第一章 第三节 分子运动速率分布规律-【创新教程】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册五维课堂同步课件PPT（人教版）

该高中物理课件系统梳理了分子动理论中气体分子运动特点、速率分布规律及压强微观解释，通过分层知识点（随机事件与统计规律、分子速率分布图像、压强决定因素）和合作探究活动（如麦克斯韦速率分布图像分析），构建“现象-规律-应用”的逻辑知识网络。 其亮点在于融合科学思维与科学探究，如用分子速率分布图像解释温度对分布的影响培养模型建构能力，结合负压救护车案例探究压强微观本质落实科学推理，且设计分层练习（基础自测、能力提升）满足不同学生需求，助力学生巩固微观概念，教师可精准把握学情提升复习效率。

物理选择性必修第三册 合作探究攻重难 自主预习探新知 课堂自测夯基础 课后素养提升练 物理选择性必修第三册 合作探究攻重难 自主预习探新知 课堂自测夯基础 课后素养提升练 物理选择性必修第三册 合作探究攻重难 自主预习探新知 课堂自测夯基础 课后素养提升练 物理选择性必修第三册 合作探究攻重难 自主预习探新知 课堂自测夯基础 课后素养提升练 物理选择性必修第三册 合作探究攻重难 自主预习探新知 课堂自测夯基础 课后素养提升练 物理选择性必修第三册 合作探究攻重难 自主预习探新知 课堂自测夯基础 课后素养提升练 物理选择性必修第三册 合作探究攻重难 自主预习探新知 课堂自测夯基础 课后素养提升练 物理选择性必修第三册 合作探究攻重难 自主预习探新知 课堂自测夯基础 课后素养提升练 物理选择性必修第三册 合作探究攻重难 自主预习探新知 课堂自测夯基础 课后素养提升练 物理选择性必修第三册 合作探究攻重难 自主预习探新知 课堂自测夯基础 课后素养提升练 物理选择性必修第三册 合作探究攻重难 自主预习探新知 课堂自测夯基础 课后素养提升练 物理选择性必修第三册 合作探究攻重难 自主预习探新知 课堂自测夯基础 课后素养提升练 物理选择性必修第三册 合作探究攻重难 自主预习探新知 课堂自测夯基础 课后素养提升练 物理选择性必修第三册 合作探究攻重难 自主预习探新知 课堂自测夯基础 课后素养提升练 物理选择性必修第三册 合作探究攻重难 自主预习探新知 课堂自测夯基础 课后素养提升练 物理选择性必修第三册 合作探究攻重难 自主预习探新知 课堂自测夯基础 课后素养提升练 物理选择性必修第三册 合作探究攻重难 自主预习探新知 课堂自测夯基础 课后素养提升练 物理选择性必修第三册 合作探究攻重难 自主预习探新知 课堂自测夯基础 课后素养提升练 物理选择性必修第三册 合作探究攻重难 自主预习探新知 课堂自测夯基础 课后素养提升练 物理选择性必修第三册 合作探究攻重难 自主预习探新知 课堂自测夯基础 课后素养提升练 物理选择性必修第三册 合作探究攻重难 自主预习探新知 课堂自测夯基础 课后素养提升练 物理选择性必修第三册 合作探究攻重难 自主预习探新知 课堂自测夯基础 课后素养提升练 物理选择性必修第三册 合作探究攻重难 自主预习探新知 课堂自测夯基础 课后素养提升练 物理选择性必修第三册 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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． [知识点2]　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　升高　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． [知识点3]　气体压强的微观解释　 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　单位面积　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． [自我检测] 1．思维辨析 (1)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．( √ ) (2)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．( × ) (3)气体的分子平均动能越大，气体的压强就越大．( × ) (4)气体的压强是由气体分子的重力而产生的．( × ) 2．基础理解 (1)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．气体分子的平均速率增大，则气体的压强有可能减小 C．气体分子的数密度增大，则气体的压强一定增大 D．气体分子的平均动能增大，则气体的压强一定增大 解析：B　[气体的压强与两个因素有关：一是气体分子的平均速率，二是气体分子的数密度．即一是温度，二是体积．数密度或平均动能增大，都只强调问题的一方面，也就是说，平均速率增大的同时，气体的体积可能增大，使得分子的数密度减小，所以压强可能增大，也可能减小或不变．同理，当分子数密度增大时，分子平均速率也可能减小，压强的变化不能确定．故A、C、D错误，B正确．] (2)(多选)下列关于气体分子运动的说法正确的是(　　) A．分子除相互碰撞或跟容器壁碰撞外，可在空间自由移动 B．分子间的频繁碰撞致使分子做杂乱无章的运动 C．分子向各个方向运动的机会相等 D．分子运动杂乱无章、毫无规律 解析：ABC　[气体分子间的频繁碰撞使分子做杂乱无章的运动，除碰撞外，分子可在空间自由移动，A、B正确；事实表明，个别分子的运动有它的不确定性，但大量分子的运动遵从一定的统计规律，如分子向各个方向运动的机会均等，C正确，D错误．] 气体分子运动的特点 ◆[探究导引] 1859年麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律，后来有许多实验验证了这一规律．若以横坐标v表示分子速率，纵坐标f(v)表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，试作出图像．从图像中可以看出什么分布规律？ 提示：图像： 分布规律：“中间多，两头少” ◆[探究归纳] 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． 3．分子的速率分布规律：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．即速率大的分子数目增多，速率小的分子数目减少，分子的平均速率增大，分子的热运动剧烈． [例1]　(2021·江苏常州期末)(多选)某气体在不同温度下的速率分布图像如图所示，下列判断正确的是(　　) A．T1＞T2 B．T1＜T2 C．两条图线和横轴所包围的面积一定相等 D．两条图线和横轴所包围的面积可能不等 [解析]　温度越高分子热运动越激烈，速率大的分子数占总分子数的百分比大，由题图知，温度为T2时，速率大的分子数占总分子数的百分比大，故T1＜T2，A错误，B正确；题图中两种状态下曲线下的面积都是1，则两条图线和横轴所包围的面积一定相等，C正确，D错误． [答案]　BC [规律总结] 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，气体分子的平均速率变大，但具体到某一个气体分子，速率可能变大也可能变小，无法确定． ◆[跟踪训练] [训练角度1]　对分子运动特点的理解 1．下列关于气体分子运动的特点，说法正确的是(　　) A．气体分子运动的平均速率与温度有关 B．当温度升高时，气体分子的速率分布不再是“中间多、两头少” C．气体分子的运动速率可由牛顿运动定律求得 D．气体分子的平均速度随温度升高而增大 解析：A　[气体分子的运动与温度有关，温度升高时，气体分子的平均速率变大，但仍遵循“中间多、两头少”的统计规律，A正确，B错误；分子运动无规则，而且牛顿运动定律是宏观定律，不能用它来求微观分子的运动速率，C错误；大量分子向各个方向运动的概率相等，所以稳定时，平均速度几乎为零，与温度无关，D错误．] [训练角度2] 　对气体速率分布图的理解 2．如图所示，横坐标v表示分子速率，纵坐标f(v)表示各等间隔速率区间的分子数占总分子数的百分比．图中曲线能正确表示某一温度下气体分子速率分布规律的是(　　) A．曲线①　　　　　　 B．曲线② C．曲线③ D．曲线④ 解析：D　[气体分子运动速率分布规律表明，速率较大和较小的分子占少数，中间接近平均速率的分子占多数，分子速率不可能为0，也不可能为无穷大．因此只有曲线④符合要求，故应选D.] 气体压强的微观解释 ◆[探究导引] 借助铅笔，把气球塞进一只瓶子里，并拉大气球的吹气口，反扣在瓶口上，如右图所示，然后给气球吹气，无论怎么吹，气球不过大了一点，想把气球吹大，非常困难，为什么？ 提示：由题意“吹气口反扣在瓶口上”可知瓶内封闭着一定质量的空气．当气球稍吹大时，瓶内空气的体积缩小，空气分子的数密度变大，压强变大，阻碍了气球的膨胀，因而再要吹大气球是很困难的． ◆[探究归纳] 1．气体压强的产生 大量气体分子不断地和器壁碰撞，对器壁产生持续的压力，作用在器壁单位面积上的压力就是气体的压强． 2．气体压强的决定因素 单位体积内分子数越多，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数就越多，压强越大；温度越高，则分子的平均速率越大，分子运动越剧烈，一方面使单位时间内碰到器壁单位面积上的分子数增多，另一方面也使一个分子与器壁碰撞一次时对器壁的平均冲击力增大，使压强增大．所以气体压强的大小宏观上看跟温度和气体分子的数密度有关；微观上看跟单位体积内的分子数和分子的平均速率有关． 3．大气压强的产生及影响因素 大气压强由气体的重力产生，如果没有地球引力的作用，地球表面上就没有大气，也就没有大气压强．由于地球引力与距离的平方成反比，所以大气压力与气体的高度、密度有关，在地面上空不同高度处，大气压强不相等． [例2]　如图所示，两个完全相同的圆柱形密闭容器，甲中装有与容器容积相等的水，乙中充满空气，试问： (1)两容器各侧壁压强的大小关系及压强的大小决定于哪些因素？(容器容积恒定) (2)若让两容器同时做自由落体运动，容器侧壁上所受压强将怎样变化？ [解析]　(1)对甲容器，上壁的压强为零(不考虑大气产生的压强)，底面的压强最大，其数值为p＝ρgh(h为上、下底面间的距离)．侧壁的压强自上而下，由小变大，其数值大小与侧壁上各点距水面的竖直距离x的关系是p＝ρgx.对乙容器，各处器壁上的压强大小都相等，其大小决定于气体的分子密度和温度． (2)甲容器做自由落体运动时器壁各处的压强均为零．乙容器做自由落体运动时，器壁各处的压强不发生变化． [答案]　见解析 [规律方法] 气体压强的分析技巧 (1)明确气体压强产生的原因——大量做无规则运动的分子对器壁频繁、持续地碰撞．压强等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力． (2)明确气体压强的决定因素——气体分子的密集程度与平均速率． (3)只有知道了这两个因素的变化，才能确定压强的变化，不能根据任何单个因素的变化确定压强是否变化． ◆[跟踪训练] [训练角度1]　对气体压强产生原因的理解 3．(多选)在某一容积不变的容器中封闭着一定质量的气体，对此气体的压强，下列说法中正确的是(　　) A．气体压强是由重力引起的，容器底部所受的压力等于容器内气体所受的重力 B．气体压强是由大量气体分子对器壁的不断碰撞引起的 C．容器以9.8 m/s2的加速度向下运动时，容器内气体压强不变 D．由于分子运动无规则，所以容器内壁各处所受的气体压强相等 解析：BCD　[气体压强是由大量气体分子对器壁的不断碰撞引起的，它由气体的温度和单位体积内的分子数决定，与容器的运动状态无关．故A错误，B、C、D正确．] [训练角度2]　 气体压强的微观解释 4．对于一定质量的气体，下列论述中正确的是(　　) A．如果体积减小，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增大 B．如果压强增大且温度不变，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增大 C．如果温度升高，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增大 D．如果分子密度增大，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增大 解析：B　[气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数，是由单位体积内的分子数和分子的平均速率共同决定的．选项A和选项D都是单位体积内的分子数增大，但分子的平均速率如何变化不知道．选项C由温度升高可知分子的平均速率增大，但单位体积的分子数如何变化未知．综上选项A、C、D错误．气体压强的大小跟两个因素有关：一个是气体分子的平均速率，宏观表现为温度；另一个是分子的密集程度．温度不变的情况下，分子越密集，对单位面积器壁的碰撞次数越多，压强越大，所以选项B正确．] 负压救护车 在“新冠”肺炎疫情防控期间，物资紧缺成为抗击疫情的主要问题，国难当头，中华民族展现了空前的凝聚力和奉献精神，各大企业和爱心人士纷纷捐款捐物，万众一心，抗击疫情．在此期间很多人第一次知道了负压救护车和负压病房． 负压救护车，即防护型救护车，它与普通救护车的最大区别就是能“负压隔离”，主要用于重大传染病人的安全隔离与转运． 首先，它有一块独立的空间，在这一块空间里，它要完成车内车外的空气交换，而这里面是需要通过先消毒再过滤，然后才可以去完成的，而这一块空间我们把它叫作负压舱，它具备良好的隔离性、防腐性、通风性、耐菌性等特点，所以负压舱内是安全卫生的，用它来转运传染性病人是最合适的，它能滴水不漏地阻止病毒再传播． [典例展示]　负压病房是收治传染性极强的呼吸道疾病病人所用的医疗设施，可以大大减少医务人员被感染的机会，病房中气压小于外界环境的大气压．若负压病房的温度和外界温度相同，负压病房内气体和外界环境中气体都可以看成理想气体，则以下说法正确的是(　　) A．负压病房内气体分子的平均速率小于外界环境中气体分子的平均速率 B．负压病房内每个气体分子的运动速率都小于外界环境中每个气体分子的运动速率 C．负压病房内单位体积气体分子的个数小于外界环境中单位体积气体分子的个数 D．相同面积负压病房内壁受到的气体压力等于外壁受到的气体压力 [解析]　因为负压病房的温度和外界温度相同，而温度是分子平均速率的标志，则负压病房内气体分子的平均速率等于外界环境中气体分子的平均速率，但是负压病房内每个气体分子的运动速率不一定都小于外界环境中每个气体分子的运动速率，选项A、B错误；负压病房内的压强较小，温度与外界相同，则分子数密度较小，即负压病房内单位体积气体分子的个数小于外界环境中单位体积气体分子的个数，选项C正确；负压病房内的压强较小，根据F＝pS可知，相同面积负压病房内壁受到的气体压力小于外壁受到的气体压力，选项D错误． [答案]　C 1．(分子运动特点) (多选)关于气体分子，下列说法正确的是(　　) A．由于气体分子间的距离很大，气体分子在任何情况下都可以视为质点 B．气体分子除了碰撞以外，可以自由地运动 C．气体分子之间存在相互斥力，所以气体对容器壁有压强 D．在常温常压下，气体分子间的相互作用力可以忽略 解析：BD　[通常情况下，气体分子间的距离较大，相互作用力可以忽略，气体分子能否视为质点应视问题而定，A错误，D正确；气体分子间除相互碰撞及与器壁的碰撞外，通常认为不受力的作用，可自由移动，B正确；气体对器壁的压强是由大量分子碰撞器壁产生的，C错误．] 2．(气体速率分布图)1859年麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律，后来有许多实验验证了这一规律．若以横坐标v表示分子速率，纵坐标f(v)表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比．下面四幅图中能正确表示某一温度下气体分子速率分布规律的是(　　) 解析：D　[各速率区间的分子数占总分子数的百分比不能为负值，A、B错误；气体分子速率的分布规律呈现“中间多、两头少”的趋势，速率为0的分子几乎不存在，C错误，D正确．] 3．(气体压强的微观解释)(多选)一定质量的气体经历等温压缩过程时，气体压强增大，从分子动理论观点来分析，这是因为(　　) A．气体分子的平均速率增大 B．单位时间内，器壁单位面积上分子碰撞的次数增多 C．气体分子数增加 D．气体的密度变大 解析：BD　[一定质量的气体经历等温压缩过程，由于温度不变，气体分子的平均速率不变，故选项A错误．气体分子总数一定，体积缩小，单位体积内的分子数增多，即气体密度变大，所以单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数增多，压强增大，故选项B、D正确，选项C错误．] 4．(气体压强的微观解释)教室内的气温会受到室外气温的影响，如果教室内上午10时的温度为15 ℃，下午2时的温度为25 ℃，假设大气压强无变化，则下午2时与上午10时相比较，教室内的(　　) A．空气分子密集程度增大 B．空气分子的平均速率增大 C．空气分子的速率都增大 D．空气质量增大 解析：B　[温度升高，气体分子的平均速率增大，每个分子对器壁的平均冲力将变大，而压强却未改变，可见单位体积内的分子数一定减小，故A、D项错误，B项正确；温度升高，并不是所有空气分子的速率都增大，C项错误．] 5．(分子运动特点及气体速率分布规律)一定量的氧气贮存在密封容器中，在T1和T2温度下其分子速率分布的情况见下表．则T1　________　(选填“大于”“小于”或“等于”)T2.若约10%的氧气从容器中泄漏，泄漏前后容器内温度均为T1，则在泄漏后的容器中，速率处于400～500 m/s区间的氧气分子数占总分子数的百分比　________　(选填“大于”“小于”或“等于”)18.6 %. eq \f(速率区间,m·s－1) 各速率区间的分子数占 总分子数的百分比/% 温度T1 温度T2 100以下 0.7 1.4 100～200 5.4 8.1 200～300 11.9 17.0 300～400 17.4 21.4 400～500 18.6 20.4 500～600 16.7 15.1 600～700 12.9 9.2 700～800 7.9 4.5 800～900 4.6 2.0 900以上 3.9 0.9 解析：温度大时，速率大的分子比例较大，故T1>T2.温度一定，气体分子速率分布情况不变，故泄漏前后速率处于400～500 m/s区间的氧气分子数占总分子数的百分比保持不变． 答案：大于　等于 $