人教版(新教材)高中物理選擇性必修3學(xué)案2：1 3 分子運(yùn)動速率分布規(guī)律

人教版（新教材）高中物理選擇性必修第三冊PAGE試卷第=1頁，總=sectionpages33頁P(yáng)AGE11.3分子運(yùn)動速率分布規(guī)律〖學(xué)習(xí)目標(biāo)〗1.理解氣體分子運(yùn)動的特點(diǎn)及氣體分子運(yùn)動速率的統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律.2.能用氣體分子動理論解釋氣體壓強(qiáng)的微觀意義．〖知識梳理〗一、統(tǒng)計(jì)規(guī)律1．必然事件：在一定條件下必然出現(xiàn)的事件．2．不可能事件：在一定條件下不可能出現(xiàn)的事件．3．隨機(jī)事件：在一定條件下可能出現(xiàn)，也可能不出現(xiàn)的事件．4．統(tǒng)計(jì)規(guī)律：大量隨機(jī)事件的整體往往會表現(xiàn)出一定的規(guī)律性，這種規(guī)律就叫作統(tǒng)計(jì)規(guī)律．5．對統(tǒng)計(jì)規(guī)律的理解(1)個(gè)別事件的出現(xiàn)具有偶然因素，但大量事件出現(xiàn)的機(jī)會卻遵從一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律．(2)從微觀角度看，由于物體是由數(shù)量極多的分子組成的，這些分子并沒有統(tǒng)一的運(yùn)動步調(diào)，單獨(dú)來看，各個(gè)分子的運(yùn)動都是不規(guī)則的，帶有偶然性，但從總體來看，大量分子的運(yùn)動卻有一定的規(guī)律．二、氣體分子運(yùn)動的特點(diǎn)1、氣體分子間的距離很大，大約是分子直徑的10倍，因此除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，氣體分子不受力的作用，在空間自由移動．所以氣體沒有確定的形狀和體積，其體積等于容器的容積．2、分子的運(yùn)動雜亂無章，在某一時(shí)刻，氣體分子沿各個(gè)方向運(yùn)動的機(jī)會(機(jī)率)相等．3、每個(gè)氣體分子都在做永不停息的無規(guī)則運(yùn)動，常溫下大多數(shù)氣體分子的速率都達(dá)到數(shù)百米每秒，在數(shù)量級上相當(dāng)于子彈的速率．三、分子運(yùn)動速率分布圖像1．溫度越高，分子熱運(yùn)動越劇烈．2．氣體分子速率呈“中間多、兩頭少”的規(guī)律分布．當(dāng)溫度升高時(shí)，某一分子在某一時(shí)刻它的速率不一定增加，但大量分子的平均速率一定增加，而且“中間多”的分子速率值增加(如圖所示)．四、氣體壓強(qiáng)的微觀解釋1．氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生單個(gè)分子碰撞器壁的沖力是短暫的，但是大量分子頻繁地碰撞器壁，就會對器壁產(chǎn)生持續(xù)、均勻的壓力．所以從分子動理論的觀點(diǎn)來看，氣體的壓強(qiáng)等于大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力．2．決定氣體壓強(qiáng)大小的因素(1)微觀因素①與氣體分子的數(shù)密度有關(guān)：氣體分子數(shù)密度(即單位體積內(nèi)氣體分子的數(shù)目)越大，在單位時(shí)間內(nèi)，與單位面積器壁碰撞的分子數(shù)就越多，氣體壓強(qiáng)就越大．②與氣體分子的平均速率有關(guān)：氣體的溫度越高，氣體分子的平均速率就越大，每個(gè)氣體分子與器壁碰撞時(shí)(可視為彈性碰撞)給器壁的沖力就越大；從另一方面講，分子的平均速率越大，在單位時(shí)間內(nèi)器壁受氣體分子撞擊的次數(shù)就越多，累計(jì)沖力就越大，氣體壓強(qiáng)就越大．(2)宏觀因素①與溫度有關(guān)：體積一定時(shí)，溫度越高，氣體的壓強(qiáng)越大．②與體積有關(guān)：溫度一定時(shí)，體積越小，氣體的壓強(qiáng)越大．3．氣體壓強(qiáng)與大氣壓強(qiáng)的區(qū)別與聯(lián)系氣體壓強(qiáng)大氣壓強(qiáng)區(qū)別①因密閉容器內(nèi)的氣體分子的數(shù)密度一般很小，由氣體自身重力產(chǎn)生的壓強(qiáng)極小，可忽略不計(jì)，故氣體壓強(qiáng)由氣體分子碰撞器壁產(chǎn)生②大小由氣體分子的數(shù)密度和溫度決定，與地球的引力無關(guān)③氣體對上下左右器壁的壓強(qiáng)大小都是相等的①由于空氣受到重力作用緊緊包圍地球而對浸在它里面的物體產(chǎn)生的壓強(qiáng)．如果沒有地球引力作用，地球表面就沒有大氣，從而也不會有大氣壓強(qiáng)②地面大氣壓強(qiáng)的值與地球表面積的乘積，近似等于地球大氣層所受的重力值③大氣壓強(qiáng)最終也是通過分子碰撞實(shí)現(xiàn)對放入其中的物體產(chǎn)生壓強(qiáng)聯(lián)系兩種壓強(qiáng)最終都是通過氣體分子碰撞器壁或碰撞放入其中的物體而產(chǎn)生的〖隨堂演練〗一、單選題1．在沒有外界影響的情況下，密閉容器內(nèi)的理想氣體靜置足夠長時(shí)間后，該氣體（）A．分子的無規(guī)則運(yùn)動停息下來 B．分子的速度保持不變C．分子的平均動能保持不變 D．每個(gè)分子的速度大小均相等2．對一定質(zhì)量的氣體，通過一定的方法得到了分子數(shù)目f與速率v的兩條關(guān)系圖線，如圖所示。下列說法正確的是（）A．曲線Ⅰ對應(yīng)的氣體溫度較高B．曲線Ⅰ對應(yīng)的氣體分子平均速率較小C．曲線Ⅱ?qū)?yīng)的圖線與橫坐標(biāo)軸所圍面積較大D．曲線Ⅱ?qū)?yīng)的圖線與橫坐標(biāo)軸所圍面積較小3．氧氣分子在0℃和100℃溫度下單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨氣體分子速率的變化分別如圖中兩條曲線所示。下列說法正確的是（）A．圖中兩條曲線下面積不相等B．圖中虛線對應(yīng)于氧氣分子平均動能較大的情形C．圖中實(shí)線對應(yīng)于氧氣分子在100℃時(shí)的情形D．圖中曲線給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目4．密閉在鋼瓶中的理想氣體，溫度升高時(shí)壓強(qiáng)增大，該氣體在溫度T1、T2時(shí)的分子速率分布圖像如圖所示，則T1（）T2。A．大于 B．等于C．小于 D．無法比較5．氧氣分子在0°C和100°C溫度下單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨氣體分子速率的變化分別如圖中兩條曲線所示。下列說法錯誤的是（）A．圖中兩條曲線下面積相等B．圖中虛線對應(yīng)于氧氣分子平均動能較小的情形C．圖中實(shí)線對應(yīng)于氧氣分子在100°C時(shí)的情形D．與0°C時(shí)相比，100°C時(shí)氧氣分子速率出現(xiàn)在0~400m/s區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較大6．關(guān)于氣體分子的運(yùn)動情況，下列說法中正確的是()A．某一時(shí)刻具有某一速率的分子數(shù)目是相等的B．某一時(shí)刻一個(gè)分子速度的大小和方向是偶然的C．某一溫度下，大多數(shù)氣體分子的速率不會發(fā)生變化D．分子的速率分布毫無規(guī)律二、填空題7．中午時(shí)車胎內(nèi)氣體（視為理想氣體）的溫度高于清晨時(shí)的溫度，若不考慮車胎體積的變化，則與清晨相比，中午時(shí)車胎內(nèi)氣體分子的平均動能___________，車胎內(nèi)氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)對車胎內(nèi)壁單位面積的碰撞次數(shù)___________。（均選填“增大”、“減小”或“不變”）8．兩個(gè)完全相同、導(dǎo)熱性能良好的密閉容器A和B，分別裝有相同質(zhì)量的氫氣和氧氣，兩種氣體均可視為理想氣體，外界環(huán)境溫度為27℃，則_________（填“A”或“B”）容器中氣體分子數(shù)目較多，A容器中氣體壓強(qiáng)___________（填“大于”等于”或“小于”）B容器中氣體的壓強(qiáng)，A容器中的氣體分子平均動能__________（填“大于”“等于”或“小于”）B容器中的氣體分子平均動能。人教版（新教材）高中物理選擇性必修第三冊PAGE7▁▃▅▇█參*考*答*案█▇▅▃▁1．C〖詳析〗A．由分子動理論可知，分子總是在永不停息的無規(guī)則運(yùn)動，故A錯誤；B．因?yàn)榉肿涌偸窃跓o規(guī)則運(yùn)動，所以分子的速度總是在變化，故B錯誤；C．在沒有外界影響的情況下，密閉容器內(nèi)的理想氣體靜置足夠長時(shí)間后，理想氣體將會達(dá)到平衡態(tài)，即理想氣體的溫度、體積和壓強(qiáng)等狀態(tài)參量均不會發(fā)生變化，因溫度不變，所以分子的平均動能保持不變，故C正確；D．在相同溫度下各個(gè)分子的動能并不相同，故速度大小也不相等，故D錯誤。2．B〖詳析〗AB．溫度增大時(shí)，分子平均速率增大，即分子速率較大的分子占比增大，由圖知?dú)怏w在狀態(tài)Ⅰ時(shí)分子平均速率較小，曲線Ⅱ?qū)?yīng)的氣體分子平均速率較大，則知?dú)怏w在狀態(tài)II時(shí)溫度較高，A錯誤，B正確；CD．由題圖可知，兩種不同情況下各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比與分子速率間的關(guān)系圖線與橫軸所圍面積都應(yīng)該等于1，即相等，故CD錯誤；3．C〖詳析〗A．由題圖可知，在0℃和100℃兩種不同情況下各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比與分子速率間的關(guān)系圖線與橫軸所圍面積都應(yīng)該等于1，即相等，故A錯誤；B．由圖可知，具有最大比例的速率區(qū)間，0℃時(shí)對應(yīng)的速率小，說明虛線為0℃的分布圖象，故對應(yīng)的平均動能較小，故B錯誤；C．實(shí)線對應(yīng)的最大比例的速率區(qū)間內(nèi)分子動能大，說明實(shí)驗(yàn)對應(yīng)的溫度大，故為100℃時(shí)的情形，故C正確；D．圖中曲線給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子占據(jù)的比例，但無法確定分子具體數(shù)目，故D錯誤。4．C〖詳析〗密閉在鋼瓶中的理想氣體，溫度升高時(shí)，分子的平均動能增大，溫度升高時(shí)，速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較大，所以T1小于T2，則C正確；ABD錯誤；5．D〖詳析〗A．由題圖可知，在0℃和100℃兩種不同情況下各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比與分子速率間的關(guān)系圖線與橫軸所圍面積都應(yīng)該等于1，即相等，故A正確，不符合題意；BC．氣體溫度越高，分子無規(guī)則運(yùn)動越劇烈，分子平均動能越大，大速率的分子所占的百分比越大，故虛線對應(yīng)的溫度較低，故BC正確，不符合題意；D．由圖中0～400m/s區(qū)間圖線下的面積可知，0℃時(shí)出現(xiàn)在0～400m/s區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較大，故D錯誤，符合題意。6．B〖詳析〗AD．具有某一速率的分子數(shù)目并不是相等的，呈“中間多，兩頭少”的統(tǒng)計(jì)規(guī)律分布，故AD錯誤；B．由于分子之間不斷地碰撞，分子隨時(shí)都會改變自己的運(yùn)動情況，因此在某一時(shí)刻，一個(gè)分子速度的大小和方向完全是偶然的，故B正確；C．某一溫度下，每個(gè)分子的速率仍然是隨時(shí)變化的，只是分子運(yùn)動的平均速率不變，故C錯誤。7．增大增大〖詳析〗〖1〗當(dāng)車胎內(nèi)氣體的溫度升高時(shí)，車胎內(nèi)氣體分子的平均動能增大。〖2〗在分子數(shù)和體積不變的情況下，由于氣體分了的平均速率變大，氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)對車胎內(nèi)壁單位面積的碰撞次數(shù)增大。