《人教版高中物理（选择性必修三）同步讲义+练习1.3分子运动速率分布规律（含解析）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教版高中物理（选择性必修三）同步讲义+练习1.3分子运动速率分布规律（含解析）（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1.3 分子运动速率分布规律知识点一、气体分子运动的特点1气体分子间距离大约是分子直径的10倍左右，通常认为除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，气体分子不受力的作用，做匀速直线运动2在某一时刻，向着任何一个方向运动的分子都有，而且向各个方向运动的气体分子数目几乎相等知识点二、分子运动速率分布图像1温度越高，分子热运动越剧烈2气体分子速率呈“中间多、两头少”的规律分布当温度升高时，某一分子在某一时刻它的速率不一定增加，但大量分子的平均速率一定增加，而且“中间多”的分子速率值增加(如图所示)知识点三、气压1气体压强的产生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，就会对器壁产生持续、均匀
2、的压力所以从分子动理论的观点来看，气体的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决定气体压强大小的因素(1)微观因素与气体分子的数密度有关：气体分子数密度(即单位体积内气体分子的数目)越大，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就越多，气体压强就越大与气体分子的平均速率有关：气体的温度越高，气体分子的平均速率就越大，每个气体分子与器壁碰撞时(可视为弹性碰撞)给器壁的冲力就越大；从另一方面讲，分子的平均速率越大，在单位时间内器壁受气体分子撞击的次数就越多，累计冲力就越大，气体压强就越大(2)宏观因素与温度有关：体积一定时，温度越高，气体的压强越大与体积有关：温度一定时，体积越小，
3、气体的压强越大3气体压强与大气压强的区别与联系气体压强大气压强区别因密闭容器内的气体分子的数密度一般很小，由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分子的数密度和温度决定，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强地面大气压强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大气压强最终也是通过分子碰撞实现对放入其中的物体产生压强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产生的例题1 （多选）（
4、2017新课标）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（）A图中两条曲线下面积相等B图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形C图中实线对应于氧气分子在100时的情形D图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目E与0时相比，100时氧气分子速率出现在0400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大【解答】解：A、由题图可知，在0和100两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积都应该等于1，即相等，故A正确；B、由图可知，具有最大比例的速率区间，0时对应的速率小，故
5、说明虚线为0的分布图象，故对应的平均动能较小，故B正确；C、实线对应的最大比例的速率区间内分子动能大，说明实验对应的温度大，故为100时的情形，故C正确；D、图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子占据的比例，但无法确定分子具体数目，故D错误；E、由图可知，0400 m/s段内，100对应的占据的比例均小于与0时所占据的比值，因此100时氧气分子速率出现在0400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较小，故E错误。故选：ABC。例题2 （2023黄浦区二模）如图，曲线和为某种气体在不同温度下的分子速率分布曲线，则（）A曲线对应状态的温度更高B曲线对应状态的速率的分布范围更广C曲线与横轴所围面积
6、更大D曲线对应状态的气体分子平均速率更小【解答】解：A、气体的温度越高，速率较大的分子所占的比例越大，曲线对应状态的温度更低，故A错误；B、由图像可知，曲线对应状态的速率的分布范围更广，故B错误；C、曲线下的面积表示分子速率从0所有区间内分子数的比率之和，为1，故曲线、与横轴所围面积相等，故C错误；D、由A得，曲线对应状态的温度更低，分子平均动能越小，则曲线对应状态的气体分子平均动能越小，平均速率更小，故D正确。故选：D。例题3 （2023春宿迁期末）一密闭容器中氧气分子在不同温度下的速率分布情况如下表所示，则（）速率区间/（ms1）100以下1002002003003004004005005
7、00600600700700800800900900以上各速率区间分子数占总分子数的百分比01.48.117.021.420.415.19.24.52.00.91000.75.411.917.418.616.712.97.94.63.9A氧气分子的数量可以取100000个，方便研究B随着温度的升高，所有氧气分子的动能都增大C与0相比，100时速率较大的氧气分子所占的比例更高D与0相比，100时各速率区间分子数占总分子数百分比的峰值向速率小的方向偏移【解答】解：A氧气分子在不同温度下的速率分布情况是统计规律，不一定取氧气分子的数量为100000个，故A错误；B.随着温度升高，氧气分子的平均动能增
8、加，但不是所有分子的速率都增加，即不是所有氧气分子的动能都增大，故B错误，CD由图表可知，与0相比，100时速率较大的氧气分子所占的比例更高，各速率区间分子数占总分子数百分比的峰值向速率大的方向偏移，故D错误，C正确。故选：C。例题4 （2023昌平区二模）关于一密闭容器中的氧气，下列说法正确的是（）A体积增大时，氧气分子的密集程度保持不变B温度升高时，每个氧气分子的运动速率都会变大C压强增大是因为氧气分子之间斥力增大D压强增大是因为单位面积上氧气分子对器壁的作用力增大【解答】解：A.体积增大时，氧气分子的密集程度减小，故A错误；B.温度升高时，氧气分子的平均动能增大，分子的平均速率增大，由于
9、碰撞等原因，某些分子的速率可能很小，因此温度升高，并不是每个氧气运动速率都会变大，故B错误；CD.气体的压强是指大量气体分子对容器壁的碰撞而产生的，并不是氧气分子的排斥力增大而产生的，单位面积上氧气分子对器壁的作用力增大，气体压强增大，故C错误，D正确。故选：D。例题5 （2023春深圳期末）对下列四幅图的描述正确的是（）A甲图中酱油的色素分子扩散到鸡蛋内的现象，说明分子在做热运动B乙图是显微镜下记录同一炭粒每隔30s的位置连线，连线就是炭粒运动的轨迹C丙图中压紧的铅块能吊住重物，说明分子间同时存在引力和斥力D丁图是气体分子的速率分布图像，由图可知T1T2【解答】解：A、甲图中酱油的色素分子扩
10、散到鸡蛋内的现象，说明分子在做热运动，故A正确；B、乙图是显微镜下记录同一炭粒每隔30s的位置连线，连线不是炭粒运动的轨迹，故B错误；C、丙图中压紧的铅块能吊住重物，说明分子间存在引力，故C错误；D、因为温度升高，速率大的分子比例变多，由图象知T1T2，故D错误。故选：A。1. （2023海淀区校级三模）下列说法中正确的是（）A用打气筒的活塞压缩气体很费力，说明分子间有斥力B在阳光照射下，可以观察到教室空气中飞舞的尘埃做无规则运动，属于布朗运动C一定质量的理想气体温度升高其压强一定增大D一定质量的理想气体温度升高其内能一定增大【解答】解：A、用打气筒打气时，里面的气体因体积变小，压强变大，所以
11、再压缩时就费力，与分子之间的斥力无关，故A错误；B、教室空气中飞舞的尘埃是大颗粒，其无规则运动的原因是由于受到重力和空气对它的作用力而形成的，但不是布朗运动，故B错误；C、由理想气体状态方程C可知，一定质量的理想气体当温度升高时，如果体积同时膨胀，则压强有可能减小，故C错误；D、理想气体不计分子势能，故温度升高时，分子平均动能增大，则内能一定增大，故D正确。故选：D。2. （2023春西城区校级期中）关于分子动理论，下列说法中正确的是（）A图甲“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，应先滴油酸酒精溶液，再撒痱子粉B图乙为水中某花粉颗粒每隔一定时间位置的连线图，连线表示该花粉颗粒做布朗运动的轨迹C
12、图丙为分子力F与分子间距r的关系图，分子间距从r0开始增大时，分子力先变小后变大D图丁为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线对应的温度较高【解答】解：A、“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，应先撒痱子粉，再滴油酸酒精溶液，否则很难形成单分子油膜，故A错误；B、图中的折线是花粉颗粒在不同时刻的位置的连线，并不是花粉颗粒的运动轨迹，也不是分子的运动轨迹，花粉颗粒在不停地做无规则运动，故B错误；C、根据分子力与分子间距的关系图，可知分子间距从r0增大时，分子力表现为引力，分子力先变大后变小，故C错误；D、由图可知，中速率大分子占据的比例较大，则说明对应的平均动能较大，故对应的温度较高，故D正确；故
13、选：D。3. （2023春苏州期中）体积都是1L的两个容器，装着质量相等的氧气，其中一个容器内的温度是0，另一个容器的温度是100。如图所示是根据两种不同情况下的分子速率分布情况绘制出的图像。下列说法中正确的是（）Aa线对应的温度是100Bb线表示的氧气分子的平均动能更大Ca线单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数多D这两个温度下具有最大比例的速率区间是相同的【解答】解：ABD、温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能越大，分子的平均动能是统计规律，所以温度为100的氧气相对0的氧气，其速率大的分子所占百分比较多，故这两个温度下具有最大比例的速率区间是不相同的，所以b线温度越高，所以
14、a线对应的温度是0，b线对应的温度是100，其表示的氧气分子的平均动能更大，故AD错误，B正确；C、体积都是1L的两个容器，装着质量相等的氧气，所以分子密集程度一样，但是b线对应的温度较高，分子平均速率较大，容器内气体压强较大，则单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数多，故C错误。故选：B。4. （多选）（2023春朝阳区期末）从分子动理论的观点来看，气体分子间距离比较大，分子间的作用力很弱，气体对容器的压强源于气体分子的热运动。当它们飞到器壁时，就会跟器壁发生碰撞（可视为弹性碰撞），对器壁产生作用力从而产生压强，如图所示。设气体分子的质量为m，气体分子热运动的平均速率为v。下列说法正确的是（）A气体分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，可视为匀速直线运动B在某一时刻，向各个方向运动的气体分子数目差距很大C每个气体分子跟器壁发生碰撞过程中，施加给器壁的冲量大小为2mvD若增大气体体积，则气体压强一定减小【解答】解：A、由于气体分子间的距离比较大，分子间的作用力很弱，通常认为，气体分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外不受力而做匀速直线运动，故A正确；B、分子的运动杂乱无章，在某一时刻，向各个方向运动的气体分子数目基本相等，故B错误；C、气体分子跟器壁的碰撞可视为弹性碰撞，则碰撞后气体分子原速率反弹，取碰撞后速度方向为正方向，对气体分子，根据动量定理得Imv
