1.3 分子运动速率分布规律(课件 学案 练习)高中物理人教版(2019) 选择性必修 第三册

资源下载
  1. 二一教育资源

1.3 分子运动速率分布规律(课件 学案 练习)高中物理人教版(2019) 选择性必修 第三册

资源简介

(共28张PPT)
第一章
课时3 分子运动速率分布规律
分子动理论
核心 目标 1.初步了解统计规律,了解气体分子运动的特点:分子沿各个方向运动的机会均等,分子速率按一定规律分布.
2.能用气体分子动理论解释气体压强的微观意义,知道气体的压强与所对应的微观物理量间的联系.
必备知识 记忆理解
要点
1
气体分子运动的特点
1.随机事件与统计规律
(1) 必然事件:在一定条件下,若某事件_______出现,这个事件叫作必然事件.
(2) 不可能事件:若某事件__________出现,这个事件叫作不可能事件.
(3) 随机事件:若在一定条件下某事件________出现,也________不出现,这个事件叫作随机事件.
(4) 统计规律:大量____________的整体往往会表现出一定的规律性,这种规律叫作统计规律.
必然
不可能
可能
可能
随机事件
2.气体分子运动的特点
(1) 运动的自由性:由于气体分子间的距离比较大,分子间作用力很弱,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________________,气体充满它能达到的整个空间.
(2) 运动的无序性:分子的运动杂乱无章,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________.
匀速直线运动
任何一个方向
相等
要点
2
分子运动速率分布图像
1.图像如图所示.
2.规律:在一定温度下,不管个别分子怎样运动,气体的多数分子的速率都在某个数值附近,表现出“_________________”的分布规律.当温度_______时,“__________________”的分布规律不变,气体分子的速率________,分布曲线的峰值向__________的一方移动.
中间多、两头少
升高
中间多、两头少
增大
速率大
3.温度越高,分子的热运动越________.
特别提醒:温度升高不是每个分子的速率都变大,而是速率大的占的百分比变大.
剧烈
要点
3
气体压强的微观解释
1.气体压强的产生
大量气体分子不断和器壁碰撞,对器壁产生持续的压力,单位时间内,作用在器壁________面积上的压力就是气体的压强.
2.从微观角度来看,气体压强的决定因素
(1) 一方面是气体分子的____________.
(2) 另一方面是气体分子的数________.
单位
平均速率
密度
1.易错辨析
(1) 伽尔顿板实验表明,大量随机事件的整体会表现出一定的规律性.(  )
(2) 氧气分子的速率分布图像表明,大多数气体分子的速率处于中间值,少数分子的速率较大或较小. (  )
(3) 模拟气体压强产生机理的实验表明,气体的压强是大量气体分子频繁持续地碰撞器壁而产生的. (  )
(4) 气体分子沿各个方向运动的机会相等. (  )
(5) 气体的温度升高时,所有气体分子的速率都增大. (  )
(6) 气体的压强是由于气体分子受到重力而产生的. (  )




×
×
2.(2025·广东深圳实验中学月考)如图所示为一定质量的某种气体在两个确定的温度下,其分子速率的分布情况.由图分析,下列说法中错误的是 (  )
A.两种温度下的分子速率都呈“中间多、两头少”的分布
B.分子速率最大的分子数占的比例最大
C.图中的T1<T2
D.温度越高,分子热运动越剧烈
B
解析:由图可知两种温度下的分子速率都呈“中间多、两头少”的分布,A正确,不符合题意;由图可知,随着分子速率的增加,分子数占比先增大,后减小,B错误,符合题意;由图可知,T1温度分子速率大的占比比T2温度小,因此T1<T2,C正确,不符合题意;温度升高,分子速率大的占比增加,说明分子热运动越剧烈,D正确,不符合题意.
把握考向 各个击破
统计规律与气体分子运动特点
考向
1
1.气体分子运动的特点
(1) 气体分子间的距离________,大约是分子直径的10倍,因此除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外,气体分子不受力的作用,在空间自由移动,所以气体没有确定的形状和体积,其体积等于容器的容积.
(2) 分子的运动杂乱无章,在某一时刻,气体分子沿各个方向运动的机会(机率) ________.
(3) 每个气体分子都在做永不停息的__________运动,常温下大多数气体分子的速率都达到数百米每秒,在数量级上相当于子弹的速率.
很大
相等
无规则
2.气体分子速率分布曲线的横坐标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,曲线下的面积表示总的分子数,同种气体不同温度下,其面积是________的.
相等
   (多选)根据气体分子动理论,气体分子运动的剧烈程度与温度有关,下列表格中的数据是为研究氧气分子速率分布规律而列出的.
1
按速率大小划分的区间/(m·s-1) 各速率区间的分子数占总分子数的百分比/%
0 ℃ 100 ℃
101以下 1.4 0.7
101~200 8.1 5.4
201~300 17.0 11.9
301~400 21.4 17.4
401~500 20.4 18.6
501~600 15.1 16.7
601~700 9.2 12.9
701~800 4.5 7.9
801~900 2.0 4.6
900以上 0.9 3.9
依据表格内容,以下四位同学所总结的规律正确的是 (   )
A.不论温度多高,速率很大和很小的分子总是少数
B.温度变化,表现出“中间多、两头少”的分布规律要改变
C.某一温度下,速率都在某一数值附近,离开这个数值越远,分子越少
D.温度增加时,速率小的分子数减少了
解析:温度变化,表现出“中间多、两头少”的分布规律是不会改变的,B错误;由气体分子运动的特点和统计规律可知,A、C、D正确.
ACD
   (2025·河北邯郸高二期中)如图是某种气体在不同温度下的分子速率分布曲线,f(v)表示分子速率v附近单位速率区间内的分子数百分率.下列说法中正确的是 (  )
A.由两条曲线可知,高温状态下分子速率的分布范围相对较小
B.曲线Ⅰ对应的温度高
C.曲线Ⅰ和Ⅱ速率都呈正态分布,中间速率的分子最少
D.由两条曲线可知,不同温度下,同一速率分子所占比例不同,速率分布区间也不同
2
D
解析:温度是分子平均动能的标志,温度高则分子速率大的占多数,即高温状态下分子速率大小的分布范围相对较大,A错误;温度越高,分子平均动能越大,速率高的分子所占的比例大,故曲线Ⅱ对应的温度高,B错误;速率都呈正态分布,中间速率的分子最多,C错误;不同温度下,同一速率分子所占比例不同,速率分布区间不同,D正确.
气体压强的微观解释
考向
2
1.微观因素
(1) 气体分子的__________: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越多,气体压强就越大.
(2) 气体分子的____________:气体的温度越高,气体分子的平均速率就越大,每个气体分子与器壁碰撞时(可视为弹性碰撞)给器壁的冲力就越大;从另一方面讲,分子的平均速率越大,在单位时间内,单位面积器壁受气体分子撞击的次数就越多,累计冲力就越大,气体压强就越大.
数密度
平均速率
2.宏观因素
(1) 与温度有关:其他条件不变,温度越高,气体的压强越大.
(2) 与体积有关:其他条件不变,体积越小,气体的压强越大.
注意:只有知道了两个因素的变化,才能确定压强的变化,任何单个因素的变化都不能决定压强是否变化.
   (2025·河南许昌高二期末)关于气体热现象的微观解释,下列说法中正确的是 (  )
A.密闭在容器中的气体,在某一时刻向各个方向运动的气体分子数目一定相等
B.大量气体分子的速率有大有小,但是按“中间多,两头少”的规律分布
C.如果温度升高,气体分子在单位时间内对器壁的碰撞次数一定增多
D.一定质量的理想气体,温度不变,体积减小时,气体的内能一定增大
3
B
解析:气体分子做无规则运动,密闭在容器中的气体,在某一时刻向各个方向运动的气体分子数目基本相等,但不能说一定相等,A错误;大量气体分子的速率有大有小,但是按“中间多,两头少”的规律分布,B正确;温度升高,分子热运动加快,分子的平均速率增大,但单位体积内的分子数不知如何变化,所以气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数不一定增多,C错误;一定质量的理想气体,温度不变,气体的内能不变,D错误.
   (2025·江苏扬州高邮期中)关于分子动理论,下列说法中正确的是 (  )
A.空气中PM2.5的无规则运动属于分子热运动
B.给车胎打气,越压越吃力,是由于分子间存在斥力
C.在半导体材料中掺入其他元素,可以利用分子的扩散来完成
D.温度升高,所有气体分子的速率都增大
4
解析:空气中的无规则运动属于布朗运动,不是分子热运动,A错误;给车胎打气,越压越吃力,是因为胎内气体压强增大,并不是由于分子间存在斥力的原因,B错误;在纯净的半导体材料中掺入其他元素,可以在高温条件下利用分子的扩散来完成,C正确;温度升高,分子的平均速率增大,并不是所有气体分子的速率都增大,D错误.
C
随堂内化 即时巩固
1.(多选)如图所示为氧气分子在不同温度下的分子速率分布规律图像,图中实线1、2对应的温度分别为T1 、T2.下列说法中正确的是 (  )
A.T2 高于T1
B.T1时气体压强一定比T2时气体压强小
C.两温度下,某一速率区间的分子数占
比可能相同
D.若将T1、T2温度下的氧气混合,对应
的分子速率分布规律曲线可能是图中的虚线
AC
解析:温度越高,分子热运动越剧烈,速率大的分子所占的比例大,由图可知曲线2速率大的分子所占的比例比曲线1速率大的分子所占的比例大,所以T2 高于T1,故A正确;温度高只能说明气体分子的平均动能大,但气体的压强不一定大,还与气体分子的数目等因素有关,故B错误;T1、T2温度下,实线1、2相交于一点,即该速率区间的分子数占比相同,故C正确;将T1、T2温度下的氧气混合后,温度不会比T1的温度更低,故对应的分子速率分布规律曲线不可能是图中的虚线,故D错误.
2.(2025·安徽二模)实验小组用如图所示的装置探究气体压强的产生机理,将黄豆从秤盘上方一定高度处均匀连续倒在秤盘上,观察秤的指针摆动情况.下列说法中正确的是 (  )
A.模拟温度降低对气体压强的影响时,应增加黄豆数量
B.模拟温度升高对气体压强的影响时,应将释放位置升高
C.模拟体积减小对气体压强的影响时,应将释放位置升高
D.模拟体积增大对气体压强的影响时,应增加黄豆数量
B
解析:温度降低,气体分子的平均速率减小,模拟温度降低对气体压强的影响时,应该降低释放位置.而增加黄豆数量是模拟提高气体分子密度对气体压强的影响,A错误;温度升高,气体分子的平均速率增大,模拟温度升高对气体压强的影响时,应将释放位置升高,B正确;体积减小,气体分子密度增大,模拟体积减小对气体压强的影响时,应该增加黄豆数量,而升高释放位置则是模拟增大气体分子的平均速率对气体压强的影响,C错误;体积增大,气体分子密度减小,模拟体积减小对气体压强的影响时,应该减少黄豆数量,D错误.课时3 分子运动速率分布规律
考向1 统计规律与气体分子运动特点
1. (2025·江苏扬州中学月考)人们常用空调调节室内空气的温度,下列说法中正确的是 (  )
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
2. 1934年我国物理学家葛正权定量验证了麦克斯韦的气体分子速率分布规律.如图所示为氧气分子在不同温度下的分子速率分布规律图像,图中实线1、2对应的温度分别为T1、T2.则下列说法中正确的是(  )
A. 温度T1大于温度T2
B. T1、T2温度下,某一速率区间的分子数占比可能相同
C. 将T1、T2温度下的氧气混合后,对应的分子速率分布规律曲线下方的面积为曲线1和曲线2下方的面积之和
D. 将T1、T2温度下的氧气混合后,对应的分子速率分布规律曲线可能是图中的虚线
3. (2024·阜阳太和一中月考)氧气分子在0 ℃和100 ℃下的速率分布如图所示,纵轴表示对应速率下的氧气分子数目占氧气分子总数的百分比,由图线信息可得(  )
A. 温度升高时,所有分子的速率都增大
B. 同一温度下,速率大的氧气分子所占比例较大
C. 温度升高使得速率较小的氧气分子所占比例变小
D. 图中虚线对应于氧气分子平均速率较大的情形
4. (2024·安徽三模)如图所示,纵轴f(v)表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比,曲线Ⅰ和Ⅱ为一定质量某种理想气体在两种温度下的f(v)与分子速率v的关系图像.比较曲线Ⅰ和Ⅱ,下列说法中正确的是(  )
A. 曲线Ⅰ对应的气体温度更高
B. 曲线Ⅰ和Ⅱ对应的气体温度相等
C. 曲线Ⅰ与横轴所围的面积更大
D. 曲线Ⅰ对应的气体分子平均速率更小
考向2 气体压强的微观解释
5. (2025·山东济南一中期中)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. 分子的平均速率更小
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
6. (2025·合肥六中月考)(多选)一定质量的理想气体,在体积不变的情况下,温度升高,压强增大的原因是(  )
A. 温度升高后,单位体积内的分子数增多
B. 温度升高后,气体分子的平均速率变大
C. 温度升高后,分子撞击器壁的平均作用力增大
D. 温度升高后,单位时间内撞击到单位面积器壁上的分子数不变
7. (2025·江苏南通海门区期中) 如图所示,体积相同的两个容器,装有质量相等的氧气,其中图甲容器内的温度是20 ℃,图乙容器的温度是50 ℃.下列说法中正确的是(  )
甲 乙
A. 图乙容器内所有分子的速率都要大于图甲
B. 图乙容器中氧气分子的热运动比图甲剧烈
C. 容器中气体分子的速率分布情况是无规律的
D. 气体分子能够充满容器是因为分子间的排斥力大于吸引力
8. (2025·深圳实验中学)(多选)麦克斯韦分子速率分布规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.下列说法中正确的是(  )
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
9. (2025·合肥一中月考)以横坐标v表示分子速率,纵坐标f(v)表示各速率的分子数占总分子数的百分比.下列四幅图能正确表示某一温度下气体分子速率分布规律的是(  )
A B
C D
10. 虽然单个细微粒子撞击一个巨大物体上的力是局部而短暂的脉冲,但大量粒子频繁撞击在物体产生的平均效果是个均匀而持续的压力.为简化问题,我们设粒子流中每个粒子的速度都与物体的壁面垂直,并且速率也一样,皆为v.此外,设每个粒子的质量为m,数密度(即单位体积内的粒子数)为n.求下列两种情况下壁面受到的压强.
(1) 粒子完全射入壁面.
(2) 粒子等速率弹回.
课时3 分子运动速率分布规律
1. C 解析: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;只有在绝对零度0 K,即-273.15 ℃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;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;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.
2. B 解析:温度越高,分子热运动越剧烈,速率大的分子所占的比例大,由图可知曲线2速率大的分子所占的比例比曲线1速率大的分子所占的比例大,故温度T2高于温度T1,A错误;T1、T2温度下,实线1、2相交于一点,即该速率区间的分子数占比相同,B正确;由图可知,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,故将T1、T2温度下的氧气混合后,对应的分子速率分布规律曲线下方的面积仍为1,C错误;将T1、T2温度下的氧气混合后,温度不会比T1的温度更低,故对应的分子速率分布规律曲线不可能是图中的虚线,D错误.
3. C 解析:温度升高时,分子的平均动能增大,分子的平均速率增大,但不是所有分子的速率都增大,A错误;根据曲线的单峰性可知,在同一温度下,中等速率大小的氧气分子所占的比例大,B错误;由图可知,具有最大比例的速率区间,100 ℃时对应的速度大,说明实线为氧气分子在100 ℃的分布图像,虚线为氧气分子在0 ℃的分布图像,则图中虚线对应于氧气分子平均速率较小的情形,由图中实线可知,温度升高使得速率较小的氧气分子所占比例变小,C正确,D错误.
4. D 解析:气体分子运动的统计规律:中间多,两头少;温度高,最大峰值向速度较大的方向移动,故曲线Ⅰ对应的气体温度更低,分子的平均速率也较小,故A、B错误,D正确;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,即两条曲线下面积相等,故C错误.
5. A 解析:夜间气温低,分子的平均速率更小,但不是所有分子的运动速率都更小,A正确,C错误;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,B、D错误.
6. BC 解析:一定质量的理想气体,在体积不变的情况下,单位体积内的分子数不变,当温度升高时,气体分子的平均速率变大,则分子撞击器壁的平均作用力增大,单位时间内撞击到单位面积器壁上的分子数也会增加,使得气体压强增大.故选BC.
7. B 解析:由题可知,图甲容器温度为20 ℃,图乙容器温度为50 ℃,温度越高,物体的分子平均速率越大,并不是所有分子的速率都大,所以并不是图乙容器内所有分子的速率都要大于图甲,A错误;温度越高,分子的热运动越剧烈,所以图乙容器中氧气分子的热运动比图甲剧烈,B正确;分子永不停息地做无规则运动,但分子的速率分布是有规律的,C错误;气体分子能够充满任何容器是因为分子间的相互作用力基本为零,分子可以随意运动,D错误.
8. AB 解析: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;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;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;温度降低时,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.
9. D 解析:分子的速率分布遵从“中间多、两头少”的统计规律,结合图像形状可知,D正确.
10. (1) nmv2 (2) 2nmv2
解析:(1) 设巨大的物体的面积为S,设粒子撞击到面板上所用的时间为Δt,则在Δt时间内能撞击到面板上的粒子的个数N=n·v·Δt·S
因此粒子的总质量为M=m·N=m·n·v·Δt·S
取向右为正方向,由动量定理有
0-Mv=-F·Δt=-pS·Δt
解得p=nmv2
(2) 若粒子等速率返回,由动量定理有
-Mv-Mv=-F1·Δt=-p1S·Δt
解得p1=2nmv2课时3 分子运动速率分布规律
核心 目标 1.初步了解统计规律,了解气体分子运动的特点:分子沿各个方向运动的机会均等,分子速率按一定规律分布.
2.能用气体分子动理论解释气体压强的微观意义,知道气体的压强与所对应的微观物理量间的联系.
要点梳理
要点1 气体分子运动的特点
1.随机事件与统计规律
(1) 必然事件:在一定条件下,若某事件__必然__出现,这个事件叫作必然事件.
(2) 不可能事件:若某事件__不可能__出现,这个事件叫作不可能事件.
(3) 随机事件:若在一定条件下某事件__可能__出现,也__可能__不出现,这个事件叫作随机事件.
(4) 统计规律:大量__随机事件__的整体往往会表现出一定的规律性,这种规律叫作统计规律.
2.气体分子运动的特点
(1) 运动的自由性:由于气体分子间的距离比较大,分子间作用力很弱,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__匀速直线运动__,气体充满它能达到的整个空间.
(2) 运动的无序性:分子的运动杂乱无章,在某一时刻,向着__任何一个方向__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__相等__.
要点2 分子运动速率分布图像
1.图像如图所示.
2.规律:在一定温度下,不管个别分子怎样运动,气体的多数分子的速率都在某个数值附近,表现出“__中间多、两头少__”的分布规律.当温度__升高__时,“__中间多、两头少__”的分布规律不变,气体分子的速率__增大__,分布曲线的峰值向__速率大__的一方移动.
3.温度越高,分子的热运动越__剧烈__.
特别提醒:温度升高不是每个分子的速率都变大,而是速率大的占的百分比变大.
要点3 气体压强的微观解释
1.气体压强的产生
大量气体分子不断和器壁碰撞,对器壁产生持续的压力,单位时间内,作用在器壁__单位__面积上的压力就是气体的压强.
2.从微观角度来看,气体压强的决定因素
(1) 一方面是气体分子的__平均速率__.
(2) 另一方面是气体分子的数__密度__.
即学即用
1.易错辨析
(1) 伽尔顿板实验表明,大量随机事件的整体会表现出一定的规律性.( √ )
(2) 氧气分子的速率分布图像表明,大多数气体分子的速率处于中间值,少数分子的速率较大或较小.( √ )
(3) 模拟气体压强产生机理的实验表明,气体的压强是大量气体分子频繁持续地碰撞器壁而产生的.( √ )
(4) 气体分子沿各个方向运动的机会相等.( √ )
(5) 气体的温度升高时,所有气体分子的速率都增大.( × )
(6) 气体的压强是由于气体分子受到重力而产生的.( × )
2.(2025·广东深圳实验中学月考)如图所示为一定质量的某种气体在两个确定的温度下,其分子速率的分布情况.由图分析,下列说法中错误的是( B )
A.两种温度下的分子速率都呈“中间多、两头少”的分布
B.分子速率最大的分子数占的比例最大
C.图中的T1<T2
D.温度越高,分子热运动越剧烈
解析:由图可知两种温度下的分子速率都呈“中间多、两头少”的分布,A正确,不符合题意;由图可知,随着分子速率的增加,分子数占比先增大,后减小,B错误,符合题意;由图可知,T1温度分子速率大的占比比T2温度小,因此T1<T2,C正确,不符合题意;温度升高,分子速率大的占比增加,说明分子热运动越剧烈,D正确,不符合题意.
考向1 统计规律与气体分子运动特点
1.气体分子运动的特点
(1) 气体分子间的距离__很大__,大约是分子直径的10倍,因此除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外,气体分子不受力的作用,在空间自由移动,所以气体没有确定的形状和体积,其体积等于容器的容积.
(2) 分子的运动杂乱无章,在某一时刻,气体分子沿各个方向运动的机会(机率)__相等__.
(3) 每个气体分子都在做永不停息的__无规则__运动,常温下大多数气体分子的速率都达到数百米每秒,在数量级上相当于子弹的速率.
2.气体分子速率分布曲线的横坐标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,曲线下的面积表示总的分子数,同种气体不同温度下,其面积是__相等__的.
 (多选)根据气体分子动理论,气体分子运动的剧烈程度与温度有关,下列表格中的数据是为研究氧气分子速率分布规律而列出的.
按速率大小划分的区间/(m·s-1) 各速率区间的分子数占总分子数的百分比/%
0 ℃ 100 ℃
101以下 1.4 0.7
101~200 8.1 5.4
201~300 17.0 11.9
301~400 21.4 17.4
401~500 20.4 18.6
501~600 15.1 16.7
601~700 9.2 12.9
701~800 4.5 7.9
801~900 2.0 4.6
900以上 0.9 3.9
依据表格内容,以下四位同学所总结的规律正确的是( ACD )
A.不论温度多高,速率很大和很小的分子总是少数
B.温度变化,表现出“中间多、两头少”的分布规律要改变
C.某一温度下,速率都在某一数值附近,离开这个数值越远,分子越少
D.温度增加时,速率小的分子数减少了
解析:温度变化,表现出“中间多、两头少”的分布规律是不会改变的,B错误;由气体分子运动的特点和统计规律可知,A、C、D正确.
 (2025·河北邯郸高二期中)如图是某种气体在不同温度下的分子速率分布曲线,f(v)表示分子速率v附近单位速率区间内的分子数百分率.下列说法中正确的是( D )
A.由两条曲线可知,高温状态下分子速率的分布范围相对较小
B.曲线Ⅰ对应的温度高
C.曲线Ⅰ和Ⅱ速率都呈正态分布,中间速率的分子最少
D.由两条曲线可知,不同温度下,同一速率分子所占比例不同,速率分布区间也不同
解析:温度是分子平均动能的标志,温度高则分子速率大的占多数,即高温状态下分子速率大小的分布范围相对较大,A错误;温度越高,分子平均动能越大,速率高的分子所占的比例大,故曲线Ⅱ对应的温度高,B错误;速率都呈正态分布,中间速率的分子最多,C错误;不同温度下,同一速率分子所占比例不同,速率分布区间不同,D正确.
考向2 气体压强的微观解释
1.微观因素
(1) 气体分子的__数密度__: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越多,气体压强就越大.
(2) 气体分子的__平均速率__:气体的温度越高,气体分子的平均速率就越大,每个气体分子与器壁碰撞时(可视为弹性碰撞)给器壁的冲力就越大;从另一方面讲,分子的平均速率越大,在单位时间内,单位面积器壁受气体分子撞击的次数就越多,累计冲力就越大,气体压强就越大.
2.宏观因素
(1) 与温度有关:其他条件不变,温度越高,气体的压强越大.
(2) 与体积有关:其他条件不变,体积越小,气体的压强越大.
注意:只有知道了两个因素的变化,才能确定压强的变化,任何单个因素的变化都不能决定压强是否变化.
 (2025·河南许昌高二期末)关于气体热现象的微观解释,下列说法中正确的是( B )
A.密闭在容器中的气体,在某一时刻向各个方向运动的气体分子数目一定相等
B.大量气体分子的速率有大有小,但是按“中间多,两头少”的规律分布
C.如果温度升高,气体分子在单位时间内对器壁的碰撞次数一定增多
D.一定质量的理想气体,温度不变,体积减小时,气体的内能一定增大
解析:气体分子做无规则运动,密闭在容器中的气体,在某一时刻向各个方向运动的气体分子数目基本相等,但不能说一定相等,A错误;大量气体分子的速率有大有小,但是按“中间多,两头少”的规律分布,B正确;温度升高,分子热运动加快,分子的平均速率增大,但单位体积内的分子数不知如何变化,所以气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数不一定增多,C错误;一定质量的理想气体,温度不变,气体的内能不变,D错误.
 (2025·江苏扬州高邮期中)关于分子动理论,下列说法中正确的是( C )
A.空气中PM2.5的无规则运动属于分子热运动
B.给车胎打气,越压越吃力,是由于分子间存在斥力
C.在半导体材料中掺入其他元素,可以利用分子的扩散来完成
D.温度升高,所有气体分子的速率都增大
解析:空气中的无规则运动属于布朗运动,不是分子热运动,A错误;给车胎打气,越压越吃力,是因为胎内气体压强增大,并不是由于分子间存在斥力的原因,B错误;在纯净的半导体材料中掺入其他元素,可以在高温条件下利用分子的扩散来完成,C正确;温度升高,分子的平均速率增大,并不是所有气体分子的速率都增大,D错误.
1.(多选)如图所示为氧气分子在不同温度下的分子速率分布规律图像,图中实线1、2对应的温度分别为T1 、T2.下列说法中正确的是( AC )
A.T2 高于T1
B.T1时气体压强一定比T2时气体压强小
C.两温度下,某一速率区间的分子数占比可能相同
D.若将T1、T2温度下的氧气混合,对应的分子速率分布规律曲线可能是图中的虚线
解析:温度越高,分子热运动越剧烈,速率大的分子所占的比例大,由图可知曲线2速率大的分子所占的比例比曲线1速率大的分子所占的比例大,所以T2 高于T1,故A正确;温度高只能说明气体分子的平均动能大,但气体的压强不一定大,还与气体分子的数目等因素有关,故B错误;T1、T2温度下,实线1、2相交于一点,即该速率区间的分子数占比相同,故C正确;将T1、T2温度下的氧气混合后,温度不会比T1的温度更低,故对应的分子速率分布规律曲线不可能是图中的虚线,故D错误.
2.(2025·安徽二模)实验小组用如图所示的装置探究气体压强的产生机理,将黄豆从秤盘上方一定高度处均匀连续倒在秤盘上,观察秤的指针摆动情况.下列说法中正确的是( B )
A.模拟温度降低对气体压强的影响时,应增加黄豆数量
B.模拟温度升高对气体压强的影响时,应将释放位置升高
C.模拟体积减小对气体压强的影响时,应将释放位置升高
D.模拟体积增大对气体压强的影响时,应增加黄豆数量
解析:温度降低,气体分子的平均速率减小,模拟温度降低对气体压强的影响时,应该降低释放位置.而增加黄豆数量是模拟提高气体分子密度对气体压强的影响,A错误;温度升高,气体分子的平均速率增大,模拟温度升高对气体压强的影响时,应将释放位置升高,B正确;体积减小,气体分子密度增大,模拟体积减小对气体压强的影响时,应该增加黄豆数量,而升高释放位置则是模拟增大气体分子的平均速率对气体压强的影响,C错误;体积增大,气体分子密度减小,模拟体积减小对气体压强的影响时,应该减少黄豆数量,D错误.

展开更多......

收起↑

资源列表