1.3 分子运动速率分布规律 课件 -2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

该高中物理课件聚焦“分子动理论”核心内容，涵盖气体分子运动特点、速率分布规律及压强微观解释，通过课前预习反馈与“判一判”“选一选”等互动题衔接新旧知识，搭建从基础概念到规律应用的学习支架。 其亮点在于以科学思维为核心，通过分子运动速率分布图像分析、气体压强微观表达式推导等培养模型建构与科学推理能力，结合典型剖析和对点训练深化理解。助力学生形成物理观念，也为教师提供系统教学资源，提升课堂效率。

第一章　分子动理论 3．分子运动速率分布规律 课前预习反馈 返回导航 第一章　分子动理论 物理（选择性必修·第三册 RJ） 知识点 1 1．随机事件与统计规律 (1)必然事件：在一定条件下，若某事件______出现，这个事件叫作必然事件。 (2)不可能事件：若某事件_______出现，这个事件叫作不可能事件。 (3)随机事件：若在一定条件下某事件_____出现，也_____不出现，这个事件叫作随机事件。 (4)统计规律：大量__________的整体往往会表现出一定的规律性，这种规律叫作统计规律。 气体分子运动的特点 必然 不可能 可能 可能 随机事件 返回导航 第一章　分子动理论 物理（选择性必修·第三册 RJ） 2．气体分子运动的特点 (1)运动的自由性：由于气体分子间的距离比较大，分子间作用力很弱，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______________，气体充满它能达到的整个空间。 (2)运动的无序性：分子的运动杂乱无章，在某一时刻，向着______ __________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______。 说明：常温下大多数气体分子的速率都达到数百米每秒，在数量级上相当于子弹的速率。 匀速直线运动 任何 一个方向 相等 返回导航 第一章　分子动理论 物理（选择性必修·第三册 RJ） 『判一判』 (1)大量随机事件的整体会表现出一定的规律性。( 　　) (2)由于分子的热运动是杂乱无章的，所以向各个方向运动的分子数不一定相等。( 　　) √ × 返回导航 第一章　分子动理论 物理（选择性必修·第三册 RJ） 知识点 2 1．图像如图所示。 2．规律：在一定______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“_________________”的分布规律。当温度______时，“________________”的分布规律不变，气体分子的平均速率______，分布曲线的峰值向________的一方移动。 分子运动速率分布图像 温度 中间多、两头少 升高 中间多、两头少 增大 速率大 返回导航 第一章　分子动理论 物理（选择性必修·第三册 RJ） 3．温度越高，分子的热运动________。 说明：温度升高不是每个分子的速率都变大，而是速率大的分子占的百分比变大。 越剧烈 返回导航 第一章　分子动理论 物理（选择性必修·第三册 RJ） 『判一判』 (3)大多数气体分子的速率处于中间值，少数分子的速率较大或较小。( 　　) (4)温度越高，分子的热运动越激烈，是指温度升高时，所有分子运动的速率都增大了。( 　　) √ × 返回导航 第一章　分子动理论 物理（选择性必修·第三册 RJ） 『选一选』 由图所示，氧气分子在不同温度(0 ℃和100 ℃)下的速率分布，可知( 　　) A．氧气分子总呈现“中间多、两头少”的分布规律 B．随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增大 C．随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子数所占的比例变高 D．随着温度的升高，氧气分子的平均速率变小 返回导航 第一章　分子动理论 物理（选择性必修·第三册 RJ） 答案：A 解析：由图可知，氧气分子速率总呈现“中间多、两头少”的分布规律，故A正确；随着温度的升高，氧气分子的平均速率变大，但不是所有分子运动速率都变大，故B、D错误；由题图知，随着温度的升高，氧气分子中速率大的分子数所占比例变高，速率小的分子数所占比例变低，故C错误。 返回导航 第一章　分子动理论 物理（选择性必修·第三册 RJ） 知识点 3 1．产生原因 气体的压强是由气体中大量做无规则热运动的分子对器壁不断地碰撞产生的。压强就是在器壁__________上受到的压力。 2．从微观角度来看，气体压强的决定因素 (1)一方面是气体分子的平均速率。 (2)另一方面是气体分子的数密度。 气体压强的微观解释 单位面积 返回导航 第一章　分子动理论 物理（选择性必修·第三册 RJ） 『判一判』 (5)气体分子的平均动能越大，气体的压强就越大。( 　　) (6)气体分子的平均动能越大，分子越密集，气体压强越大。( 　　) (7)气体的压强是由气体分子的重力而产生的。( 　　) (8)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。　　 ( 　　) × √ × × 返回导航 第一章　分子动理论 物理（选择性必修·第三册 RJ） 『选一选』 下面的表格是某地区1～7月份气温与气压的对照表： 月份/月 1 2 3 4 5 6 7 平均最高气温/℃ 1.5 4.0 10.9 19.2 26.1 30.7 30.8 平均大气压/105 Pa 1.022 1.018 1.013 1.009 1.002 0.999 0.997 7月份与1月份相比较，下列说法中正确的是( 　　) A．空气分子无规则热运动的情况几乎不变 B．空气分子无规则热运动减弱了 C．单位时间内空气分子对地面的撞击次数增多了 D．单位时间内空气分子对单位面积地面撞击次数减少了 返回导航 第一章　分子动理论 物理（选择性必修·第三册 RJ） 答案：D 解析：由表中数据知，7月份与1月份相比，温度升高，压强减小；温度升高使空气分子热运动更加剧烈，空气分子与地面撞击一次对地面的冲量增大，而压强减小表明单位时间内空气分子对单位面积地面的撞击次数减少了，故D正确。 返回导航 第一章　分子动理论 物理（选择性必修·第三册 RJ） 课内互动探究 返回导航 第一章　分子动理论 物理（选择性必修·第三册 RJ） 探究 气体分子运动的特点 要|点|提|炼 1．分子间的距离较大：使得分子间的相互作用力十分微弱，可认为分子间除碰撞外不存在相互作用力，分子在两次碰撞之间做匀速直线运动。 2．分子间的碰撞十分频繁：频繁的碰撞使每个分子速度的大小和方向频繁地发生改变，造成气体分子做杂乱无章的热运动。 返回导航 第一章　分子动理论 物理（选择性必修·第三册 RJ） 3．分子的速率分布规律：(1)气体分子的速率各不相同，但大量分子的速率是按照一定规律分布的，即呈现“中间多、两头少”的分布规律，如图所示。由图可知，速率较小或较大的分子数所占比例较低。 (2)温度升高时，速率大的分子数增加，速率小的分子数减少，分子热运动会更剧烈。 (3)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，分布曲线的峰值向速率大的一方移动。 返回导航 第一章　分子动理论 物理（选择性必修·第三册 RJ） 典|例|剖|析 1．(多选)对于气体分子的运动，下列说法正确的是( 　 ) A．一定温度下气体分子的碰撞十分频繁，同一时刻，气体分子沿各个方向运动的机会(概率)相等 B．一定温度下气体分子的速率一般不相等，但速率很大和速率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 答案：ABD 返回导航 第一章　分子动理论 物理（选择性必修·第三册 RJ） 解析：一定温度下气体分子碰撞十分频繁，单个分子运动杂乱无章，但大量分子的运动遵从统计规律，速率大和速率小的分子数目相对较少，向各个方向运动的分子数目相等，故C错误，A、B正确；温度升高时，大量分子的平均速率增大，但少量(如10个)分子的平均速率有可能减小，故D正确。 返回导航 第一章　分子动理论 物理（选择性必修·第三册 RJ） 下列四幅图是描绘一定质量的氧气分子分别在0 ℃和100 ℃两种情况下速率分布情况，符合统计规律的是( 　　) 对点训练❶ 答案：A 解析：100 ℃的氧气分子速率大的比例较多，其分子的平均速率比0 ℃的大，故A正确，B错误；分子总数一定，各速率区间分子数占比之和一定，故C、D错误。 返回导航 第一章　分子动理论 物理（选择性必修·第三册 RJ） 探究 气体压强的微观解释 要|点|提|炼 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，气体的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力。 返回导航 第一章　分子动理论 物理（选择性必修·第三册 RJ） 2．决定气体压强大小的因素 (1)微观因素 ①气体分子的数密度：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气体分子的平均速率：分子的平均速率越大，在单位时间内单位面积上器壁受气体分子撞击的作用力就越大，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：温度越高，气体的压强越大。 ②与体积有关：体积越小，气体的压强越大。 返回导航 第一章　分子动理论 物理（选择性必修·第三册 RJ） 典|例|剖|析 2．(多选)如图所示，封闭在汽缸内一定质量的某种气体，如果保持体积不变，当温度升高时，以下说法正确的是( 　　) A．气体分子的数密度增大 B．所有气体分子的运动速率一定增大 C．气体的压强增大 D．每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多 答案：CD 返回导航 第一章　分子动理论 物理（选择性必修·第三册 RJ） 解析：封闭气体的体积不变，气体质量不变，气体的分子数不变，所以分子的数密度不变，A错误；温度升高，气体分子运动的平均速率增大，但不是所有分子的运动速率都增大，B错误；体积不变而温度升高时，气体分子的数密度不变，分子运动的平均速率增大，与器壁碰撞的作用力增大，压强增大，C正确；分子的数密度不变，但温度升高，分子的平均速率增大，一定时间内能够到达器壁的分子数增多，所以每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多，D正确。 返回导航 第一章　分子动理论 物理（选择性必修·第三册 RJ） (多选)一定质量气体，在体积不变的情况下，温度升高，压强增大的原因是( 　　) A．温度升高后，气体分子的平均速率变大 B．温度升高后，每一个气体分子的速率都变大 C．温度升高后，分子撞击器壁的平均作用力增大 D．温度升高后，单位体积内的分子数增多，撞击到单位面积器壁上的分子数增多了 答案：AC 解析：体积不变就是分子的数密度不变，温度升高，气体分子的平均速率变大，所以气体的压强增大，但不是每一个气体分子的速率都增大，同时由于气体分子的平均速率变大，所以分子撞击器壁的平均作用力增大，故A、C正确。 对点训练❷ 返回导航 第一章　分子动理论 物理（选择性必修·第三册 RJ） 核心素养提升 返回导航 第一章　分子动理论 物理（选择性必修·第三册 RJ） 返回导航 第一章　分子动理论 物理（选择性必修·第三册 RJ） 返回导航 第一章　分子动理论 物理（选择性必修·第三册 RJ） 对一定质量的气体，若用N表示单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数，则( 　　) A．当体积减小时，N必定增加 B．当温度升高时，N必定增加 C．当压强不变而体积和温度变化时，N必定变化 D．当压强不变而体积和温度变化时，N可能不变 答案：C 解析：一定质量的气体，在单位时间内与单位面积器壁的碰撞次数取决于分子数密度与分子运动的剧烈程度，即与体积和温度均有关，故A、B错误；压强不变，说明单位时间内气体分子对单位面积器壁上的平均作用力不变，温度变化时，气体分子的平均速率一定发生改变，故单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数N必定变化，故C正确，D错误。 案例 返回导航 第一章　分子动理论 物理（选择性必修·第三册 RJ） 课堂达标检测 返回导航 第一章　分子动理论 物理（选择性必修·第三册 RJ） 一、气体分子运动的特点 1．(多选)关于气体分子的运动情况，下列说法中正确的是( 　　) A．某一时刻具有不同速率的分子数目是相等的 B．某一时刻一个分子速度的大小和方向是偶然的 C．某一时刻向任意一个方向运动的分子数目几乎相等 D．某一温度下大多数气体分子的速率不会发生变化 答案：BC 返回导航 第一章　分子动理论 物理（选择性必修·第三册 RJ） 解析：具有不同速率的分子数目并不是相等的，呈现“中间多、两头少”的统计分布规律，故A错误；由于分子之间频繁地碰撞，分子随时都会改变自己运动速度的大小和方向，因此在某一时刻一个分子速度的大小和方向完全是偶然的，故B正确；大量分子的整体存在着统计规律，某一时刻向任意一个方向运动的分子数目只有很小的差别，可以认为是相等的，故C正确；某一温度下，每个分子的速率仍然是瞬息万变的，只是分子运动的平均速率相同，故D错误。 返回导航 第一章　分子动理论 物理（选择性必修·第三册 RJ） 2．关于气体分子运动的特点，下列说法正确的是( 　　) A．同一温度下，所有的气体分子速率都相同 B．由于气体分子间距离较大，所以气体容易被压缩 C．由于气体分子之间的距离较大，所以气体分子间根本不存在相互作用 D．容器内，气体分子左右运动的概率大于上下运动的概率 答案：B 解析：在同一温度下，分子的速率有大有小，故A错误；气体分子距离较大，分子间的分子力很小，所以气体容易被压缩，故B正确，C错误；气体分子向各个方向运动的分子数相等，故D错误。 返回导航 第一章　分子动理论 物理（选择性必修·第三册 RJ） 二、分子运动速率分布图像 3．(多选)如图所示为一定质量的氧气分子在t1和t2两种不同情况下的速率分布情况，由图可知以下说法正确的是( 　　) A．温度升高，所有分子的运动速率均变大 B．t1>t2 C．t1和t2时氧气分子的速率都呈现“中间多、两头少”的分布特点 D．t2的氧气与t1的氧气相比，速率大的分子所占的比例较大 返回导航 第一章　分子动理论 物理（选择性必修·第三册 RJ） 答案：CD 解析：温度升高，气体分子的平均运动速率增大，但有些分子的运动速率可能减小，从图中可以看出在t2时，速率大的分子所占比例较大，所以t1<t2，故A、B错误，C、D正确。 返回导航 第一章　分子动理论 物理（选择性必修·第三册 RJ） 三、气体压强的微观解释 4．在一定温度下，当一定质量气体的体积增大时，气体的压强减小，这是由于( 　　) A．单位体积内的分子数变少，单位时间内对单位面积器壁碰撞的次数减少 B．气体分子的密集程度变小，分子对器壁的吸引力变小 C．每个分子对器壁的平均撞击力都变小 D．气体分子的密集程度变小，单位体积内分子的质量变小 答案：A 返回导航 第一章　分子动理论 物理（选择性必修·第三册 RJ） 解析：温度不变，一定质量气体分子的平均动能、平均速率不变，每次碰撞，分子对器壁的平均作用力不变，但体积增大后，单位体积内的分子数减少，因此单位时间内碰撞次数减少，气体的压强减小，故A正确。 返回导航 第一章　分子动理论 物理（选择性必修·第三册 RJ） 5．下列关于气体的说法中，正确的是( 　　) A．由于气体分子运动的无规则性，密闭容器的器壁在各个方向上的压强可能会不相等 B．气体的温度升高时，所有的气体分子的速率都增大 C．一定质量的气体体积不变，气体分子的平均速率越大，气体的压强就越大 D．气体的分子数越多，气体的压强就越大 答案：C 返回导航 第一章　分子动理论 物理（选择性必修·第三册 RJ） 解析：气体分子做无规则运动，但在同一时刻，向各个方向运动的概率相同，故对器壁在各个方向上的压强相等，故A错误；温度升高时，气体分子的平均速率增大，但不是所有的气体分子速率都增大，故B错误；体积不变，分子的平均速率越大，分子对器壁的平均作用力越大，压强越大，故C正确；气体压强由气体分子数密度和平均速率共同决定，故D错误。 返回导航 第一章　分子动理论 物理（选择性必修·第三册 RJ） 气体压强的微观表达式 1．推导 气体压强是由大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的。由于大量分子向各个方向运动的机会均等，且分子与器壁的碰撞是弹性碰撞，所以气体分子每碰撞一次器壁，器壁就受到2mv(m为气体分子的质量，v为垂直碰撞前后气体分子的速率)的冲量，设在Δt时间内气体分子与器壁碰撞的总次数为N，则总冲量为FΔt＝2Nmv，即单位面积器壁所受的压强p＝＝。 2．结论 气体的压强在数值上等于垂直作用于单位面积器壁上的平均冲击力；或者说等于单位面积上、单位时间内所受气体分子碰撞的总冲量。 $