高中物理粵教版3第一章分子動(dòng)理論 章末復(fù)習(xí)課

章末復(fù)習(xí)課【知識(shí)體系】[答案填寫(xiě)]①10－10m②×1023mol－1③eq\f(M,m0)＝eq\f(V,V0)④高⑤合力⑥零⑦斥力⑧引力⑨平均動(dòng)能⑩總和主題1分子微觀量的估算阿伏加德羅常數(shù)NA是聯(lián)系宏觀物理量和微觀物理量的橋梁，在已知宏觀量的基礎(chǔ)上往往可借助NA計(jì)算出某些微觀物理量，有關(guān)計(jì)算主要有：1．已知物質(zhì)的摩爾質(zhì)量M，借助于阿伏加德羅常數(shù)NA，可以求得這種物質(zhì)的分子質(zhì)量m0＝eq\f(M,NA).2．已知物質(zhì)的摩爾體積Vm借助于阿伏加德羅常數(shù)NA，可以計(jì)算出這種物質(zhì)的一個(gè)分子所占據(jù)的體積V0＝eq\f(Vm,NA).3．若物體是固體或液體，可把分子視為緊密排列的球形分小，可估算出分子直徑d＝eq\r(3,\f(6Vm,πNA)).4．依據(jù)求得的一個(gè)分子占據(jù)的體積V0，可估算分子間距，此時(shí)把每個(gè)分子占據(jù)的空間看成一個(gè)小立方體模型，所以分子間距d＝eq\r(3,V0)，這對(duì)氣體、固體、液體均適用．5．已知物體的體積V和摩爾體積Vm，求物體的分子數(shù)N，則N＝NAeq\f(V,Vm).【典例1】一氣泡從湖底上升到湖面的過(guò)程中溫度保持不變，已知?dú)馀輧?nèi)氣體的密度為1.29kg/m3，平均摩爾質(zhì)量為0.029kg/mol.阿伏加德羅常數(shù)NA＝×1023mol－1，取氣體分子的平均直徑為2×10－10m．解析：設(shè)氣體體積為V0，液體體積為V1，氣體分子數(shù)n＝eq\f(ρV0,M)NA，V1＝neq\f(πd3,6)(或V1＝nd3)，則eq\f(V1,V0)＝eq\f(ρ,6m)πd3NAeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(或\f(V1,V0)＝\f(ρ,m)d3NA))，解得eq\f(V1,V0)＝1×10－4(9×10－5～2×10－4都算對(duì))．答案：1×10－4(9×10－5～2×10－4都算對(duì))針對(duì)訓(xùn)練1．目前，環(huán)境污染已非常嚴(yán)重，瓶裝純凈水已經(jīng)占領(lǐng)柜臺(tái)．再嚴(yán)重下去，瓶裝純凈空氣也會(huì)上市．設(shè)瓶子的容積為500mL，空氣的摩爾質(zhì)量M＝29×10－3kg/mol.按標(biāo)準(zhǔn)狀況計(jì)算，NA＝×1023mol－1，(1)空氣分子的平均質(zhì)量是多少？(2)一瓶純凈空氣的質(zhì)量是多少？(3)一瓶中約有多少個(gè)氣體分子？解析：(1)m＝eq\f(M,NA)＝eq\f(29×10－3,×1023)kg＝×10－26kg.(2)m空＝ρV瓶＝eq\f(MV瓶,Vm)＝eq\f(29×10－3×500×10－6,×10－3)kg＝6．5×10－4kg(3)分子數(shù)N＝nNA＝eq\f(V瓶,Vm)·NA＝eq\f(500×10－6××1023,×10－3)＝×1022(個(gè))．答案：(1)×10－26kg(2)×10－(3)×1022個(gè)主題2分子的熱運(yùn)動(dòng)1．分子的熱運(yùn)動(dòng)．分子的運(yùn)動(dòng)是不規(guī)則的，受溫度影響．溫度越高，運(yùn)動(dòng)越劇烈．大量分子運(yùn)動(dòng)受統(tǒng)計(jì)規(guī)律支配．2．?dāng)U散現(xiàn)象．(1)兩種物質(zhì)由于接觸而產(chǎn)生的物質(zhì)遷移現(xiàn)象即為擴(kuò)散現(xiàn)象，它的原因是分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，擴(kuò)散現(xiàn)象是分子運(yùn)動(dòng)的具體體現(xiàn)．(2)擴(kuò)散現(xiàn)象的特點(diǎn)：①?gòu)臐舛雀咛幭驖舛鹊吞帞U(kuò)散；②擴(kuò)散快慢除與此物質(zhì)的狀態(tài)有關(guān)外，還與溫度有關(guān)．3．布朗運(yùn)動(dòng)．(1)盡管布朗運(yùn)動(dòng)本身并不是分子運(yùn)動(dòng)，但由于它的形成原因是分子的撞擊，所以它能反映分子的運(yùn)動(dòng)特征，這就是布朗運(yùn)動(dòng)的意義所在．(2)布朗運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì)：①布朗運(yùn)動(dòng)永不停息，說(shuō)明分子的運(yùn)動(dòng)是永不停息的．②布朗運(yùn)動(dòng)路線的無(wú)規(guī)則，說(shuō)明分子的運(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)則的．③溫度越高，顆粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈，說(shuō)明分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的劇烈程度也與溫度有關(guān)．【典例2】氣體能夠充滿密閉容器，說(shuō)明氣體分子除相互碰撞的短暫時(shí)間外()A．氣體分子可以做布朗運(yùn)動(dòng)B．氣體分子的動(dòng)能都一樣大C．相互作用力十分微弱，氣體分子可以自由運(yùn)動(dòng)D．相互作用力十分微弱，氣體分子間的距離都一樣大解析：氣體能充滿密閉容器的原因是：氣體分子間的距離大于10－10m，相互作用力十分微弱，氣體分子做無(wú)規(guī)則的自由運(yùn)動(dòng)，C正確；布朗運(yùn)動(dòng)研究的是懸浮在液體中固體微粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，而不是氣體分子的運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；由于氣體分子的運(yùn)動(dòng)及相互的碰撞，會(huì)使分子間的距離和速率都時(shí)刻發(fā)生變化，所以B答案：C針對(duì)訓(xùn)練2．(多選)下列關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法，正確的是()A．布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)B．液體溫度越高，懸浮粒子越小，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈C．布朗運(yùn)動(dòng)是由于液體各部分的溫度不同而引起的D．布朗運(yùn)動(dòng)是由液體分子從各個(gè)方向?qū)腋×Ｗ幼矒糇饔玫牟黄胶庖鸬慕馕觯翰祭蔬\(yùn)動(dòng)的研究對(duì)象是固體小顆粒，而不是液體分子，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤；布朗運(yùn)動(dòng)的影響因素是溫度和顆粒大小，溫度越高、顆粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯，故B選項(xiàng)正確；布朗運(yùn)動(dòng)是由于固體小顆粒受液體分子的碰撞作用不平衡而引起的，而不是由液體各部分的溫度不同而引起的，故C選項(xiàng)錯(cuò)誤，D選項(xiàng)正確．答案：BD主題3分子力與分子勢(shì)能的關(guān)系1．分子力．(1)分子間的作用力屬于短程力，其作用力只存在相近的兩分子之間．分子間的距離為平衡位置時(shí)，分子間仍有引力和斥力，但是兩者合力為0.當(dāng)分子間距大于平衡位置距離時(shí)表現(xiàn)為引力，當(dāng)分子間距小于平衡位置距離時(shí)表現(xiàn)為斥力．(2)當(dāng)距離超過(guò)10倍的平衡位置時(shí)，不存在分子力即引力和斥力都為0.所以理想氣體分子間距大，超過(guò)平衡位置距離的10倍，所以理想氣體不考慮分子力的作用．2．分子力做功和分子勢(shì)能．(1)當(dāng)分子力與分子速度同向時(shí)分子力做正功，動(dòng)能增大，分子勢(shì)能減??；當(dāng)分子力與速度反向時(shí)分子力做負(fù)功，動(dòng)能減小，分子勢(shì)能增大．所以一分子向另一固定不動(dòng)的分子靠近時(shí)，分子間距開(kāi)始大于平衡間距后小于平衡位置間距，則分子力先做正功后做負(fù)功，分子勢(shì)能先減小后增大，平衡位置時(shí)分子勢(shì)能最?。?2)圖象．【典例3】如圖所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O，乙分子位于x軸上，甲分子對(duì)乙分子的作用力與兩分子間距離的關(guān)系如圖中曲線所示，F(xiàn)>0為斥力，F(xiàn)<0為引力，a、b、c、d為x軸上四個(gè)特定的位置，現(xiàn)把乙分子從a處由靜止釋放，若規(guī)定無(wú)限遠(yuǎn)處分子勢(shì)能為零，則()A．乙分子在b處勢(shì)能最小，且勢(shì)能為負(fù)值B．乙分子在c處勢(shì)能最小，且勢(shì)能為負(fù)值C．乙分子在d處勢(shì)能一定為正值D．乙分子在d處勢(shì)能一定小于在a處勢(shì)能解析：由于乙分子由靜止開(kāi)始，在ac間一直受到甲分子的引力而做加速運(yùn)動(dòng)，引力做正功，分子勢(shì)能一直在減小，到達(dá)c點(diǎn)時(shí)所受分子力為零，加速度為零，速度最大，動(dòng)能最大，分子勢(shì)能最小為負(fù)值．由于慣性，到達(dá)c點(diǎn)后乙分子繼續(xù)向甲分子靠近，由于分子力為斥力，故乙分子做減速運(yùn)動(dòng)，直到速度減為零，設(shè)到達(dá)d點(diǎn)后返回，故乙分子運(yùn)動(dòng)范圍在ad之間．在分子力表現(xiàn)為斥力的那一段cd上，隨分子間距的減小，乙分子克服斥力做功，分子力、分子勢(shì)能隨間距的減小一直增加．答案：B針對(duì)訓(xùn)練3.如圖所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O，乙分子位于x軸上，甲分子對(duì)乙分子的作用力與兩分子間距離的關(guān)系如圖中曲線所示．F>0為斥力，F(xiàn)<0為引力．A、B、C、D為x軸上四個(gè)特定的位置．現(xiàn)把乙分子從A處由靜止釋放，下圖中A、B、C、D四個(gè)圖分別表示乙分子的速度、加速度、勢(shì)能、動(dòng)能與兩分子間距離的關(guān)系，其中大致正確的是()解析：速度方向始終不變，A錯(cuò)誤；加速度與力成正比，方向相同，故B正確；乙分子勢(shì)能不可能增大到正值，故C錯(cuò)誤；乙分子動(dòng)能不可能為負(fù)值，故D錯(cuò)誤．答案：B統(tǒng)攬考情對(duì)分子力和分子勢(shì)能的考查是高考的一個(gè)小熱點(diǎn)問(wèn)題，分子勢(shì)能和分子力之間存在著一定的聯(lián)系，兩者都與分子間的距離存在一定的關(guān)系，但對(duì)學(xué)生處理來(lái)說(shuō)卻容易出現(xiàn)混淆．另外分子動(dòng)理論也是常考的一種題型，考題一般以選擇題的形式出現(xiàn)，在高考中基本每年都會(huì)涉及該部分內(nèi)容．真題例析(2023·課標(biāo)全國(guó)Ⅰ卷)(多選)兩個(gè)相距較遠(yuǎn)的分子僅在分子力作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，直至不再靠近．在此過(guò)程中，下列說(shuō)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(fù)功C．分子動(dòng)能先增大，后減小D．分子勢(shì)能先增大，后減小E．分子勢(shì)能和動(dòng)能之和不變解析：由分子力隨分子間距離變化關(guān)系分析知，分子力先增大，然后減小，再增大，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；分子從相距很遠(yuǎn)處開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，則r>r0時(shí)合力為引力，分子力做正功，分子動(dòng)能大．r<r0時(shí)合力為斥力，分子力做負(fù)功，分子動(dòng)能減小，B、C選項(xiàng)正確；由分子力做功與分子勢(shì)能變化關(guān)系知，分子勢(shì)能先減小，后增大，D選項(xiàng)錯(cuò)誤；分子僅在分子力作用下運(yùn)動(dòng)，只有分子力做功，分子勢(shì)能和動(dòng)能之間相互轉(zhuǎn)化，分子勢(shì)能和動(dòng)能之和不變；E選項(xiàng)正確．答案：BCE針對(duì)訓(xùn)練一定質(zhì)量的理想氣體在升溫過(guò)程中()A．分子平均勢(shì)能減小B．每個(gè)分子速率都增大C．分子平均動(dòng)能增大D．分子間作用力先增大后減小解析：對(duì)于理想氣體分子間距比較大，超過(guò)了分子力的作用范圍，進(jìn)而分子勢(shì)能認(rèn)為是0，故A、D錯(cuò)誤；溫度升高分子平均動(dòng)能增大，對(duì)單個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)則的，有的增大，也有的會(huì)減小，故B錯(cuò)誤，C對(duì)．答案：C1．(2023·山東卷)(多選)墨滴入水，擴(kuò)而散之，徐徐混勻．關(guān)于該現(xiàn)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．混合均勻的過(guò)程中，水分子和碳粒都做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)C．使用碳粒更小的墨汁，混合均勻的過(guò)程進(jìn)行得更迅速D．墨汁的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)是由于碳粒和水分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的解析：由分子動(dòng)理論知，混合均勻主要是由于水分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，使得碳粒做布朗運(yùn)動(dòng)；由于布朗運(yùn)動(dòng)的劇烈程度和溫度有關(guān)，所以使用碳粒更小的墨汁，布朗運(yùn)動(dòng)會(huì)越明顯，則混合均勻的程度進(jìn)行的更快，故選B、C.答案：BC2．(多選)以下說(shuō)法正確的是()A．氣體的溫度越高，分子的平均動(dòng)能越大B．即使氣體的溫度很高，仍有一些分子的運(yùn)動(dòng)速率是非常小的C．對(duì)物體做功不可能使物體的溫度升高D．如果氣體分子間的相互作用力小到可以忽略不計(jì)，則氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)解析：溫度是大量分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，氣體分子溫度越高，說(shuō)明分子的平均動(dòng)能越大；但并不能說(shuō)明所有分子的運(yùn)動(dòng)速率都很高，仍有一部分分子的運(yùn)動(dòng)速率是比較小的，所以A、B選項(xiàng)正確；做功和熱傳遞均可以改變物體的內(nèi)能，一般情況下對(duì)物體做功是可以使物體溫度升高的，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；只有理想氣體的內(nèi)能才只與溫度有關(guān)，對(duì)于實(shí)際氣體內(nèi)能與溫度和體積有關(guān)，不能單純從溫度上來(lái)判斷，D選項(xiàng)錯(cuò)誤．答案：AB3．(2023·北京卷)下列說(shuō)法中正確的是()A．物體溫度降低，其分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增大B．物體溫度升高，其分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增大C．物體溫度降低，其內(nèi)能一定增大D．物體溫度不變，其內(nèi)能一定不變解析：物體溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度高分子平均動(dòng)能大，但內(nèi)能不一定大，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤．答案：B4．下列說(shuō)法中正確的是()A．氣體總是很容易充滿整個(gè)容器，這是分子間存在斥力的宏觀表現(xiàn)B．當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子勢(shì)能隨分子間距離的增大而減小C．10個(gè)分子的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和就是這10個(gè)分子的內(nèi)能D．已知阿伏加德羅常數(shù)和某物質(zhì)的摩爾質(zhì)量，可以求出該物質(zhì)分子的質(zhì)量解析：氣體分子之間的距離很大，分子力為引力，基本為零，氣體很容易充滿容器，是由于分子熱運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，故A錯(cuò)誤；當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子間距離增大時(shí)分子力做負(fù)功；分子勢(shì)能隨分子間距離的增大而增大，故B錯(cuò)誤；物體的內(nèi)能是構(gòu)成物體的所有分子的無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能的代數(shù)和，具有統(tǒng)計(jì)意義，對(duì)單個(gè)或幾個(gè)分子無(wú)意義，故C錯(cuò)誤；已知阿伏加德羅常數(shù)和某物質(zhì)的摩爾質(zhì)量，可以由m＝eq\f(M,NA)可求出該物質(zhì)分子的質(zhì)量，故D正確．答案：D5．(2023·海南卷)已知地球大氣層的厚度h遠(yuǎn)小于地球半徑R，空氣平均摩爾質(zhì)量為M，阿伏伽德羅常數(shù)為NA，地面大氣壓強(qiáng)為p0，重力加速度大小為g.由此可以估算得，地球大氣層空氣分子總數(shù)為_(kāi)_______，空氣分子之間的平均距離為_(kāi)_______．解析