高中物理人教版3本册总复习总复习模块专题专题2

一、阿伏加德罗常数及相关估算问题阿伏加德罗常数NA是联系宏观量和微观量的桥梁，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，可以求得物质分子的质量m＝eq\f(M,NA).2．已知物质的摩尔体积V，可以求得物质分子的体积V0＝eq\f(V,NA)(此式只适用于固、液体的计算，对气体来说求得的是分子平均占有的空间体积)．3．物质分子个数的计算，一般先算出物质的量n，则总个数为N＝nNA.[复习过关]1．已知地球的半径为×103km，水的摩尔质量为×10－2kg/mol，阿伏加德罗常数为×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()A．7×103个 B．7×106个C．7×1010个 D．7×1012个答案B解析1kg水中的水分子总数：n＝eq\f(m,M)NA＝eq\f(1,×10－2)××1023个≈×1025个．地球表面积：S＝4πR2＝4×××106)2m2≈5×1018cm2，则1cm2的地球表面上分布的水分子数：n′＝eq\f(n,S)≈7×106个，故选项B正确．2．空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器(铜管)液化成水，经排水管排走，空气中水分越来越少，人会感觉干燥．某空调工作一段时间后，排出液化水的体积为V，水的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则液化水中水分子的总数N和水分子的直径d分别为()A．N＝eq\f(M,ρVNA)，d＝eq\r(3,\f(6M,πρNA))B．N＝eq\f(ρVNA,M)，d＝eq\r(3,\f(πρNA,6M))C．N＝eq\f(ρVNA,M)，d＝eq\r(3,\f(6M,πρNA))D．N＝eq\f(M,ρVNA)，d＝eq\r(3,\f(πρNA,6M))答案C解析水的摩尔体积Vmol＝eq\f(M,ρ)水分子数n＝eq\f(V,Vmol)NA＝eq\f(ρVNA,M)将水分子看成球形，由eq\f(Vmol,NA)＝eq\f(1,6)πd3，解得水分子直径为d＝eq\r(3,\f(6M,πρNA)).故选C.3．(多选)一般物质分子非常小，分子质量也非常小，科学家采用摩尔为物质的量的单位，实现了微观物理量与宏观物理量间的换算.1摩尔的任何物质都含有相同的粒子数，这个数量称为阿伏加德罗常数NA，通过下列条件可以得出阿伏加德罗常数的是()A．己知水分子的体枳和水的摩尔质量B．己知水的摩尔质量和水分子的质量C．已知氧气分子的质量和氧气的摩尔质量D．己知氧气分子的体积和氧气的摩尔体积答案BC解析已知水分子体积和水的摩尔质量，不能求出阿伏加德罗常数，故A错误；用水的摩尔质量除以水分子的质量可以求解阿伏加德罗常数，故B正确；氧气的摩尔质量除以氧气分子的质量等于阿伏加德罗常数，故C正确；气体分子间隙较大，利用氧气分子占据空间的体积和氧气的摩尔体积，不可求出阿伏加德罗常数．故D错误；故选B、C.二、扩散现象、布朗运动和分子热运动1．分子热运动：分子永不停息的无规则运动．(1)宏观表现：布朗运动和扩散现象．(2)特点：①永不停息．②运动无规则．③温度越高，分子的热运动越激烈．2．扩散现象是分子无规则运动的直接结果，是分子无规则运动的宏观表现．(1)扩散现象发生时，气态物质的扩散现象最快、最显著，液态次之，固态物质的扩散现象最慢，短时间内非常不明显．(2)在两种物质一定的前提下，扩散现象发生的明显程度与物质的温度有关，温度越高，扩散现象越显著．(3)扩散现象发生的明显程度还受到“已进入对方”的分子浓度的限制，当浓度低时，扩散现象较为显著．3．布朗运动间接反映了液体分子的无规则运动．(1)布朗运动不是液体分子的无规则运动，也不是固体颗粒分子的无规则运动，而是固体小颗粒的无规则运动．(2)布朗运动产生的原因不是外界因素造成的，如加热、对流、重力等都不能形成布朗运动，布朗运动是液体分子无规则运动撞击固体小颗粒形成的．(3)布朗运动是永不停息的无规则运动，实验中的折线是固体颗粒的位置连线，不代表颗粒运动的轨迹．[复习过关]4．下列说法正确的是()A．温度升高时，物体内每个分子的热运动速度都增大B．布朗运动是在显微镜中看到的液体分子的无规则运动C．布朗运动虽不是分子运动，但它证明了组成固体颗粒的分子在做无规则运动D．扩散现象可以在液体、气体中进行，也可以在固体中发生答案D解析温度升高时，物体内分子的热运动平均动能增大，故平均速度增大，不是每个分子的速度都增大，故A错误；布朗运动是在显微镜中看到的固体颗粒的无规则运动，不是液体分子的无规则运动，而是液体分子无规则运动的反映，故B错误；布朗运动是悬浮在液体中固体微粒的无规则运动，是由大量分子撞击引起的，反应了液体分子的无规则运动，故C错误；扩散现象可以在液体、气体中进行，也能在固体中发生，故D正确．5．(多选)下列四种现象中，属于扩散现象的有()A．雨后的天空中悬浮着很多的小水滴B．海绵吸水C．在一杯开水中放几粒盐，整杯水很快就会变咸D．把一块煤贴在白墙上，几年后铲下煤后发现墙中有煤答案CD解析扩散现象是指两种不同的分子互相渗透到对方中去的现象，它是分子运动引起的．天空中的小水滴不是分子，小水滴是由大量水分子组成的，这里小水滴悬浮于空气中并非分子运动所为，故A项不对．同样海绵吸水也不是分子运动的结果，故B项也不对．而整杯水变咸是盐分子渗透到水分子之间所致，墙中有煤也是煤分子渗透的结果，故C、D项正确．6．下列关于布朗运动的叙述，正确的是()A．固体小颗粒做布朗运动是由于固体小颗粒内部的分子运动引起的B．液体的温度越低，悬浮小颗粒的运动越缓慢，当液体的温度降到零摄氏度时，固体小颗粒的运动就会停止C．被冻结在冰块中的小炭粒不能做布朗运动是因为冰中的水分子不运动D．固体小颗粒做布朗运动是由于液体分子对小颗粒的碰撞引起的答案D解析固体小颗粒的布朗运动是由于液体分子的无规则运动引起的，故A错误，D正确；温度越低，小颗粒的运动由于液体分子的运动减慢而减慢，但即使降到零摄氏度，液体分子还是在运动的，布朗运动是不会停止的，故B项错误；被冻结在冰块中的小炭粒不能做布朗运动是因为受力平衡，而不是由于水分子不运动(水分子不可能停止运动，因为热运动是永不停息的)，故C项错误．三、分子力曲线和分子势能曲线的比较和应用分子力随分子间距离的变化图象与分子势能随分子间距离的变化图象非常相似，但却有着本质的区别．1．分子力的变化由分子力与分子间距的关系图判断，如图1所示；图12．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，如图2所示，但要注意r＝r0是分子势能最小的点．图2[复习过关]7．如图3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()图3A．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处势能答案B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，分子动能最大，分子势能最小为负值；(2)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．8．(多选)如图4所示为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线，下列说法正确的是()图4A．当r＞r1时，分子间的作用力表现为引力B．当r＜r1时，分子间的作用力表现为斥力C．当r＝r1时，分子间的作用力为零D．在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功E．当r＜r1时，随着r的减小，分子势能增大，分子间相互作用的引力和斥力也增大答案BE解析从分子势能图象可知，当0＜r＜r2时，分子间表现为斥力，当r＞r2时，表现为引力，故A错误；当r＜r1时，分子间的作用力表现为斥力，故B正确；由图可知，当r＝r2时分子势能最小；当分子势能最小时，即r＝r2时分子间的引力等于斥力，分子间作用力为零，而不是r＝r1时作用力为零，故C错误；在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力，即为斥力，做正功，故D错误；当r＜r1时，体现斥力，当随着r的减小，斥力做负功，则分子势能增大，分子间相互作用的引力和斥力也增大，不过斥力增大较快，故E正确．9．(多选)如图5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5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，则()图5A．乙分子从a到b做加速运动，由b到c做减速运动B．乙分子从a到c做加速运动，到达c时速度最大C．乙分子由a到c的过程中，两分子间的分子势能先减少后增大D．乙分子由b到d的过程中，两分子间的分子势能先减少后增大答案BD解析从a到c，分子力一直为引力，分子力一直做正功，分子乙一直做加速运动，故A错误；乙分子由a到c，分子力为引力，分子力对乙做正功，乙做加速运动，c到d分子力为斥力，分子乙做减速运动，所以到达c点时速度最大．故B正确；乙分子由a到c的过程中，分子力一直做正功，故分子势能一直减小，故C错误；乙分子由b到d的过程中，分子力先做正功后做负功，分子势能先减小后增大，故D正确．四、物体的内能物体的内能指物体中所有分子热运动动能与分子势能的总和．1．内能的决定因素(1)从宏观上看：物体内能的大小由物体的摩尔数、温度和体积三个因素决定．(2)从微观上看：物体内能的大小由组成物体的分子总数、分子热运动的平均动能和分子间的距离三个因素决定．2．内能与机械能的区别内能是由大量分子的热运动和分子间的相对位置所决定的能；机械能是物体做机械运动和物体形变所决定的能．物体的机械能在一定的条件下可以等于零，但物体的内能不可能等于零，这是因为组成物体的分子在永不停息地做着无规则的热运动，分子之间彼此有相互作用．在热现象的研究中，一般不考虑物体的机械能．3．内能与热量的区别内能是一个状态量，一个物体在不同的状态下有不同的内能，而热量是一个过程量，它表示由于热传递而引起的内能变化过程中转移的能量，即内能的改变量．如果没有热传递，就无所谓热量，但此时物体仍有一定的内能．例如，我们不能说“某物体在某温度时具有多少热量”．[复习过关]10．下列说法正确的是()A．温度低的物体内能一定小B．温度低的物体分子运动的平均速率小C．温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，但并非所有分子的速率都增大D．分子距离增大，分子势能一定增大答案C解析温度低的物体分子平均动能小，但如果物质的量大，则内能也可能大，故A错误；温度是分子平均动能的标志，温度低的物体若分子的质量小，平均速率不一定小，故B错误；温度是分子平均动能的标志，是大量分子运动的统计规律．温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，但并非所有分子的速率都增大．故C正确；当r＜r0时，分子力为斥力，分子距离增大时，分子势能减小，D错误．11．下列关于分子运动和热现象的说法正确的是()A．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在势能的缘故B．一定量100℃的水变成100℃的水蒸气，其分子平均动能增加C．一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子势能的总和D．如果气体温度升高，那么所有分子的速率都增加答案C解析气体分子间的距离比较大，甚至可以忽略分子间的作用力，分子势能也就不存在了，所以气体在没有容器的约束下散开是分子无规则热运动的结果，所以A错.100℃的水变成同温度的水蒸气，分子的平均动能不变，所以B错误．根据内能的定义可知C正确．如果气体的温度升高，分子的平均动能增大，热运动的平均速率也增大，这是统计规律，但就每一个分子来讲，速率不一