第03講分子運(yùn)動速率分布規(guī)律（原卷版）

第03講分子運(yùn)動速率分布規(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)動速率分布的統(tǒng)計規(guī)律，知道分子運(yùn)動速率分布圖像的物理意義。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．知識精講知識精講知識點(diǎn)01氣體分子運(yùn)動的特點(diǎn)（一）氣體分子運(yùn)動的特點(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。2．在某一時刻，向著任何一個方向運(yùn)動的分子都有，而且向各個方向運(yùn)動的氣體分子數(shù)目幾乎相等?！局R拓展】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，在某一時刻，氣體分子沿各個方向運(yùn)動的機(jī)會(機(jī)率)相等．(3)每個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．【即學(xué)即練1】．以下說法正確的是（）A．當(dāng)兩個分子間的距離為r0（平衡位置）時，分子勢能最小且為零B．布朗運(yùn)動反映了花粉小顆粒內(nèi)部分子的無規(guī)則運(yùn)動C．一定量的氣體，在體積不變時，單位時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點(diǎn)02分子運(yùn)動速率分布圖像（二）分子運(yùn)動速率分布圖像溫度越高，分子的熱運(yùn)動越劇烈．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，速率大的分子比例比較多，平均速率較大?！局R拓展】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，某一分子在某一時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，下列說法正確的是（）A．圖中虛線對應(yīng)于氧氣分子平均速率較大的情形B．圖中實(shí)線對應(yīng)于氧氣分子在100℃時的情形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℃時相比，100℃時氧氣分子速率出現(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，單位時間內(nèi)、單位面積上氣體分子與器壁的碰撞對器壁的作用力越大．(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，平均作用力也會較大．【知識拓展】1．氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生單個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，每個氣體分子與器壁碰撞時(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，在單位時間內(nèi)器壁受氣體分子撞擊的次數(shù)就越多，累計沖力就越大，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，溫度越高，氣體的壓強(qiáng)越大．②與體積有關(guān)：溫度一定時，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，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【即學(xué)即練3】下列說法正確的是（）A．氣體對容器壁的壓強(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．氣體對容器壁的壓強(qiáng)就是大量氣體分子單位時間作用在容器壁上的平均作用力C．氣體分子熱運(yùn)動的平均速率減小，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，下列說法正確的是（）A．氣體內(nèi)能增大B．單位時間內(nèi)單位面積器壁上受到氣體分子碰撞的次數(shù)增多C．氣體分子的平均動能增大D．若該氣體壓縮后的摩爾體積為V，每個分子的體積為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 B．實(shí)線對應(yīng)的氣體分子溫度較高C．虛線對應(yīng)的氣體分子平均動能較大 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)過關(guān)練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間后，該氣體（）A．分子的無規(guī)則運(yùn)動停息下來 B．每個分子的速度大小均相等C．每個分子的動能保持不變 D．分子的密集程度保持不變2．下列關(guān)于分子運(yùn)動和熱現(xiàn)象的說法中正確的是（）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)動越明顯C．氣體如果失去了容器的約束就會散開，這是因?yàn)闅怏w分子之間存在斥力的緣故D．對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，氣體壓強(qiáng)一定變小B．當(dāng)分子熱運(yùn)動變劇烈時，氣體壓強(qiáng)一定變大C．當(dāng)分子熱運(yùn)動變劇烈且分子平均距離變小時，氣體壓強(qiáng)一定變大D．當(dāng)分子熱運(yùn)動變劇烈且分子平均距離變大時，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．對器壁的碰撞力C．對器壁的排斥力 D．對器壁的萬有引力5．關(guān)于氣體壓強(qiáng)的理解，哪一種理解是錯誤的A．大氣壓強(qiáng)是由地球表面空氣重力產(chǎn)生的，因此將開口瓶密閉后，瓶內(nèi)氣體脫離大氣，它自身重力太小，會使瓶內(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．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．打開閥門S，整個系統(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，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，說明氣體分子除相互碰撞的短暫時間外（）A．氣體分子可以做布朗運(yùn)動B．氣體分子的動能都一樣大C．相互作用力十分微弱，氣體分子可以自由運(yùn)動D．相互作用力十分微弱，氣體分子間的距離都一樣大2．對于分子動理論和物體內(nèi)能的理解，下列說法正確的是（）A．溫度高的物體內(nèi)能不一定大，但分子平均動能一定大B．理想氣體在等溫變化時，內(nèi)能不改變，因而與外界不發(fā)生熱交換C．布朗運(yùn)動是液體分子的運(yùn)動，它說明分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動D．?dāng)U散現(xiàn)象說明分子間存在斥力3．關(guān)于分子動理論的知識，下列說法正確的是（）A．圖甲“用油膜法估測油酸分子的大小”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)動位置連線圖，連線表示炭粒做布朗運(yùn)動的軌跡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，分子勢能一直變大D．圖丁為大量氣體分子熱運(yùn)動的速率分布圖，曲線①對應(yīng)的溫度較高4．大量氣體分子做無規(guī)則運(yùn)動，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，關(guān)于分子速率的說法正確的是（）A．溫度升高時，每一個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，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，單位時間內(nèi)對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，分子的平均動能也變小C．每個分子對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，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)壓病房內(nèi)氣體和外界環(huán)境中氣體都可以看成理想氣體，則以下說法正確的是（）A．負(fù)壓病房內(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)壓病房內(nèi)每個氣體分子的運(yùn)動速率都小于外界環(huán)境中每個氣體分子的運(yùn)動速率C．負(fù)壓病房內(nèi)單位體積氣體分子的個數(shù)小于外界環(huán)境中單位體積氣體分子的個數(shù)D．相同面積下，負(fù)壓病房內(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：“這個壓強(qiáng)就是地面每平方米面積的上方整個大氣柱的壓力，它等于該氣柱的重力?！耙艺f：“這個壓強(qiáng)是由地面附近那些做無規(guī)則運(yùn)動的空氣分子對每平方米地面的碰撞造成的?！北f：“這個壓強(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．只有甲的說法正確 B．只有乙的說法正確C．只有丙的說法正確 D．三種說法都有道理9．下列說法錯誤的是（）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的過程中，氣體分子平均動能一直增大C．由圖丁可知，在r由r1變到r2的過程中分子力做正功D．由圖丙可知，當(dāng)分子間的距離r>r0時，分子間的作用力先增大后減小10．對于下列實(shí)驗(yàn)，說法不正確的是（）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，說明氣體壓強(qiáng)是由氣體分子對器壁碰撞產(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，說明水銀對玻璃是浸潤液體題組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規(guī)則熱運(yùn)動而產(chǎn)生的B．容器內(nèi)的大量氣體分子對器壁的碰撞滿足統(tǒng)計規(guī)律，機(jī)會均等，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，在單位時間內(nèi)對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，氣體分子對器壁的碰撞就更加頻繁，壓強(qiáng)就增大3．下列說法中正確的是（）A．氣體的溫度升高時，分子的熱運(yùn)動變得劇烈，分子的平均動能增大，撞擊器壁時對器壁的作用力增大，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“粘”在一起，說明分子間存在引力D．分子a從遠(yuǎn)處趨近固定不動的分子b，只受分子之間作用力，當(dāng)a加速度為零時，a的分子勢能也為零4．當(dāng)氫氣和氧氣的質(zhì)量和溫度都相同時，下列說法中不正確的是（）A．兩種氣體分子的平均動能相等B．氫氣分子的平均速率大于氧氣分子的平均速率C．氫氣分子的平均動能大于氧氣分子的平均動能D．兩種氣體分子熱運(yùn)動的總動能不相等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．空氣分子的平均動能呈減小的趨勢B．空氣分子熱運(yùn)動劇烈程度呈減小的趨勢C．單位時間對單位面積的地面撞擊的空氣分子數(shù)呈減小的趨勢D．6月份任何一個空氣分子的無規(guī)則熱運(yùn)動速率都比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