高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册3 分子运动速率分布规律精品课件ppt

1.3分子运动速率分布规律

Ⅰ.基础达标

◎考点一　气体分子运动的特点

1．(多选)在研究热现象时，我们可以采用统计方法，这是因为(　　)

A．每个分子的运动速率随温度的变化是有规律的

B．个别分子的运动不具有规律性

C．在一定温度下，大量分子的速率分布是确定的

D．在一定温度下，大量分子的速率分布随时间而变化

BC　[在研究热现象时，单个分子的运动具有无规则的特征，但大量的分子运动却满足统计规律，故选项B、C正确。]

2．(多选)下列说法正确的是(　　)

A．气体分子间距离很大，因此，气体分子间只存在分子引力，不存在分子斥力

B．在一定温度下，每个气体分子对器壁碰撞时，对器壁的冲击力大小都相等

C．温度升高，气体的压强不一定增大

D．气体分子间除相互碰撞外，相互作用很小

CD　[根据分子动理论可知，分子间同时存在分子引力和斥力，且分子引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，只是分子斥力减小得更快些，气体分子间距离较大，但引力和斥力都同时存在，只是都非常微弱，故选项A错误；由于每个气体分子的动能不一定相同，且每时每刻都在变化，则每个气体分子碰撞器壁时对器壁的冲击力大小也不一定相等，故选项B错误；气体的压强由气体分子的平均速率和数密度这两个因素决定，而温度只决定于气体分子的平均速率，如果温度升高，当气体分子数密度减小时，气体的压强就不一定增大，气体分子间除相互碰撞外相互作用很小，故选项C、D正确。]

3．(多选)气体能够充满密闭容器，说明气体分子除相互碰撞的短暂时间外(　　)

A．气体分子可以做布朗运动

B．气体分子可以自由运动

C．气体分子间的相互作用力十分微弱

D．气体分子沿各个方向运动的机会(概率)相等

BCD　[布朗运动是指悬浮颗粒因受分子作用力不平衡而做无规则的运动，选项A错误；气体分子不停地做无规则热运动，其分子间的距离大于10r0，因此气体分子间除相互碰撞的短暂时间外，相互作用力十分微弱，分子的运动是相对自由的，可以充满所能达到的整个空间，故选项B、C、D正确。]

4．教室内的气温会受到室外气温的影响，如果教室内上午10时的温度为15 ℃，下午2时的温度为25 ℃，假设大气压强无变化，则下午2时与上午10时相比较，关于房间内的空气，下列说法中正确的是(　　)

A．空气分子数密度增大

B．空气分子的平均速率增大

C．空气分子的速率都增大

D．空气质量增大

B　[温度升高，气体分子的平均速率增大，平均每个分子对器壁的冲力将变大，但气压并未改变，可见单位体积内的分子数密度一定减小，故A、D错误，B正确；温度升高，并不是所有空气分子的速率都增大，C错误。]

◎考点二　气体压强的微观解释

5．对于一定质量的理想气体，下列四项论述中正确的是(　　)

A．当分子热运动变剧烈时，压强必变大

B．当分子热运动变剧烈时，压强可能不变

C．当分子间的平均距离变大时，压强必变小

D．当分子间的平均距离变大时，压强必变大

B　[分子的热运动变剧烈，表明气体温度升高，分子平均速率增大，但如果分子的数密度减小，则压强有可能不变，也可能减小，故A错误，B正确；分子间的平均距离变大，说明体积变大，分子的数密度减小，但如果温度也变化，则压强有可能减小，有可能增大，也有可能不变，故C、D错误。]

6．一定质量的气体在温度不变的情况下，当气体的体积变化时，下列各量中发生变化的是(　　)

A．分子的平均速率

B．单位体积内的分子数

C．所有分子的速率

D．分子总数

B　[气体的质量不变，则分子总数不变，故D错误；温度不变，分子的平均速率不变，不是所有分子的速率都不变化，故A、C错误；体积变化而分子总数不变，故单位体积内的分子数变化，故B正确。]

7．对于一定质量的某种理想气体，下列叙述中正确的是(　　)

A．如果气体体积减小，气体分子在单位时间内对单位面积器壁碰撞的次数一定增多

B．如果气体压强增大，气体分子在单位时间内对单位面积器壁碰撞的次数可能增多

C．如果气体温度升高，气体分子在单位时间内对单位面积器壁碰撞的次数一定增多

D．如果分子数密度增大，气体分子在单位时间内对单位面积器壁碰撞的次数一定增多

B　[气体体积减小，单位体积内的分子数增多，分子数密度增大，但不明确温度的变化，即不知道分子的平均速率的变化，所以无法判断气体分子在单位时间内对单位面积器壁碰撞的次数变化情况，故A、D错误；气体温度升高，分子平均速率增大，但体积变化未知，即分子的数密度未知，所以无法判断单位时间内对单位面积器壁碰撞的次数变化情况，故C错误；气体分子在单位时间内对单位面积器壁碰撞次数是决定气体压强的微观因素之一，故B正确。]

8．如图所示，两个完全相同的圆柱形容器，甲中恰好装满水，容器乙密闭，其中充满空气，则下列说法中正确的是  (　　)

甲　　　　乙

A．两容器中的压强都是由于分子撞击器壁而产生的

B．两容器中的压强都是由于所装物质的重力而产生的

C．甲容器中pA>pB，乙容器中pC＝pD

D．如果温度略有升高，pA，pB变大，pC，pD也要变大

C　[甲容器中压强产生的原因是液体受到重力的作用，而乙容器中压强产生的原因是分子撞击器壁，A、B错误；液体的压强p＝ρgh，hA>hB，可知pA>pB，而密闭容器中气体压强各处均相等，与位置无关，pC＝pD，C正确；温度略有升高时，pA、pB不变，而pC、pD增大，D错误。]

9．在装有食品的包装袋中充入氮气，可以起到保质作用。某厂家为检测包装袋的密封性，在包装袋中充满一定量的氮气，然后密封进行加压测试。测试时，对包装袋缓慢地施加压力，对袋内的氮气加压测试过程中，包装袋内壁单位面积上所受气体分子撞击的作用力________。

[解析]　压强增大，包装袋内壁单位面积上撞击的分子数增多，所受气体分子撞击的作用力增大。

[答案]　增大

Ⅱ. 能力提升

10．(多选)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平均动能较小的情形

C．图中实线对应于氧气分子在100 ℃时的情形

D．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目

ABC　[面积表示总的氧气分子数，二者相等，A正确；温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能越大，虚线为氧气分子在0 ℃时的情形，分子平均动能较小，B正确；实线为氧气分子在100 ℃时的情形，C正确；曲线给出的是分子数占总分子数的百分比，D错误。]

11．(多选)对于一定质量的理想气体，下列论述中正确的是(　　)

A．若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强一定变大

B．若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强可能不变

C．若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数一定增加   

D．若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数可能不变

AC　[一定质量的理想气体，单位体积内分子个数不变即气体分子的数密度不变，分子热运动加剧即气体温度升高，分子平均速率增大压强一定变大，选项A正确，B错误；若气体的压强不变而温度降低时，气体的体积减小，则单位体积内分子数增加，选项C正确，D错误。]

12．如图所示，两个完全相同的圆柱形密闭容器，甲中装有与容器容积相等的水，乙中充满空气，试问：

甲　　 乙

(1)两容器各侧壁压强的大小情况及压强的大小取决于哪些因素(容器容积恒定)?

(2)若让两容器同时做自由落体运动，容器侧壁上所受的压强将怎样变化？

[解析]　(1)对甲容器，上壁的压强为零，底面的压强最大，其数值为p＝ρgh(h为上、下底面间的距离)。侧壁的压强自上而下，由小变大，其数值大小与侧壁上各点距水面的竖直距离x的关系是p＝ρgx。对乙容器，各处器壁上的压强大小都相等，其大小取决于气体的分子数密度和温度。

(2)甲容器做自由落体运动时，器壁各处的压强均为零；乙容器做自由落体运动时，器壁各处的压强不发生变化。

[答案]　见解析

13．一定量的氧气贮存在密封容器中，在T1和T2温度下其分子速率分布的情况见表。则T1________(选填“大于”“小于”或“等于”)T2。若约10%的氧气从容器中泄漏，泄漏前后容器内温度均为T1，则在泄漏后的容器中，速率处于400～500 m/s区间的氧气分子数占总分子数的百分比________(选填“大于”“小于”或“等于”)18.6%。

[解析]　分子速率分布与温度有关，温度升高，分子的平均速率增大，速率大的分子数所占比例增加，速率小的分子数所占比例减小，所以T1＞T2；泄漏前后容器内温度不变，则在泄漏后的容器中，速率处于400～500 m/s区间的氧气分子数占总分子数的百分比不变，仍为18.6%。

[答案]　大于　等于