第一章 3 分子运动速率分布规律-【新课程能力培养】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册学习手册（人教版）

高中物理选择性必修第三册（人教版） 即为单分子油膜的厚度d,设单分子油膜的面积为S, 一滴油酸酒精溶液中纯油酸体积为儿，有d小号，所以 A、B、D正确。 变式训练1(1)②步骤中要在量筒中滴入N滴溶液； ③步骤中在水面上先均匀撒上爽身粉(2)6.0x100 例2(1)7.65×10-2m2(2)1.2×10-m (3)1.57×100m【解析】(1)数出在油膜范围内的格 数（面积大于半个方格的算一个，不足半个的舍去）为 85个，油膜面积约为S=85×(3.0x10-2)2m2=7.65×102m。 (2)因50滴油酸酒精溶液的体积为1mL,且溶液 含纯油酸的浓度为p=0.06%,故每滴油酸酒精溶液含纯 油酸的体积为V,=DY=0.066×1×106m=1,2x10="m。 N-50 (3)把油酸薄膜的厚度视为油酸分子的直径，可估 算出油酸分子的直径为d。=1.2x10” S7.65x10m≈1.57x100m。 变式训练2AC 情境拓展 9×100 "3.分子运动速率分布规律 知识梳理 知识点1随机性与统计规律、气体分子运动的特点 1.(1)必然(2)可能(3)大量大量 2.(1)10匀速直线运动(2)杂乱无章 (3)各个方向 知识点2分子运动速率分布图像 2.中间多、两头少增多增大 知识点3气体压强的微观解释 1.单位 2.(1)平均速率(2)数密度 要点突破 例1ABC【解析】因气体分子间距离较大，分子 间作用力可以忽略，分子除相互碰撞或跟器壁碰撞外， 不受其他力作用，在空间可以自由移动，A正确：分子 的频繁碰撞致使它做杂乱无章的运动，且分子沿各方向 运动的机会（概率）均等，B、C正确；气体分子速率 分布按“中间多、两头少”的规律分布，D错误。 变式训练1CD 例2ABC【解析】图像中的纵坐标表示的是单位 速率间隔的分子数占总分子数的百分比，根据气体分子 单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子 速率的变化曲线的意义可知，曲线下面积为1，故两条 曲线下面积相等，A正确；图中虚线占百分比较大的分 子速率较小，所以对应氧气分子平均动能较小的情形， 30 B正确；图中实线占百分比较大的分子速率较大，可知 实线对应氧气分子在100℃时的情形，C正确；由分子 速率分布图可知，与0℃时相比，100℃时氧气分子速 率出现在0~400ms区间内的分子数占总分子数的百分 比较小，D错误。 变式训练2A 例3D【解析】气体的压强与两个因素有关，一 是气体分子的平均速率，二是气体分子的密集程度。气 体分子的平均速率增大，但气体分子的密集程度不知如 何变化，不能确定气体的压强如何变化，同理，单从气 体分子的密集程度增大，也不能确定气体的压强一定增 大，A、B、C错误，气体对容器的压强是大量气体分子 不断撞击器壁的结果，对于单个分子来说，这种撞击是 间断的、不均匀的，但是对于大量分子总的作用来说， 就表现为连续的和均匀的。所以器壁单位面积上受到的 压力，即气体的压强相等，D正确。 变式训练3C 情境拓展 B【解析】温度降低，气体分子的平均速率减小， 但不是所有气体分子运动的速率都减小，A错误，B正 确；罩内气体的压强总等于外界大气压，故压强不变， C错误；气体的压强与气体分子平均速率和气体分子密 集程度有关，压强不变，气体分子平均速率减小，气体 分子的密集程度就得增加，体积减小，D错误。 一"4.分子动能和分子势能 知识梳理 知识点1分子动能 1.不同变化2.平均值3.温度 知识点2分子势能 2.(1)引力增大(2)斥力增大(3)最小 3.(1)体积(2)距离 知识点3物体的内能 1.动能势能2.物质的量温度体积 要点突破 例1C【解析】温度是分子平均动能的标志，温 度是0℃，分子永不停息的无规则热运动并没有停下， 所以物体中分子的平均动能不能为0，A错误；温度降 低时分子的平均动能减小，并非每个分子动能都减小， B错误；物体温度升高时，分子的平均动能增大，分子 的平均速率增大，速率小的分子数目减少，速率大的分 子数目增多，C正确；物体的运动速度增大，宏观上的 物体机械能（动能）增大，但物体内分子的热运动不一 定加剧，温度不一定升高，D错误。 变式训练1AN 高中物理选择性必修第三册（人教版） 3.分子运动： 知识梳理 知识点1随机性与统计规律、气体分子· 运动的特点 1.随机性与统计规律 (1)必然事件：在一定条件下 出现 的事件，这个事件叫作必然事件。 (2)随机事件：在一定条件下 出 现，也可能不出现的事件，这个事件叫 作随机事件。 (3)统计规律： 随机事件整体表现 出来的规律，这个规律叫作统计规律。 研究热现象即 分子的运动规律 时应用统计规律进行分析推理。 2.气体分子运动的特点 (1)自由性：气体分子间距离比较大，是分 子直径的 倍左右，分子间的作 用力很弱，除相互碰撞或跟器壁碰撞 外，可以认为分子不受力而做 ，因而气体能充满它能达 到的整个空间。 (2)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 (3)规律性：单个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。大量分子行为表现出向着 运动的气体分子数目 都相等。 10 学 速率分布规律 川知识点2分子运动速率分布图像 1.氧气分子的速率分布及图像 (1)氧气分子的速率分布 各速率区间的 各速率区间的 速率 分子数占总分 速率 分子数占总分 区间/ 子数的百分比 区间/ 子数的百分比 (ms1) (m.s-) 0℃ 100℃ 0℃ 100℃ 100以下 1.4 0.7 501-600 15.1 16.7 100-200 8.1 5.4 601-700 9.2 12.9 201-300 17.0 11.9 701~800 4.5 7.9 301~400 21.4 17.4 801~900 2.0 4.6 401~500 20.4 18.6 900以上 0.9 3.9 (2)图像 蓬券释含秀能 20H U 温度为0 温度为 0℃ 88然 2.定量分析表明，气体分子的速率各不相同， 但都遵守速率分布规律，即呈现“ ”的分布规律，当温度升高 时，速率大的分子数 ， 分子平均 速率 川知识点3气体压强的微观解释 1.气体压强的产生：是大量气体分子频繁地 碰撞容器而产生的。气体压强就是大量 气体分子作用在器壁 面积上的平 均作用力。 2.影响气体压强的两个微观因素： (1)容器中气体分子的 (2)容器中气体分子的 要点突破 川要点1对气体分子运动特点的理解 1.对统计规律的理解 (1)实验探究 ①抛掷硬币，分别计算抛出5次、100次、 500次时，硬币出现正、反面的次数和比 例。也可以用很多硬币同时抛出，观察出 现正、反面的硬币的个数。 ②结论：分别抛出的次数越多、同时抛出的 硬币越多，越显统计规律。 (2)个别事物的出现具有偶然因素，但大量 事物出现的机会，却遵从一定的统计 规律。 (3)从微观角度看，由于物体是由大量分子 组成的，这些分子并没有统一的运动步 调，单独来看，各个分子的运动都是不 规则的，带有偶然性，但从总体来看， 大量分子的运动却有一定的规律。 2.气体分子运动的特点 (1)气体分子间距离大（约为分子直径的 10倍)，分子力小（可忽略），除了相互碰撞 或跟器壁碰撞外，不受其他力作用，在 空间可以自由运动，所以气体没有一定 的体积和形状，我们所说的气体体积是 指容器的容积。 (2)分子间的碰撞十分频繁，频繁地碰撞使 每个分子速度的大小和方向频繁地发生 第一章分子动理论。 改变，气体分子做杂乱无章的热运动， 而且向各个方向运动的气体分子数目都 相等，即沿各个方向运动的机会（概 率)相等。 (3)大量气体分子的速率分布呈现中间多 (占有分子数目多)、两头少（速率大或 小的分子数目少)的规律。当温度升高 时，“中间多”的这一“高峰”向速率 大的一方移动。 例1（多选）大量气体分子运动的特点是 () A.分子除相互碰撞或跟容器碰撞外，还可 在空间内自由移动 B.分子的频繁碰撞致使它做杂乱无章的热 运动 C.分子沿各方向运动的机会均等 D.分子的速率分布毫无规律 思路点拨 本题考查对气体分子运动特点的理 解，单个分子或少数分子的运动杂乱无 章，毫无规律，但大量分子行为遵循统 计规律，分子的速率按统计规律分布。 P变式训练① (多选)在没有外界影响的情况下，密 闭容器内的气体静置足够长时间后，该气体 () A.分子的无规则运动停息下来 B.每个分子的速度大小均相等 C.分子的平均速率保持不变 D.分子的密集程度保持不变 学 高中物理选择性必修第三册（人教版） 川要点2分子运动速率分布图像 由氧气分子速率分布表和图像，定量分 析表明，气体分子的速率各不相同，但遵守速 率分布规律： 1.呈现“中间多、两头少”的分布规律。 2.当温度升高时，“中间多”的这一“高 峰”向速率大的一方移动，即速率大的分 子数目增多，速率小的分子数目减少，分 子平均速率增大，分子热运动剧烈。 例2（多选）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() 单位速率间隔的分子数 占总分子数的百分比 20 15 10 200400600800/(ms) 例2题图 A.图中两条曲线下面积相等 B.图中虚线对应氧气分子平均动能较小的 情形 C.图中实线对应氧气分子在100℃时的情形 D.与0℃时相比，100℃时氧气分子速率出 现在0~400m/s区间内的分子数占总分子 数的百分比较大 思路点拨 本题考查气体分子运动速率及分布 规律，并与图像问题相结合，考查解决 12)学 图像问题的能力。看清图像中横坐标和 纵坐标分别表示什么物理量，理解图中 两条曲线下面积表示的又是什么物理量， 深刻理解它们的意义是解决问题的关键。 方法总结 气体分子速率分布规律： (1)在一定温度下，所有气体分子的速 率都呈“中间多、两头少”的规律 分布。 (2)温度越高，速率大的分子所占比例 越大。 (3)温度升高，气体分子平均速率增大， 但具体到某一个分子，速率可能变 大，也可能变小，有随机性。 B变式训练2 下列说法正确的是() A.大量分子的无规则运动遵循一定的统计 规律 B.当物体温度升高时，每个分子运动都 加快 C.气体的体积等于气体分子体积的总和 D.温度高的物体是指各个分子的平均温 度高 川要点3气体压强的微观解释 1.大小：气体的压强大小等于大量气体分子 作用在器壁单位面积上的压力。 2.气体压强的产生原因：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。 3.决定气体压强大小的微观因素 (1)气体分子的平均速率：容器中气体分子 的平均速率越大，单位时间内、单位面 积上气体分子与器壁的碰撞对器壁的作 用力就越大；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)气体分子密集程度（即单位体积内气体 分子的数目)：容器中气体分子的数密 度越大，在单位时间内，与单位面积器 壁碰撞的分子数就越多，平均作用力也 会较大。 4.密闭气体压强与大气压强的区别与联系 (1)密闭气体压强：密闭容器中的气体由于 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，大小由气体的分子密度和 温度决定，与地球的引力无关，气体 对上下左右器壁的压强大小都是相 等的。 (2)大气压强：大气压强是由于空气受到重 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。地面大气压的值与地球表面 积的乘积，近似等于地球大气层所受的 重力值。 (3)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实 第一章分子动理论。 现的。 例3有关气体压强，下列说法正确的是 A.气体分子的平均速率增大，则气体的压 强一定增大 B.气体分子的密集程度增大，则气体的压 强一定增大 C.气体温度升高，则气体的压强一定增大 D.虽然气体分子的热运动无规则，但容器 壁各处所受气体压强相等 思路点拨 理解气体压强的产生及从分子动理 论解释气体压强是解决本题的关键。温 度越高，分子热运动越剧烈，分子平均 速率增大，撞击器壁的平均作用力就越 大。决定气体压强大小的因素：①气 体分子的密集程度；②气体分子的平均 速率。 方法总结 (1)气体压强是气体分子撞击器壁而产 生的。 (2)①分子的平均速率越大，单位时间 内、单位面积上气体分子与器壁的 碰撞对器壁的作用力就越大。②容 器中气体分子的数密度越大，在单 位时间内，与单位面积器壁碰撞的 分子数就越多，平均作用力也会越大。 B变式训练3 如图所示，两个完全相同的圆柱形密闭容 器（容器容积恒定），甲中恰好装满水，乙 学 13 高中物理选择性必修第三册（人教版） 中充满空气，则下列说法正确的是( A.两容器中器壁上的压 强都是由于分子撞击 D 器壁而产生的 B.两容器中器壁上的压 乙 强都是由所装物质的 变式训练3题图 重力而产生的 C.甲容器中P>PB,乙容器中Pc=pD D.当温度升高时，PA、PB变大，Pc、Pn也要 变大 情境拓展 马蹄灯是20世纪在中国生产并在民间 广泛使用的一种照明工具。它以煤油作灯 4.分子动能 知识梳理 川知识点1分子动能 1.定义：永不停息地做无规则热运动的分子 具有的动能，叫分子动能。每个分子动能 大小 ，也时刻发生 2.分子的平均动能：所有分子热运动具有的 动能的 其是大量分子运动的 宏观表现。 3.温度的微观意义： 是分子平均动 能的唯一标志。 川知识点2分子势能 1.定义 由分子间的分子力和分子间的相对位置 14 学 油，再配上一根灯芯，外面罩上玻璃罩子，以 防止风将灯吹灭。设外界大气压恒定，当熄灭 马蹄灯后，灯罩内空气温度逐渐降低，下列关 于灯罩内原有空气的说法中正确的是() 通风口 玻璃罩 灯芯调节 …灯座，油壶 情境拓展题图 A.所有气体分子运动的速率都减小 B.气体分子运动的平均速率减小 C.压强减小 D.体积不变 和分子势能 决定的势能，叫作分子势能。 2.分子势能与分子间距离的关系 (1)当r>o时，分子间的作用力表现为 若r增大，需克服引力做功，分 子势能 (2)当r<时，分子间的作用力表现为 ,若减小，需克服斥力做功，分 子势能 (3)当r=r时，分子势能 3.结论 (1)宏观上：分子势能的大小与物体的 有关。 (2)微观上：分子势能的大小与分子之间的 有关。