高中物理 第1章 用統(tǒng)計思想研究分子運動章末分層突破教師用書 滬科版選修3-3

第1章 用統(tǒng)計思想研究分子運動自我校對 1010 m 6.021023 mol1 越劇烈 越劇烈 永不停息 中間多、兩頭少 撞擊器壁 平均動能 引力和斥力的合力 溫度 減小 增加 最小 體積 溫度 分子微觀量的估算1.對微觀量的估算，首先要建立微觀模型，對于固體和液體，可以把它們看成是分子一個挨一個緊密排列的計算時將物質的摩爾體積分成NA等份，每一等份就是一個分子大小在估算分子直徑時，設想分子是一個緊挨著一個的小球；在估算分子間距離時，設想每一個分子是一個立方體，立方體的邊長即為分子間的距離2氣體分子不是緊密排列的，所以上述模型對氣體不適用，但上述模型可以用來估算氣體分子間的平均距離3阿伏伽德羅常量是聯(lián)系微觀物理量與宏觀物理量的橋梁，它把摩爾質量、摩爾體積這些宏觀物理量與分子質量、分子大小等微觀物理量聯(lián)系起來有關計算主要有：(1)已知物質的摩爾質量M，借助于阿伏伽德羅常量NA，可以求得這種物質的分子質量m0.(2)已知物質的摩爾體積VA，借助于阿伏伽德羅常量NA，可以計算出這種物質的一個分子所占據的體積V0.(3)若物體是固體或液體，可把分子視為緊密排列的球形分子，可估算出分子直徑d.(4)依據求得的一個分子占據的體積V0，可估算分子間距，此時把每個分子占據的空間看做一個小立方體模型，所以分子間距d，這對氣體、固體、液體均適用(5)已知物體的體積V和摩爾體積VA，求物體的分子數N，則N.(6)已知物體的質量m和摩爾質量M，求物體的分子數N，則NNA.(2016西安高二檢測)已知水的密度1.0103 kg/m3，水的摩爾質量M1.8102kg/mol.求：(1)1 g水中所含水分子數目；(2)水分子的質量；(3)水分子的直徑(取兩位有效數字)【解析】(1)因為1 mol任何物質中含有分子數都是NA，所以只要知道了1 g水的物質的量n，就可求得其分子總數N.NnNANA6.021023個3.31022個(2)水分子質量m0 kg3.01026 kg.(3)水的摩爾體積V，設水分子是一個挨一個緊密排列的，則一個水分子的體積V0.將水分子視為球形，則V0d3，所以有：d3即有d m3.91010 m.【答案】(1)3.31022個(2)3.01026 kg(3)3.91010 m用油膜法估測分子的大小用油膜法估測分子直徑的實驗原理是：油酸是一種脂肪酸，它的分子的一部分和水分子的親和力很強當把一滴用酒精稀釋過的油酸滴在水面上時，酒精溶于水或揮發(fā)，在水面上形成一層油酸薄膜，薄膜可認為是單分子油膜，如圖11所示圖11將水面上形成的油膜形狀畫到坐標紙上，可以計算出油膜的面積，根據純油酸的體積V和油膜的面積S，可以計算出油膜的厚度dV/S，即油酸分子的直徑(2016濟南高二檢測)“用油膜法估測分子的大小”的實驗的方法及步驟如下：向體積V油1 mL的油酸中加酒精，直至總量達到V總500 mL；用注射器吸取中配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，當滴入n100滴時，測得其體積恰好是V01 mL；先往邊長為3040 cm的淺盤里倒入2 cm深的水，然后將 均勻地撒在水面上；圖12用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將事先準備好的玻璃板放在淺盤上，并在玻璃板上描下油酸膜的形狀；將畫有油酸膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，如圖12所示，數出輪廓范圍內小方格的個數N，小方格的邊長l20 mm.根據以上信息，回答下列問題：(1)步驟中應填寫： ；(2)1滴油酸酒精溶液中純油酸的體積V是 mL；(3)油酸分子直徑是 m.【解析】(1)為了顯示單分子油膜的形狀，需要在水面上撒痱子粉或石膏粉(2)1滴油酸酒精溶液中純油酸的體積V Ml2105 mL.(3)根據大于半個方格的算一個，小于半個方格的舍去，油膜形狀占據方格數大約為115個，故面積S1152020 mm24.6104 mm2油酸分子直徑d mm4.3107 mm4.31010 m.【答案】(1)痱子粉或石膏粉(2)2105(3)4.31010分子力、分子勢能和物體的內能1.分子力是分子引力和分子斥力的合力，分子勢能是由分子間的分子力和分子間的相對位置決定的能， 分子力F和分子勢能Ep都與分子間的距離有關，二者隨分子間距離r變化的關系如圖13所示圖13(1)分子間同時存在著引力和斥力，它們都隨分子間距離的增大(減小)而減小(增大)，但斥力比引力變化得快(2)在r<r0范圍內，分子力F、分子勢能Ep都隨分子間距離r的減小而增大(3)在r>r0的范圍內，隨著分子間距離的增大，分子力F先增大后減小，而分子勢能Ep一直增大(4)當rr0時，分子力F為零，分子勢能Ep最小但不一定等于零2內能是物體中所有分子熱運動動能與分子勢能的總和溫度升高時物體分子的平均動能增加；體積變化時，分子勢能變化內能也與物體的物態(tài)有關解答有關“內能”的題目，應把握以下四點：(1)溫度是分子平均動能的標志，而不是分子平均速率的標志(2)當分子間距離發(fā)生變化時，若分子力做正功，則分子勢能減??；若分子力做負功，則分子勢能增加(3)內能是物體內所有分子動能與分子勢能的總和，它取決于物質的量、溫度、體積及物態(tài)如圖14所示，分別表示兩個分子之間分子力和分子勢能隨分子間距離變化的圖像由圖像判斷以下說法中正確的是()圖14A當分子間距離為r0時，分子力和分子勢能均最小，分子力為零，分子勢能不為零B當分子間距離rr0時，分子力隨分子間距離的增大而增大C當分子間距離rr0時，分子勢能隨分子間距離的增大而增加D當分子間距離rr0時，分子間距離逐漸減小，分子力逐漸增大，分子勢能逐漸增加E當分子間距離r<r0時，分子間距離減小時，分子勢能先減小后增加【解析】由題圖可知，當分子間距離為r0時，分子力和分子勢能均達到最小，但此時分子力為零，而分子勢能不為零，是一負值，A對；當分子間距離rr0時，分子力隨分子間距離的增大，先增大后減小，此時分子力做負功，分子勢能增加，B錯，C對；當分子間距離rr0時，分子間距離逐漸減小，分子力逐漸增大，而此過程中分子力做負功，分子勢能增加，由負值增大到正值，故D對，E錯【答案】ACD(2016南京檢測)當兩個分子間的距離rr0時，分子處于平衡狀態(tài)，設r1<r0<r2，則當兩個分子間的距離由r1變到r2的過程中()A分子力先減小后增大B分子力有可能先減小再增大最后再減小C分子勢能先減小后增大D分子勢能先增大后減小E分子力為零時，分子勢能最小【解析】當r>r0時，分子力表現為引力，其大小隨r增加先增大后減小，且整個過程分子力做負功，分子勢能增大；當r<r0時，分子力表現為斥力，隨r增加，分子力減小且分子力做正功，分子勢能減小，分子力為零時，分子勢能最小，綜上可知B、C、E正確A和D錯誤【答案】BCE勢能的大小與物體(分子)間距離的關系不論是重力勢能、彈性勢能、分子勢能、電勢能，當物體(分子)之間的距離發(fā)生變化時，它們之間的相互作用力如果做正功，勢能都要減小；如果做負功，勢能都要增大1(2015全國卷)關于擴散現象，下列說法正確的是() 【導學號：35500013】A溫度越高，擴散進行得越快B擴散現象是不同物質間的一種化學反應C擴散現象是由物質分子無規(guī)則運動產生的D擴散現象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生E液體中的擴散現象是由于液體的對流形成的【解析】擴散現象與溫度有關，溫度越高，擴散進行得越快，選項A正確擴散現象是由于分子的無規(guī)則運動引起的，不是一種化學反應，選項B錯誤，選項C正確，選項E錯誤擴散現象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生，選項D正確【答案】ACD2(2013全國卷)兩個相距較遠的分子僅在分子力作用下由靜止開始運動，直至不再靠近在此過程中，下列說法正確的是()A分子力先增大，后一直減小B分子力先做正功，后做負功C分子動能先增大，后減小D分子勢能先增大，后減小E分子勢能和動能之和不變【解析】當距離較遠時，分子力表現為引力，靠近過程中分子力做正功，動能增大，勢能減??；當距離減小至分子平衡距離時，引力和斥力相等，合力為零，動能最大，勢能最?。划斁嚯x繼續(xù)減小時，分子力表現為斥力，繼續(xù)靠近過程中，斥力做負功，勢能增大，動能減小，因為只有分子力做功，所以動能和勢能之和不變，選項B、C、E正確【答案】BCE3(2016青島二中檢測)兩分子間的斥力和引力的合力F與分子間距離r的關系如圖15中曲線所示，曲線與r軸交點的橫坐標為r0.相距很遠的兩分子在分子力作用下，由靜止開始相互接近若兩分子相距無窮遠時分子勢能為零，下列說法正確的是()圖15A在rr0階段，F做正功，分子動能增加，勢能減小B在rr0階段，F做負功，分子動能減小，勢能也減小C在rr0時，分子勢能最小，動能最大D在rr0時，分子勢能為零E分子動能和勢能之和在整個過程中不變【解析】由Epr圖可知：在rr0階段，當r減小時F做正功，分子勢能減小，分子動能增加，故選項A正確在rr0階段，當r減小時F做負功，分子勢能增加，分子動能減小，故選項B錯誤在rr0時，分子勢能最小，動能最大，故選項C正確在rr0時，分子勢能最小，但不為零，故選項D錯誤在整個相互接近的過程中分子動能和勢能之和保持不變，故選項E正確【答案】ACE4(2014北京高考改編)下列說法中不正確的是()A物體溫度降低，其分子熱運動的平均動能增大B物體溫度升高，其分子熱運動的平均動能增大C物體溫度降低，其內能一定增大D物體溫度不變，其內能一定不變E只根據物體溫度的變化，無法確定內能的變化【解析】溫度是物體分子平均動能的標志，所以物體溫度升高，其分子熱運動的平均動能增大，A錯、B對；影響物體內能的因素是溫度、體積和物質的量，所以只根據溫度的變化情況無法判斷內能的變化情況，C、D錯，E對【答案】ACD5(2015山東高考改編)墨滴入水，擴而散之，徐徐混勻關于該現象的分析正確的是()A混合均勻主要是由于碳粒受重力作用B混合均勻是水分子和碳粒做無規(guī)則運動的結果，與重力無關C混合均勻的過程中，水分子和碳粒都做無規(guī)則運動D使用碳粒更小的墨汁，混合均勻的過程進行得更迅速E墨汁的擴散運動是由于碳粒和水分子發(fā)生化學反應引起的【解析】墨滴入水，最后混合均勻，這是擴散現象，碳粒做布朗運動，水分子做無規(guī)則的熱運動；碳粒越小，布朗運動越明顯，混合均勻的過程進行得越迅速，選項B、C、D正確【答案】BCD我還有這些不足：(1)_(2)_我的課下提升方案：(1)_(2)_