20162017学年高中物理第1章分子动理论第2节气体分子运动与压强学业分层测评鲁科版选修33
高中物理知识点总结：分子动理论、气体
一. 教学内容：分子动理论、气体本章的知识点：（一）分子动理论1、分子动理论的基本观点（1）物体是由大量分子组成①单分子油膜法测量分子直径用单分子油膜法粗测油分子直径的步骤。
测出一滴油的体积V；将油滴滴在水面上形成单分子油膜；测出油膜的面积S；算出油膜的厚度，即为油分子的直径d＝。
②阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数的测量值NA＝6.02×1023mol-1。
阿伏加德罗常数是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁。
此处所指微观物理量为：分子体积υ、分子的直径d、分子的质量m。
宏观物理量为：物体的体积V、摩尔体积Vm、物质的质量M、摩尔质量Mm、物质的密度ρ。
计算分子的质量：< 1263414971"> < style=' >计算（固体、液体）分子的体积（或气体分子所占的空间）：计算物质所含的分子数：< "0" 1263414974">③分子大小的计算对于固体和液体，分子的直径d＝对于气体，分子间的平均距离d＝（2）分子永不停息地做无规则运动?D?D布朗运动分子永不停息作无规则热运动的实验事实：扩散现象和布朗运动。
扩散现象在说明分子都在不停地运动着的同时，还说明了分子之间有空隙。
布朗运动是指悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，它间接地反映了液体分子的无规则运动。
液体分子永不停息的无规则运动是产生布朗运动的原因。
影响布朗运动激烈程度的因素：小颗粒的大小和液体的温度。
能做明显的布朗运动的小颗粒都是很小的，一般数量级在10-6m，这种小颗粒肉眼是看不见的，必须借助于显微镜。
（3）分子间存在着相互作用力分子间的引力和斥力同时存在，实际表现出来的分子力是它们的合力。
分子间的引力和斥力都随分子间的距离r的增大而减小，随分子间的距离r的减小而增大，但斥力的变化比引力快。
当r＝r0时，F引＝F斥，对外表现的分子力为0。
其中r0为分子直径的数量级，约为10-10m。
2019_2020学年高中物理第1章分子动理论第2节气体分子运动与压强学案鲁科版选修3_3
第2节气体分子运动与压强1.知道什么是统计规律，体会在研究大量偶然事件时采用统计方法的意义．2.知道气体分子运动速率的统计分布规律．(难点＋重点)3.理解气体压强的产生原因，知道温度、体积对气体压强的影响．(难点)一、偶然中的必然——统计规律某一事件的出现是偶然的，但大量的偶然事件却会表现出一定的规律，这种大量偶然事件表现出来的整体规律，叫做统计规律．二、气体分子速率分布规律每个气体分子运动的速率是不确定的．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．1．(1)气体分子的运动是杂乱无章的，没有一定的规律．( )(2)大量气体分子的运动符合统计规律．( )提示：(1)×(2)√三、气体的压强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频繁持续的碰撞产生的．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．明确气体压强的决定因素：气体温度与单位体积的分子数．2．(1)密闭气体的压强是由气体受到重力而产生的．( )(2)气体的温度越高，压强就一定越大．( )(3)大气压强是由于空气受重力产生的．( )提示：(1)×(2)×(3)√气体分子的运动规律1．实验一：抛掷硬币实验者抛掷次出现正面出现正面数m 次数n 的频率nm 棣莫佛 2 048 1 0610.518 1布丰 4 040 2 0480.506 9皮尔逊12 000 6 0190.501 6皮尔逊24 00012 0120.500 5这些数据说明，某一事件的出现纯粹是偶然的，但大量的偶然事件却会表现出一定的规律．这种大量偶然事件表现出来的整体规律，叫做统计规律．2．实验二：用伽耳顿板模拟分子的无规则运动实验过程与现象：(1)从伽耳顿板的入口投入一个小球，该小球在下落过程中先后与许多小钉发生碰撞，最后落入某一个狭槽内，重复几次实验，可以发现小球每次落入的狭槽不完全相同．这表明，在每一次实验中，小球落入某个狭槽内的机会是偶然的．(2)如果一次投入大量的小球，可以看到，落入每个狭槽内的小球数目是不相同的，在中央处的狭槽内小球分布得最多，离中央越远的狭槽内小球分布得越少，呈现一种“中间多，两头少”的分布规律(如图)．3．麦克斯韦气体分子速率分布规律(1)规律内容：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．(2)温度升高时，“中间多，两头少”的分布规律不变，速率大的分子数量增多，分布曲线的峰值向速率大的一方移动(如图)．一定量的气体，在某一温度下分子速率按“中间多、两头少”的规律分布，但对某个分子来说，其速率是不确定的．4．气体分子运动的特点(1)大量分子无规则运动，使气体分子间频繁碰撞．例如标准状况下，1个空气分子在1 s内跟其他空气分子碰撞的次数达65亿次．(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10－8m)，整体上呈现为杂乱无章的运动．(3)分子运动的杂乱无章，使得分子在各个方向运动的机会均等．(多选)关于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．某一温度下，大多数气体分子的速率不会发生变化[解析] 具有某一速率的分子数目并不是相等的，呈“中间多、两头少”的统计分布规律，选项A错误；由于分子之间频繁地碰撞，分子随时都会改变自己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，选项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运动存在着统计规律．由于分子数目巨大，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，选项C正确；某一温度下，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相同，选项D是错误的．[答案] BC牢记气体分子运动的规律：一是个别分子运动的偶然性，二是大量分子整体运动具有的规律性，不可把大量分子的统计结果用在个别分子上，也不能因为少量的差异去要求整体规律上的严密性.1.如图，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麦克斯韦速率分布规律的是( )A．曲线①B．曲线②C．曲线③ D．曲线④解析：选D.在气体系统中，速率很小、速率很大的分子较少，中等速率的分子所占比率较大，符合正态分布．速率曲线应如曲线④.气体的压强1．气体压强产生的原因：大量气体分子与器壁碰撞时，对器壁产生持续的压力，单位面积上的压力即为压强．由此可见，气体的压强是大量的气体分子频繁的碰撞器壁而产生的．2．气体压强大小的决定因素：单位体积内的气体的分子数越多，分子在单位时间内对单位面积器壁碰撞的次数越多，压强越大；温度越高，气体分子运动的平均速率越大，每个分子对器壁的碰撞作用力就越大，由此可知：气体的压强由气体分子的密度和温度决定．(多选)对于一定量的稀薄气体，下列说法中正确的是( )A．压强变大时，分子热运动必然变得剧烈B．保持压强不变时，分子热运动可能变得剧烈C．压强变大时，分子间的平均距离必然变小D．压强变小时，分子间的平均距离可能变小[解题探究] (1)影响气体压强的宏观因素有哪些？(2)影响气体压强的微观因素有哪些？[解析] 一定量的稀薄气体，可以认为是理想气体．气体的压强增大可能是由气体的体积缩小而引起的，不一定是分子的热运动变得剧烈所致，A错误；在气体的体积增大时，气体分子的热运动一定变得剧烈，压强才会保持不变，B正确；气体压强增大可能是由气体的体积缩小而引起，这样气体分子的平均距离会变小，也可能是由于分子的热运动变得剧烈所致，而气体的体积不变，这时气体分子的平均距离不会变小，C错误；如果气体分子的热运动变得缓慢时，气体的体积减小一些，即气体分子的平均距离减小一些，气体的压强也可能减小，D正确．[答案] BD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)明确气体压强的决定因素——气体分子的密集程度与平均动能．(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.2.对一定量的气体，若用N表示单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数，则( )A．当体积减小时，N必定增加B．当温度升高时，N必定增加C．当压强不变而体积和温度变化时，N必定变化D．当压强不变而体积和温度变化时，N可能不变解析：选C.单位时间内与器壁单位面积上相碰的分子数N既与分子数的密度有关，还与分子的平均速率有关，当气体体积减小时，分子数密度增加，但若温度很低，分子平均速率很小，N也不一定增加，A错误；当温度升高，分子的平均速率增大，但若体积增大，分子密度减小，N也不一定增加，B错误；当气体压强不变，则器壁单位面积受到的压力不变，由于温度变化，每个分子对器壁的冲力变化，N只有变化才能保持压强不变，故C正确，D 错误．气体压强与大气压强、液体压强的区别1．气体压强：因密闭容器中的气体密度一般很小，由气体自身重力产生的压强极小，可忽略不计，故气体对器壁的压强由气体分子对器壁的碰撞产生，大小由气体分子的密集程度和温度决定，与地球的引力无关，气体对器壁上下左右的压强是大小相等的．2．大气压强：大气压强从微观上说是由于大气分子频繁撞击地面的结果，从宏观上说是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，地面大气压的值与地球表面积的乘积，近似等于大气层所受的重力值．3．液体压强：液体压强是由于自身重力所产生的，失重后将不再产生压强．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，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3.如图所示，两个完全相同的圆柱形密闭容器，甲中恰好装满水，乙中充满空气，则下列说法中正确的是(容器容积恒定)( )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而产生的C．甲容器中p A>p B，乙容器中p C＝p DD．当温度升高时，p A、p B变大，p C、p D也要变大解析：选C.甲容器压强产生的原因是液体受到重力的作用，而乙容器压强产生的原因是分子撞击器壁，A、B错；液体的压强p＝ρgh，h A>h B，可知p A>p B，而密闭容器中气体压强各处均相等，与位置无关，故p C＝p D，C对；当温度升高时，p A、p B不变，而p C、p D增大，D错．[随堂检测]1．(多选)关于气体分子运动的特点，下列说法中正确的是( )A．由于气体分子间距离较大，所以气体很容易被压缩B．气体之所以能充满整个空间，是因为气体分子间相互作用的引力和斥力十分微弱，气体分子可以在空间自由运动C．由于气体分子间的距离较大，所以气体分子间根本不存在相互作用D．气体分子间除相互碰撞外，几乎无相互作用解析：选ABD.气体分子间距离较大，相互作用的引力和斥力很微弱，所以气体很容易被压缩，气体分子能自由运动，故A、B均正确．但气体间有相互作用，故C错误，D正确．2．某同学觉得一只气球体积比较小，于是他用打气筒给气球继续充气．据有关资料介绍，随着气球体积的增大，气球膜的张力所产生的压强逐渐减小，假设充气过程气球内部气体的温度保持不变，且外界大气压强也不变，则充气气球内部气体( ) A．压强增大B．单位体积内分子数增多C．单位体积内分子数减少D．分子的平均动能增大解析：选C.随着气球体积的增大，气球膜的张力所产生的压强逐渐减小，充气气球内部气体的压强减小，故选项A是错误的．温度不变，分子平均动能不变，压强减小，所以单位体积内分子数减少，故选项B、D是错误的，选项C是正确的．3．气体能够充满密闭容器，说明气体分子除相互碰撞的短暂时间外( )A．气体分子可以做布朗运动B．气体分子的动能都一样大C．相互作用力十分微弱，气体分子可以自由运动D．相互作用力十分微弱，气体分子间的距离都一样大解析：选C.布朗运动是指悬浮颗粒因受分子作用力不平衡而引起的悬浮颗粒的无规则运动，选项A错误；气体分子因不断相互碰撞其动能瞬息万变，因此才引入了分子的平均动能，选项B错误；气体分子不停地做无规则热运动，其分子间的距离大于10r0，因此气体分子间除相互碰撞的短暂时间外，相互作用力十分微弱，分子的运动是相对自由的，可以充满所能达到的整个空间，故选项C正确；气体分子在不停地做无规则运动，分子间距离不断变化，故选项D错误．4．如图是氧气分子在不同温度(0 ℃和100 ℃)下的速率分布，由图可得信息正确的是( )A．同一温度下，氧气分子速率呈现出“中间多，两头少”的分布规律B．随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增大C．随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例升高D．随着温度的升高，氧气分子的平均速率变小解析：选A.同一温度下，氧气分子速率呈现出“中间多，两头少”的分布规律，选项A 正确．随着温度的升高，氧气分子的平均速率变大，氧气分子中速率小的分子所占的比例减小，但不是每一个氧气分子的速率都增大，选项B、C、D错误．[课时作业]一、单项选择题1．下列说法中不正确的是( )A．气体体积等于容器的容积B．气体压强的大小取决于单位体积内的分子数和分子平均速率C．温度升高，大量气体分子中速率小的分子数减少，速率大的分子数增多D．一定质量的气体，温度一定时，体积减小，则单位时间内分子对单位面积容器壁的碰撞次数增多，压强增大解析：选B.决定气体压强的因素是温度和单位体积内的分子数．温度越高，分子的平均动能越大；单位体积内分子数越多，碰撞器壁的分子数越多，压强越大．另外气体分子间距大，分子力可忽略，故气体无一定形状，其体积就是容器体积．2．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．气体分子的密集程度增大，则气体的压强一定增大C．气体分子的平均动能增大，则气体的压强一定增大D．气体分子的平均动能增大，气体的压强有可能减小解析：选D.气体压强由气体分子的密度和平均动能共同决定，密集程度或平均动能增大，都只强调问题的一方面，也就是说，平均动能增大的同时，气体的体积可能也增大，使得分子密集程度减小，所以压强可能增大，也可能减小．同理，当分子的密集程度增大时，分子的平均动能可能增大，也可能减小，压强的变化不能确定．综上所述，正确选项为D.3.对一定质量的气体，通过一定的方法得到了分子数目f(v)与速率v的两条关系图线，如图所示，下列说法正确的是( )A．曲线Ⅰ对应的温度T1高于曲线Ⅱ对应的温度T2B．曲线Ⅰ对应的温度T1可能等于曲线Ⅱ对应的温度T2C．曲线Ⅰ对应的温度T1低于曲线Ⅱ对应的温度T2D．无法判断两曲线对应的温度关系解析：选C.一定质量的气体，温度升高时，速率大的分子数目增加，曲线的峰值向速率增大的方向移动，且峰值变小，由此可见，曲线Ⅱ对应的温度T2一定高于曲线Ⅰ对应的温度T1，故C项正确．4．下面的表格是某年某地区1～6月份的气温与气压对照表，则下列说法正确的是( )A．空气分子无规则热运动呈增强的趋势B．空气分子无规则热运动的情况一直没有变化C．单位时间内与单位面积地面撞击的空气分子数呈增多的趋势D．单位时间内与单位面积地面撞击的空气分子数一直没有变化解析：选A.气体温度升高，空气分子无规则热运动呈增强趋势，而气体压强在减小，故单位时间内与单位面积地面撞击的分子数在减小，所以A选项正确．5．在一个水温相同的游泳池中，一个小空气泡由水底缓慢向上浮起时，下列对空气泡内气体分子的描述中正确的是( )A．气体分子的平均速率不变B．气体分子密度增加C．气体分子单位时间内撞击气泡与液体界面单位面积的分子数增加D．气体分子无规则运动加剧解析：选A.气体温度不变，分子平均速率不变，故A正确，D错误．上浮过程中，气体压强减小，单位时间内与单位面积撞击的分子数减少，单位体积内分子数减少，故B、C均不正确．6．关于密闭容器中气体的压强，下列说法中正确的是( )A．是由气体受到的重力产生的B．是由气体间的相互作用力产生的C．是大量气体分子频繁地碰撞器壁所产生的D．容器运动的速率越大，气体的压强也就越大解析：选C.气体压强是大量分子频繁碰撞器壁产生的，受单位体积内气体的分子数和气体的温度影响而与气体的重力、容器的运动等因素都无关，故C项正确，A、B、D均不正确．7．大量气体分子做无规则运动，速率有的大，有的小，当气体温度由某一较低温度升高到某一较高温度时，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B．在不同速率范围内，分子数的分布是均匀的C．气体分子的速率分布不再呈“中间多，两头少”的分布规律D．气体分子的速率分布仍然呈“中间多，两头少”的分布规律解析：选D.温度升高时，分子速率分布规律不变，但分布曲线的峰值向速率大的一侧移动．二、多项选择题8．在研究热现象时，我们可以采用统计方法，这是因为( )A．每个分子的运动速率随温度的变化是有规律的B．个别分子的运动不具有规律性C．在一定温度下，大量分子的速率分布是确定的D．在一定温度下，大量分子的速率分布随时间而变化解析：选BC.少量分子运动无规律，大量分子呈现出一定规律．要研究大量分子，须采用统计法．9．下列哪些参量能决定气体的压强( )A．一定质量气体的体积和温度B．分子密度和温度C．分子总数和温度D．分子密度和分子种类解析：选AB.气体的压强是气体分子对容器壁频繁碰撞产生的，从微观的角度考虑，气体的压强大小是由分子的平均动能和分子的密集程度共同决定的，从宏观的角度考虑，一定质量的气体的压强与气体的温度和体积有关．故正确答案为A、B.10．对于一定质量的气体，当它们的压强和体积发生变化时，以下说法正确的是( ) A ．压强和体积都增大时，其分子平均动能不可能不变 B ．压强和体积都增大时，其分子平均动能有可能减小 C ．压强增大，体积减小时，其分子平均动能一定不变 D ．压强减小，体积增大时，其分子平均动能可能增大解析：选AD.质量一定的气体，分子总数不变，体积增大，单位体积内的分子数减少；体积减小，单位体积内的分子数增大，根据气体的压强与单位体积内的分子数和分子的平均动能这两个因素的关系，可判知A 、D 选项正确，B 、C 选项错误．11．通过大量实验可以得出一定种类的气体在一定温度下，其分子速率的分布情况，下表为0 ℃时空气分子的速率分布，图为速率分布图线，由图可知( )速率间隔(m/s) 分子数的大约比例⎝⎛⎭⎪⎫ΔN N100以下 0.01 100～200 0.08 200～300 0.15 300～400 0.20 400～500 0.21 500～600 0.17 600～700 0.10 700以上0.08A ．速率特别大的分子与速率特别小的分子都比较少B ．在400～500 m/s 这一速率间隔中分子数占的比例最大C ．若气体温度发生变化将不再有如图所示“中间多，两头少”的规律D ．当气体温度升高时，并非每个气体分子的速率均增大，而是速率大的气体分子所占的比例增大，使得气体分子平均速率增大解析：选ABD.由速率分布图线可知速率特别大的分子与速率特别小的分子都比较少，选项A正确．在400～500 m/s这一速率间隔中分子数占的比例0.21为最大，选项B正确．若气体温度发生变化将仍有如图所示“中间多，两头少”的规律，选项C错误．当气体温度升高时，并非每个气体分子的速率均增大，而是速率大的气体分子所占的比例增大，使得气体分子平均速率增大，选项D正确．三、非选择题12．根据实验测得的结果，气体分子的平均速率是很大的．如在0 ℃，氢气为1760 m/s，氧气为425 m/s.可是在一个房间里，打开香水瓶时，却无法立即闻到它的香味，这是什么缘故？解析：分子的速率虽然很大，但由于单位体积内的气体分子数也非常巨大，所以一个分子要前进一段距离是“很不容易”的．分子在前进的过程中要与其他分子发生非常频繁的碰撞(标准状况下，1个分子在1 s内大约与其他分子发生65亿次碰撞)，每次碰撞后，分子速度的大小和方向都会发生变化，所以它所经历的路程是极其曲折的．不排除有个别香水分子迅速地运动到人的鼻子处，但要想使人闻到香味，必须有相当数量的分子扩散到人的鼻子处，还需要较长的时间．答案：见解析。
高中物理第1章分子动理论第2节气体分子运动与压强学业分层测评鲁科版选修33
气体分子运动与压强( 建议用时： 45 分钟 )[ 学业达标 ]1．在研究热现象时，我们采纳统计方法．这是因为()A．每个分子的运动速率随温度的变化是有规律的B．个别分子的运动不拥有规律性C．在必定温度下，大批分子的速率散布是确立的D．在必定温度下，大批分子的速率散布也随时间而变化E．大批随机事件的整领会表现出必定的规律性【分析】大批分子运动的速率散布是有规律的，能够用统计方法，而个别分子的运动速率瞬间万变，极无规律，故B、 C、 E 选项正确．【答案】BCE2．以下对于气体分子运动的特色，正确的说法是()A．气体分子运动的均匀速率与温度相关B．当温度高升时，气体分子的速率散布不再是“中间多，两端少”C．气体分子的运动速率不可以由牛顿运动定律求得D．气体分子的均匀速度随温度高升而增大E．气体分子的均匀速率随温度高升而增大【分析】气体分子的运动与温度相关，温度高升时，均匀速率变大，但仍按照“中间多，两端少”的统计规律，A、 E 项正确， B 项错误；分子运动无规则，并且牛顿定律是宏观定律，不可以用它来求微观分子的运动速率，C项正确；大批分子向各个方向运动的概率相等，所以稳准时，均匀速度几乎为零，与温度没关，D项错误．【答案】ACE3．以下物理量哪些不可以决定气体的压强()【导学号：】A．温度B．分子密集程度C．分子总数D．分子种类E．分子的大小【分析】气体的压强是由大批分子碰撞器壁而惹起的，气体分子的密集程度越大( 即单位体积内分子数越多) ，在单位时间内撞击单位面积的器壁分子就越多，则气体的压强越大．温度越高，整体上分子运动更为强烈，分子撞击器壁时对器壁产生的作使劲越大，气体的是 C、 D、 E 选项．【答案】CDE4．下边对气体压强的理解，正确的选项是()A．气体压强是因为气体分子不停撞击器壁而产生的B．气体压强取决于单位体积内分子数随和体的温度C．单位面积器壁遇到大批气体分子的碰撞的作使劲就是气体对器壁的压强D．大气压强是由地球表面空气重力产生的，所以将张口瓶密闭后，瓶内气体离开大气，它自己重力太小，会使瓶内气体压强远小于外界大气压强E．在剖析容器内气体的压强时，气体的重力不可以忽视不计【分析】气体压强是因为气体分子不停撞击器壁而产生的， A 正确， E 错误；气体压强的大小取决于气体分子密度随和体分子的均匀速率，即取决于单位体积内的分子数随和体F的温度， B 正确；由p＝S知， C正确；固然大气压强是由地球表面空气重力产生的，但最后仍是经过分子碰撞实现对放入此中的物体产生压强，将张口瓶密封后，瓶内气体离开大气，瓶内气体压强仍等于外界大气压强， D 错误．【答案】ABC5．教室内的气温会遇到室外气温的影响，假如教室内上午10 时的温度为15 ℃，下午2 时的温度为25 ℃，假定大气压强无变化，则下午 2 时与上午10 时对比较，房间内的 ()【导学号：】A．空气分子密集程度减小B．空气分子的均匀速率增大C．空气分子的速率都增大D．空气质量减小E．空气质量增大【分析】温度高升，气体分子的均匀速率增大，均匀每个分子对器壁的冲力将变大，但气压并未改变，可见单位体积内的分子数必定减小，故 A 项、 D 项、 B 项正确， E 项错误；温度高升，其实不是全部空气分子的速率都增大，C项错误．【答案】ABD6．图 1-2-4 是氧分子在不一样温度(0℃和100℃)下的速率散布规律图，由图可得出哪些结论？ ( 起码答出两条)- 让每一个人同等地提高自我图 1-2-4【分析】①必定温度下，氧气分子的速率体现出“中间多，两端少”的散布规律；②温度越高，氧气分子热运动的均匀速率越大( 或温度越高，氧气分子运动越强烈) ．【答案】看法析7．气体压强和往常所说的大气压强是否是同一回事？若不是有何差别与联系？【分析】因密闭容器中的气体密度一般很小，由气体自己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，大小由气体的密度和温度决定，与地球的引力没关，气体对上下左右器壁的压强都是大小相等的．大气压强倒是因为空气遇到重力作用牢牢包围地球而对浸在它里面的物体产生的压强．假如没有地球引力作用，地球表面就没有大气，进而也不会有大气压．地面大气压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，大气压强最后仍是经过分子碰撞实现对放入此中的物体产生压强．【答案】看法析[ 能力提高 ]8．小刚同学为了表演“轻功”，用打气筒给 4 只同样的气球充以相等质量的空气，然后将它们搁置在水平木板上，再在气球的上方平放一块轻质塑料板，如图1-2-5所示．小刚同学在慢慢站上轻质塑料板中间地点的过程中，气球向来没有破碎．球内气体温度可视为不变．以下说法正确的选项是()图 1-2-5A．气球内气体的压强是因为气体重力而产生的B．气球内气体的压强是因为气体分子屡次碰撞器壁产生的C．球内气体分子间的分子力约为零D．气球内气体分子运动速率的散布规律不变E．气球内气体的体积是全部气体分子的体积之和【分析】气体的压强是因为气体分子屡次地碰撞器壁产生的，与分子的重力没关，故A 错， B 对；在常温常压下，气体分子之间的距离约为10－9 m，分子之间的分子力以为是零，故 C 对；温度不变，所以气体分子运动速率的散布规律不变，故D对；气体分子之间的距离远大于气体分子的大小，所以气体的体积要大于全部气体分子的体积之和，故 E 错．【答案】BCD9．图 1-2-6甲为丈量分子速率散布的装置表示图，圆筒绕此中心匀速转动，侧面开有狭缝 N，内侧贴有记录薄膜，M为正对狭缝的地点．从原子炉R中射出的银原子蒸气穿过屏上 S 缝后进入狭缝 N，在圆筒转动半个周期的时间内接踵抵达并堆积在薄膜上．睁开的薄膜如图乙所示， NP， PQ间距相等，则()图 1-2-6A．抵达M邻近的银原子速率较大B．抵达Q邻近的银原子速率较大C．抵达Q邻近的银原子速率为“中等”速率D．位于PQ区间的分子百分率大于位于NP区间的分子百分率E．位于PQ区间的分子百分率小于位于NP区间的分子百分率【分析】依据分子速率散布规律的“中间多，两端少”特色可知：M邻近的银原子速率较大，应选项A、C 正确， B 错误；PQ区间的分子百分率最大，应选项 E 错误， D 正确．【答案】ACD10．对必定量的气体，若用N表示单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数，则()【导学号：】A．当体积减小时，N必然增添B．当体积减小时，N可能减小C．当温度高升时，N不必定增添D．当压强不变而体积和温度变化时，N必然变化E．当压强不变而体积和温度变化时，N可能不变【分析】单位时间内与器壁单位面积相碰的分子数N既与分子密度相关，还与分子的均匀速率相关．当气体体积减小时，分子密度增添，但若温度降低，分子均匀速率变小，N 也不必定增添， A 错误， B 正确；当温度高升时，分子的均匀速率增大，但若体积增大，分子密度减小， N也不必定增添，C正确；当气体压强不变，则器壁单位面积遇到的压力不变，因为温度变化，均匀每个分子对器壁的冲力变化，N只有变化才能保持压强不变，故D正确，E错误．【答案】BCD11．从宏观上看，必定质量的气体仅温度高升或仅体积减小都会使压强增大，从微观上看，这两种状况有什么差别？【分析】因为必定质量的气体的压强是由单位体积内气体的分子数随和体的温度决定的．气体温度高升，即气体分子运动加剧，分子的均匀速率增大，分子撞击器壁的作使劲增大，故压强增大．气体体积减小时，固然分子的均匀速率不变，但单位体积内的分子数增加，单位时间内撞击容器的分子数增加，故压强增大，所以这两种状况在微观上是有区其他．【答案】看法析12．如图 1-2-7 所示，两个完整同样的圆柱形密闭容器，甲中装有与容器容积等体积的水，乙中充满空气，试问：图 1-2-7(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要素？( 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么变？【分析】(1) 对甲容器，上壁的压强为零，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上底面的竖直距离 x 的关系是 p＝ρgx；对乙容器，各处器壁上的压强盛小都相等，其大小决定于气体的分子数密度和温度．(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】看法析。
气体分子运动论
第一章 气体动理论§1 理想气体的压强和温度 一．理想气体的微观模型1．忽略分子大小（看作质点）分子线度分子间平均距离2．忽略分子间的作用力（分子与分子或器壁碰撞时除外） 3．碰撞为完全弹性4．分子服从经典力学规律二．平衡态理想气体分子的统计假设 1．按位置的均匀分布分子在各处出现的概率相同（重力不计）。
容器内各处分子数密度相同：n = dN/dV = N/V2．速度按方向的分布均匀由于碰撞,分子往各方向运动的概率相同2222310vv v v v v v z y x z y x ======其中⎺v 2x = (v 21x + v 22x + … + v 2N x )/N⎺v 2 = ⎺v 2x +⎺v 2y +⎺v 2z三．理想气体压强公式：分子平均平动动能：分子质量：分子数密度其中22213231v n n v n P t tμεμεμ===v i推导： 速度分组：数密度的数密度：∑=+→ii i i i n n v d v v n ρρρ一个分子碰壁一次对壁的冲量ix v μ2面光滑在y,z 方向冲量＝0 全部分子在dt 时间内对dA 的冲量()()∑=∑=∑=>iixi ixall ix i ix ix ix i ix v n dtdA v dtdA v n v v dtdA v n v I d 222μμμ压强2222223131v n p v n v n n v n n v n dtdA I d P x iixi iixi μμμμμ===∑∑=＝＝ 压强与平均平动动能的关系tt n P v εμε32212==压强是大量分子碰撞器壁单位面积作用力的统计平均值 四．温度的微观含义1．温度和平均平动动能的关系kTnkTP n P t t2332===εε 2．温度的统计意义标志分子无规运动的剧烈程度 只能用于大量分子的集体 3．方均根速率-分子速率的一种描述MRT kT v kTv t 33232122====μμε§2 能量均分定理,理想气体的内能 一．自由度● 决定物体空间位置所需独立坐标的数目 ● 自由质点：平动自由度t = 3 ● 刚体绕通过质心轴的转动：转动自由度 r= 3二． 能量按自由度的均分定理1.定理（用经典统计可证明）在温度为T 的热平衡态下，物质（气体，液体和固体）分子的每个自由度都具有相同的平均动能 kT 21.● 平均平动动能xyz θφψθ, φ ：轴方向ψ ：自转角度()kTkT v v v v v v t kT kT t z y x z y x z y x t 21212121213,232222222===========εεεμμμε ● 平均转动动能kT r r 2=ε● 平均振动能（动能＋势能）：假定是简谐振动：平均动能＝平均势能kT S kT S kT S v 2222=+=ε● 总自由度s r t i 2++=其中t —平动自由度r —转动自由度 s —振动自由度● 总能量:kT i 2=ε2．重要情况● 单原子分子（He ，Ar ）：kTkT i t i 2323====ε ● 刚性双原子分子（H 2，O 2）：绕对称轴的转动无意义不计ψ自由度kTr t i 255232r ==+=+==ε● 刚性多原子分子（H 2O ）：kTr t i 3633==+=+=ε ● 晶格点阵上的离子：kTs i 36322==⨯==ε 二．理想气体的内能1．内能:分子动能，分子中原子间的势能和分子间势能的总和 2．理想气体内能分子间势能为零内能只包括分子的平动，转动，振动动能和振动势能.内能只与T 有关。
高中物理 第1章 分子动理论 第2节 气体分子运动与压强知识导航素材 鲁科版选修33
第2节气体分子运动与压强思维激活1.用小滚珠做空气分子模型,把装有滚珠的杯子拿到秤盘上方某处,把1粒滚珠倒在秤盘上,秤的指针会摆动一下.再在相同的高处把100粒或更多的滚珠快速倒在秤盘上,秤的指针会在一个位置附近摆动,如图1-2-1,如果使这些滚珠从更高的位置倒在秤盘上,可以观察到秤的指针所指示的压力更大.想一想,为什么?图1-2-1提示：在一定时间内,碰撞的滚珠越多,产生的压力越大,滚珠数一定,位置越高,与秤盘碰前的速度越大,产生的压力越大.2.如图1-2-2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等体积的水,乙中充满空气,试问：图1-2-2(1)两容器各侧壁压强大小关系及压强的大小决定于哪些因素?(容器容积恒定不变)(2)若让两容器同时做自由落体运动,容器侧壁上所受压强如何变化?提示：(1)水的压强取决于水的深度,且在同样高度的水平面上,水对各个方向上的压强相等,因此,甲容器器壁的压强越靠近容器底部压强越大.气体对容器的压强处处相等,它对器壁的压强取决于气体的温度和分子密度.(2)若让两个容器自由下落,甲中的水处于完全失重状态,这时它对器壁的压力为零,因此它对器壁没有压强,而乙中气体压强仍和静止时一样,没有发生变化.自主整理1．气体分子运动的特点（1）分子间的距离较大,气体分子间的作用力非常微弱,除碰撞外不受任何力的作用,可以在空间自由移动,常温下大多数气体分子的速率都达到百米/秒.(2)分子之间的频繁碰撞使得分子的运动是无规则的,每个气体分子在某时刻的运动情况无法预测,但就大量的分子运动而言,呈现出统计规律,主要有下面几点:①气体分子向各个方向运动的机会相同.②分子速率按_____________的规律分布,即分子运动速率很小和很大的都少,而在某一速率区间的分子速率最多.③在一定温度下,某种气体的分子速率分布是确定的,分子有一定的平均速率,温度越________,分子的平均速率越大.2．气体的压强气体的压强是_____________________而产生的.气体的压强是大量分子作用在器壁单位面积上的___________.决定气体压强的因素是___________和___________,气体分子的温度越高,每个分子撞击器壁的作用力越大;单位体积内的分子数越多,单位时间内撞击器壁的分子数越多.两个因素决定着大量分子作用在器壁单位面积上的平均作用力,即气体压强的大小.高手笔记1.统计规律是对大量偶然事件整体起作用的规律.在“大数量”现象中出现的新现象的最重要特点就是在一定宏观条件下的稳定性，这就是由统计规律所制约的.包含着大数量粒子的体系,作为整体看来,它与个别粒子有本质的不同.对于这样的体系,统计规律所制约的稳定的联系是现象的本质的和必然的联系.2.气体分子运动特点(1)气体分子间距离较大,气体分子可看成无大小的质点;(2)气体分子间的作用力十分微弱,可认为除相互碰撞外无作用力.(3)单个气体分子的运动无规则,但大量气体分子的热运动中,分子向各个方向运动的机会(率)相等.我们常把满足上述条件的气体称为理想气体.3.气体分子速率分布规律大量气体分子的热运动中,分子速率按一定规律分布,呈现出“中间多，两头少”的现象.当温度升高时，速率大的分子数增加，但仍然是“中间多，两头少”的规律，只是分子的平均速率增大了.4.气体的压强(1)气体的压强是大量气体分子频繁碰撞器壁而产生的.大量分子不断撞击器壁,对器壁产生持续均匀的压力,从而产生压强.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)定量分析可得气体压强的微观表达式为p=k E n 032其中n 0表示单位体积内的气体分子数,k E 表示气体分子的平均动能.从公式不难知道影响气体压强的因素有两个:分子的密集程度和气体分子的平均动能.对一定质量的气体来说,体积大小会影响分子的密集程度,温度的高低决定了分子的平均动能.因此,宏观上表现出来的影响气体压强的因素是气体的体积和温度.名师解惑1.气体分子运动的统计规律剖析：(1)统计规律:由于物体是由数量极多的分子组成的,这些分子并没有统一的运动步调,单独看来,各个分子的运动都是不规则的,带有偶然性,但从总体来看,大量分子的运动却有一定的规律,这种规律叫统计规律.(2)气体分子沿各个方向运动的机会(几率)相等.(3)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，分子的平均速率增大，分子的热运动剧烈，因此说，温度是分子平均动能的标志.2.气体压强的微观意义剖析：(1)产生原因大量做无规则热运动的分子对器壁频繁、持续地碰撞产生气体的压强.单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的,但是大量分子频繁的碰撞器壁,就对器壁产生持续、均匀的压力.所以从分子动理论的观点看来,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微观因素:气体压强由气体分子的密度和平均动能决定:①气体分子密度(即单位体积内气体分子的数目)大,在单位时间内,与单位面积器壁碰撞的分子数就多;②气体的温度高,气体分子的平均动能就大,每个气体分子与器壁的碰撞(可视作弹性碰撞)给器壁的冲力就大;③从另一方面讲,分子的平均速率大,在单位时间里器壁受气体分子撞击的次数就多,累计冲力就大.宏观因素:气体的体积增大,分子密度变小.在此情况下,如温度不变,气体压强减小;如温度降低,气体压强进一步减小;如温度升高,则气体压强可能不变,可能变化,由分子密度变化和温度变化两个因素中哪一个起主导地位来定.3.气体压强与大气压强的区别剖析：因密闭容器中的气体密度一般很小,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,大小由气体的密度和温度决定,与地球的引力无关,气体对上下左右器壁的压强都是大小相等的.大气压却是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.地面大气压的值与地球表面积的乘积,近拟等于地球大气层所受的重力值,大气压强最终还是通过分子碰撞实现对放入其中的物体产生压强.讲练互动【例1】气体分子永不停息地做无规则运动,同一时刻都有向不同方向运动的分子,速率也有大有小,下表是氧气分别在0 ℃和100 ℃时,同一时刻在不同速率区间内的分子数占总分子A.气体分子的速率大小基本上是均匀分布的,每个速率区间的分子数大致相同B.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C.随着温度升高,气体分子的平均速度增大D.气体分子的平均速率基本上不随温度的变化而变化解析：由表格可以看出在0 ℃和100 ℃两种温度下,分子速率在200 m/s—700 m/s之间的分子数的比例较大,由此可得出B正确.再比较0 ℃和100 ℃两种温度下,分子速率较大的空间,100 ℃的分子数所占比例较大,而分子速率较小的区间,100 ℃的分子数所占比例较小,故100 ℃的气体分子平均速率高于0 ℃的气体分子平均速率,故C正确.答案：BC绿色通道表中只是给出了氧气在0 ℃和100 ℃两个温度下的速率分布情况,通过分析比较可得出:(1)在一定温度下,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比例较多；这个规律对任何气体都是适用的.变式训练1.一定温度下,气体分子运动的速度分布规律是（）A.每个分子的速率都不相等,但是平均速率保持不变B.每个分子的速率都相等C.每个分子的速率都不相等,速率大的分子少,速率小的分子多D.每种速率的分子都有一定数量,速率很大和速率很小的分子数都非常少答案：D【例2】对于一定量的气体,下列四个论述中正确的是（）A.当分子热运动变剧烈时,压强必变大B.当分子热运动变剧烈时,压强可以不变C.当分子间的平均距离变大时,压强必变小D.当分子间的平均距离变大时,压强必变大解析：一定量气体的压强,从宏观角度看是由温度和分子密度共同决定的,从微观角度看是由分子热运动的剧烈程度和分子间的平均距离共同决定的,在这两个影响气体压强的因素中,若仅已知其中某一个因素的变化情况,而另一个因素的变化情况不知道,就不能确定气体压强的变化情况,故上述的四个选项中只有B是正确的.答案：B绿色通道根据决定气体压强的两个因素,分析判断气体压强的变化情况是本章的重点,解答此类问题一定要同时分析温度和密度两个因素对气体的影响,如果只根据其中的一个因素进行分析,就会得出错误的判断.变式训练2.关于密闭容器中气体的压强,下列说法中正确的是（）A.是由气体受到的重力所产生的B.是由气体间的相互作用力产生的C.是大量气体分子频繁地碰撞器壁所产生的D.容器运动的速度越大,气体的压强也就越大答案：C3.如图1-2-3所示,密闭气缸内装有某种气体,则气体对气缸内壁A、B两点压强为p A、p B，若在完全失重状态下，气体对气缸内壁两点的压强为p A′、p B′，则（）图1-2-3A.p A>p B,p A′>p B′B.p A<p B,p A′=p B′C.p A=p B,p A′=p B′D.无法确定答案：C体验探究【问题1】通过实验探究气体分子的运动特点.导思：1.速率选择器的工作原理:速率选择器工作时其两个圆盘是和轴一起以一定的角速度ω转动的,当气体分子以一定的速度打到第一个盘上通过狭缝继续向前传播,当到达第二个圆盘时,其盘上的狭缝已经转过了一定的角度,故只有满足一定速率的分子才能通过第二道狭缝打到接收屏上,由于两个盘之间的距离一定,故只要调解ω的大小,就可以起到速率选择的目的.2.关于统计规律,有这样一个古老而且有趣的实验可以帮助我们来理解:把一枚硬币抛起观察其落地后哪面朝上,当抛的次数相当多时,会发现这样的规律:正面朝上和背面朝上的次数几乎一样多.由此我们可以看出统计规律是存在的探究：器材:分子速率发射器、速率选择仪、接收屏.实验步骤:(1)按图1-2-4实验示意图安装仪器:图1-2-4(2)调整速率选择器选择速率的范围.0—100根据实验数据,以分子速率为横坐标,以分子数百分比为纵坐标,绘出图线.图1-2-5探究结论：气体分子的运动特点遵守如下统计规律:(1)气体分子向各个方向运动的机会相同.(2)分子速率按“中间多，两头少”的规律分布，即大多数分子运动速率都在某一数值附近，离开这个数量越远，分子数越小.速率分布曲线如图所示.(3)在一定温度下,某种气体的分子速率分布是确定的,分子有一定的平均速率.温度越高,分子的平均速率越大.【问题2】用打气筒给自行车胎打气越打越费力,你怎样解释这一现象?导思：气体的压强是大量的气体分子频繁地碰撞容器壁而产生的,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,气体压强的大小,取决于两个因素:一个是气体分子的平均动能,另一个是分子的密集程度,从宏观角度上讲,气体压强取决于温度体积.探究:李明:给自行车打气时,由于分子间存在斥力,因此,越打气越多,斥力越明显,故越费力.焦珊:对于气体来说,分子间距离总是大于r0,不可能达到小于0,故气体分子间分子力表现为引力,因而,越打越省力,不会出现越打越费力的现象,故李明同学说的不对.刘国政:李明同学说的不对,因为气体分子间距离是大r0,不应表现为斥力.焦珊说的也不对,因为事实是越打越费力.王龙:分子间表现为斥力,分子间距离r要小于r0,对气体来说,分子间距离总是大于r0,不可能达到小于r0,气体分子可以自由运动,达到它所能达到的空间,即气体分子间束缚力非常弱,而且一定总是表现为微弱的分子引力,打气越打越费劲,是因为气体能产生压强的缘故,一定气体、体积越小，压强越大，即气体分子密度越大，压强越大，给车胎打气，越打车胎内气体分子密度越大，则压强越大，所以越费力.探究结论:打气越打越费劲,是因为气体能产生压强的缘故,一定气体体积越小,压强越大. 教材链接教材P11《讨论与交流》由于受基因、年龄等因素的影响，人群中每个人的身高不相同.图1-2-6是某小学三年级学生的身高统计分布直方图.学生身高的分布有什么规律?出现人数最多的身高是多少?请你与同学讨论交流.图1-2-6 某小学三年级学生身高分布直方图答：学生身高分布规律为中间多两端少,出现人数最多的身高为133 cm.教材P14《讨论与交流》如图1-2-7所示,将一个没有充满气的篮球夹在两块木板之间压紧,用手摸篮球会觉得它很硬.如果将两块木板拿开再用手摸会觉得它很软.请你与同学讨论交流,从微观角度解释这一现象.图1-2-7 没有充满气的篮球答：篮球夹在两木板间压紧时,体积变小,单位体积内分子数目增多,压强增大.。
高考物理知识点：分子动理论、热、功、气
高考物理知识点：分子动理论、热、功、气高考物理知识点：分子动理论、热、功、气1.分子动理论(1)物质是由大量分子组成的分子直径的数量级一样是10-10m。
(2)分子永不停息地做无规则热运动。
①扩散现象：不同的物质互相接触时，能够彼此进入对方中去。
温度越高，扩散越快。
②布朗运动：在显微镜下看到的悬浮在液体(或气体)中微小颗粒的无规则运动，是液体分子对微小颗粒撞击作用的不平稳造成的，是液体分子永不停息地无规则运动的宏观反映。
颗粒越小，布朗运动越明显;温度越高，布朗运动越明显。
(3)分子间存在着相互作用力分子间同时存在着引力和斥力，引力和斥力都随分子间距离增大而减小，但斥力的变化比引力的变化快，实际表现出来的是引力和斥力的合力。
2.物体的内能(1)分子动能：做热运动的分子具有动能，在热现象的研究中，单个分子的动能是无研究意义的，重要的是分子热运动的平均动能。
温度是物体分子热运动的平均动能的标志。
(2)分子势能：分子间具有由它们的相对位置决定的势能，叫做分子势能。
分子势能随着物体的体积变化而变化。
分子间的作用表现为引力时，分子势能随着分子间的距离增大而增大。
分子间的作用表现为斥力时，分子势能随着分子间距离增大而减小。
对实际气体来说，体积增大，分子势能增加;体积缩小，分子势能减小。
(3)物体的内能：物体里所有的分子的动能和势能的总和叫做物体的内能。
任何物体都有内能，物体的内能跟物体的温度和体积有关。
(4)物体的内能和机械能有着本质的区别。
物体具有内能的同时能够具有机械能，也能够不具有机械能。
3.改变内能的两种方式(1)做功：其本质是其他形式的能和内能之间的相互转化。
(2)热传递：其本质是物体间内能的转移。
(3)做功和热传递在改变物体的内能上是等效的，但有本质的区别。
4.能量转化和守恒定律5.热力学第一定律(1)内容：物体内能的增量(ΔU)等于外界对物体做的功(W)和物体吸取的热量(Q)的总和。
高中物理第1章分子动理论第2节气体分子运动与压强教师用书鲁科版选修33
第2节气体分子运动与压强学习目标知识脉络1.初步了解什么是“统计规律”．2．理解气体分子运动的特点，知道气体分子速率分布规律．(重点)3．理解气体压强产生的微观原因，知道影响压强的微观因素．(难点)偶然中的必然——统计规律[先填空]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．现象某一事件的出现纯粹是偶然的，但大量的偶然事件却会表现出一定的规律．3．定义大量偶然事件表现出来的整体规律．4．气体分子速率分布规律(1)图象图121(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，该分布规律不变，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．[再判断]1．气体的温度升高时，所有气体分子的速率都增大．(×)2．某一时刻气体分子向任意一个方向运动的分子数目近似相等．(√)3．某一温度下大多数气体分子的速率不会发生变化．(×)[后思考]气体分子运动的统计规律有几个特点？【提示】(1)气体分子沿各个方向运动的机会(几率)相等．(2)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．[合作探讨]探讨1：为什么气体会充满它能到达的整个空间？【提示】由于气体分子间的距离比较大，分子间作用力很弱．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，因而气体会充满它能达到的整个空间．探讨2：为什么说分子的运动是杂乱无章的，但大量分子的运动会表现出一定的规律性？【提示】气体分子的密度很大，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，所以分子的运动杂乱无章，在某一时刻，向着各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都相等，所以说大量分子的运动会表现出一定的规律性．[核心点击]1．气体的微观结构特点(1)气体分子间的距离较大，大于10r0(10－9m)，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．2．气体分子运动的特点(1)气体分子可以在空间自由移动而充满它所能到达的任何空间．(2)气体分子间频繁发生碰撞一个空气分子在1 s内与其他分子的碰撞达亿次之多，分子的频繁碰撞使每个分子速度的大小和方向频繁地发生改变，造成气体分子杂乱无章地做无规则运动．(3)某时刻，气体分子沿各个方向运动的概率相同．某时刻，沿任何方向运动的分子都有，且沿各个方向运动的分子数目是相等的．1．气体分子永不停息地做无规则运动，同一时刻都有向不同方向运动的分子，速率也有大有小．下表是氧气分别在0 ℃和100 ℃时，同一时刻在不同速率区间内的分子数占总分子数的百分比，由表能得出结论( )按速率大小划分的区间(m/s)各速率区间的分子数占总分子数的百分比(%) 0 ℃100 ℃100以下100～200 200～300 300～400 400～500 500～600 600～700 700～800 800～900 900以上8．117．021．420．415．19．24．52．00．95．411．917．418．616．712．97．94．63．9A.B．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C．随着温度升高，气体分子的平均速率增大D．气体分子的平均速率基本上不随温度的变化而变化E．随着温度的升高，速率大的分子数变多【解析】根据表格数据，逐项分析如下：选项分析结论A两种温度下，速率低于200 m/s和高于700 m/s的分子数比例明显较小×B分子速率在200 m/s～700 m/s之间的分子数比例较大√C 比较0 ℃和100 ℃两种温度下，分子速率较大的区间，100 ℃的分子数所占比例较大，而分子速率较小的区间，0 ℃的分子数所占比例较大．气体分子的平均速率随温度升高而增大√D 比较0 ℃和100 ℃两种温度下，可看到气体分子的平均速率随温度的变化而变化×E比较0 ℃和100 ℃两种温度下，100 ℃时速率大的分子数占总分子数的百分比变大√2．某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图122所示，图中f(v)表示v处单位速率区间内的分子数百分率，所对应的温度分别为TⅠ、TⅡ、TⅢ，则TⅠ、TⅡ、TⅢ的高低关系为________.【导学号：】图122【解析】一定质量的气体，温度升高时，速率增大的分子数目增加，曲线的峰值向速率增大的方向移动，且峰值变小，由此可知TⅢ>TⅡ>TⅠ.【答案】TⅢ>TⅡ>TⅠ气体分子速率分布规律表中只是给出了氧气在0 ℃和100 ℃两个温度下的速率分布情况，通过分析比较可得出：1．在一定温度下，气体分子的速率都呈“中间多、两头少”的分布．2．温度越高，速率大的分子比例较大．这个规律对任何气体都是适用的．气体的压强[先填空]1．产生原因大量气体分子频繁撞击器壁，对器壁产生一个稳定的压力，从而产生压强．2．压强特点气体内部压强处处相等．3．决定因素(1)气体的温度．(2)单位体积内的分子数．[再判断]1．气球内气体压强是由于气体重力作用产生的．(×)2．影响气体压强的因素有温度、体积．(√)3．当温度升高时，气体压强一定变大．(×)[后思考]用小滚珠作空气分子模型，把装有滚珠的杯子拿到秤盘上方某处，把1粒滚珠倒在秤盘上，秤的指针会摆动一下．再在相同的高处把100粒或更多的滚珠快速倒在秤盘上，秤的指针会在一个位置附近摆动，如图123，如果使这些滚珠从更高的位置倒在秤盘上，可以观察到秤的指针所指示的压力更大．想一想，为什么？图123【提示】释放位置越高，滚珠对秤盘的冲击力越大．[合作探讨]探讨1：气体压强是由气体分子间的相互作用产生的吗？【提示】不是．气体压强是由大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的．探讨2：气体压强和大气压是一回事吗？【提示】不是．气体压强由气体分子频繁地碰撞器壁产生，大小由气体的体积和温度决定，与地球引力无关；大气压强是由于空气受到重力作用而对浸在其中的物体产生的压强，随高度的升高而减小，如果没有地球引力作用，地球表面就没有大气，也就没有大气压强．[核心点击]1．产生原因大量做无规则热运动的分子对器壁频繁、持续地碰撞产生了气体的压强．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，就对器壁产生持续、均匀的压力．所以从分子动理论的观点来看，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．气体压强的决定因素宏观因素微观因素温度体积气体分子密度气体分子平均速率在体积不变的情况下，温度越高，气体分子的平均速率越大，气体在温度不变的情况下，体积越小，气体分子的气体分子密度(即单位体积内气体分子的数目)大，在单位时间内，与气体的温度高，气体分子的平均速率就大，单个气体分子与器壁的碰撞(可视作弹性碰撞)给器壁的撞击力就大；从另一方面讲，分子的的压强越大密度越大，气体的压强越大单位面积器壁碰撞的分子数就多平均速率大，在单位时间里器壁受气体分子撞击的次数就多，累计撞击力就大气体压强大气压强区别(1)因密闭容器的气体分子的密集程度一般很小，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．(1)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．区别(2)大小由气体分子的密集程度和温度决定，与地球的引力无关．(3)气体对上下左右器壁的压强大小都是相等的.(2)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．(3)大气压强最终还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实现的.3．封闭在气缸内一定质量的气体，如果保持气体体积不变，当温度升高时，以下说法正确的是( )【导学号：】A．气体的密度增大B．气体的压强增大C．气体分子的平均速率减小D．每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增加E．气体分子的疏密程度不变【解析】气体的体积不变，对一定质量的气体，单位体积内的分子数不变，当温度升高时，分子的平均速率增大，每秒内撞击单位面积器壁的分子数增加，撞击力增大，压强必增大．所以B、D、E项正确，A、C均不正确．【答案】BDE4．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频繁碰撞引起的C．容器以 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E．容器以 m/s2的加速度向上运动时，容器内气体的压强增大【解析】气体压强是由大量气体分子对器壁的频繁碰撞引起的，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、E错误，B、C、D正确．【答案】BCD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)明确气体压强的决定因素——气体分子的密集程度与温度．(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．学业分层测评(二)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．在研究热现象时，我们采用统计方法．这是因为( )A．每个分子的运动速率随温度的变化是有规律的B．个别分子的运动不具有规律性C．在一定温度下，大量分子的速率分布是确定的D．在一定温度下，大量分子的速率分布也随时间而变化E．大量随机事件的整体会表现出一定的规律性【解析】大量分子运动的速率分布是有规律的，可以用统计方法，而个别分子的运动速率瞬息万变，极无规律，故B、C、E选项正确．【答案】BCE2．下列关于气体分子运动的特点，正确的说法是 ( )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不能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E．气体分子的平均速率随温度升高而增大【解析】气体分子的运动与温度有关，温度升高时，平均速率变大，但仍遵循“中间多，两头少”的统计规律，A、E项正确，B项错误；分子运动无规则，而且牛顿定律是宏观定律，不能用它来求微观分子的运动速率，C项正确；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 项错误．【答案】 ACE3．下列物理量哪些不能决定气体的压强( )【导学号：】A ．温度B ．分子密集程度C ．分子总数D ．分子种类E ．分子的大小【解析】 气体的压强是由大量分子碰撞器壁而引起的，气体分子的密集程度越大(即单位体积内分子数越多)，在单位时间内撞击单位面积的器壁分子就越多，则气体的压强越大．温度越高，整体上分子运动更加剧烈，分子撞击器壁时对器壁产生的作用力越大，气体的压强就越大．故决定气体压强的因素是分子密集程度和气体的温度，故不能决定气体压强的是C 、D 、E 选项．【答案】 CDE4．下面对气体压强的理解，正确的是( ) A ．气体压强是由于气体分子不断撞击器壁而产生的 B ．气体压强取决于单位体积内分子数和气体的温度C ．单位面积器壁受到大量气体分子的碰撞的作用力就是气体对器壁的压强D ．大气压强是由地球表面空气重力产生的，因此将开口瓶密闭后，瓶内气体脱离大气，它自身重力太小，会使瓶内气体压强远小于外界大气压强E ．在分析容器内气体的压强时，气体的重力不能忽略不计【解析】 气体压强是由于气体分子不断撞击器壁而产生的，A 正确，E 错误；气体压强的大小取决于气体分子密度和气体分子的平均速率，即取决于单位体积内的分子数和气体的温度，B 正确；由p ＝FS知，C 正确；虽然大气压强是由地球表面空气重力产生的，但最终还是通过分子碰撞实现对放入其中的物体产生压强，将开口瓶密封后，瓶内气体脱离大气，瓶内气体压强仍等于外界大气压强，D 错误．【答案】 ABC5．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，房间内的 ( )【导学号：】A ．空气分子密集程度减小B．空气分子的平均速率增大C．空气分子的速率都增大D．空气质量减小E．空气质量增大【解析】温度升高，气体分子的平均速率增大，平均每个分子对器壁的冲力将变大，但气压并未改变，可见单位体积内的分子数一定减小，故A项、D项、B项正确，E项错误；温度升高，并不是所有空气分子的速率都增大，C项错误．【答案】ABD6．图124是氧分子在不同温度(0 ℃和100 ℃)下的速率分布规律图，由图可得出哪些结论？(至少答出两条)图124【解析】①一定温度下，氧气分子的速率呈现出“中间多，两头少”的分布规律；②温度越高，氧气分子热运动的平均速率越大(或温度越高，氧气分子运动越剧烈)．【答案】见解析7．气体压强和通常所说的大气压强是不是同一回事？若不是有何区别与联系？【解析】因密闭容器中的气体密度一般很小，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，大小由气体的密度和温度决定，与地球的引力无关，气体对上下左右器壁的压强都是大小相等的．大气压强却是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．地面大气压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，大气压强最终还是通过分子碰撞实现对放入其中的物体产生压强．【答案】见解析[能力提升]8．小刚同学为了表演“轻功”，用打气筒给4只相同的气球充以相等质量的空气，然后将它们放置在水平木板上，再在气球的上方平放一块轻质塑料板，如图125所示．小刚同学在慢慢站上轻质塑料板中间位置的过程中，气球一直没有破裂．球内气体温度可视为不变．下列说法正确的是 ( )图125A．气球内气体的压强是由于气体重力而产生的B．气球内气体的压强是由于气体分子频繁碰撞器壁产生的C．球内气体分子间的分子力约为零D．气球内气体分子运动速率的分布规律不变E．气球内气体的体积是所有气体分子的体积之和【解析】气体的压强是由于气体分子频繁地碰撞器壁产生的，与分子的重力无关，故A错，B对；在常温常压下，气体分子之间的距离约为10－9m，分子之间的分子力认为是零，故C对；温度不变，因此气体分子运动速率的分布规律不变，故D对；气体分子之间的距离远大于气体分子的大小，因此气体的体积要大于所有气体分子的体积之和，故E错．【答案】BCD9．图126甲为测量分子速率分布的装置示意图，圆筒绕其中心匀速转动，侧面开有狭缝N，内侧贴有记录薄膜，M为正对狭缝的位置．从原子炉R中射出的银原子蒸气穿过屏上S缝后进入狭缝N，在圆筒转动半个周期的时间内相继到达并沉积在薄膜上．展开的薄膜如图乙所示，NP，PQ间距相等，则 ( )图126A．到达M附近的银原子速率较大B．到达Q附近的银原子速率较大C．到达Q附近的银原子速率为“中等”速率D．位于PQ区间的分子百分率大于位于NP区间的分子百分率E．位于PQ区间的分子百分率小于位于NP区间的分子百分率【解析】根据分子速率分布规律的“中间多，两头少”特征可知：M附近的银原子速率较大，故选项A、C正确，B错误；PQ区间的分子百分率最大，故选项E错误，D正确．【答案】ACD10．对一定量的气体，若用N表示单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数，则( )【导学号：】A．当体积减小时，N必定增加百度文库- 让每个人平等地提升自我11 B．当体积减小时，N可能减小C．当温度升高时，N不一定增加D．当压强不变而体积和温度变化时，N必定变化E．当压强不变而体积和温度变化时，N可能不变【解析】单位时间内与器壁单位面积相碰的分子数N既与分子密度有关，还与分子的平均速率有关．当气体体积减小时，分子密度增加，但若温度降低，分子平均速率变小，N 也不一定增加，A错误，B正确；当温度升高时，分子的平均速率增大，但若体积增大，分子密度减小，N也不一定增加，C正确；当气体压强不变，则器壁单位面积受到的压力不变，由于温度变化，平均每个分子对器壁的冲力变化，N只有变化才能保持压强不变，故D正确，E错误．【答案】BCD11．从宏观上看，一定质量的气体仅温度升高或仅体积减小都会使压强增大，从微观上看，这两种情况有什么区别？【解析】因为一定质量的气体的压强是由单位体积内气体的分子数和气体的温度决定的．气体温度升高，即气体分子运动加剧，分子的平均速率增大，分子撞击器壁的作用力增大，故压强增大．气体体积减小时，虽然分子的平均速率不变，但单位体积内的分子数增多，单位时间内撞击容器的分子数增多，故压强增大，所以这两种情况在微观上是有区别的．【答案】见解析12．如图127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等体积的水，乙中充满空气，试问：图127(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么变？【解析】(1)对甲容器，上壁的压强为零，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上底面的竖直距离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数密度和温度．(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。
高二物理鲁科版选修3-3第一章 第2节 气体分子运动与压强 教案
第2节气体分子运动与压强教学目标知识目标1、知道气体分子运动的特点．2、知道分子沿各个方向运动的机会均等，分子速率按一定规律分布，这种规律是一种统计规律．3、知道气体压强的微观解释以及气体实验定律的微观解释．能力目标通过用微观解释宏观，提出统计规律，渗透统计观点，以提高学生分析、综合、归纳能力．情感目标通过对气体分子定律以及气体实验定律的微观解释，尤其是统计规律的渗透，让学生体会其在科学研究中的作用．培养学生树立科学的探究精神．教学建议用微观的方法解释宏观现象，对学生来说，这是第一次接触，应从实际出发，通过模拟和举例来帮助学生理解统计规律的意义．理解气体压强的产生并解释气体的实验定律是本节的重要内容，也是提高学生分析、综合、归纳能力的有效途径．教学设计示例（一）教学总体设计1、教师应借助物理规律和课件展示，准确讲解，注意启发点拨，以学生自己讨论归纳．2、学生应积极思考、认真观察、参与讨论、总结规律、解释现象．教师通过动画模拟引入微观对宏观的解释、渗透统计思维，指导学生观察动画、分析特点，总结统计规律，解释有关现象．（二）重点·难点·疑点及解决办法1、重点：气体压强的产生和气体实验定律的微观解释．2、难点：用统计的方法分析气体分子运动的特点．3、疑点（1）气体分子运动与固体、液体分子运动有什么区别．（2）气体的压强是怎样产生的？它的大小由什么因素决定．4、解决办法用小球模拟分子碰撞器壁，联系实际，从实例出发理解气体压强的产生机理，并分析影响气体压强的因素．（三）教学过程1、气体分子运动特点（条件允许，可以播放动画进行模拟演示）在教师引导下得出结论：①气体分子间距较大②气体分子充满整个容器空间③气体分子运动频繁碰撞④气体分子向各个方向运动的机会均等分析气体分子运动特点及联系实验得出：①气体分子间距大，作用力小（可认为没有），所以气体没有一定的形态和体积（由容器决定）．②分子沿各个方向运动的机会均等．③速率分布是中间大两头小的规律．其速率分布与分子数的关系如图所示．2、气体压强的微观解释大量气体分子对器壁频繁碰撞，就对器壁产生一个持续的均匀的压强．器壁单位面积上受到的压力，就是气体的压强．例如：雨滴撞击雨伞的例子．再比如：用一小把针刺手心，当针刺的频率很高时，手心的感觉就不是痛一下，而是成为一种连续的均匀的痛感了．气体的压强与气体的密度和气体分子的平均功能有关．经过实验和理论计算得出：为气体单位体积内的分子数，E为气体分子的平均动能．3、对气体实验定律的微观解释（1）玻意耳定律（2）查理定律（3）盖·吕萨克定律4、总结、扩展（1）气体分子运动有什么特点？（2）气体的压强是怎样产生的？它的大小由什么因素决定？（3）怎样从微观的方法解释气体三实验定律？5、板书设计五、气体分子动理论1、气体分子运动特点①②③2、对气体压强的微观解释3、对气体实验定律的微观解释。
新教材高中物理第1章分子动理论3分子运动速率分布规律课时分层作业含解析新人教版选择性必修
学习资料新教材高中物理第1章分子动理论3分子运动速率分布规律课时分层作业含解析新人教版选择性必修班级：科目：分子运动速率分布规律（建议用时：25分钟）◎考点一气体分子运动的特点1．(多选)在研究热现象时，我们可以采用统计方法,这是因为( )A．每个分子的运动速率随温度的变化是有规律的B．个别分子的运动不具有规律性C．在一定温度下,大量分子的速率分布是确定的D．在一定温度下，大量分子的速率分布随时间而变化BC[在研究热现象时,单个分子的运动具有无规则的特征,但大量的分子运动却满足统计规律，故选项B、C正确。
］2．（多选）下列说法正确的是( ）A．气体分子间距离很大，因此，气体分子间只存在分子引力，不存在分子斥力B．在一定温度下,每个气体分子对器壁碰撞时,对器壁的冲击力大小都相等C．温度升高,气体的压强不一定增大D．气体分子间除相互碰撞外,相互作用很小CD［根据分子动理论可知,分子间同时存在分子引力和斥力，且分子引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，只是分子斥力减小得更快些，气体分子间距离较大,但引力和斥力都同时存在，只是都非常微弱，故选项A错误；由于每个气体分子的动能不一定相同，且每时每刻都在变化,则每个气体分子碰撞器壁时对器壁的冲击力大小也不一定相等，故选项B 错误；气体的压强由气体分子的平均速率和数密度这两个因素决定，而温度只决定于气体分子的平均速率，如果温度升高,当气体分子数密度减小时，气体的压强就不一定增大，气体分子间除相互碰撞外相互作用很小，故选项C、D正确。
］3．（多选）气体能够充满密闭容器，说明气体分子除相互碰撞的短暂时间外( ）A．气体分子可以做布朗运动B．气体分子可以自由运动C．气体分子间的相互作用力十分微弱D．气体分子沿各个方向运动的机会(概率）相等BCD［布朗运动是指悬浮颗粒因受分子作用力不平衡而做无规则的运动,选项A错误；气体分子不停地做无规则热运动，其分子间的距离大于10r0，因此气体分子间除相互碰撞的短暂时间外，相互作用力十分微弱,分子的运动是相对自由的，可以充满所能达到的整个空间，故选项B、C、D正确.]4．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,关于房间内的空气,下列说法中正确的是（）A．空气分子数密度增大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B[温度升高，气体分子的平均速率增大，平均每个分子对器壁的冲力将变大，但气压并未改变，可见单位体积内的分子数密度一定减小，故A、D错误，B正确；温度升高，并不是所有空气分子的速率都增大，C错误。
2017_2018学年高中物理第1章分子动理论第2节气体分子运动与压强教学案鲁科版选修3_32018
第2节气体分子运动与压强1.某一事件的出现是偶然的，大量的偶然事件却会表现一定的规律性，叫统计规律。
对个别事件不成立。
2．在一定温度下，气体的多数分子的速率在某个数值附近，表现出“中间多、两头少”的分布规律。
3．大量气体分子在无规则运动时，对容器壁频繁撞击，产生一个稳定的压力，产生压强。
4．气体的压强与气体的温度和单位体积的分子数有关，温度越高，单位体积的分子数越多，压强越大。
对应学生用书P8统计规律、气体分子速率分布规律[自读教材·抓基础]1．统计规律(1)现象：某一事件的出现纯粹是偶然的，但大量的偶然事件却会表现出一定的规律。
(2)定义：大量偶然事件表现出来的整体规律。
2．气体分子速率分布规律(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)气体分子速率的分布规律：①图像：如图121所示。
图121②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。
[跟随名师·解疑难]1．气体的微观结构有何特点？(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。
2．气体分子运动有何规律？(1)在一定温度下，单个气体分子的运动无规律可言，但从整体上而言，气体的多数分子的速率都在某个数值附近，当温度升高时这个数值也会变大。
(2)温度一定时，某种气体分子的速率分布是确定的，速率的平均值也是确定的(分子种类不同，这个平均值一般不同)。
温度升高，气体分子的平均速率增大，但不是每个分子的速率都增大。
《气体分子运动与压强》 知识清单
《气体分子运动与压强》知识清单一、气体分子运动的基本特征气体是由大量分子组成的，这些分子处于永不停息的无规则运动之中。
分子的运动具有以下几个特点：1、随机性：气体分子的运动方向和速度都是随机的，不存在固定的轨迹。
2、高速性：气体分子的运动速度非常快，通常在几百米每秒的量级。
3、频繁碰撞：由于分子之间的距离较大，但分子数量众多，因此分子之间会频繁地发生碰撞。
二、理想气体模型为了便于研究气体分子运动与压强的关系，我们常常引入理想气体模型。
理想气体具有以下假设：1、分子本身的大小与分子间的距离相比可以忽略不计。
2、分子之间除了碰撞瞬间，不存在相互作用力。
3、分子间以及分子与容器壁的碰撞都是完全弹性碰撞，没有能量损失。
三、气体分子运动的统计规律虽然单个气体分子的运动是随机的，但从大量分子的整体表现来看，存在一定的统计规律。
1、平均速率：大量气体分子的速率分布呈现一定的规律，存在一个平均速率。
2、方均根速率：其平方等于气体分子速率平方的平均值的平方根。
四、压强的定义压强是描述气体对容器壁压力作用效果的物理量。
定义为：单位面积上所受到的压力。
压强的单位通常有帕斯卡（Pa）、标准大气压（atm）等。
五、气体分子运动与压强的关系气体的压强是由大量气体分子频繁碰撞容器壁产生的。
1、分子的平均速率越大，单位时间内与容器壁碰撞的分子数量越多，碰撞的力度也越大，从而压强越大。
2、气体分子的密度越大，单位体积内的分子数越多，单位时间内与容器壁碰撞的分子数也越多，压强也就越大。
六、影响气体压强的因素1、温度：温度升高，分子的平均动能增大，平均速率增加，从而压强增大。
2、体积：体积减小，分子的密度增大，单位时间内碰撞容器壁的分子数增多，压强增大。
3、分子数：气体分子的数量越多，在相同的温度和体积下，压强越大。
七、气体压强的实际应用1、轮胎打气：轮胎内气体压强的大小直接影响轮胎的性能和安全性。
2、气球：通过控制气球内气体的压强，可以实现气球的膨胀或收缩。
《气体分子运动与压强》 知识清单
《气体分子运动与压强》知识清单一、气体分子运动的基本特征1、无规则性气体分子的运动是完全随机和无规则的。
它们在容器内以极高的速度自由运动，不断地相互碰撞以及与容器壁碰撞。
2、高速性气体分子的运动速度非常快。
在常温常压下，气体分子的平均速度可以达到数百米每秒。
3、独立性每个气体分子的运动都是相互独立的，不受其他分子运动状态的直接影响。
4、频繁碰撞气体分子之间以及与容器壁之间会发生极其频繁的碰撞。
这些碰撞在瞬间完成，并且改变分子的运动方向和速度。
二、气体分子运动的理论模型1、理想气体模型假设气体分子本身的体积忽略不计，分子之间不存在相互作用力。
2、麦克斯韦速率分布在一定温度下，气体分子的速率分布遵循麦克斯韦速率分布规律。
即大多数分子的速率处于一个中间值附近，少数分子具有较高或较低的速率。
三、压强的定义和单位1、定义压强是指气体对容器壁单位面积上的压力。
2、单位国际单位制中，压强的单位是帕斯卡（Pa），1 帕斯卡等于 1 牛顿每平方米（1 N/m²）。
常用的压强单位还有毫米汞柱（mmHg）、标准大气压（atm）等。
四、气体压强的产生原因气体压强是由大量气体分子不断碰撞容器壁所产生的。
由于分子的无规则运动和频繁碰撞，使得容器壁受到持续的冲击力，从而表现为压强。
1、分子的撞击力每个分子与容器壁碰撞时都会对容器壁施加一个冲力。
2、分子数量的影响单位体积内的分子数越多，即气体的密度越大，分子与容器壁的碰撞频率就越高，压强也就越大。
3、分子速度的影响分子的平均速度越大，碰撞时产生的冲力就越大，压强也会相应增大。
五、影响气体压强的因素1、温度温度升高，分子的平均动能增大，运动速度加快，导致分子与容器壁的碰撞更加剧烈，压强增大。
2、体积在温度不变的情况下，减小气体体积，单位体积内的分子数增加，碰撞频率增大，压强升高；反之，增大体积，压强降低。
3、分子数量在温度和体积不变的条件下，增加气体分子的数量，会使碰撞容器壁的分子数增多，压强增大。
高中物理第1章分子动理论与气体实验定律第1节分子动理论的基本观点分层作业课件鲁科版选择性必修第三册
A.气体扩散的快慢与温度无关
B.布朗运动是液体分子的无规则运动
C.分子间同时存在着引力和斥力
D.分子间的引力总是随分子间距的增大而增大
解析 在其他条件不变的情况下,温度越高,气体扩散得越快,A错误;布朗运
动是悬浮微粒的运动,反映了液体分子的无规则运动,B错误;分子间同时存
在着引力和斥力,C正确;分子间的引力总是随着分子间距的增大而减小,D
C.温度越高,物体的内能越大
D.0 ℃的冰的内能与等质量的0 ℃的水的内能相等
解析 机械能可以为零,但物体内的分子在永不停息地做无规则运动,物体
的内能永不为零,A项正确;物体的内能与物质的量、温度和体积及物态有
关,B、C、D错误。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
10.从两个分子靠得不能再靠近的位置开始,使二者之间的距离逐渐增大,
( ACD )
A.物体是由大量分子组成的
B.温度是分子热运动动能的标志
C.分子在做永不停息的无规则运动
D.分子之间存在着相互作用力
解析 物体是由大量分子组成的,属于分子动理论基本内容,A正确;温度是
分子热运动平均动能的标志,不属于分子动理论基本内容,B错误;分子在做
永不停息的无规则运动,属于分子动理论基本内容,C正确;分子之间存在着
则运动,布朗运动反映了液体分子的无规则运动,选项A错误;温度升高,布
朗运动更加剧烈,选项B正确;分子势能增加,内能不一定增加,选项C错误;
内能是物体中所有分子热运动的动能与分子势能的总和,选项D错误。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
6.关于分子动理论,下列说法正确的是( C )
高中物理选修-气体分子运动与压强精品
气体分子运动与压强一、教学目标知识与技能1.理解气体分子运动的特点，知道气体分子运动速率的统计分布规律。
2.理解气体压强的产生原因，知道温度、体积对气体压强的影响。
过程与方法1．本节首先利用了统计规律来研究气体分子运动的特点，比较直观、具体2．从微观角度来定义和分析宏观物理量及其产生机理，然后再对宏观物理量之间的规律进行解释，使人有一种豁然开朗的感觉。
情感态度与价值观1．体会统计规律的重要性，在社会生活和生产实践中注重应用统计的方法来进行调查研究。
2．通过学习气体分子运动的特点，以及温度的微观定义，压强的微观意义，体会微观世界的奥秘，培养自己对未知世界探索的兴趣。
二、教学与重点1.理解气体分子速率分布的规律。
2.明确气体产生压强的原因。
三、教学过程知识回顾：1.简述分子动理论的基本观点2.分子间作用力与分子间距离的关系（一）偶然中的必然──统计规律设计：学生进行50次抛硬币活动你在投掷硬币的实验中，正面朝上的概率为50%，反面朝上的概率为50%，通过这次活动，你悟出的规律是大量的偶然事件整体遵循着一定的统计规律。
2．统计规律：大量偶然事件再现出来的整体规律。
在大量的偶然事件背后，隐藏着一种规律，这种规律要通过搜集大量资料并加以整理分析后才能显示出来。
某一事件的出现纯粹是偶然的，但大量的偶然事件却会表现出一定的规律。
统计规律不仅普遍存在于自然现象中，也广泛存在于社会现象中。
视频展示：伽尔顿板实验伽尔顿板实验装置中在落球的通路上以密排方式布置了铁钉点阵，如果从入口处投入一个粒子，粒子下落过程中将与若干铁钉相碰，不断改变其运动方向，最终落入某一槽中。
每次用一个粒子重复实验几次，可以看到单个粒子落在哪个槽中是偶然的，随机的，不可预见的。
若抽动隔板，使全部粒子一起下落，可以看到大量粒子在各个槽中的分布近似为正态分布，即中间的槽中粒子数多，两侧的槽中粒子数少。
重复几次，可发现每次实验所得到的粒子分布曲线基本相同，曲线之间略有差异。
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气体分子运动与压强
(建议用时：45分钟)
[学业达标]
1．在研究热现象时，我们采用统计方法．这是因为( )
A．每个分子的运动速率随温度的变化是有规律的
B．个别分子的运动不具有规律性
C．在一定温度下，大量分子的速率分布是确定的
D．在一定温度下，大量分子的速率分布也随时间而变化
E．大量随机事件的整体会表现出一定的规律性
【解析】大量分子运动的速率分布是有规律的，可以用统计方法，而个别分子的运动速率瞬息万变，极无规律，故B、C、E选项正确．
【答案】BCE
2．下列关于气体分子运动的特点，正确的说法是( )
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不能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
E．气体分子的平均速率随温度升高而增大
【解析】气体分子的运动与温度有关，温度升高时，平均速率变大，但仍遵循“中间多，两头少”的统计规律，A、E项正确，B项错误；分子运动无规则，而且牛顿定律是宏观定律，不能用它来求微观分子的运动速率，C项正确；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项错误．
【答案】ACE
3．下列物理量哪些不能决定气体的压强( )
【导学号：30110008】A．温度
B．分子密集程度
C．分子总数
D．分子种类
E．分子的大小
【解析】气体的压强是由大量分子碰撞器壁而引起的，气体分子的密集程度越大(即单位体积内分子数越多)，在单位时间内撞击单位面积的器壁分子就越多，则气体的压强越大．温度越高，整体上分子运动更加剧烈，分子撞击器壁时对器壁产生的作用力越大，气体的压强就越大．故决定气体压强的因素是分子密集程度和气体的温度，故不能决定气体压强
的是C 、D 、E 选项．
【答案】 CDE
4．下面对气体压强的理解，正确的是( )
A ．气体压强是由于气体分子不断撞击器壁而产生的
B ．气体压强取决于单位体积内分子数和气体的温度
C ．单位面积器壁受到大量气体分子的碰撞的作用力就是气体对器壁的压强
D ．大气压强是由地球表面空气重力产生的，因此将开口瓶密闭后，瓶内气体脱离大气，它自身重力太小，会使瓶内气体压强远小于外界大气压强
E ．在分析容器内气体的压强时，气体的重力不能忽略不计
【解析】 气体压强是由于气体分子不断撞击器壁而产生的，A 正确，E 错误；气体压强的大小取决于气体分子密度和气体分子的平均速率，即取决于单位体积内的分子数和气体的温度，B 正确；由p ＝F S
知，C 正确；虽然大气压强是由地球表面空气重力产生的，但最终还是通过分子碰撞实现对放入其中的物体产生压强，将开口瓶密封后，瓶内气体脱离大气，瓶内气体压强仍等于外界大气压强，D 错误．
【答案】 ABC
5．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，房间内的( )
【导学号：30110009】
A ．空气分子密集程度减小
B ．空气分子的平均速率增大
C ．空气分子的速率都增大
D ．空气质量减小
E ．空气质量增大
【解析】 温度升高，气体分子的平均速率增大，平均每个分子对器壁的冲力将变大，但气压并未改变，可见单位体积内的分子数一定减小，故A 项、D 项、B 项正确，E 项错误；温度升高，并不是所有空气分子的速率都增大，C 项错误．
【答案】 ABD
6．图124是氧分子在不同温度(0 ℃和100 ℃)下的速率分布规律图，由图可得出哪些结论？(至少答出两条)
图124
【解析】①一定温度下，氧气分子的速率呈现出“中间多，两头少”的分布规律；②温度越高，氧气分子热运动的平均速率越大(或温度越高，氧气分子运动越剧烈)．【答案】见解析
7．气体压强和通常所说的大气压强是不是同一回事？若不是有何区别与联系？
【解析】因密闭容器中的气体密度一般很小，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，大小由气体的密度和温度决定，与地球的引力无关，气体对上下左右器壁的压强都是大小相等的．大气压强却是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．地面大气压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，大气压强最终还是通过分子碰撞实现对放入其中的物体产生压强．【答案】见解析
[能力提升]
8．小刚同学为了表演“轻功”，用打气筒给4只相同的气球充以相等质量的空气，然后将它们放置在水平木板上，再在气球的上方平放一块轻质塑料板，如图125所示．小刚同学在慢慢站上轻质塑料板中间位置的过程中，气球一直没有破裂．球内气体温度可视为不变．下列说法正确的是( )
图125
A．气球内气体的压强是由于气体重力而产生的
B．气球内气体的压强是由于气体分子频繁碰撞器壁产生的
C．球内气体分子间的分子力约为零
D．气球内气体分子运动速率的分布规律不变
E．气球内气体的体积是所有气体分子的体积之和
【解析】气体的压强是由于气体分子频繁地碰撞器壁产生的，与分子的重力无关，故A错，B对；在常温常压下，气体分子之间的距离约为10－9m，分子之间的分子力认为是零，故C对；温度不变，因此气体分子运动速率的分布规律不变，故D对；气体分子之间的距离
远大于气体分子的大小，因此气体的体积要大于所有气体分子的体积之和，故E错．【答案】BCD
9．图126甲为测量分子速率分布的装置示意图，圆筒绕其中心匀速转动，侧面开有狭缝N，内侧贴有记录薄膜，M为正对狭缝的位置．从原子炉R中射出的银原子蒸气穿过屏上S缝后进入狭缝N，在圆筒转动半个周期的时间内相继到达并沉积在薄膜上．展开的薄膜如图乙所示，NP，PQ间距相等，则( )
图126
A．到达M附近的银原子速率较大
B．到达Q附近的银原子速率较大
C．到达Q附近的银原子速率为“中等”速率
D．位于PQ区间的分子百分率大于位于NP区间的分子百分率
E．位于PQ区间的分子百分率小于位于NP区间的分子百分率
【解析】根据分子速率分布规律的“中间多，两头少”特征可知：M附近的银原子速率较大，故选项A、C正确，B错误；PQ区间的分子百分率最大，故选项E错误，D正确．【答案】ACD
10．对一定量的气体，若用N表示单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数，则( )
【导学号：30110010】A．当体积减小时，N必定增加
B．当体积减小时，N可能减小
C．当温度升高时，N不一定增加
D．当压强不变而体积和温度变化时，N必定变化
E．当压强不变而体积和温度变化时，N可能不变
【解析】单位时间内与器壁单位面积相碰的分子数N既与分子密度有关，还与分子的平均速率有关．当气体体积减小时，分子密度增加，但若温度降低，分子平均速率变小，N 也不一定增加，A错误，B正确；当温度升高时，分子的平均速率增大，但若体积增大，分子密度减小，N也不一定增加，C正确；当气体压强不变，则器壁单位面积受到的压力不变，由于温度变化，平均每个分子对器壁的冲力变化，N只有变化才能保持压强不变，故D正确，E错误．
【答案】BCD
11．从宏观上看，一定质量的气体仅温度升高或仅体积减小都会使压强增大，从微观上看，这两种情况有什么区别？
【解析】因为一定质量的气体的压强是由单位体积内气体的分子数和气体的温度决定的．气体温度升高，即气体分子运动加剧，分子的平均速率增大，分子撞击器壁的作用力增大，故压强增大．气体体积减小时，虽然分子的平均速率不变，但单位体积内的分子数增多，单位时间内撞击容器的分子数增多，故压强增大，所以这两种情况在微观上是有区别的．【答案】见解析
12．如图127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等体积的水，乙中充满空气，试问：
图127
(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么变？
【解析】(1)对甲容器，上壁的压强为零，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上底面的竖直距离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数密度和温度．
(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。