《2025年金版新学案高中物理选择性必修第三册人教版》

【情境导入】 温度是分子热运动剧烈程度的标志，那么温度不变时，每个分子的速率都相同吗？温度升高时，所有分子的运动速率都增大吗？分子做无规则运动，其速率有大有小；温度升高时，所有分子热运动的平均速率增大，即大部分分子的速率增大，但也有少数分子的速率减小或不变。

答案： 情境导入 分子做无规则运动，其速率有大有小；温度升高时，所有分子热运动的平均速率增大，即大部分分子的速率增大，但也有少数分子的速率减小或不变。

【教材梳理】(阅读教材P11完成下列填空)
1.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”的分子速率值在增加。
2.温度越高，分子的热运动越剧烈。

答案： 1.中间多、两头少增加2.剧烈

【师生互动】 1859年麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律，后来有许多实验验证了这一规律。如图为氧气分子在0 ℃和100 ℃两种不同温度下各速率区间的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化图像。
结合图像分析以下问题：
任务1.在某一温度下各速率区间的分子数随分子速率如何变化？
任务2.哪条图线表示100 ℃时的分子速率分布情况？
任务3.两条图线与横轴所围面积有什么共同点？

答案： 任务1.各速率区间的分子数随分子速率的变化呈“正态”分布，即“中间多、两头少”。
任务2.B图线。
任务3.各速率区间的分子数占总分子数百分比之和为1，所以两条图线与横轴所围面积均等于“1”。

例2(2025·山东聊城高二期末)一定质量的氧气在不同温度下分子的速率分布规律如图所示，横坐标表示分子的速率，纵坐标表示某一速率的分子数占总分子数的百分比，由图可知 (D)


A.①状态的温度比②状态的温度高
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增大
D.速率分布曲线①、②与横轴围成图形的面积相等

答案： 例2D温度升高时，速率大的分子数占总分子数的百分比增大，速率小的分子数占总分子数的百分比减少，可知①状态的温度比②状态的温度低，故A错误；随着温度的升高，气体分子的平均速率增大，但具体到某一个分子，其分子速率的变化情况不能确定，故B错误；随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例减少，故C错误；速率分布曲线①、②与横轴围成图形的面积相等，均等于1，故D正确。

针对练.(多选)一定质量的某种气体在不同的温度下分子速率的麦克斯韦分布图如图中的1、2、3所示，图中横轴表示分子运动的速率v，纵轴表示该速率下的分子数Δn与总分子数n的比值，记为f(v)，其中f(v)取最大值时的速率称为最概然速率，下列说法正确的是　　　　　　　　　　　(ACD)


A.3条图线与横轴围成的面积都等于1
B.3条图线对应温度不同，且T₁＞T₂＞T₃
C.图线3对应的分子平均速率最大
D.最概然速率是气体中任何分子最有可能具有的速率

答案： 针对练. ACD由题图的物理意义可知，3条图线与横轴围成的面积都等于1，A正确；因为温度越高，速率大的分子比例越大，所以3条图线对应的温度关系为T₁＜T₂＜T₃，且温度越高，分子的平均速率越大，故图线3对应的分子平均速率最大，B错误，C正确；由题意知，f(v)取最大值时的速率称为最概然速率，即具有此速率的分子所占比例最大，故最概然速率是气体中任何分子最有可能具有的速率，D正确。