第03講分子運(yùn)動(dòng)速率分布規(guī)律（原卷版）

第03講分子運(yùn)動(dòng)速率分布規(guī)律目標(biāo)導(dǎo)航目標(biāo)導(dǎo)航課程標(biāo)準(zhǔn)課標(biāo)解讀了解分子運(yùn)動(dòng)速率分布的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，知道分子運(yùn)動(dòng)速率分布圖像的物理意義。1.理解氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)及氣體分子運(yùn)動(dòng)速率的統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律.2.能用氣體分子動(dòng)理論解釋氣體壓強(qiáng)的微觀意義．知識(shí)精講知識(shí)精講知識(shí)點(diǎn)01氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)（一）氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)1．氣體分子間距離大約是分子直徑的10倍左右，通常認(rèn)為除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，氣體分子不受力的作用，做勻速直線運(yùn)動(dòng)。2．在某一時(shí)刻，向著任何一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的分子都有，而且向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的氣體分子數(shù)目幾乎相等?！局R(shí)拓展】氣體分子運(yùn)動(dòng)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(dòng)．所以氣體沒(méi)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(dòng)雜亂無(wú)章，在某一時(shí)刻，氣體分子沿各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)(機(jī)率)相等．(3)每個(gè)氣體分子都在做永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，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(jí)上相當(dāng)于子彈的速率．【即學(xué)即練1】．以下說(shuō)法正確的是（）A．當(dāng)兩個(gè)分子間的距離為r0（平衡位置）時(shí)，分子勢(shì)能最小且為零B．布朗運(yùn)動(dòng)反映了花粉小顆粒內(nèi)部分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)C．一定量的氣體，在體積不變時(shí)，單位時(shí)間分子平均碰撞器壁的次數(shù)隨著溫度降低而減小D．液晶的光學(xué)性質(zhì)不隨溫度、電磁作用變化而改變知識(shí)點(diǎn)02分子運(yùn)動(dòng)速率分布圖像（二）分子運(yùn)動(dòng)速率分布圖像溫度越高，分子的熱運(yùn)動(dòng)越劇烈．大量氣體分子的速率呈“中間多、兩頭少”的規(guī)律分布．當(dāng)溫度升高時(shí)，速率大的分子比例比較多，平均速率較大?！局R(shí)拓展】分子運(yùn)動(dòng)速率分布圖像（1）溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)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2所示)．【即學(xué)即練2】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(shuō)法正確的是（）A．圖中虛線對(duì)應(yīng)于氧氣分子平均速率較大的情形B．圖中實(shí)線對(duì)應(yīng)于氧氣分子在100℃時(shí)的情形C．圖中曲線給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目D．與0℃時(shí)相比，100℃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)的百分比較大知識(shí)點(diǎn)03氣體壓強(qiáng)的微觀解釋1．氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生原因：大量氣體分子不斷撞擊器壁的結(jié)果．2．氣體的壓強(qiáng)：器壁單位面積上受到的壓力．3．微觀解釋：(1)某容器中氣體分子的平均速率越大，單位時(shí)間內(nèi)、單位面積上氣體分子與器壁的碰撞對(duì)器壁的作用力越大．(2)容器中氣體分子的數(shù)密度大，在單位時(shí)間內(nèi)，與單位面積器壁碰撞的分子數(shù)就多，平均作用力也會(huì)較大．【知識(shí)拓展】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(huì)對(duì)器壁產(chǎn)生持續(xù)、均勻的壓力．所以從分子動(dòng)理論的觀點(diǎn)來(lái)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(wú)關(guān)③氣體對(duì)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(duì)浸在它里面的物體產(chǎn)生的壓強(qiáng)．如果沒(méi)有地球引力作用，地球表面就沒(méi)有大氣，從而也不會(huì)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(guò)分子碰撞實(shí)現(xiàn)對(duì)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(guò)氣體分子碰撞器壁或碰撞放入其中的物體而產(chǎn)生的【即學(xué)即練3】下列說(shuō)法正確的是（）A．氣體對(duì)容器壁的壓強(qiáng)就是大量氣體分子作用在容器壁單位面積上的平均作用力B．氣體對(duì)容器壁的壓強(qiáng)就是大量氣體分子單位時(shí)間作用在容器壁上的平均作用力C．氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率減小，氣體的壓強(qiáng)一定減小D．單位體積的氣體分子數(shù)增加，氣體的壓強(qiáng)一定增大能力拓展能力拓展考法01氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)【典例1】一定質(zhì)量的理想氣體，經(jīng)等溫壓縮，下列說(shuō)法正確的是（）A．氣體內(nèi)能增大B．單位時(shí)間內(nèi)單位面積器壁上受到氣體分子碰撞的次數(shù)增多C．氣體分子的平均動(dòng)能增大D．若該氣體壓縮后的摩爾體積為V，每個(gè)分子的體積為V0，則阿伏加德羅常數(shù)可表示為考法02氣體溫度的微觀意義、氣體分子速率分布圖像【典例2】某種氣體在兩種不同溫度下的氣體分子速率分布曲線分別如圖中實(shí)線和虛線所示，橫坐標(biāo)v表示分子速率，縱坐標(biāo)表示單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比，從圖中可得（）A．溫度升高，曲線峰值向左移動(dòng) B．實(shí)線對(duì)應(yīng)的氣體分子溫度較高C．虛線對(duì)應(yīng)的氣體分子平均動(dòng)能較大 D．圖中兩條曲線下面積不相等考法03氣體壓強(qiáng)的微觀意義【典例3】如圖所示，一個(gè)橫截面積為S的圓筒形容器豎直放置。金屬圓板形活塞的下表面是水平的，上表面是傾斜的，上表面與水平面的夾角為θ，圓板的質(zhì)量為M。不計(jì)圓板與容器內(nèi)壁之間的摩擦。若大氣壓強(qiáng)為p0，則被圓板封閉在容器中的氣體的壓強(qiáng)p等于（）A． B． C． D．分層提分分層提分題組A基礎(chǔ)過(guò)關(guān)練1．在沒(méi)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(zhǎng)時(shí)間后，該氣體（）A．分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)停息下來(lái) B．每個(gè)分子的速度大小均相等C．每個(gè)分子的動(dòng)能保持不變 D．分子的密集程度保持不變2．下列關(guān)于分子運(yùn)動(dòng)和熱現(xiàn)象的說(shuō)法中正確的是（）A．如果氣體溫度升高，那么所有分子的速率都增大B．顆粒越大，在某一瞬間與顆粒碰撞的液體分子數(shù)越多，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯C．氣體如果失去了容器的約束就會(huì)散開(kāi)，這是因?yàn)闅怏w分子之間存在斥力的緣故D．對(duì)于一定量的理想氣體，如果壓強(qiáng)不變，體積增大，那么它的內(nèi)能一定增大3．對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，下列敘述中正確的是（）A．當(dāng)分子間的平均距離變大時(shí)，氣體壓強(qiáng)一定變小B．當(dāng)分子熱運(yùn)動(dòng)變劇烈時(shí)，氣體壓強(qiáng)一定變大C．當(dāng)分子熱運(yùn)動(dòng)變劇烈且分子平均距離變小時(shí)，氣體壓強(qiáng)一定變大D．當(dāng)分子熱運(yùn)動(dòng)變劇烈且分子平均距離變大時(shí)，氣體壓強(qiáng)一定變大4．氣體的壓強(qiáng)是由于氣體分子的下列哪種原因造成的(

)A．氣體分子間的作用力 B．對(duì)器壁的碰撞力C．對(duì)器壁的排斥力 D．對(duì)器壁的萬(wàn)有引力5．關(guān)于氣體壓強(qiáng)的理解，哪一種理解是錯(cuò)誤的A．大氣壓強(qiáng)是由地球表面空氣重力產(chǎn)生的，因此將開(kāi)口瓶密閉后，瓶?jī)?nèi)氣體脫離大氣，它自身重力太小，會(huì)使瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)遠(yuǎn)小于外界大氣壓強(qiáng)B．氣體壓強(qiáng)是由于氣體分子不斷掩擊器壁而產(chǎn)生的C．氣體壓強(qiáng)取決于單位體積內(nèi)分子數(shù)和分子的平均動(dòng)能D．單位面積器壁受到空氣分子的碰撞的平均壓力就是氣體對(duì)器壁的壓強(qiáng)6．密封在容器中的氣體的壓強(qiáng)（）A．是由氣體受到重力所產(chǎn)生的 B．是由氣體分子間的斥力產(chǎn)生的C．是氣體分子頻繁地碰撞器壁所產(chǎn)生的 D．當(dāng)容器自由下落時(shí)將氣體的壓強(qiáng)減小為零7．如圖所示，由U形管和細(xì)管連接的玻璃泡A、B和C浸泡在溫度均為0℃的水槽中，B的容積是A的4倍．閥門S將A和B兩部分隔開(kāi)．A內(nèi)為真空，B和C內(nèi)都充有氣體，U形管內(nèi)左邊水銀柱比右邊的低50mm．打開(kāi)閥門S，整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定后，U形管內(nèi)左右水銀柱高度相等．設(shè)U形管和細(xì)管中的氣體體積遠(yuǎn)小于玻璃泡的容積．（1）求玻璃泡C中氣體的壓強(qiáng)（以mmHg為單位）；（2）將右側(cè)水槽的水從0℃加熱到一定溫度時(shí)，U形管內(nèi)左右水銀柱高度差變?yōu)?00mm，求加熱后右側(cè)水槽的水溫．題組B能力提升練1．氣體能夠充滿密閉容器，說(shuō)明氣體分子除相互碰撞的短暫時(shí)間外（）A．氣體分子可以做布朗運(yùn)動(dòng)B．氣體分子的動(dòng)能都一樣大C．相互作用力十分微弱，氣體分子可以自由運(yùn)動(dòng)D．相互作用力十分微弱，氣體分子間的距離都一樣大2．對(duì)于分子動(dòng)理論和物體內(nèi)能的理解，下列說(shuō)法正確的是（）A．溫度高的物體內(nèi)能不一定大，但分子平均動(dòng)能一定大B．理想氣體在等溫變化時(shí)，內(nèi)能不改變，因而與外界不發(fā)生熱交換C．布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子的運(yùn)動(dòng)，它說(shuō)明分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)D．?dāng)U散現(xiàn)象說(shuō)明分子間存在斥力3．關(guān)于分子動(dòng)理論的知識(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）A．圖甲“用油膜法估測(cè)油酸分子的大小”實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)先滴油酸酒精溶液，再撒痱子粉B．圖乙為水中炭粒運(yùn)動(dòng)位置連線圖，連線表示炭粒做布朗運(yùn)動(dòng)的軌跡C．圖丙為分子力與分子間距的關(guān)系圖，分子間距從增大時(shí)，分子勢(shì)能一直變大D．圖丁為大量氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的速率分布圖，曲線①對(duì)應(yīng)的溫度較高4．大量氣體分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，速率有的大，有的小。當(dāng)氣體溫度由某一較低溫度升高到某一較高溫度時(shí)，關(guān)于分子速率的說(shuō)法正確的是（）A．溫度升高時(shí)，每一個(gè)氣體分子的速率均增加B．在不同速率范圍內(nèi)，分子數(shù)的分布是均勻的C．氣體分子的速率分布不再呈“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律D．氣體分子的速率分布仍然呈“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律5．某種氣體在不同溫度下的氣體分子速率分布曲線如圖所示，圖中表示v處單位速率區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)百分率，I、Ⅱ、Ⅲ三條曲線所對(duì)應(yīng)的溫度分別為、、，則（）A． B． C．， D．6．在一定溫度下，當(dāng)一定量氣體的體積增大時(shí)，氣體的壓強(qiáng)減小，這是由于（）A．單位體積內(nèi)的分子數(shù)變少，單位時(shí)間內(nèi)對(duì)單位面積器壁碰撞的次數(shù)減少B．氣體分子的密集程度變小，分子的平均動(dòng)能也變小C．每個(gè)分子對(duì)器壁的平均撞擊力變小D．氣體分子的密集程度變小，分子勢(shì)能變小7．負(fù)壓病房是收治傳染性極強(qiáng)的呼吸道疾病病人所用的醫(yī)療設(shè)施，可以大大減少醫(yī)務(wù)人員被感染的機(jī)會(huì)，病房中氣壓小于外界環(huán)境的大氣壓。若負(fù)壓病房的溫度和外界溫度相同，負(fù)壓病房?jī)?nèi)氣體和外界環(huán)境中氣體都可以看成理想氣體，則以下說(shuō)法正確的是（）A．負(fù)壓病房?jī)?nèi)氣體分子的平均速率小于外界環(huán)境中氣體分子的平均速率B．負(fù)壓病房?jī)?nèi)每個(gè)氣體分子的運(yùn)動(dòng)速率都小于外界環(huán)境中每個(gè)氣體分子的運(yùn)動(dòng)速率C．負(fù)壓病房?jī)?nèi)單位體積氣體分子的個(gè)數(shù)小于外界環(huán)境中單位體積氣體分子的個(gè)數(shù)D．相同面積下，負(fù)壓病房?jī)?nèi)壁受到的氣體壓力等于外壁受到的氣體壓力8．關(guān)于地面附近的大氣壓強(qiáng)，甲說(shuō)：“這個(gè)壓強(qiáng)就是地面每平方米面積的上方整個(gè)大氣柱的壓力，它等于該氣柱的重力。“乙說(shuō)：“這個(gè)壓強(qiáng)是由地面附近那些做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的空氣分子對(duì)每平方米地面的碰撞造成的?！北f(shuō)：“這個(gè)壓強(qiáng)既與地面上方單位體積內(nèi)氣體分子數(shù)有關(guān)，又與地面附近的溫度有關(guān)?！蹦阏J(rèn)為（）A．只有甲的說(shuō)法正確 B．只有乙的說(shuō)法正確C．只有丙的說(shuō)法正確 D．三種說(shuō)法都有道理9．下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．由圖甲可知，狀態(tài)①的溫度比狀態(tài)②的溫度高B．由圖乙可知，氣體由狀態(tài)A變化到B的過(guò)程中，氣體分子平均動(dòng)能一直增大C．由圖丁可知，在r由r1變到r2的過(guò)程中分子力做正功D．由圖丙可知，當(dāng)分子間的距離r>r0時(shí)，分子間的作用力先增大后減小10．對(duì)于下列實(shí)驗(yàn)，說(shuō)法不正確的是（）A．甲圖是溴蒸氣的擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)，若溫度升高，則擴(kuò)散的速度加快B．乙圖是模擬氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的機(jī)理，說(shuō)明氣體壓強(qiáng)是由氣體分子對(duì)器壁碰撞產(chǎn)生的C．丙圖是蜂蠟涂在單層云母片上受熱融化的實(shí)驗(yàn)，說(shuō)明云母的導(dǎo)熱性能具有各向異性D．丁圖是把毛細(xì)管插入水銀中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，說(shuō)明水銀對(duì)玻璃是浸潤(rùn)液體題組C培優(yōu)拔尖練1．如圖豎直放置的U形管，內(nèi)有兩段密度為的液體，h1＝h2＝h，大氣壓強(qiáng)為p0，則氣柱A的壓強(qiáng)為（）A．p0 B．p0＋ghC．p0－gh D．p0＋2gh2．下列關(guān)于氣體壓強(qiáng)的說(shuō)法，正確的是（）A．大氣壓強(qiáng)是由于大氣分子永不停息地做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的B．容器內(nèi)的大量氣體分子對(duì)器壁的碰撞滿足統(tǒng)計(jì)規(guī)律，機(jī)會(huì)均等，故器壁各部分氣體壓強(qiáng)相等C．一定質(zhì)量的理想氣體，只要溫度升高，氣體分子的平均速率就增大，在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)單位面積器壁的平均撞擊力就增大D．一定質(zhì)量的理想氣體，只要體積減小，單位體積內(nèi)氣體的分子數(shù)就增多，氣體分子對(duì)器壁的碰撞就更加頻繁，壓強(qiáng)就增大3．下列說(shuō)法中正確的是（）A．氣體的溫度升高時(shí)，分子的熱運(yùn)動(dòng)變得劇烈，分子的平均動(dòng)能增大，撞擊器壁時(shí)對(duì)器壁的作用力增大，從而氣體的壓強(qiáng)一定增大B．破碎的玻璃不能重新拼接在一起是因?yàn)槠浞肿娱g存在斥力作用C．把兩塊純凈的鉛壓緊，它們會(huì)“粘”在一起，說(shuō)明分子間存在引力D．分子a從遠(yuǎn)處趨近固定不動(dòng)的分子b，只受分子之間作用力，當(dāng)a加速度為零時(shí)，a的分子勢(shì)能也為零4．當(dāng)氫氣和氧氣的質(zhì)量和溫度都相同時(shí)，下列說(shuō)法中不正確的是（）A．兩種氣體分子的平均動(dòng)能相等B．氫氣分子的平均速率大于氧氣分子的平均速率C．氫氣分子的平均動(dòng)能大于氧氣分子的平均動(dòng)能D．兩種氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的總動(dòng)能不相等5．下表是我區(qū)某年1-6月份的氣溫與氣壓的對(duì)照表：月份123456平均氣溫/平均大氣壓/105Pa根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知：該年我區(qū)從1月份到6月份（）A．空氣分子的平均動(dòng)能呈減小的趨勢(shì)B．空氣分子熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度呈減小的趨勢(shì)C．單位時(shí)間對(duì)單位面積的地面撞擊的空氣分子數(shù)呈減小的趨勢(shì)D．6月份任何一個(gè)空氣分子的無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)速率都比1月份的大6．某種氣體在不同溫度下的分子速率分布曲線如圖所示，表示分子速率附