物理新课堂学案粤教版选修33检测章末复习课第一章

章末复习课【知识体系】eq\a\vs4\al(分子动理论)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(物体是由,大量分子,组成的)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(分子的大小\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(油膜法测分子直径D＝①,数量级\b\lc\((\a\vs4\al\co1(直径：②,质量：一般为③)))),阿伏加德罗常数NA＝④)),\a\vs4\al(分子的,热运动)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(实验依据：⑤现象、⑥运动,运动特点\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(永不停息且⑦,温度越高，运动⑧)))),\a\vs4\al(分子间的,作用力)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(引力和斥力同时存在，分子力是指⑨的合力,r＝r0时，⑩，分子力⑪,r<r0时，⑫，分子力表现为⑬,r>r0时，⑭，分子力表现为⑮,r≥10r0时，分子力几乎为⑯)),\a\vs4\al(物体的,内能)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(分子的平均动能由⑰决定,分子势能由分子间⑱决定,物体的内能\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(等于所有分子热运动的⑲与⑳的总和,决定因素：\o(○,\s\up1(21))、\o(○,\s\up1(22))、物质的量及物态)))),\a\vs4\al(气体分子运动的,统计规律)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(分子沿各个方向运动的机会\o(○,\s\up1(23)),分子速率按一定的\o(○,\s\up1(24))分布))))主题1分子微观量的估算1．在处理估算类问题时要抓住连接微观物理量和宏观物理量的桥梁——阿伏加德罗常数，要熟练掌握以下关系式：(1)计算分子的质量：m＝eq\f(Mmol,NA)(Mmol为摩尔质量，NA为阿伏加德罗常数)．(2)计算分子的体积：V＝eq\f(Vmol,NA)(Vmol为摩尔体积，NA为阿伏加德罗常数，气体分子不适用)．(3)分子大小的估算方法．①球体模型：分子直径d＝eq\r(3,\f(6V,π))，此模型多用于固体和液体(V为分子体积)．②立方体模型：分子间距离d＝eq\r(3,V)，此模型多用于气体(V为分子所占的空间)．(4)计算物体所含分子数．n＝eq\f(m,Mmol)·NA＝eq\f(V,Vmol)·NA(m和V分别为物体的质量和体积)．2．估算类问题的处理方法．(1)突出主要因素，忽略次要因素，建立物理模型．(2)挖掘隐含条件．估算问题文字简洁，显性条件少，必须认真审题，仔细推敲，找出隐含条件．(3)适当选取数据，合理近似计算．物理学中的估算类问题准确度要求不是很高，计算时要选NA＝6.0×1023mol－1，室温取T＝300K等．3．常见的几种估算题型．(1)估算分子的数目、分子的质量、分子的直径．(2)估算分子间的平均距离．(3)估算阿伏加德罗常数．[典例❶]已知水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，水的摩尔质量M＝1.8×10－2(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水的摩尔数n，就可求得其分子总数N.N＝nNA＝eq\f(m,M)NA＝eq\f(1×10－3,1.8×10－2)×6.02×1023个＝3.3×1022个．(2)水分子质量m0＝eq\f(M,NA)＝eq\f(1.8×10－2,6.02×1023)kg＝3.0×10－26kg.(3)水的摩尔体积V＝eq\f(M,ρ)，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＝eq\f(V,NA)＝eq\f(M,ρNA).将水分子视为球形，则V0＝eq\f(1,6)πd3，所以有：eq\f(1,6)πd3＝eq\f(M,ρNA).即有d＝eq\r(3,\f(6M,πρNA))＝eq\r(3,\f(6×1.8×10－2,3.14×1.0×103×6.02×1023))m＝3.9×10－10m.答案：(1)3.3×1022个(2)3.0×10－26kg(3)3.9×10－针对训练1．一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变，已知气泡内气体的密度为1.29kg/m3，平均摩尔质量为0.029kg/mol.阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023mol－1，取气体分子的平均直径为2×10－10m．若气泡内的气体能完全变为液体，请估算变为液体后液体体积与原来气体体积的比值(结果保留一位有效数字)解析：设气体体积为V0，液体体积为V1，气体分子数n＝eq\f(ρV0,M)NA，V1＝neq\f(πd3,6)(或V1＝nd3)，则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都算对)．答案：1×10－4(9×10－5～2×10－4都算对)主题2分子的热运动1．分子的热运动．分子的运动是不规则的，受温度影响．温度越高，运动越剧烈．大量分子运动受统计规律支配．2．扩散现象．(1)两种物质由于接触而产生的物质迁移现象即为扩散现象，它的原因是分子的无规则运动，扩散现象是分子运动的具体体现．(2)扩散现象的特点：①从浓度高处向浓度低处扩散；②扩散快慢除与此物质的状态有关外，还与温度有关．3．布朗运动．(1)尽管布朗运动本身并不是分子运动，但由于它的形成原因是分子的撞击，所以它能反映分子的运动特征，这就是布朗运动的意义所在．(2)布朗运动的实质：①布朗运动永不停息，说明分子的运动是永不停息的．②布朗运动路线的无规则，说明分子的运动是无规则的．③温度越高，颗粒越小，布朗运动越剧烈，说明分子无规则运动的剧烈程度也与温度有关．【典例2】气体能够充满密闭容器，说明气体分子除相互碰撞的短暂时间外()A．气体分子可以做布朗运动B．气体分子的动能都一样大C．相互作用力十分微弱，气体分子可以自由运动D．相互作用力十分微弱，气体分子间的距离都一样大解析：气体能充满密闭容器的原因是：气体分子间的距离大于10－10m，相互作用力十分微弱，气体分子做无规则的自由运动，C正确；布朗运动研究的是悬浮在液体中固体微粒的无规则运动，而不是气体分子的运动，A错误；由于气体分子的运动及相互的碰撞，会使分子间的距离和速率都时刻发生变化，所以B答案：C针对训练2．(2017·海南卷)(多选)关于布朗运动，下列说法正确的是()A．布朗运动是液体中悬浮微粒的无规则运动B．液体温度越高，液体中悬浮微粒的布朗运动越剧烈C．在液体中的悬浮颗粒只要大于某一尺寸，都会发生布朗运动D．液体中悬浮微粒的布朗运动是液体分子永不停息地做无规则运动E．液体中悬浮微粒的布朗运动是液体分子对它的撞击作用不平衡所引起的解析：布朗运动是液体中悬浮微粒的无规则运动，故A正确，液体温度越高，分子热运动越激烈，液体中悬浮微粒的布朗运动越剧烈，故B正确．悬浮颗粒越大，惯性越大，碰撞时受到冲力越平衡，所以大颗粒不做布朗运动，故C错误．布朗运动是悬浮在液体中颗粒的无规则运动，不是液体分子的无规则运动，故D错误．布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮颗粒撞击作用的不平衡引起的，故E正确．答案：ABE主题3分子力、分子势能、物体的内能1．分子力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系如图甲、乙所示(取无穷远处分子势能为0)．甲乙(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．对外表现的分子力F是分子间引力和斥力的合力．(2)在r<r0范围内，分子力F、分子势能Ep都随分子间距离r的减小而增大．但在r>r0的范围内，随着分子间距离r的增大，分子力F是先增大后减小，而分子势能Ep一直增大．(3)当r＝r0时分子处于平衡状态，此时分子间的引力、斥力同样存在，分子力F为零，分子势能Ep最小．2．物体的内能．项目定义微观宏观量值分子的动能物体的分子不停地运动着，运动着的分子所具有的能分子永不停息的做无规则运动与温度有关永远不等于零分子的势能物体的分子由它们的相对位置所决定的势能分子间存在相互作用的引力和斥力所决定的能与物体的体积有关可能等于零物体的内能物体内所有分子动能与势能的总和分子热运动和分子间存在作用力与分子数、温度、体积有关永远不等于零【典例3】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．答案：B针对训练3.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，下图中A、B、C、D四个图分别表示乙分子的速度、加速度、势能、动能与两分子间距离的关系，其中大致正确的是()解析：速度方向始终不变，A错误；加速度与力成正比，方向相同，故B正确；乙分子势能不可能增大到正值，故C错误；乙分子动能不可能为负值，故D错误．答案：B统揽考情对分子力和分子势能的考查是高考的一个小热点问题，分子势能和分子力之间存在着一定的联系，两者都与分子间的距离存在一定的关系，但对学生处理来说却容易出现混淆．另外分子动理论也是常考的一种题型，考题一般以选择题的形式出现，在高考中基本每年都会涉及该部分内容．真题例析(多选)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()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：由分子力随分子间距离变化关系分析知，分子力先增大，然后减小，再增大，A选项错误；分子从相距很远处开始运动，则r>r0时合力为引力，分子力做正功，分子动能大．r<r0时合力为斥力，分子力做负功，分子动能减小，B、C选项正确；由分子力做功与分子势能变化关系知，分子势能先减小，后增大，D选项错误；分子仅在分子力作用下运动，只有分子力做功，分子势能和动能之间相互转化，分子势能和动能之和不变；E选项正确．答案：BCE针对训练一定质量的理想气体在升温过程中()A．分子平均势能减小B．每个分子速率都增大C．分子平均动能增大D．分子间作用力先增大后减小解析：对于理想气体分子间距比较大，超过了分子力的作用范围，进而分子势能认为是0，故A、D错误；温度升高分子平均动能增大，对单个分子的运动是无规则的，有的增大，也有的会减小，故B错误，C对．答案：C1．(2015·山东卷)(多选)墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀．关于该现象的分析正确的是()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．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：由分子动理论知，混合均匀主要是由于水分子做无规则运动，使得碳粒做布朗运动；由于布朗运动的剧烈程度和温度有关，所以使用碳粒更小的墨汁，布朗运动会越明显，则混合均匀的程度进行的更快，故选B、C.答案：BC2．(2017·全国卷Ⅰ)(多选)氧气分子在0℃和100℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示．下列说法正确的是A．图中两条曲线下面积相等B．图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形C．图中实线对应于氧气分子在100℃D．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目E．与0℃时相比，100℃时氧气分子速率出现在0～400m答案：ABC3．(2018·全国卷Ⅱ)(多选)对于实际的气体，下列说法正确的是()A．气体的内能包括气体分子的重力势能B．气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能C．气体的内能包括气体整体运动的动能D．气体的体积变化时，其内能可能不变E．气体的内能包括气体分子热运动的动能解析：气体的内能不考虑气体自身重力的影响，故气体的内能不包括气体分子的重力势能，A错误；实际气体的内能包括气体的分子动能和分子势能两部分，B、E正确；气体整体运动的动能属于机械能，不是气体的内能，C错误；气体体积变化时，分子势能发生变化，气体温度也可能发生变化，即分子势能和分子动能的和可能不变，D正确．答案：BDE4．(2016·北京卷)雾霾中，各种悬浮颗粒物形状不规则，但可视为密度相同、直径不同的球体，并用PM10、PM2.5分别表示直径小于或等于10μm、2.5μm的颗粒物(PM是颗粒物的英文缩写)．某科研机构对北京地区的检测结果表明，在静稳的雾霾天气中，近地面高度百米的范围内，PM10的浓度随高度的增加略有减小，大于PM10的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小，且两种浓度分布基本不随时间变化．据