第一章第三节：分子运动速率分布规律 学案（Word版含答案）

预习案
【自主学习】
阅读教材10页-13页，大约需要15分钟，读后请思考：
1. 气体分子运动有什么特点？
2.什么叫分子数密度？一个立方体容器内装有某种气体，某一时刻六个面的内壁受到气体分子撞击的数目有何特点？
3.从图1.3-2，可发现气体分子运动速率分布与温度有什么样的有关系？
4.从微观角度看，气体对容器的压强大小与什么有关？
【学始于疑】（请将预习中不能解决的问题记录下来，供课堂解决。）
课堂案
【合作探究一】气体分子运动有何特点？
【合作探究二】观察图1.3-2，可发现气体分子运动速率分布什么规律？试做教材13页第2题。
【合作探究三】 从微观上看，气体压强产生的根源是什么？影响压强大小的因素有哪些？
【合作探究四】 教材13页第3题
总结：
【进阶闯关检测】
A类基础关
1．(多选)下列对气体分子运动的描述正确的是(　　)
A．气体分子的运动是杂乱无章的，没有一定的规律
B．气体分子间除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，几乎无相互作用
C．大量气体分子的运动符合统计规律
D．气体之所以能充满整个空间，是因为气体分子间相互作用力十分微弱，气体分子可以在空间自由运动
2．(多选)关于分子运动速率分布规律对气体分子速率分布的解释，正确的是(　　)
A．分子的速率大小与温度有关，温度越高，所有分子的速率都越大
B．分子的速率大小与温度有关，同一种气体温度越高，分子的平均速率越大
C．气体分子的速率分布总体呈现出“中间多、两边少”的正态分布特征
D．气体分子的速率分布遵循统计规律，适用于大量分子
3．(多选)氧气分子在0 ℃和100 ℃温度下单位速率区间的分子数占总分子数的百分比与气体分子速率的对应关系分别如图中两条曲线所示。下列说法正确的是(　　)
A．图中虚线对应氧气分子平均速率较小的情形
B．图中实线对应氧气分子在100 ℃时的情形
C．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目
D．与0 ℃时相比，100 ℃时氧气分子速率出现在0～400 m/s 区间内的分子数占总分子数的百分比较大
4．下列各组物理量哪些能决定气体的压强(　　)
A．分子的平均速率和分子种类 B．分子的数密度和分子的平均速率
C．分子总数和分子的平均速率 D．分子的数密度和分子种类
B类能力关
5.某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示，图中f(v)表示v处单位速率区间内的分子数占总分子数的百分比，所对应的温度分别为TⅠ、TⅡ、TⅢ，则(　　)
A．TⅠ>TⅡ>TⅢ B．TⅢ>TⅡ>TⅠ
C．TⅡ>TⅠ，TⅡ>TⅢ D．TⅠ＝TⅡ＝TⅢ
6．在一定温度下，当一定质量气体的体积增大时，气体的压强减小，这是由于(　　)
A．单位体积内的分子数变少，单位时间内对单位面积器壁碰撞的次数减少
B．气体分子的数密度变小，分子对器壁的吸引力变小
C．每个分子对器壁的平均撞击力都变小
D．气体分子的数密度变小，单位体积内分子的重量变小
C类综合关（选做）
7．(多选)对于一定质量的气体，下列论述中正确的是(　　)
A．若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强一定变大
B．若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强可能不变
C．若气体的压强不变而温度降低，则单位体积内分子个数一定增加
D．若气体的压强不变而温度降低，则单位体积内分子个数可能不变
【进阶闯关检测】答案
A类基础关
1．(多选)下列对气体分子运动的描述正确的是(　　)
A．气体分子的运动是杂乱无章的，没有一定的规律
B．气体分子间除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，几乎无相互作用
C．大量气体分子的运动符合统计规律
D．气体之所以能充满整个空间，是因为气体分子间相互作用力十分微弱，气体分子可以在空间自由运动
答案　BCD
解析　气体分子间距离很大，分子间相互作用力很弱，通常认为，气体分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，不受力的作用，在空间自由运动，所以能充满整个空间；气体分子的运动虽然是杂乱无章的，但大量气体分子的运动符合统计规律，故A错误，B、C、D正确。
2．(多选)关于分子运动速率分布规律对气体分子速率分布的解释，正确的是(　　)
A．分子的速率大小与温度有关，温度越高，所有分子的速率都越大
B．分子的速率大小与温度有关，同一种气体温度越高，分子的平均速率越大
C．气体分子的速率分布总体呈现出“中间多、两边少”的正态分布特征
D．气体分子的速率分布遵循统计规律，适用于大量分子
答案　BCD
解析　分子的速率大小与温度有关，温度越高，分子运动的平均速率越大，但并非所有分子的速率都越大，A错误，B正确；气体分子的速率分布总体呈现出“中间多、两边少”的正态分布特征，C正确；气体分子的速率分布遵循统计规律，适用于大量分子，D正确。
3．(多选)氧气分子在0 ℃和100 ℃温度下单位速率区间的分子数占总分子数的百分比与气体分子速率的对应关系分别如图中两条曲线所示。下列说法正确的是(　　)
A．图中虚线对应氧气分子平均速率较小的情形
B．图中实线对应氧气分子在100 ℃时的情形
C．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目
D．与0 ℃时相比，100 ℃时氧气分子速率出现在0～400 m/s 区间内的分子数占总分子数的百分比较大
答案　AB
解析　由题图可知，虚线对应的氧气分子单位速率区间的分子数占总分子数的百分比在温度较低的区间比实线的大，在温度较高的区间比实线的小，则虚线对应氧气分子平均速率较小的情形，A正确；实线对应的氧气分子的平均速率大，说明对应的温度高，为氧气分子在100 ℃时的情形，B正确；图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子占据的比例，但无法确定氧气分子的具体数目，C错误；由题图可知，在0～400 m/s区间内，氧气分子在100 ℃时占据的比例均小于在0 ℃时所占据的比例，即100 ℃时氧气分子速率出现在0～400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较小，D错误。
4．下列各组物理量哪些能决定气体的压强(　　)
A．分子的平均速率和分子种类
B．分子的数密度和分子的平均速率
C．分子总数和分子的平均速率
D．分子的数密度和分子种类
答案　B
解析　气体的压强是由大量分子碰撞器壁而引起的，气体分子的数密度越大(即单位体积内分子数越多)，在单位时间内撞击单位面积器壁的分子就越多，则气体的压强越大。另外气体分子的平均速率越大，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的数密度和分子的平均速率，B正确。
B类能力关
5.某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示，图中f(v)表示v处单位速率区间内的分子数占总分子数的百分比，所对应的温度分别为TⅠ、TⅡ、TⅢ，则(　　)
A．TⅠ>TⅡ>TⅢ B．TⅢ>TⅡ>TⅠ
C．TⅡ>TⅠ，TⅡ>TⅢ D．TⅠ＝TⅡ＝TⅢ
答案　B
解析　气体分子运动速率的分布特点是：在任一温度下，气体分子速率都呈“中间多、两头少”的规律分布，即中等速率的分子数多，速率很大和很小的分子数少；当气体温度升高时，气体分子运动的平均速率变大，具有最大比例的速率区间向速率大的方向移动。则图像中三条曲线所对应的温度关系是TⅢ>TⅡ>TⅠ，故B正确。
6．在一定温度下，当一定质量气体的体积增大时，气体的压强减小，这是由于(　　)
A．单位体积内的分子数变少，单位时间内对单位面积器壁碰撞的次数减少
B．气体分子的数密度变小，分子对器壁的吸引力变小
C．每个分子对器壁的平均撞击力都变小
D．气体分子的数密度变小，单位体积内分子的重量变小
答案　A
解析　气体对容器壁的压强是大量气体分子不断撞击器壁的结果，可知B、D错误。温度一定，则单个分子对器壁的平均撞击力不变；质量一定的气体体积增大时，容器中气体分子的数密度减小，则单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数减少，所以气体的压强减小，A正确，C错误。
C类综合关（选做）
7．(多选)对于一定质量的气体，下列论述中正确的是(　　)
A．若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强一定变大
B．若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强可能不变
C．若气体的压强不变而温度降低，则单位体积内分子个数一定增加
D．若气体的压强不变而温度降低，则单位体积内分子个数可能不变
答案　AC
解析　单位体积内分子个数不变时，分子热运动加剧，则单位时间内分子对器壁单位面积的碰撞次数和单个分子碰撞器壁的平均作用力都变大，因此这时气体压强一定变大，A正确，B错误；气体的压强不变而温度降低时，气体分子的平均速率减小，单个气体分子对器壁的平均撞击力减小，则单位时间内器壁单位面积上受到气体分子的碰撞次数增大，而气体分子的平均速率减小，则气体分子的数密度增加，即单位体积内分子个数一定增加，C正确，D错误。