而乙的体积大于V,则乙的分子数密度较小,单位时间撞击器壁单位面积上的分子数较少,气体压强较小,即乙的压强小于p,选项A错误;若丙的体积、质量和甲相同,则丙的分子数密度与甲相同,由于丙的温度高于t,分子平均速率较大,分子对器壁的平均撞击力较大,则丙气体的压强较大,即丙的压强大于p,选项B正确;若丁的质量和甲相同,体积大于V,则丁的分子数密度小于甲,单位时间内撞击器壁的分子数小于甲,但丁的温度高于t,分子平均速率较大,分子对器壁的平均撞击力较大,因此无法比较丁的压强与p的大小,选项C错误;戊的质量大于m、温度高于t,体积和甲相同,则戊的分子数密度大于甲,分子的平均速率大于甲,单位时间内撞击器壁的分子数大于甲,分子对器壁的平均撞击力大于甲,则压强大于甲,即戊的压强大于p,选项D正确。AC培优加强练13.(多选)正方体密闭容器中有大量运动粒子,每个粒子质量为m,单位体积内粒子数量n为恒量。为简化问题,我们假定,粒子大小可以忽略,其速率均为v,且与器壁各面碰撞的机会均等,与器壁碰撞前后瞬间,粒子速度方向都与器壁垂直,且速率不变。利用所学力学知识,导出器壁单位面积所受粒子压力大小为f,则( ) 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第3节 分子运动速率分布规律 练习(含解析).docx 第3节 分子运动速率分布规律 学案(含答案).docx 第3节 分子运动速率分布规律.pptx