1.3分子运动速率分布规律-【帮课堂】2023-2024学年高二物理同步学与练（人教版2019选择性必修第三册）

1.3 分子运动速率分布规律 知识点一、气体分子运动的特点 1．气体分子间距离大约是分子直径的 左右，通常认为除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，气体分子不受力的作用，做匀速直线运动． 2．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． 知识点二、分子运动速率分布图像 1．温度越高，分子热运动越剧烈． 2．气体分子速率呈“中间多、两头少”的规律分布．当温度升高时，某一分子在某一时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“中间多”的分子速率值增加(如图所示)． 知识点三、气压 1．气体压强的产生 单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的，但是大量分子频繁地碰撞器壁，就会对器壁产生持续、均匀的压力．所以从分子动理论的观点来看，气体的压强等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力． 2．决定气体压强大小的因素 (1)微观因素 ①与气体分子的数密度有关：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与气体分子的平均速率有关：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：体积一定时，温度越高，气体的压强越大． ②与体积有关：温度一定时，体积越小，气体的压强越大． 3．气体压强与大气压强的区别与联系 气体压强 大气压强 区别 ①因密闭容器内的气体分子的数密度一般很小，由气体自身重力产生的压强极小，可忽略不计，故气体压强由气体分子碰撞器壁产生 ②大小由气体分子的数密度和温度决定，与地球的引力无关 ③气体对上下左右器壁的压强大小都是相等的 ①由于空气受到重力作用紧紧包围地球而对浸在它里面的物体产生的压强．如果没有地球引力作用，地球表面就没有大气，从而也不会有大气压强 ②地面大气压强的值与地球表面积的乘积，近似等于地球大气层所受的重力值 ③大气压强最终也是通过分子碰撞实现对放入其中的物体产生压强 联系 两种压强最终都是通过气体分子碰撞器壁或碰撞放入其中的物体而产生的 [例题1] （多选）（2017•新课标Ⅰ）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 E．与0℃时相比，100℃时氧气分子速率出现在0～400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大 [例题2] （2023•黄浦区二模）如图，曲线Ⅰ和Ⅱ为某种气体在不同温度下的分子速率分布曲线，则（　　） A．曲线Ⅰ对应状态的温度更高 B．曲线Ⅰ对应状态的速率的分布范围更广 C．曲线Ⅰ与横轴所围面积更大 D．曲线Ⅰ对应状态的气体分子平均速率更小 [例题3] （2023春•宿迁期末）一密闭容器中氧气分子在不同温度下的速率分布情况如下表所示，则（　　） 速率区间/（m•s﹣1） 100以下 100～200 200～300 300～400 400～500 500～600 600～700 700～800 800～900 900以上 各速率区间分子数占总分子数的百分比 0℃ 1.4 8.1 17.0 21.4 20.4 15.1 9.2 4.5 2.0 0.9 100℃ 0.7 5.4 11.9 17.4 18.6 16.7 12.9 7.9 4.6 3.9 A．氧气分子的数量可以取100000个，方便研究 B．随着温度的升高，所有氧气分子的动能都增大 C．与0℃相比，100℃时速率较大的氧气分子所占的比例更高 D．与0℃相比，100℃时各速率区间分子数占总分子数百分比的峰值向速率小的方向偏移 [例题4] （2023•昌平区二模）关于一密闭容器中的氧气，下列说法正确的是（　　） A．体积增大时，氧气分子的密集程度保持不变 B．温度升高时，每个氧气分子的运动速率都会变大 C．压强增大是因为氧气分子之间斥力增大 D．压强增大是因为单位面积上氧气分子对器壁的作用力增大 [例题5] （2023春•深圳期末）对下列四幅图的描述正确的是（　　） A．甲图中酱油的色素分子扩散到鸡蛋内的现象，说明分子在做热运动 B．乙图是显微镜下记录同一炭粒每隔30s的位置连线，连线就是炭粒运动的轨迹 C．丙图中压紧的铅块能吊住重物