课时1.3 分子运动速率分布规律-2024-2025学年高中物理分层同步作业练习专题教案（人教版2019选择性必修第三册）

第一章  分子动理论

课时1.3  分子运动速率分布规律

 

1. 初步了解什么是“随机事件”和“统计规律”。
2. 知道气体分子运动的特点。
3. 知道气体分子运动速率分布规律。
4. 理解气体压强的微观意义，知道气体压强大小的决定因素。

 

（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10倍，分子间作用力很弱。

2. 通常认为，气体分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，不受力而做匀速直线运动。

3. 在某一时刻，向着各个方向运动的气体分子数目几乎相等。

 

（二）分子运动速率分布图像

1. 在一定温度下，气体分子的速率表现出“中间多、两头少”的分布规律。

2. 当温度升高时，“中间多、两头少”的分布规律不变，气体分子的平均速率增大，速率小的分子数减少，速率大的分子数增加，分布曲线的峰值向速率大的一方移动。

 

（三）气体压强的微观解释

1. 气体压强的形成原因

气体分子飞到器壁时，就会跟器壁发生碰撞（可视为弹性碰撞），就是这个撞击对器壁产生了作用力，从而产生了压强。

 

2. 用动量定理和牛顿运动定律解释撞击力

     

质量为的气体分子以速度与器壁发生正碰后原速率反弹，气体分子受到的冲量为，气体分子受到的作用力为，根据牛顿第三定律，器壁受到的作用力为 。

 

3. 气体对容器的压强

 

器壁单位面积上受到的压力，就是气体的压强。

 

 

基础过关练

题组一　气体分子运动的特点

1.对于大量气体分子的运动，下列说法不正确的是 (　　)

A.一定温度下气体分子碰撞十分频繁，同一时刻，气体分子沿各方向运动的概率相等

B.一定温度下气体分子的速率一般不相等，但速率很大和很小的分子数目相对较少

C.一定温度下气体分子做杂乱无章的运动，可能会出现某一时刻所有分子都朝同一方向运动的情况

D.当温度升高时，其中某10个分子的平均速率可能减小

 

2.(2023北京朝阳月考)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.气体分子的速率都一样大

C.相互作用力十分微弱，气体分子可以自由运动

D.相互作用力十分微弱，气体分子间的距离都一样大

题组二　分子运动速率分布图像

3.(2024江苏宿迁期中)氧气分子在0 ℃和100 ℃下的速率分布规律如图所示，由图线信息可得  (　　)

A.温度升高时，所有分子的速率都增大

B.图线①对应的温度高于图线②对应的温度

C.温度升高使得速率较小的氧气分子所占比例变小

D.温度升高，曲线峰值向左移动

 

4.(2024安徽蚌埠三模)如图，纵轴f(v)表示单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比，曲线Ⅰ和Ⅱ为一定质量某种气体在两种不同温度下的f(v)与分子速率v的关系图像。比较曲线Ⅰ和Ⅱ，下列说法正确的是               (　　)

A.曲线Ⅰ对应的气体温度更高

B.曲线Ⅰ和Ⅱ对应的气体分子的平均动能相等

C.曲线Ⅰ与横轴所围的面积更大

D.曲线Ⅰ对应的气体分子平均速率更小

 

5.(2024上海宝山期中)如图是一个测量分子速率分布的装置。圆筒绕其中心匀速转动，侧面开有狭缝N，内侧贴有记录薄膜，M为正对狭缝的位置。从原子炉R中射出的某指定温度的银原子蒸气穿过屏上S缝后进入狭缝N，在圆筒转动半个周期的时间内相继到达并沉积在薄膜上。一段时间后，展开的薄膜上银原子的分布最接近下图中的               (　　)