第3节 气体实验定律的微观解释-【金版新学案】2024-2025学年高中物理选择性必修3同步课堂高效讲义教师用书（粤教版2019）

第三节　气体实验定律的微观解释

【素养目标】　1.能用分子动理论解释气体实验定律。　2.了解理想气体的模型，并知道实际气体看成理想气体的条件。　3.掌握理想气体状态方程的内容和表达式，并能应用其解决实际问题。

知识点一　气体压强的微观解释

[情境导学]　把一颗豆粒拿到台秤上方20 cm的位置，放手后使它落在秤盘上，发现单颗豆粒给秤盘的压力很小，作用时间也很短。

(1)从相同高度把100颗豆粒均匀连续地倒在秤盘上，豆粒能否对秤盘产生持续压力，压力大小如何变化？

(2)用更多的豆粒从更高的位置连续均匀地倒在秤盘上，豆粒对秤盘的压力如何变化？

提示：(1)大量的豆粒对秤盘的频繁碰撞，就对秤盘产生了一个较大的、持续的、均匀的压力。

(2)单位时间与秤盘碰撞的豆粒越多，豆粒撞击秤盘的速度越大，对秤盘产生的压力越大。

(阅读教材P29完成下列填空)

1．从微观分子的运动及统计规律来看，气体的压强是大量气体分子频繁碰撞器壁的结果。

2．从分子动理论的观点来看，气体压强是大量气体分子对器壁作用的宏观效果，大小等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力。

[问题探究]　决定气体压强大小的微观因素：气体分子的密集程度和气体分子的平均速率。思考：单位体积内气体分子数越大，分子平均速率越大，气体压强如何变化？

提示：气体的压强与气体分子的密集程度有关：气体分子的密集程度(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。

气体的压强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。

(多选)(2023·广东茂名高二期末)一位同学为了表演“轻功”，他用打气筒给4只相同的气球充以相等质量的空气，然后将这4只气球以相同的方式放在水平放置的木板上，在气球的上方放置一轻质塑料板，如图所示。则关于气球内气体的压强，下列说法正确的是(　　)

A．气球内气体的压强大于大气压强

B．气球内气体的压强是由于气体重力而产生的

学生用书↓第28页

C．气球内气体的压强是由于气体分子之间的斥力而产生的

D．气球内气体的压强是由于大量气体分子的碰撞而产生的

答案：AD

解析：气球内气体的压强等于大气压强与气球弹力产生的压强之和，所以大于大气压强，A正确；气球内气体的压强不是由于气体的重力以及气体分子之间的斥力而产生的，而是由于大量分子都在不停地做无规则运动，与器壁频繁碰撞，使器壁受到一个持续的、均匀的压力，致使气体对器壁产生一定的压强，B、C错误，D正确。

气体压强与大气压强的区别与联系

针对练．(2023·广东江门高二校考)如图为模拟气体压强产生机理的演示实验。操作步骤如下：①把一颗豆粒从距秤盘20 cm处松手让它落到秤盘上，观察指针摆动的情况；②再把100颗左右的豆粒从相同高度均匀连续地倒在秤盘上，观察指针摆动的情况；③使100颗左右的豆粒从40 cm的位置均匀连续倒在秤盘上，观察指针摆动的情况。下列说法正确的是(　　)

A．步骤①和②模拟的是气体压强与气体分子平均速率的关系

B．步骤②和③模拟的是气体压强与分子密集程度的关系

C．步骤②和③模拟的是大量气体分子速率分布所服从的统计规律

D．步骤①和②反映了气体压强产生的原因

答案：D

解析：步骤①和②都从相同的高度下落，不同的是豆粒的个数，故它模拟的气体压强与分子密集程度的关系，也说明大量的豆粒连续地作用在秤盘上能产生持续的作用力，即反映了气体压强产生的原因，A错误，D正确；步骤②和③的豆粒个数相同，让它们从不同的高度落下，豆粒撞击的速率不同，所以它们模拟的是气体压强与分子的平均速率的关系，B、C错误。故选D。

知识点二　气体实验定律的微观解释