1.3 分子运动速率分布规律-【创新大课堂系列】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册同步辅导与测试(人教版)

此不可能实现的一步是②，应在量筒中滴入N滴溶液后测量它的体：[典例1]解析由图可知，两种温度下的分子速率都呈“中间多、两 积：为了使一滴油酸酒精溶液散开后形状比较清晰，要在水面上先！ 头少”的分布，故A正确：随着分子速率的增加，分子数占比先增大 撒上爽身粉，故不完善的一步是③，应改为要先在水面上撒上薄薄 后减小，故B错误：T1分子速率大的占比比T2小，因此TT2,故 的一层爽身粉，再滴入一滴油酸酒精溶液 C正确：温度升高，分子速率大的占比增加，从而使分子平均动能增 (2)这种估测方法是将每个分子视为球形摸型，让油酸尽可能地在· 加，分子热运动也就越刷烈，故D正确。 水面上散开，则形成的油膜可视为单分子油膜，这层油膜的厚度可 答案ACD 视为油酸分子的直径 针对训练 (3)每一谪油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是V一0.10%X·1.解析分子的频繁碰撞使其做杂乱无章的无规则运动，除碰撞外， 4.8×103mL=4.8×10-mL,油膜面积为S=50cm2,则油酸分子 分子可做匀速直线运动，A、B正确：大量分子的运动遵守统计规律， 的直径 如分子向各方向运动机会相等，分子速率分布呈“中间多、两头少” d-s 4.8×10-6×10-1 的规律，C正确，D错误。 m=9.6×10-1m。 变安 A2(3 50X01 答案，(1)②在量筒中滴入N滴溶液后测量它的体积③先在2.解析 气体温度越高，分子热运动越剧烈，分子热运动的平均速率 水面上撒上薄薄的一层爽身粉，再滴入一滴油酸酒精溶液 越大，且分子速率分布呈现“中间多、两头少”的特点。温度越高时 (2)球形单分子直径 速率大的分子所占据的比例越大，分子速率分布图线越宽、越平缓， (3)9.6×10-10 显然从题图中可看出TⅢ>Tm>T1。 [典例2解析()利用单分子油膜法估测油酸分子直径的原理：要 答案B ①分子是球形：②分子一个挨一个紧密排列：③油膜排列成一单层。 !探究导入提示：大量密集的雨滴对伞形成一个持续的压力，就像大 由此可估算出油酸分子直径d= 了，故选B。 量持续撤向托盘秤上的豆子一样，给秤一个持续的压力 (2)①一滴溶液含有纯油酸的体积V=1X10 :[典例2]解析 甲容器中压强产生的原因是液体受到重力的作用， 1000m3=1.0X 0.5 而乙容器中压强产生的原因是分于撞击器壁，A、B项错误；液体产 50 10-11m3。 生的压强力=gh,由hA>hB,可知pA>pB,而密闭容器中气体压强 ⑧油酸分子的直径d占 1.0×10-1 各处均相等，与位置无关，则pc=p,C项正确；温度升高时，pA、pu 2.32X10m≈4.3X10-10m。 不变，而pc、pD增大，D项错误。 答案 C 答案(1)B(2)①1.0×10-1 ②4.3×10-10 ,针对训练 素养演练·提升技能 3.解析由于大量分子都在不停地做无规则运动，与器壁频繁碰撞， 1.解析测量一滴油酸酒特溶液体积用的是累积法，选项A错误：在· 使器壁受到一个平均待续的冲力，致使气体对器壁产生一定的压 水面上撒爽身粉是为了使油膜边缘形成清晰的界面，选项B错误：！ 强，A错误，B正确：根据压强的微观解释可知，压强的大小取决于 在坐标纸上计算油膜轮廓内格子数采用的是累加法，选项C错误；！ 单位体积的气体分子数以及气体分子的平均速率，即压强大小与气 该实验采用的是借助物理模型间接测量的方法，选项D正确。 体分子教量以及气体温度均有关系，C、D错误。 答案 答案 B 2.解析在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，分子直径d=!4,解析 气体的压强是由容器内的大量分子撞击器壁产生的，A、C错 S。计算油膜面积时，只计算了完整方格的数目，则测量值S偏 误，B正确：气体的压强受温度、体积影响，温度升高，若体积变大， 压强不一定增大，D错误。 小，分子直径偏大，但数据不可能大2一3个数量级，故A错误：水面 答案 上痱子粉撒得过多，导致油膜没能充分展开，则S测量偏小，分子直：素养演练·提升技能 径偏大，但数据不可能大2一3个数量级，故B错误：将油酸酒精溶：1.解析 冷气从空调中吹进室内，室内温度降低，分子热运动刷烈程 液的体积直接当作油酸的体积进行计算，则油酸的体积V测量偏 度减小，分子平均速率减小，即速率小的分子数所占的比例升高，但 大，分子直径偏大，由于油酸只占油酸酒精溶液的千分之几，数据可 不是每个分子的速率都减小，D正确。 能大2一3个数量级，故C正确：测量每滴油酸酒精溶液的体积时，· 答案D 将31滴溶液错数成30滴，则每一滴油酸的体积偏大，油酸的体积V2.解析由分子动理论可知，分子总是在做求不停息的无规则运动， 测量偏大，分子直径偏大，但数据不可能大2一3个数量级，故D! 故A错误：因为分子总是在无规则地运动，所以分子的速度总是在 错误。 变化，故B错误：在没有外界影响的情况下，密闭容器内的理想气体 答案C 静置足够长时间后，理想气体将会达到平衡态，即理想气体的温度、 3.解析(1)由题图甲可知，油膜的面积S=64×2cm×2cm=256cm, 体积和压强等状态参量均不会发生变化，因温度不变，所以分子的 2滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积V=2×1mL×0.25mL 平均速率保持不变，故C正确：在相同温度下各个分子的速率并不 100 250mL 相同，故D错误 答案C 10ml,则油酸分子的直径d=S≈8X100m。 3.解析 温度升高时，气体分子的平均速率变大，但是并非每一个气 体分子的速率均增加，A错误：在不同速率范围内，分子数的分布是 (2)由(1)知，实验测得的油酸分子直径偏大，根据d=S可知，实验！ 不均匀的，温度越高，则速率较大的分子占的比例越大，B错误：温 测得的V偏大或S偏小。水面上爽身粉撒得过多，油膜没有充分展！ 度升高，气体分子的速率分布仍然呈“中间多、两头少”的分布规律， 开，则测量的油膜面积S偏小，导致计算结果偏大，故A正确：若勾 C错误，D正确。 画油膜形状时面积圈大了，则测量的油膜面积S偏大，会导致计算 客 D 结果偏小，故B错误；计算1滴油酸酒精溶液的体积时，1mL溶液 4.解析 大量气体在某温度下分子速率的分布规律是：大部分气体速 的滴数多计了几滴，则计算时所用体积数值偏小，会导致计算结果 率在平均值附近，速率越大或越小的分子数越少，即呈“中间多、两 偏小，故C错误：滴入量筒之前，配制好的油酸酒精溶液在空气中搁 头少”的分布。 置了较长时间，酒精挥发使溶液的浓度变大，则1滴油酸酒精溶液 答案 D 中所含纯油酸的体积变大，会导致计算结果偏大，故D正确。 5.解析 温度越高，分子无规则运动越剧烈，从1月到6月，温度逐渐 (3)48个铁原子组成一个图周，图周的周长等于48个铁原子直径之· 升高，空气分子无规则热运动刷烈程度呈增大的趋势，故A错误：6 和，则铁原子的直径d =πd3.14×1.43×10-8 月温度最高，分子平均速率最大，但分子平均速率是对大量分子的 m≈9.4X1 一种统计规律，对于具体的某一个分子并不适用，所以不能说明6 1 48 10-10m 月的任何一个空气分子的无规则热运动的速率 -定比它在1月时 答案(1)2568×1010(2)AD(3)9.4×10-10 速率大，故B错误：根据气体压强的微观意义，气体压强和单位时间 对单位面积地面撞击次数、气体的分子的平均速率有关，温度升高， 4.提示：(1)不是，是分子撞击器壁而产生的 即气体分子的平均速率增大，而压强减小，说明单位时间单位面积 (2)气体压强等于大量气体分子在器壁单位面积上的平均作用力，： 对地面撞击次数减小，所以从1月份到6月份，单位时间对单位面 气体压强大小与气体分子的数密度和气体分子的平均速率有关。 积的地面撞击的空气分子数呈减少的趋势，故C正确：根据气体压 3分子运动速率分布规律 强的微观意义，气体压强等于单位时间内地面上单位面积所受气体 必备知识·自主梳理 分子碰撞的总冲量，大气压强呈减小的趋势，单位时间内地面上单 、 ,(1)必然(2)不可能 (3)可能可能(4)随机2.(1)匀速！ 位面积所受气体分子碰撞的总冲量也呈减小的趋势，故D错误。 直线(3)杂乱无章相等 答案C 二、2.(1)中间多、两头少 (2)比例越多(3)刷烈 4 分子动能和分子势能 三、1.(1)-2m元 2.(2)①平均速率 ·必备知识·自主梳理 △ 一、1.无规则2.平均值3.(2)温度越大 自主评价 、1.无关2.(1)引力减小(3)斥力增大3.体积 1.(1)/(2)×(3)×(4)×(5)/ 2.提示：大量密集的雨滴对伞形成一个持续的压力，就像大量持续撒！自主评价 三、1.动能分子势能3.温度体积改变 向托盘秤上的豆子一样，给秤一个持续的压力 :1.(1)/(2)/(3)×(4)× 关键能力·合作探究 2.提示：不对。铁球的速度交大，是指其机械运动的速度交大，即其机 要点1 械运动的动能交大，而分子的平均动能是指分子热运动的动能，与 探究导入提示：自由运动，碰撞频繁，杂乱无章，向各个方向运动的： 温度有关，与铁球速度无关。 分子数目都相等。 202第一章分子动理论 3分子运动速率分布规律 (1)初步了解什么是统计规律。 物理观念 (2)了解气体分子运动的特点。 科学思维 能用气体分子动理论解释气体压强的微观意义，知道气体的压强与所对应的微观物理量间的联系。 科学探究 让学生用气体分子动理论解释有关的宏观现象，培养学生的微观想象能力和逻辑思维能力。 科学态度与责任 通过对宏观现象与微观粒子运动规律的分析，渗透“通过现象看本质”的哲学思维方法。 必备知识·自主梳理 预习新知夯实基础 一、气体分子运动的特点 :2.图像意义 1.统计规律 (1)在一定温度下，气体分子的速率都呈“ (1)必然事件：在一定条件下， 出现的 ”的分布。 事件。 (2)温度越高，速率大的分子 ,这个规律 (2)不可能事件：在一定条件下， 出现的 事件。 对任何气体都是适用的。 (3)随机事件：在一定条件下 出现，也 (3)从图像可以看出，温度越高，分子热运动越 不出现的事件。 0 (4)统计规律：大量 事件的整体表现出：三、气体压强的微观解释 的规律。 1.分子碰撞（弹性碰撞）器壁的作用力 2.气体分子运动的特点 (1)根据动量定理，气体分子受到的冲量为 (1)气体分子间距离比较大，分子间的作用力很 F△t= 弱，除相互碰撞或跟器壁碰撞外，可以认为分子 气体分子受到的作用力为 不受力而做 运动，因而气体能充满它能 达到的整个空间。 F= (2)分子之间频繁地发生碰撞，使每个分子的速 (2)根据牛顿第三定律，器壁受到分子的作用力 度大小和方向频繁地改变。 为F'=2mz (3)分子的运动 ,在某一时刻，向着任何 △t 一个方向运动的分子都有，而且向着各个方向运2.气体压强的微观解释 动的分子数目几乎 (1)气体的压强是大量气体分子频繁地碰撞容器 二、分子运动速率分布图像 而产生的。 1.图像形态 (2)影响气体压强的两个因素 各速率区间的分子数 ↑占总分子数的百分比 ①气体分子的 20 ②气体分子的数密度。 15 10 温度为0 温度为100 自主评价 0 1.判断正误 成成成成我时 200 50 600 00 800 率(ms) (1)大量分子的热运动符合统计规律。( 9 物理·选择性必修第三册 (2)气体分子的运动像刮风一样，所有分子运动：2.情景思考 方向都是一致的。 ( 下大雨的时候人 (3)气体与液体产生压强的原因相同。 ( 们打着的伞为什 (4)气体的压强是由气体受到重力产生的。 么会感到明显的 800 ) 加重？ (5)气体对容器的压强是大量分子不断撞击器壁： 产生的。 ( 关键能力·合作探究 讲练设计探究重，点 要点1气体分子运动的特点和统计规律 B.分子速率最大的分子数占的比例最大 C.图中的T1<T2 探究导入如图，观察瓶中气体的运 D.温度越高，分子热运动越剧烈 动，总结出气体分子运动的特点。 [听课记录] …/名师点评/… 探究归纳 (1)温度升高时分子平均速率增大，但并不是每 个分子的速率都增大 1.气体分子运动的特点 (2)温度越高时速率大的分子所占据的百分比 (1)自由性：分子在两次碰撞之间，可认为不受 越大。 力，做匀速直线运动。 (2)无规则性：分子之间频繁地碰撞，使每个分子 针对训练 的速度大小和方向频繁地改变 1.(多选)下列关于气体分子运动的说法正确的是 (3)机会均等性：大量分子运动的杂乱无章，使得 () 分子在各个方向运动的机会均等。 A.分子除相互碰撞或跟容器壁碰撞外，可在空间 2.分子速率分布规律 自由移动 大量气体分子的速率分布呈现“中间多、两头少” B.分子的频繁碰撞致使它做杂乱无章的热运动 的规律，当温度升高时，“中间多”这一高峰向速： C.分子沿各个方向运动的机会相等 率大的一方移动，分子的平均速率增大，分子的 D.分子的速率分布毫无规律 热运动更剧烈。 :2.某种气体在不同温度下 [典例1]（多选）如图为一定质量的某种气体在某 的气体分子速率分布曲 两个确定的温度下，其分子速率的分布情况。下 线如图所示，图中f(o) 列说法正确的是 ( ) 表示)处单位速率区间 各速率区间的分子数 内的分子数百分比，所 占总分子数的百分比 T 对应的温度分别为T1、TⅡ、Tm,则TI、TⅡ、 T2 Tm的大小关系为 分子的 A.TI>TI>TI 速率 B.TI>TI>TI A.两种温度下的分子速率都呈“中间多、两头少”： C.TI>TI:TI>Tm 的分布 D.TI=TI=T 10 第一章分子动理论 要点2 气体压强的微观解释 :[典例2]如图所示，两个完全相同的圆柱形密闭 容器（容器容积恒定），甲中装满水，乙中充满空 探究导入如图，下大雨的时候， 气，则下列说法中正确的是 人们打着的伞为什么会感到明 显的压力？ A.两容器中器壁的压强都是由于分子撞击器壁 而产生的 B.两容器中器壁的压强都是由所装物质的重力 探究归纳 而产生的 1.气体压强的产生：单个分子碰撞器壁的冲力是短 C.甲容器中pA>pB,乙容器中C=pD 暂的，但是大量分子频繁地碰撞器壁，就会对器 D.当温度升高时，pA、pB变大，pcpp也要变大 壁产生持续、均匀的压力。所以从分子动理论的 [听课记录] 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。 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：气体分子的数密度（即单： /名师点评/ 位体积内气体分子的数目)越大，在单位时间内， 气体压强问题的解题思路 与单位面积器壁碰撞的分子数就越多，气体压强： (1)明确气体压强产生的原因—大量做无规 就越大。 则运动的分子对器壁频繁、持续地碰撞。压强 ②气体分子的平均速率：气体的温度越高，气体 就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平 分子的平均速率就越大，每个气体分子与器壁碰 均作用力。 撞时（可视为弹性碰撞）对器壁的冲力就越大；从 (2)明确气体压强的决定因素—气体分子的 另一方面讲，分子的平均速率越大，在单位时间 密集程度与分子的平均速率。只有明确了这两 内器壁受气体分子撞击的次数就越多，累积冲力： 个因素的变化，才能确定压强的变化，任何单个 就越大，气体压强就越大。 因素的变化都不能决定压强如何变化。 (2)宏观因素 针对训练 ①与温度有关：气体体积不变时，温度越高，气体 的压强越大。 3.某同学为了表演“轻功”，他站上 ②与体积有关：气体温度不变时，体积越小，气体 了一块由气球垫放的轻质硬板， 的压强越大。 如图所示。气球内充有空气，气 3.密闭气体压强与大气压强的不同 体的压强 ( ) (1)密闭气体压强：因密闭容器中的气体密度一 A.是由气体受到的重力产生的 般很小，由于气体自身重力产生的压强极小，可： B.是由大量气体分子不断地碰撞器壁而产生的 忽略不计，故气体压强由气体分子碰撞器壁产： C.大小只取决于气体分子数量的多少 生，大小由气体的分子密度和温度决定，与地球 D.大小只取决于气体温度高低 的引力无关，气体对上下左右器壁的压强大小都4.关于密闭容器中气体的压强，下列说法正确的是 是相等的。 (2)大气压强：大气压强是由于空气受到重力作 A.气体压强是由气体分子相互作用产生的 用紧紧包围地球而对浸在它里面的物体产生的 B.气体压强是由气体分子碰撞容器壁产生的 压强。如果没有地球引力作用，地球表面就没有 C.气体压强是由气体的重力产生的 大气，从而也不会有大气压。 D.气体温度越高，压强就一定越大 11 物理·选择性必修第三册 素养演练·提升技能 达标训练素养提高 1.夏天开空调，冷气从空调中吹进室内，则室内气 *f(v) ① 体分子的 ( ) A.热运动剧烈程度加剧 3 ④ B.平均动能变大 C.每个分子速率都会相应地减小 D.速率小的分子数所占的比例升高 A.曲线① B.曲线② 2.在没有外界影响的情况下，密闭容器内的理想气 C.曲线③ D.曲线④ 体静置足够长时间后，该气体 ( 5.(新情景题)下面的表格是某年某地区1~6月份 A.分子的无规则运动停息下来 的气温与气压对照表。 B.分子的速度保持不变 月份 1 2 C.分子的平均速率保持不变 平均气 1.4 3.9 10.7 19.626.7 30.2 D.每个分子的速度大小均相等 温/℃ 3.大量气体分子做无规则运动，速率有的大，有的 平均大气 小。当气体温度由某一较低温度升高到某一较 1.021 1.019 1.014 1.008 1.003 0.9984 压/(105Pa) 高温度时，关于分子速率的说法正确的是( A.温度升高时，每一个气体分子的速率均增加 根据上表数据可知，该年该地区从1月份到6 月份 B.在不同速率范围内，分子数的分布是均匀的 A.空气分子无规则热运动剧烈程度呈减小的 C.气体分子的速率分布不再呈“中间多、两头少”： 趋势 的分布规律 B.6月的任何一个空气分子的无规则热运动的 D.气体分子的速率分布仍然呈“中间多、两头少” 速率一定比它在1月时速率大 的分布规律 C.单位时间对单位面积的地面撞击的空气分子 4.如图，横坐标v表示分子速率，纵坐标()表示： 数呈减少的趋势 各等间隔速率区间的分子数占总分子数的百分： D.单位时间内地面上单位面积所受气体分子碰 比。图中曲线能正确表示某一温度下气体分子： 撞的总冲量呈增加的趋势 速率分布规律的是 ( )温馨提示 请做课时分层检测（二） 4 分子动能和分子势能 (1)知道温度是分子热运动平均动能的标志。 物理观念 (2)知道什么是分子势能，知道分子势能与分子间距离有关。 (3)知道什么是内能，了解内能与机械能的区别。 (1)理解分子力做功的特点。 科学思维 (2)理解物体的内能与哪些宏观量有关。 科学探究 探究分子力做功与分子势能变化的关系。 必备知识·自主梳理 预习新知夯实基础 一、分子动能 :2.平均动能：所有分子的动能的 叫作分子 1,分子动能：由于分子不停地做 运动而具 热运动的平均动能。 有的动能，叫作分子动能。 3.温度 (1)宏观含义：温度表示物体的冷热程度。 12