第一章分子動理論3分子運動速率分布規律學習目標學法與考法1．初步了解什么是“統計規律”2．理解氣體分子運動的特點，知道氣體分子速率分布規律(重點)3．理解氣體壓強產生的微觀原因和影響氣體壓強的微觀因素(難點)學法：①理解氣體分子運動的特點，通過對氣體分子速率分布規律的學習，認識“統計規律”．②通過對氣體壓強產生的微觀原因的學習，知道影響氣體壓強的微觀因素考法：①考查對氣體分子運動特點的理解．②考查氣體分子的統計規律．③考查對氣體壓強及影響因素的理解知識導圖

課前?自主預習氣體分子運動的特點和統計規律1．氣體分子運動的特點氣體分子都在永不停息地做________運動，每個分子的運動狀態__________，每一時刻的運動情況完全是________、________的．2．現象某一事件的出現純粹是________的，但________偶然事件卻會表現出一定的規律．3．定義大量偶然事件表現出來的__________叫統計規律．無規則瞬息萬變偶然的不確定偶然大量的整體規律4．氣體分子速率分布規律(1)圖像：(2)規律：在一定________下，不管個別分子怎樣運動，氣體的多數分子的速率都在某個數值附近，表現出“__________________”的分布規律．當溫度________時，該分布規律不變，氣體分子的平均速率________，分布曲線的峰值向___________的一方移動．溫度中間多、兩頭少升高增大速率增大氣體分子運動具有什么特點？氣體分子運動速率按什么規律分布？【答案】氣體分子都在永不停息地做無規則運動．氣體分子的速率分布表現為“中間多、兩頭少”．下列關于氣體分子運動的特點，正確的說法是 (

)A．氣體分子運動的平均速率與溫度有關B．當溫度升高時，氣體分子的速率分布不再是“中間多、兩頭少”C．氣體分子的運動速率可由牛頓運動定律求得D．氣體分子的平均速度隨溫度升高而增大【答案】A【解析】氣體分子的運動與溫度有關，溫度升高時，平均速率變大，但仍遵循“中間多、兩頭少”的統計規律，A正確，B錯誤；分子運動無規則，而且牛頓定律是宏觀定律，不能用它來求微觀的分子運動速率，C錯誤；大量分子向各個方向運動的概率相等，所以穩定時，平均速度幾乎為零，與溫度無關，D錯誤．氣體壓強的微觀解釋1．產生原因大量氣體分子頻繁撞擊器壁，對器壁產生一個________的壓力，從而產生壓強．2．壓強特點氣體內部壓強___________．3．決定因素(1)氣體的________．(2)___________內的分子數．穩定處處相等溫度單位體積氣體壓強有什么特點？氣體壓強大小與哪些因素有關？【答案】氣體內部壓強處處相等．氣體壓強的大小與氣體的溫度、單位體積內的分子數有關．

(多選)對于氣體壓強的產生，下列說法正確的是

(

)A．氣體壓強是氣體分子之間的斥力產生的B．氣體對器壁的壓強是由于氣體的重力產生的C．氣體壓強是大量氣體分子頻繁碰撞器壁而產生的D．氣體壓強決定于單位體積中的分子數和氣體的溫度【答案】CD【解析】決定氣體壓強的因素是溫度和單位體積內的分子數．溫度越高，分子的平均動能越大；單位體積內分子數越多，碰撞器壁的分子數越多，壓強越大．另外氣體分子間距大，分子力可忽略，故氣體無一定形狀，其體積就是容器容積．課堂?重難探究－對氣體分子運動的特點和統計規律的理解1．氣體分子運動的特點(1)氣體分子之間有很大空隙．(2)氣體分子之間的相互作用力十分微弱，氣體分子可以自由地運動，可以充滿它所能達到的空間．(3)氣體分子運動時頻繁地發生碰撞，氣體分子向各個方向運動的機會相等．(4)速率分布表現為“中間多、兩頭少”．2．氣體分子統計規律(1)大量分子沿各個方向運動的機會均等．(2)麥克斯韋氣體分子速率分布規律：大量分子做無規則運動的速率有的大，有的小，但是卻按一定的規則分布，大多數分子的速率都在某個數值附近，離開這個數值越遠，分子數越少，表現出“中間多、兩頭少”的分布規律，如圖所示．

從麥克斯韋速率分布規律圖可以看出，當溫度升高時，“中間多、兩頭少”的分布規律不變，氣體分子的平均速率增大，分布曲線的峰值向速率大的一方移動．(3)溫度升高，氣體分子的平均速率增大，則速率大的分子所占比例增大．對氣體分子運動特點的理解例1

(多選)關于氣體分子的運動情況，下列說法中正確的是

(

)A．某一時刻具有任一速率的分子數目是相等的B．某一時刻一個分子速度的大小和方向是偶然的C．某一時刻向任意一個方向運動的分子數目相等D．某一溫度下大多數氣體分子的速率不會發生變化【答案】BC【解析】具有任一速率的分子數目并不是相等的，而是呈“中間多、兩頭少”的統計分布規律，A錯誤．由于分子之間頻繁地碰撞，分子隨時都會改變自己運動速度的大小和方向，因此在某一時刻一個分子速度的大小和方向完全是偶然的，B正確．雖然每個分子的速度瞬息萬變，但是大量分子的整體存在著統計規律．由于分子數目巨大，在某一時刻向任意一個方向運動的分子數目只有很小的差別，可以認為是相等的，C正確．某一溫度下，每個分子的速率仍然是瞬息萬變的，只是分子運動的平均速率相同，D錯誤．變式1在一定溫度下，某種氣體的速率分布應該是 (

)A．每個分子速度都相等B．每個分子速率一般都不相等，速率很大和速率很小的分子數目都很少C．每個分子速率一般都不相等，但在不同速率范圍內，分子數的分布是均勻的D．每個分子速率一般都不相等，速率很大和速率很小的分子數目很多【答案】B【解析】由麥克斯韋氣體分子速率分布規律知，氣體分子速率大部分集中在某個數值附近，速率很大和速率很小的分子數目都很少，B正確．對麥克斯韋氣體分子速率分布規律的理解A．在①狀態下，分子速率大小的分布范圍相對較大B．兩種狀態氧氣分子的平均速率相等C．隨著溫度的升高，氧氣分子中速率小的分子所占的比例增大D．①狀態的溫度比②狀態的溫度低例2氧氣分子在不同溫度下的速率分布規律如圖所示，橫坐標表示速率，縱坐標表示某一速率的分子數占總分子數的百分比，由圖可知 (

)【答案】D【解析】由題圖可知，②中速率大的分子占據的比例較大，則說明②對應的平均速率較大，故②對應的溫度較高，溫度高則分子速率大的占多數，即高溫狀態下分子速率大小的分布范圍相對較大，A、B錯誤，D正確；由題圖可知，隨著溫度的升高，氧氣分子中速率小的分子所占的比例減小，C錯誤．變式2

(多選)根據氣體分子動理論，氣體分子運動的劇烈程度與溫度有關，下列表格反映了氧氣分子速率分布規律．按速率大小劃分區間/(m·s－1)各速率區間的分子數占總分子數的百分率/%溫度為0℃時溫度為100℃時100以下1.40.7100～2008.15.4200～30017.011.9300～40021.417.4按速率大小劃分區間/(m·s－1)各速率區間的分子數占總分子數的百分率/%溫度為0℃時溫度為100℃時400～50020.418.6500～60015.116.7600～7009.212.9700～8004.57.9800～9002.04.6900以上0.93.9根據表格有四位同學總結出了以下規律，其中正確的是 (

)A．不論溫度有多高，速率很大和很小的分子總是占少數B．溫度變化時，“中間多、兩頭少”的分子分布規律發生改變C．某一溫度下，速率都在某一數值附近，離開這個數值越遠，分子越少D．溫度升高時，速率小的分子數增加【答案】AC【解析】從表格數據可看出，溫度升高時，速率大的分子數增多了，D錯誤；根據分子運動的特點，不論溫度有多高，速率很大和很小的分子總是少數的，A、C正確；溫度變化時，“中間多、兩頭少”的分子分布規律不會發生改變，B錯誤．對氣體分子速率分布規律的認識氣體分子運動的規律應從兩個方面理解：一是個別分子運動的偶然性，二是大量分子整體具有的規律性．不可把大量分子的統計結果用在個別分子上，也不能因為少量的差異去要求整體上規律的嚴密性．－對氣體壓強微觀解釋的理解1．氣體壓強產生的原因大量做無規則熱運動的分子對器壁頻繁、持續地碰撞產生了氣體的壓強．單個分子碰撞器壁的沖力是短暫的，但是大量分子頻繁地碰撞器壁，就對器壁產生持續、均勻的壓力．所以從分子動理論的觀點來看，氣體的壓強就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力．2．氣體壓強的決定因素宏觀因素微觀因素溫度體積氣體分子密度氣體分子平均速率在體積不變的情況下，溫度越高，氣體分子的平均速率越大，氣體的壓強越大在溫度不變的情況下，體積越小，氣體分子的密度越大，氣體的壓強越大氣體分子密度(即單位體積內氣體分子的數目)大，在單位時間內，與單位面積器壁碰撞的分子數就更多氣體的溫度高，氣體分子的平均速率就大，單個氣體分子與器壁的碰撞(可視作彈性碰撞)對器壁的撞擊力就大；從另一方面講，分子的平均速率大，在單位時間里器壁受氣體分子撞擊的次數就多，累積撞擊力就大3．氣體壓強與大氣壓強的區別與聯系比較氣體壓強大氣壓強區別(1)因密閉容器的氣體分子的密集程度一般很小，由氣體自身重力產生的壓強極小，可忽略不計，故氣體壓強由氣體分子碰撞器壁產生．(1)由于空氣受到重力作用緊緊包圍地球而對浸在它里面的物體產生的壓強．如果沒有地球引力作用，地球表面就沒有大氣，從而也不會有大氣壓強．比較氣體壓強大氣壓強區別(2)大小由氣體分子的密集程度和溫度決定，與地球的引力無關．(3)氣體對上下左右器壁的壓強大小都是相等的(2)地面大氣壓強的值與地球表面積的乘積，近似等于地球大氣層所受的重力值．(3)大氣壓強最終還是通過分子碰撞實現對放入其中的物體產生壓強聯系兩種壓強最終都是通過氣體分子碰撞器壁或碰撞放入其中的物體而實現的氣體壓強的理解例3

(多選)封閉在汽缸內一定質量的氣體，如果保持氣體體積不變，當溫度升高時，以下說法正確的是 (

)A．氣體的密度增大B．氣體的壓強增大C．氣體分子的平均速率減小D．每秒撞擊單位面積器壁的氣體分子數增加【答案】BD【解析】氣體的體積不變，對一定質量的氣體，單位體積內的分子數不變，當溫度升高時，分子的平均速率增大，每秒內撞擊單位面積器壁的分子數增加，撞擊力增大，壓強必增大．所以B、D正確，A、C錯誤．變式3

(多選)在某一容積不變的容器中封閉著一定質量的氣體，對此氣體的壓強，下列說法中正確的是 (

)A．氣體壓強是由重力引起的，容器底部所受的壓力等于容器內氣體所受的重力B．氣體壓強是由大量氣體分子對器壁的頻繁碰撞引起的C．容器以9.8m/s2的加速度向下運動時，容器內氣體壓強不變D．由于分子運動無規則，所以容器內壁各處所受的氣體壓強相等【答案】BCD【解析】氣體壓強是由大量氣體分子對器壁的頻繁碰撞引起的，它由氣體的溫度和單位體積內的分子數決定，與容器的運動狀態無關．故A錯誤，B、C、D正確．變式4

(2023年江門聯考)如圖所示，是模擬氣體壓強產生機理的演示實驗．操作步驟如下：①把一顆豆粒從距秤盤20cm處松手讓它落到秤盤上，觀察指針擺動的情況；②再把100顆左右的豆粒從相同高度均勻連續地倒在秤盤上，觀察指針擺動的情況；③使100顆左右的豆粒從40cm的位置均勻連續倒在秤盤上，觀察指針擺動的情況．下列說法正確的是

(

)A．步驟①和②模擬的是氣體壓強與氣體分子平均動能的關系B．步驟②和③模擬的是氣體壓強與分子密集程度的關系C．步驟②和③模擬的是大量氣體分子速率分布所服從的統計規律D．步驟①和②反映了氣體壓強產生的原因【答案】D【解析】步驟①和②都從相同的高度下落，不同的是豆粒的個數，故它模擬的是氣體壓強與分子密集程度的關系，也說明大量的豆粒連續地作用在盤子上能產生持續的作用力，即反映了氣體壓強產生的原因，A錯誤，D正確；步驟②和③的豆粒個數相同，讓它們從不同的高度落下，豆粒撞擊的速率不同，所以它們模擬的是氣體壓強與分子的速率的關系，或者說是氣體的壓強與氣體分子平均動能的關系，B、C錯誤．對氣體壓強的理解1．明確氣體壓強產生的原因——大量做無規則運動的分子對器壁頻繁、持續地碰撞．壓強就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力．2．明確氣體壓強的決定因素——氣體分子的密集程度和溫度．3．只有知道了這兩個因素的變化，才能確定壓強的變化，不能根據單個因素的變化確定壓強是否變化．小練?隨堂鞏固1．(多選)在研究熱現象時，我們采用統計方法．這是因為 (

)A．每個分子的運動速率隨溫度的變化是有規律的B．個別分子的運動不具有規律性C．在一定溫度下，大量分子的速率分布是確定的D．大量隨機事件的整體會表現出一定的規律性【答案】BCD【解析】大量分子運動的速率分布是有規律的，可以用統計方法得出，而個別分子的運動速率瞬息萬變，極無規律，故B、C、D正確．2．(多選)下列物理量，不能決定氣體壓強的是 (

)A．溫度 B．分子密集程度C．分子總數 D．分子種類【答案】CD【解析】氣體的壓強是由大量分子碰撞器壁而引起的，氣體分子的密集程度越大(即單位體積內分子數越多)，在單位時間內撞擊單位面積的器壁分子就越多，則氣體的壓強越大．溫度越高，整體上分子運動更加劇烈，分子撞擊器壁時對器壁產生的作