第1章 第3节 气体分子速率分布的统计规律（Word教参）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册（鲁科版）

第3节　气体分子速率分布的统计规律 (强基课——逐点理清物理观念) 课标要求 学习目标 1.了解分子运动速率分布的统计规律。 2.知道分子运动速率分布图像的物理意义。 1.知道分子运动速率分布图像的特点及意义。 2.能从微观和宏观的视角综合分析物理问题。 3.能感受常规方式认识微观世界的微妙。 逐点清(一)　偶然中的必然 　　　　　　　　　　　　　　　　 [多维度理解] 1.现象 某一事件的出现纯粹是偶然的，少量的偶然事件的分布情况也是不确定的，但大量的偶然事件却会表现出必然的规律。 2.统计规律 大量偶然事件表现出来的整体规律。 [全方位练明] 1.伽尔顿板可以演示某种统计规律。如图所示，让大量小球从上方漏斗形入口落下，则下列图中能正确反映最终落在槽内小球的分布情况的是 (　　) 解析：选C　让大量小球从上方漏斗形入口落下，落在槽内小球的分布显示出规律性，按正态分布，形状如C所示，故C正确。 2.下表为历史上某些统计学家以相同的方法抛掷硬币，出现正面朝上次数的统计表，从表中的数据你能得出什么结论? 实验者 抛掷次数 出现正面次数 棣莫佛 2 048 1 061 布丰 4 040 2 048 皮尔逊 12 000 6 019 皮尔逊 24 000 12 012 提示：随着抛掷次数的增加，硬币出现正、反面朝上的概率是相等的。 3.某医院治疗一种疾病的治愈率为10%，那么，前9个病人都没有治愈，第10个病人就一定能治愈吗? 提示：如果把治疗一个病人作为一次实验，治愈率是10%，随着实验次数的增加，即治疗的病人数的增加，大约有10%的人能够治愈，但对于一次实验来说，其结果是随机的，因此，前9个病人没有治愈，对第10个病人来说，其结果仍然是随机的，既有可能治愈，也有可能没有治愈，治愈率仍是10%。 逐点清(二)　气体分子速率分布规律 　　　　　　　　　　　　　　　　 [多维度理解] 1.气体分子运动的特点 气体分子都在永不停息地做无规则运动，每个气体分子的运动状态瞬息万变，每一时刻的运动情况完全是偶然的、不确定的。 2.气体的微观结构特点 (1)气体分子间的距离较大，大于10r0(10-9 m)，气体分子可看成无大小的质点。 (2)气体分子间的分子力很微弱，通常认为气体分子除了相互碰撞或与器壁碰撞外，不受其他力的作用。 3.气体分子的速率分布图像 4.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，该分布规律不变，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。 [微点拨] 气体分子运动的特点 (1)标准状态下1 cm3气体中的分子数比地球上的人口总数还要多上许多亿倍。大量气体分子做无规则热运动，因此，分子之间频繁地碰撞，每个分子的速度大小和方向频繁地改变。 (2)正是“频繁碰撞”，造成气体分子不断地改变运动方向，使得每个气体分子可自由运动的行程极短(理论研究指出通常情况下气体分子自由运动行程的数量级仅为10-8 m)，整体上呈现为杂乱无章的运动。 (3)分子运动的杂乱无章，使得分子向各个方向运动的机会均等。 [全方位练明] 1.判断下列说法是否正确。 (1)每个分子的运动速率随温度的变化是有规律的。 (×) (2)个别分子的运动也具有规律性，只是它对整体效果的影响不明显罢了。 (×) (3)大量分子的无规则运动遵循一定的统计规律。 (√) (4)当物体温度升高时，每个分子运动都加快。 (×) 2.(双选)如图，在烧瓶内充满NO2气体，关于NO2气体分子的运动情况，下列说法中正确的是 (　　) A.某一时刻具有任一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相等 D.温度升高，所有NO2气体分子的速率都会发生变化 解析：选BC　具有任一速率的分子数目并不是相等的，而是呈“中间多、两头少”的统计分布规律，A错误；由于分子之间频繁地碰撞，分子随时都会改变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，B正确；虽然每个分子的速度瞬息万变，但是大量分子的整体存在着统计规律，由于分子数目巨大，在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，C正确；温度升高，NO2气体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增大，某个分子的速率可能不变，D错误。 3.(2025·江苏高考)一定质量的理想气体，体积保持不变。在甲、乙两个状态下，该气体分子速率分布图像如图所示。与状态甲相比，该气体在状态乙时 (　　) A.分子的数密度较大 B.分子间平均距离较小 C.分子的平均动能较大 D.单位时间内分子碰撞单位面积器壁的次数较少 解析：选C　一定质量的理想气体，甲、乙两个状态下气体的体积相同，所以甲、乙两个状态下气体分子数密度相同、分子间平均距离相同，故A、B错误；根据题图可知，乙状态下气体分子速率大的分子占比较多，则乙状态下气体温度较高，气体分子平均动能大，平均速度大，则单位时间内撞击容器壁次数较多，故C正确，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $