第1章 3 分子运动速率分布规律(Word教参)-【精讲精练】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册(人教版2019)

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3 分子运动速率分布规律

[学业要求]

1.初步了解什么是统计规律。

2.理解气体分子运动的特点。

3.能用气体分子动理论解释气体压强的微观意义。

一、随机性与统计规律

阅读教材,并回答:

阅读节首“问题”: 观察“伽尔顿板落球”实验。

(1) 从顶部入口投入一个小球,你能确定小球落入哪个狭槽吗?

(2) 如果投入大量的小球,结合生活经验,猜想小球落入狭槽后,每个槽内最高的小球上边缘连线会形成怎样的图案?试在右图中画出你的猜想。为什么这样画?你有怎样的依据?

(3)重复实验是否可以得到相同的规律?

(4)如果将小球的入口向左平移,是否可以得到是相同的规律?

答案:(1)不能 (2)见教材 (3)可以 (4)可以

[概念·规律]

1.必然事件:在一定条件下__必然__出现的事件。

2.不可能事件:在一定条件下__不可能__出现的事件。

3.随机事件:在一定条件下可能出现,也__可能不__出现的事件。

4.统计规律:大量__随机事件__的整体表现出的规律。

二、气体分子运动的特点

特点

内容

自由性

气体分子间距离比较大,分子间的作用力很弱,除相互碰撞或者跟器壁碰撞外,可以认为分子不受力而做__匀速直线__运动,因而气体会充满它能达到的整个空间

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无序性

分子之间频繁地发生碰撞,使每个分子的速度大小和方向频繁地改变,分子的运动__杂乱无章__,在某一时刻,向着任何一个方向运动的分子都有,而且向着各个方向运动的分子数目都几乎相等

三、分子运动速率分布图像

1.图像如图所示。

2.规律:在一定__温度__下,不管个别分子怎样运动,气体的多数分子的速率都在某个数值附近,表现出“__中间多、两头少__”的分布规律。当温度高时,“中间多两头少”的分布规律不变,气体分子的速率__增大__,分布曲线的峰值向__速率大__的一方移动。

3.温度越高,分子的热运动__越剧烈__。

说明:温度升高不是每个分子的速率都变大,而是速率大的占的百分比变大。

四、气体压强的微观解释

1.气体对容器的压强是大量气体分子对容器的__碰撞__引起的。

2.影响气体压强的两个因素

(1)气体分子的__平均速率__。

(2)分子的__数密度__。

1.下列说法正确的是(  )

A.气体内部所有分子的动能都随温度的升高而增大

B.温度相同时,各种气体分子的平均速度都相同

C.密闭容器中气体的压强是由于分子间的相互作用力而产生的

D.气体分子的平均动能越大,分子越密集,气体压强越大

答案 D

2.密闭在钢瓶中的理想气体,温度升高时压强增大。从分子动理论的角度分析,这是由于分子热运动的__平均动能__增大了。该气体在温度T1、T2时的分子速率分布图像如图所示,则T1__小于__(选填“大于”或“小于”)T2。page number 1

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探究点一 对气体分子运动特点的理解

[交流讨论]

观察氧气分子的速率分布表和氧气分子的速率分布曲线图,思考并回答下列问题。

氧气分子的速率分布

速率区间v/(m·s-1)

不同温度下各速率区间的分子数占总分子数的百分比

0 ℃

100 ℃

v≤100

1.4%

0.7%

100<v≤200

8.1%

5.4%

200<v≤300

17.0%

11.9%

300<v≤400

21.4%

17.4%

400<v≤500

20.4%

18.6%

500<v≤600

15.1%

16.7%

600<v≤700

9.2%

12.9%

700<v≤800

4.5%

7.9%

800<v≤900

2.0%

4.6%

900<v

0.9%

3.9%

 

氧气分子的速率分布曲线page number 2

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