金版学案高中物理人教版选修33习题第七章 分子动理论 章末总结 Word版含答案 高考.docx

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金版学案高中物理人教版选修33习题第七章分子动理论章末总结Word版含答案高考

物理选修3－3（人教版）

章末总结

题型探究

　已知水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，摩尔质量M＝1.8×10－2kg/mol；阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023mol－1.估算：

（1）每个水分子的质量；

（2）估算一个水分子的直径．（计算结果保留两位有效数字）

【思路点拨】根据水的摩尔质量和阿伏加德罗常数可求解每个水分子的质量；由水的摩尔质量和密度可以求出其摩尔体积，可将水分子看做球体，然后根据阿伏加德罗常数即可正确解答．

解析：

（1）每个水分子的质量m＝

，

代入数据解得：

m＝3.0×10－26kg.

（2）每个水分子所占的体积：

V＝

，

代入数据解得：

V＝3.0×10－29m3V＝3.0×10－29m3，

将水分子当成球体，设分子的半径为r，则有V＝

πr3，

解得d＝2r＝

代入数据得d＝3.8×10－10m.

答案：

（1）每个水分子的质量为3.0×10－26kg　

（2）每个水分子的直径为d＝3.8×10－10m

小结：

微观量估算问题的关键：

（1）牢牢抓住阿伏加德罗常数，它是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁；

（2）注意理想模型的建立：

对于固体和液体，可以认为它们的分子是一个挨一个紧密排列的，分子之间没有空隙，设分子体积为V0，则分子的直径d＝2r＝

（球体模型）或d＝

（立方体模型）；对于气体，分子间有一个很大的空隙，一般建立立方体模型，求出的立方体边长是两个相邻的气体分子之间的平均距离，并非气体分子的大小，即d＝

.

（3）估算时，要灵活地用好阿伏加德罗常数这个桥梁．

►针对训练

1．已知地球的半径为6.4×103km，水的摩尔质量为1.8×10-2kg/mol，阿伏加德罗常数为6.02×1023mol-1.设想将1kg水均匀地分布在地球表面，则1cm2的地球表面上分布的水分子数目约为（B）

A．7×103个B．7×106个

C．7×1010个D．7×1012个

解析：

1kg水中的水分子总数：

n＝

NA＝

×6.02×1023个＝

×1026个．

地球表面积：

S＝4πR2＝4×3.14×（6.4×106）2m2≈5×1018cm2，

则1cm2的地球表面上分布的水分子数：

n′＝

≈7×106个，故选项B正确．

　如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，F＞0为斥力，F＜0为引力，a、b、c、d为x轴上四个特定的位置，现把乙分子从a处由静止释放，若规定无限远处分子势能为零，则（　　）

A．乙分子在b处势能最小，且势能为负值

B．乙分子在c处势能最小，且势能为负值

C．乙分子在d处势能一定为正值

D．乙分子在d处势能一定小于在a处势能

【思路点拨】分子间的引力和斥力总是同时存在，并且都随分子间的距离的增大而减小，只不过减小的规律不同，斥力减小得快．如上图所示，当分子间距离等于平衡距离时，引力等于斥力，分子间作用力为零；当分子间距离小于平衡距离时，斥力、引力随分子间距离减小而增大，但斥力增加得快，所以表现出斥力；当分子间距离大于平衡距离时，斥力、引力随分子间距离增大而减小，但斥力减小得快，所以表现出引力．

解析：

（1）由于乙分子由静止开始，在ac间一直受到甲分子的引力而做加速运动，引力做正功，分子势能一直在减小，到达c点时所受分子力为零，加速度为零，速度最大，动能最大，分子势能最小为负值；

（2）由于惯性，到达c点后乙分子继续向甲分子靠近，由于分子力为斥力，故乙分子做减速运动，直到速度减为零，设到达d点后返回，故乙分子运动范围在ad之间；

（3）在分子力表现为斥力的那一段cd上，随分子间距的减小，乙分子克服斥力做功，分子力、分子势能随间距的减小一直增加．

答案：

B

小结：

（1）分子力的变化由分子力与分子间距的关系图判断；

（2）分子势能在平衡位置有最小值，无论分子间距离如何变化，靠近平衡位置，分子势能减小，反之增大；

（3）判断分子势能的变化有两种方法：

①看分子力做功情况；②直接由分子势能与分子间距离的关系图线判断，但要注意r＝r0是分子势能最小的点．

►针对训练

2．下列关于分子力和分子势能的说法中，正确的是（C）

A．当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而增大

B．当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小

C．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大

D．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而减小

解析：

当分子间距为r0时为平衡位置，当r>r0时分子间表现为引力，且其随r的增大而先增大后减小，一直做负功，分子势能增大，故A、B错；当r

　（多选）1g100℃的水和1g100℃的水蒸气相比较，下述说法正确的是（　　）

A．分子的平均动能相同

B．分子的总动能相同

C．它们的内能相同

D．分子的势能相同

【思路点拨】内能是物体内部所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和，一切物体都有内能；分子动能与温度有关，温度越高，分子运动越剧烈，分子动能越大．

解析：

温度相同则分子平均动能相同，A正确；因为1g水和1g水蒸气的分子数相同，因而它们的分子总动能相同，B正确；当100℃的水变成100℃的水蒸气时，该过程吸收热量，内能增加，所以1g100℃的水的内能小于1g100℃的水蒸气的内能，C错误；因为分子的总动能没有变化，而物体的内能增大了，说明分子势能必然增大，D错误．

答案：

AB

小结：

解决分子平均动能、分子总动能、内能及分子势能的关系问题的依据是：

（1）温度相同的不同物体其分子的平均动能是相等的，但平均速率不一定相等，因为不同的物质分子的质量不一定相等；

（2）物体内分子无规则运动的总动能等于分子的平均动能与分子数的乘积，即它与物体的温度和所含的分子数目有关；

（3）物体的内能除与物质的量、温度和体积有关外，还与物态变化有关．

►针对训练

3．若某种实际气体分子之间的作用力表现为引力，则一定质量的该气体内能的大小与气体的体积和温度的关系是（C）

A．如果保持其体积不变，温度升高，内能不变

B．如果保持其体积不变，温度升高，内能减少

C．如果保持其温度不变，体积增大，内能增大

D．如果保持其温度不变，体积增大，内能减少

解析：

对一定质量的某种实际气体，分子总数一定．

①若保持体积不变，则分子间距离不变，分子势能不变；温度升高，则分子的平均动能增大，而分子总数一定，故所有分子的总动能增大，即内能增大．

②若保持温度不变，则所有分子的总动能不变；体积增大，则分子间距离增大，分子引力做负功，分子势能增大，所以气体的内能增大．