人教版高中物理选修33第7章章末分层突破.docx

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人教版高中物理选修33第7章章末分层突破

章末分层突破

[自我校对]

①10－10m

②6.02×1023mol－1

③扩散现象

④布朗运动

⑤永不停息、无规则

⑥温度越高，运动越激烈

⑦零

⑧斥力

⑨引力

⑩零

⑪温度相同

⑫热力学温标

⑬摄氏温标

⑭温度

⑮相对位置

⑯动能

⑰势能

⑱温度

⑲体积

分子微观量的计算方法

阿伏加德罗常数NA是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁，在已知宏观物理量的基础上往往可借助NA计算出某些微观物理量，有关计算主要有：

1．已知物质的摩尔质量M，借助于阿伏加德罗常数NA，可以求得这种物质的分子质量m0＝

.

2．已知物质的摩尔体积VA，借助于阿伏加德罗常数NA，可以计算出这种物质的一个分子所占据的V0＝

.

3．若物体是固体或液体，可把分子视为紧密排列的球形分子，可估算出分子直径d＝

.

4．依据求得的一个分子占据的体积V0，可估算分子间距，此时把每个分子占据的空间看作一个小立方体模型，所以分子间距d＝

，这时气体、固体、液体均适用．

5．已知物体的体积V和摩尔体积VA，求物体的分子数N，则N＝

.

6．已知物体的质量m和摩尔质量M，求物体的分子数N，则N＝

NA.

　（2016·西安高二检测）已知水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，水的摩尔质量M＝1.8×10－2kg/mol.求：

（1）1g水中所含水分子数目；

（2）水分子的质量；

（3）水分子的直径．（取两位有效数字）

【解析】　

（1）因为1mol任何物质中含有分子数都是NA，所以只要知道了1g水的物质的量n，就可求得其分子总数N.

N＝nNA＝

NA＝

×6.02×1023个＝3.3×1022个．

（2）水分子质量

m0＝

＝

kg＝3.0×10－26kg.

（3）水的摩尔体积V＝

，设水分子是一个挨一个紧密排列的，则一个水分子的体积V0＝

＝

.将水分子视为球形，则V0＝

πd3，所以有：

πd3＝

即有d＝

＝

m

＝3.9×10－10m.

【答案】　

（1）3.3×1022个　

（2）3.0×10－26kg　（3）3.9×10－10m

用油膜法估测分子的大小

用油膜法估测分子直径的实验原理是：

油酸是一种脂肪酸，它的分子的一部分和水分子的亲和力很强．当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，酒精溶于水或挥发，在水面上形成一层油酸薄膜，薄膜可认为是单分子油膜，如图71所示．将水面上形成的油膜形状画到坐标纸上，可以计算出油膜的面积，根据纯油酸的体积V和油膜的面积S，可以计算出油膜的厚度d＝V/S，即油酸分子的直径．【导学号：

11200026】

图71

（2016·济南高二检测）“用油膜法估测分子的大小”的实验的方法及步骤如下：

①向体积V油＝1mL的油酸中加酒精，直至总量达到V总＝500mL；

②用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入n＝100滴时，测得其体积恰好是V0＝1mL；

③先往边长为30～40cm的浅盘里倒入2cm深的水，然后将________均匀地撒在水面上；

图72

④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状；

⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图72所示，数出轮廓范围内小方格的个数N，小方格的边长l＝20mm.根据以上信息，回答下列问题：

（1）步骤③中应填写：

____________________________________；

（2）1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V′是________________mL；

（3）油酸分子直径是________m.

【解析】　

（1）为了显示单分子油膜的形状，需要在水面上撒痱子粉或石膏粉．

（2）1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V′＝

＝

×

mL＝2×10－5mL.

（3）根据大于半个方格的算一个，小于半个方格的舍去，油膜形状占据方格数大约为115个，故面积S＝115×20×20mm2＝4.6×104mm2

油酸分子直径d＝

＝

mm

≈4.3×10－7mm＝4.3×10－10m.

【答案】　

（1）痱子粉或石膏粉　

（2）2×10－5（3）4.3×10－10

分子力、分子势能和物体的内能

1.分子力是分子引力和分子斥力的合力，分子势能是由分子间的分子力和分子间的相对位置决定的能，分子力F和分子势能Ep都与分子间的距离有关，二者随分子间距离r变化的关系如图73所示．【导学号：

11200027】

图73

（1）分子间同时存在着引力和斥力，它们都随分子间距离的增大（减小）而减小（增大），但斥力比引力变化得快．

（2）在r

（3）在r>r0的范围内，随着分子间距离的增大，分子力F先增大后减小，而分子势能Ep，一直增大．

（4）当r＝r0时，分子力F为零，分子势能Ep最小．但不一定等于零．

2．内能是物体中所有分子热运动动能与分子势能的总和．温度升高时物体分子的平均动能增加；体积变化时，分子势能变化．内能也与物体的物态有关．

解答有关“内能”的题目，应把握以下四点：

（1）温度是分子平均动能的标志，而不是分子平均速率的标志．

（2）当分子间距离发生变化时，若分子力做正功，则分子势能减小；若分子力做负功，则分子势能增加．

（3）内能是物体内所有分子动能与分子势能的总和，它取决于物质的量、温度、体积及物态．

（4）理想气体就是分子间没有相互作用力的气体，这是一种理想模型．理想气体无分子势能变化，因此一定质量理想气体的内能的变化只跟温度有关．

　（2016·福州检测）如图74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，则下列说法不正确的是（　　）

图74

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

E．乙分子在c处加速度为零，速度最大

【解析】　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．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．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．故B、E正确．

【答案】　ACD

　（2016·南京检测）当两个分子间的距离r＝r0时，分子处于平衡状态，设r1

11200028】

A．分子力先减小后增大

B．分子力有可能先减小再增大最后再减小

C．分子势能先减小后增大

D．分子势能先增大后减小

E．分子力为零时，分子势能最小

【解析】　当r>r0时，分子力表现为引力，其大小随r增加先增大后减小，且整个过程分子力做负功，分子势能增大；当r

时，分子势能最小，综上可知B、C、E正确．A和D错误．

【答案】　BCE

1．当r＝r0时，分子力F为零，分子势能最小为负值．

2．分子热运动：

分子热运动是永不停息无规则的，温度越高越剧烈，大量分子的运动符合统计规律，例如温度升高，分子的平均动能增加，单个分子的运动没有规律也没有实际意义．

1.（2015·全国卷Ⅱ）关于扩散现象，下列说法正确的是（　　）

A．温度越高，扩散进行得越快

B．扩散现象是不同物质间的一种化学反应

C．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的

D．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生

E．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的

【解析】　扩散现象与温度有关，温度越高，扩散进行得越快，选项A正确．扩散现象是由于分子的无规则运动引起的，不是一种化学反应，选项B错误，选项C正确，选项E错误．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，选项D正确．

【答案】　ACD

2．（2015·山东高考改编）墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀．关于该现象的分析不正确的是（　　）

A．混合均匀主要是由于碳粒受重力作用

B．混合均匀的过程中，水分子和碳粒都做无规则运动

C．使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速

D．使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更缓慢

E．墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的

【解析】　墨滴入水，最后混合均匀，这是扩散现象，碳粒做布朗运动，水分子做无规则的热运动；碳粒越小，布朗运动越明显，混合均匀的过程进行得越迅速，选项B、C正确．

【答案】　ADE

3．（2014·北京理综改编）下列说法中不正确的是（　　）

A．物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大

B．物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大

C．物体温度降低，其内能一定增大

D．物体温度不变，其内能一定不变

E．只根据物体温度的变化，无法确定内能的变化

【解析】　温度是物体分子平均动能的标志，所以物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大，A错、B对；影响物体内能的因素是温度、体积和物质的量，所以只根据温度的变化情况无法判断内能的变化情况，C、D错，E对．

【答案】　ACD

4．（2013·全国卷Ⅰ）两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近．在此过程中，下列说法正确的是（　　）【导学号：

11200029】

A．分子力先增大，后一直减小

B．分子力先做正功，后做负功

C．分子动能先增大，后减小

D．分子势能先增大，后减小

E．分子势能和动能之和不变

【解析】　当距离较远时，分子力表现为引力，靠近过程中分子力做正功，动能增大，势能减小；当距离减小至分子平衡距离时，引力和斥力相等，合力为零，动能最大，势能最小；当距离继续减小时，分子力表现为斥力，继续靠近过程中，斥力做负功，势能增大，动能减小，因为只有分子力做功，所以动能和势能之和不变，选项B、C、E正确．

【答案】　BCE

5.两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图75中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0.相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近．若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是（　　）【导学号：

11200030】

图75

A．在r＞r0阶段，F做正功，分子动能增加，势能减小

B．在r＜r0阶段，F做负功，分子动能减小，势能也减小

C．在r＝r0时，分子势能最小，动能最大

D．在r＝r0时，分子势能为零

E．分子动能和势能之和在整个过程中不变

【解析】　由Ep－r图可知：

在r＞r0阶段，当r减小时F做正功，分子势能减小，分子动能增加，故选项A正确．

在r＜r0阶段，当r减小时F做负功，分子势能增加，分子动能减小，故选项B错误．

在r＝r0时，分子势能最小，动能最大，故选项C正确．

在r＝r0时，分子势能最小，但不为零，故选项D错误．

在整个相互接近的过程中分子动能和势能之和保持不变，故选项E正确．

【答案】　ACE

我还有这些不足：

（1）　

（2）　

我的课下提升方案：

（1）　

（2）