高二物理全套教案（上学期）人教大纲版从第16单元到第31单元成套

第十一章 分子运动论 能量守恒【教材简析】本章介绍分子动理论的基本内容、物体的内能及其热力学第一、二定律。1. 前三节依次介绍了分子动理论的三个基本要点：（1）物体是由大量的分子所组成；（2）分子是永不停息地作无规则运动的；（3）分子间存在着相互作用的引力和斥力。分子运动论是从物质的微观结构出发研究热现象过程中建立起来的物理理论，在这一理论指导下，大量分子无规则热运动的各种宏观表现，都能从物质的微观结构的特征上得到相应的解释。2. 第四、五、六节是在确认热是能的一种形式的基础上，较系统地介绍了分子的热运动动能与分子的势能，并给出内能不能概念，同时概括出改变内能的两种方式：做功和热传递，从而建立起热与能的联系，认清热的本质，引出热力学第一定律，即能量守恒定律。3. 第七节涉及热力学第二定律，它和热力学第一定律构成了热力学的主要理论基础。主要体现在热传导的方向性、机械能与内能转化过程的方向性两个方面。 把宏观和微观结合起来，是热学部分的特点。 一、物体是由大量的分子组成的 重点精讲1. 从三个方面体会“大量”的含意。2.“物体是由大量的分子组成的”，这是分子运动论的第一个要点。我们通常是从如下三个方面来体会和感受所谓的“大量”的具体含意的。（1）从分子的几何尺寸的大小来感受：“油膜法”实验和离子显微镜都能帮助我们搞清分子的几何尺寸，一般地，分子直径数量级为10-10米。（2）从1摩尔物质中所含分子的个数来反映“大量”的数量级，1摩尔的任何物质所含有的微粒数千均相同，这个数叫阿伏伽德罗常数。NA=6.021023摩-1。(3)从一个分子的质量的多少来体会“大量”的含意。3.“油膜法”测分子直径的理想化近似技术条件。“油膜法”作为一种粗略地了解分子大小的实验方法，在实际操作中有两点理想化近似，第一是把在水面上尽可能充分散开的油膜视为单分子油膜；第二是把形成单分子油膜的分子视为紧密排列的球形分子。4. 联系宏观量与微观量的“桥梁”阿伏伽德罗常数。已知物质的摩尔质量M，借助于阿伏伽德罗常数NA，就可以求得这种物质的分子质量为，已知物质的摩尔体积V，借助于阿伏伽德罗常数NA，又可以求得这种物质的一个分子所占据的体积为，在把分子视为紧密排列的球形分子的理想化假设的基础上，又可以进一步计算出分子直径为 总之，在已知宏观物理量的基础上，往往可以借助于阿伏伽德罗常数NA，计算出某些微观物理量。因此，我们常把阿伏伽德罗常数比作沟通宏观量与微观量的“桥梁”。例1 已知金刚石的密度为3.5103Kg/m3，则体积为4.010-8m3的一小块金刚石中含有多少个碳原子？并估算碳原子的直径。（取2位有效数字）分析与解：这块金刚石的质量为m = V = 3.51034.010-8 Kg = 1.410-4Kg。由碳原子组成的金刚石的摩尔质量为 M = 1.210-2 Kg/mol。于是，这小块金刚石中所含碳原子个数为 每个碳原子所占体积为假设金刚石中碳原子是紧密排列的球形微粒，则其直径为 小结：（1）在已知宏观量求微观量的计算中，一般都要借助于阿伏伽德罗常数；（2）在估算固体、液体的分子或原子大小时，常将分子或原子视为紧密排列的小球或立方体。例2 在标准状况下，氢气分子间的距离为多大？分析与解：由1摩尔氢在标准状况下所占的体积和分子数，可算出每个氢分子所占体积，把它看成是一个立方体，其边长就是氢分子的间距。1摩尔氢在标准状况下的体积 V = 22.410-3 m3，它含有的氢分子数为NA = 6.021023个，所以每个氢分子所占据的空间为 把这个空间看成是一个立方体，它的边长等于相邻两个立方体的中心距离，也就是两个氢分子的距离，即 小结：当分子这间的距离为r0时，分子之间相互作用的引力和斥力相互平衡，分子间的作用力为零。r0的数量级约为10-10m。当分子之间的距离大于r0时，分子间的作用力随着距离的增大而减小。当分子之间的距离大于10-9m时，认为分子间的作用力已减小到零。由于气体分子之间的距离达10-9m，所以通常认为气体分子之间没有相互作用。 习题精练1.下列说法中正确的是 （ D ）A. 1摩尔任何物质的质量都相同； B.1摩尔任何物质的体积都相同； C.1摩尔的氢原子数比1摩尔氧原子数多； D. 1摩尔的氢原子质量比1摩尔氧原子质量小。2.水的摩尔质量为18 g/mol，密度为1 g/cm3，则每个水分子的质量约为 Kg；每个水分子所占体积约为 m3。（310-26，310-29）3.用“油膜法”测定分子大小的实验要求油在水面上尽可能充分散开，以形成 单分子油膜 ；通常视油分子为紧密排列的球形分子，油膜的厚度可视为油分子的 直径 。4.取密度为0.8103Kg/m3的油1.0毫克，若滴在水面上充分散开所形成的油膜面积不会超过 m2（填写数量级即可）。（10）5.氢气的摩尔质量210-3Kg/mol，标准状况下1g氢气所占体积为11.2 l，求：（1）每一个氢气分子的质量；（2）标准状况下氢气的摩尔体积；（3）标准状况下氢气分子的平均间距。（1）3.310-27Kg，（2）2.2410-2m3/mol,(3)3.310-9m）6.如果用M表示某气体的摩尔质量,m表示分子质量,表示密度,V表示摩尔体积,v表示分子体积,N表示阿伏伽德罗常数,则下列关系正确的是 ( B ) N=V/v V=M/ m=v m=M/NA. B. C. D. 二、分子的热运动 重点精讲1. 扩散现象及其微观机制与宏观意义。 扩散现象指的是不同物质互相接触时彼此进入到对方中去的现象。扩散现象具备以下特征：（1）总从浓度大处向浓度小处扩散；（2）扩散快慢除与物质的状态有关外还与温度有关。这是由扩散现象的微观机制所决定的，扩散现象从微观上解释实质上就是物质的分子的运动所导致，作为一种宏观现象，它暴露出物质的一些微观本质，说明了各种物质的分子都是在不停运动着的。2. 布朗运动的特征、成因和意义。 布朗运动：悬浮在透明液体中的微粒（如花粉、小碳粒等固体小颗粒）的无规则运动。 布朗运动的特征：（1）绝不会停止；（2）运动路线无规则；（3）悬浮颗粒越小越明显；（4）温度越高越激烈。布朗运动的成因：液体分子不停地做无规则运动，悬浮的微粒受到来自各个方向的液体分子的撞击作用是不平衡的。布朗运动的意义：尽管布朗运动本身并不是分子的运动，但由于它的形成原因是由于分子的撞击所致，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。具体地说，布朗运动的“永不停息”，说明分子的运动也是“永不停息”的；布朗运动随颗粒的减小而愈加明显，以及布朗运动中颗粒运动路线的“无规则”，反映了分子运动的“无规则”；而布朗运动的激烈程度随温度升高而加剧，又恰恰暴露出分子的运动激烈程度与“热”有很大的关系。布朗运动的种种特征充分地表明，分子是永不停息地作无规则的热运动的。3. 热运动指的是分子的无规则运动，分子运动的激烈程度与温度有关。例3 关于布朗运动的下列说法中，正确的是 （ ）A. 布朗运动就是分子的运动； B. 布朗运动虽然不是分子的运动，但它能反映出分子的运动特征； C. 布朗运动的明显程度与悬浮颗粒的大小有关，这说明分子的运动与悬浮颗粒的大小有关； D. 布朗运动的激烈程度与温度有关，这说明分子的运动与温度有关。分析与解：布朗运动指的是悬浮在液体中的固体颗粒（多个分子组成的“微粒团”，而不是分子）在液体分子的撞击下所作的无规则运动，它不是分子的运动，但却是由分子运动而引起的，因此它能反映分子运动的特征，不难判断选项A错误，选项B正确。悬浮颗粒所作的无规则布朗运动是由于液体分子各个方向的撞击不平衡所致，如悬浮颗粒较大，同一时刻各个方向撞击的液体分子较多而使颗粒所受撞击力趋于平衡，这样将导致颗粒的布朗运动不明显。另外，大颗粒的质量大也是导致布朗运动不明显的重要原因。所以，颗粒的大小对布朗运动的明显程度的影响不能说明分子的运动与悬浮颗粒的大小有关，而恰恰说明的是分子的运动是无规则的，这样可以判断选项C错误。温度越高，布朗运动越激烈，这说明液体分子的运动越激烈，选项D是正确的。综上所述，此例应选B、D。小结：熟悉布朗运动的特征，了解布朗运动的形成原因以及准确把握布朗运动的意义是解此题的关键。 习题精练7.在以下的实验中，能够证实分子是在作永不停息的无规则运动的实验是 （ A ）A.布朗运动实验； B.油膜实验； C.酒精与水混合后总体积减小的实验； D.离子显微镜对分子的观察实验。8.布朗运动指的是 （ C ）A.液体分子的运动； B.悬浮在液体中的固体分子的运动； C.悬浮在液体中的固体微粒的运动； D.液体分子和固体分子的共同运动。9.关于布朗运动的明显程度，下列说法正确的是 （ AD）A.悬浮颗粒越小，布朗运动越明显； B. 悬浮颗粒越大，布朗运动越明显； C.同一时刻撞击到悬浮颗粒的液体分子数越多，布朗运动越明显； D. 同一时刻撞击到悬浮颗粒的液体分子数越少，布朗运动越明显。10.为什么悬浮在液体中的颗粒越小，它的布朗运动越明显？为什么悬浮在液体中的颗粒越大，它的布朗运动越不明显以至观察不到？(因为布朗运动是由于固体颗粒受到所在液体中的分子不规则的碰撞作用而发生的，不停的、向各个方向运动的液体分子与悬浮的颗粒相碰撞，给予颗粒一定的动量。如果颗粒的体积十分微小（相对于分子的大小而言），在任一瞬间与它碰撞的分子数就比较少，可能某一方向的分子碰撞颗粒的次数多于其它方向的分子，颗粒受到的动量不能抵消，它就会顺着较大动量的方向运动而产生布朗运动；相反，如果颗粒的体积较大，在任一瞬间与它碰撞的分子数就比较多，颗粒受到各个方向的动量将会相互抵消，实际上很少运动，甚至不动，因而布朗运动不明显以至观察不到。) 三、分子间的相互作用力 重点精讲1分子间有相互作用力的宏观证据。物体都是由大量分子组成，组成物体的大量分子又都是在永不停息地作无规则运动的，水和酒精混合后总体积减小的现象又充分地说明组成物体的大量分子间存在着空隙，所有这些似乎都表明我们可以很容易地把组成物体的大量分子分开或是压缩，事实上并非如此。我们很难把固体拉伸或是压缩，这一宏观事实充分证实了组成这固体的大量分子间存在着相互作用力以抗拒外界对它们的影响，当外界施以作用欲使物体拉伸时，组成物体的大量分子间就将表现出相互作用的吸引力以抗拒外界对它的拉伸；当外界施以作用欲使物体压缩时，组成物体的大量分子间就将表现出相互作用的排斥力以抗拒外界对它的压缩。2分子间相互作用力的特征。就其本质来说，分子间相互作用力是属于电性的，是由构成分子的带电粒子（电子、质子）的相互作用引起的；就其作用效果来说，分子在分子力作用下所作的是一种极其复杂的无规则运动。由此可见，无论是从本质还是从作用效果来把握分子力的规律都是一件非常复杂的事情。对于分子间相互作用力，高中阶段只需要大概地了解如下几个方面的特征就可以了。（1）分子间相互作用力既有引力，又有斥力，理论上讲：任何时刻引力和斥力都是同时存在的； （2）分子间相互作用的引力与斥力都随着分子间距离的增大而减小着，只是斥力随分子间距离的增大而减小得更快一些；（3）当分子间的距离r等于r0 (数量级为10-10m)时，分子间相互作用的引力和斥力平衡，分子处于平衡位置。（4）通常所说的分子力F，应理解为分子间相互作用的引力f引和斥力f斥的合力。当rr0时，f引f斥，F为引力；当r=r0时，f引=f斥，F=0；当rr0时，f引r0时，分子间只有f引，而没有f斥； B当rr0时，分子间既有f引，又有f斥， 且f引f斥； D当rr0时，分子间既有f引，又有f斥， 且f引f斥。 12当两个分子相距较远时，使一个分子固定，另一个分子逐渐向固定分子靠近，直到不能再靠近为止，则整个过程中 （ C ）A分子力始终做负功； B分子力始终做正功； C分子力先做正功，后做负功； D分子力先变小，后变大。13两分子相距为r1时，分子间的相互作用表现为斥力；相距为r2时，分子间的相互作用表现为引力，如图所示。下列说法正确的是 （ D ） A 分子相距为r1时，相互间没有引力存在； r1B 分子相距为r2时，相互间没有斥力存在； C子相距为r1时的引力小于分子相距为r2 r2时的引力； D分子相距为r1时的引力大于分 子相距为r2时的引力。14下列现象不能说明分子间存在着相互作用的斥力的事实是 （ B ）A锻打钢块，能使其变形，但很难缩小其体积； B气体能充满整个空间； C气体压缩到一定程度，很难使其继续压缩； D加地密闭液体上的压强，能被液体大小不变地向四面八方传递。 四、物体的内能 重点精讲1 分子有动能，且与物体的温度有关。因为组成物体的大量分子都在永不停息地运动着，所以运动着的分子都应具有动能；因为分子的运动是无规则的，所以各个分子在同一时刻所具有的动能是不同的，同一分子在不同时刻所具有的动能也是不同的；与热现象有关的是大量分子的集体行为表现，因此，讨论单个分子的动能是没有意义的。确定的物体在确定的热状态下，各个分子的动能的平均值是确定的，这个平均值称为分子的平均动能。由布朗运动知道，物体的温度越高，物体分子的无规则越激烈，其分子的平均动能也就越大。所以我们说，温度是物体分子平均动能的标志。温度的数量表示法叫温标。在国际单位制中，用的是热力学温标（或称绝对温标），用符号T表示，单位是开，符号K。常用的温标叫摄氏温标，摄氏温度用符号t表示，单位是摄氏度，符号。热力学温度和摄氏温度的关系为 要注意，温度是物体的大量分子热运动的宏观表现。对单个分子，温度是没有意义的。2 分子有势能，且与物体的体积有关。因为分子间有相互作用的分子力，所以当改变分子间距离时，分子力将要做功；因为做功必然要伴随能量的变化，所以分子力做功时，也应该伴随着某种能量的变化；与重力和重力势能的对应关系相类似，我们引入分子力和分子势能相对应，即组成物体的大量分子具有与分子力相对应的分子势能；物体体积发生变化时，组成物体的分子间距发生变化，分子力将要做功，分子势能相应要发生变化，所以，分子势能与物体的体积有关。3 物体的内能及决定内能的因素。物体的内能指的是组成物体的所有分子的热运动动能和与分子力相对应的分子势能的总和。由此可见，物体的内能是由物质的量、温度、体积三个因素所决定的。由于一切物体都是由不停地做无规则运动的分子组成，所以物体的内能决不会为零，也就是说任何物体都具有内能。对于理想气体来说，由于忽略分子力作用，所以没有分子势能，其内能由物质的量和温度所决定。例5 通常情况下的固体被压缩时，其分子势能将 ；若膨胀时，其分子势又将 。分析与解：由于通常情况下的固体分子间距为r=r0 ，此时分子间引力和斥力大小相等。当固体被压缩（或膨胀）时，其分子间距将减小（增大），从而使分子力将表现为斥（引）力，因此在固体被压缩（膨胀）的过程中，分子力将做负功，分子势能将要增大，所以，此例的两个空格处填：增大，增大。小结：此例的分析表明，当分子间距为r=r0 时，即当分子间引力与斥力相等时分子的势能最小。事实上，若取r处为分子势能的零点，则分子势能随分子间距r的变化曲线如图112所示。例6一架飞机在空中以某一速度飞行。由于飞机中所有分子都具有飞机的速度，所以分子具有动能。又由于飞机在空中，飞机中所有分子都离地面为某一高度，以地面为零势能位置，所以分子具有势能。所有分子的上述动能和势能的总和就是飞机的内能。当飞机停在地上时，飞机的内能为零。上述说法对吗？为什么？分析与解：回答此例的关键是弄清什么是分子的动能和势能。分子作无规则运动所具有的动能叫做分子的动能，由于分子间的相互作用而具有的势能叫做分子的势能。飞机的内能应是飞机所有分子作无规则运动的动能和由于分子间的相互作用而具有的势能和总和。由于物体的内能取决于自身内部所处的状态（温度、形态等），与物体的整体运动状态无关，所以不管飞机是在离地某一高度的天空飞行还是停在飞机场上，在某一温度下飞机的内能总是为基本一数值，飞机的内能永远不会等于零。可见此例中的说法不对。飞机除了具有内能外，还具有机械能，飞机的机械能是由于飞机以某一速度飞行而具有的动能与由于飞机距地面的某一高度而具有的势能的总和。由于物体的机械能和物体的整体运动状态胡关。所以当飞机在空中飞行时具有一定量的机械能，当飞机停在飞机场时，飞机的机械能为零。小结：物体的内能和它的机械能是两种不同形式的能量，机械能是描述物体机械运动状态的量，而内能是描述物体内部状态的量。它们虽然有着本质的区别，但是，在一定的条件下，它们之间可以相互转化。 习题精练15在下列关于温度的各种叙述中，正确的是（）.温度越高的物体，其分子的平均速度越大；. 温度越高的物体，其分子的平均动能越大；. 温度越高的物体，其内能越大；.以上说法都不对。16.当分子之间的距离小于r0时，随着距离的减小，分子的势能将增大，当分子之间的距离大于r时，随着距离的减小，分子的势能将增大。17.下列几种说法正确的是（）A.温度高的物体内能大，温度低的物体内能小；B.温度相等、质量不等的两瓶水，其内能是相等的；C.温度和质量都相同的物体不一定具有相同的内能；D. 以上说法都不对。18.由于气体分子间距一般都较大，所以其分子力都可以忽略，可以不计其分子的势能。今有质量相同、温度相同的氧气和氢气，则氧气的内能和氢气的内能的关系为；若所取的氧气和氢气的摩尔数相同，温度相同，则它们的内能关系又为，。五、改变内能的两种方式 重点精讲改变物体内能的物理过程有两种。对于确定的物体来说，温度和体积是决定其内能的两个因素，改变物体的内能就是要设法改变物体的温度和体积。而通常是通过做功和热传递这两种方式来改变物体的温度和体积，从而改变物体的内能。2做功和热传递对改变物体的内能是等效的。做功和热传递作为改变物体的内能的两种方式，在改变物体的内能上是等效的。做功使物体的内能发生改变的时候，内能的改变就用功的数值来量度；热传递使物体内能发生改变的时候，内能的改变就用热量来量度。两种方式不同，但同样能改变物体的内能，在这一点上两者是等效的。做功涉及到的是内能与其它形式能之间的转化，功的数值就是这种转化的量度；热传递只涉及到物体之间的内能的转移，而量度这种转移的则是热量。因此，做功和热传递也有本质的区别。例7 一定质量的00C的冰放在阳光下熔解成00C的水，在其过程中，下列哪种说法正确 （ ）A 温度不变，所以内能不变； B吸收的能量等于对外做的功，所以温度不变； C吸收能量，使其内能增加； D因为温度不变，所以既不吸收内能也不放出内能。分析与解：00C的冰放在阳光下，太阳光的能量传递给00C的冰，使00C的冰吸收能量而内能增加。温度是组成物体分子平均动能的标志，温度不变，只能说明物体分子的平均动能不变，事实上00C的冰熔解成00C的水时体积减小了，外界对系统做功。做功和热传递这两种方式都将使内能增加，由此推断分子的势能必定增加。因此，C说法是正确的。小结：此例中物体从固态变为液态，体积缩小，但我们却无法从体积的变化直接判断分子势能的变化，需要借助于分子动能的变化情况和物体的内能的变化情况间接地推断出分子的势能的变化情况。 习题精练19用下述各种方法改变物体，哪种是属于做功的方式，哪种是属于热传递的方式？A电流通过灯丝发热； B热的物体放在通风的地方凉得快； C用锤子多次锤击金属块后，锤子和金属块都要变热； D磨擦冰块使其熔解； E冷物体接触热物体后变热； F物体在火炉旁被烤热。答：A、C、D是属于做功的方式，B、E、F是属于热传递的方式。20下列关于物体内能的变化情况的各种说法中，正确的是 （ CD ）A 吸热的物体，其内能一定增加； B体积膨胀的物体，其内能一定减少； C放热的物体，其内能也可能增加； D绝热压缩的物体，其内能一定增加。21用光滑活塞密闭的氧气，在活塞上放一重物M， （ B ）整个装置与外界没有能量交换，如图所示。现在让重物M自由下落，在下落的过程中，氧气的内能将 A 不变； B增大； B 减小； D先增大后减小。22一定量的气体在从外界吸热2500J的同时，其内能增加了1300J，则其体积一定 增大（填“增大”或“缩小”），在这过程中 气体 （填“气体”或“外界”）对 外界 （填“外界”或“气体”）做功 1200 J。 六、热力学第一定律 能量守恒定律 重点精练1 热力学第一定律及其数学表达式。热力学第一定律就是能量守恒定律。能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，这就是能量定恒定律。在热现象中，如果物体从外界吸收的热量为Q(如系统对外放热，则Q 0)，外界对物体做的功为W（如系统对外界做功，则W、=或）26某山高为80m，有一瀑布自山顶落下。如果落下的水的势能中有10%用来使水的温度升高，则水落下后本身的温度将升高 0C。（00187）27有一铅质枪弹，质量为10g，以500m/s的速度打击靶子。若所有的动能都转化成内能，其中20%用来使子弹的温度升高，则子弹的温度升高了 0C（铅的比热c=1.3102 J/Kg.0C）。（1923） 七、热力学第二定律 重点精讲热力学第二定律是关于内能与其他形式能量（如机械能、电磁能等）相互转化的独立于热力学第一定律的另一基本规律，它和热力学第一定律构成了热力学的主要理论基础。2 热力学第二定律的内容及其适用范围。热力学第二定律有两种常见的表述，一是按照热传导的方向性来表述，即不可能使热量由低温物体传递到高温物体而不引起其他变化；二是按照机械能与内能转化过程的方向性来表述，即不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化，即第二类永动机是不可能制成的。两种表述完全等效，它们都表明，凡是牵涉到热现象的宏观过程都是不可逆的。热力学第二定律适用于有限范围内的宏观过程，不适用于少量分子的微观体系，也不可能把它推广到无限的宇宙。3 第二类永动机不可能造成。第二类永动机是指能够从单一的热源吸收热量，使之全部变成有用的功而不引起其他变化的机器。由于表示机械能和内能的转化过程具有方向性，所以第二类永动机不可能制成，但它并不违反热力学第一定律。4 热力学第二定律和热力学第一定律都是实践经验的总结，它的正确性是由它的一切推论都为实践所证实而得到肯定。从能量转化的角度来看，能量耗散反映了热力学第二定律的内容。例10 有人说：“热力学第二定律中所述说的方向性就是不能往相反方向进行的过程。”对吗？分析与解：热力学第二定律的两种表述都强调“自发地进行，而不引起其他变化”。譬如按热传导的方向性来表述，即不可能使热量自发地由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化，如果有外界的影响或帮助，热量就可能由低温物体传递到高温物体，如电冰箱在通电时可以制冷。同样，按照机械能与内能转化过程的方向性来表述，也应强调自发地进行，而不引起其他变化。 小结：热力学第二定律揭示了有大量分子参与的宏观过程的方向性，运用热力学第二定律推理可以判断某个过程能否自发地进行，以及在什么条件下进行。 习题精练28热力学第二定律的第一种表述是否是说热量不可以从低温物体传到高温物体？答：不是。29有人想利用海洋不同深度处温度不同制造一种机器，把海水的内能变为有用的机械功，这是否违反热力学第二定律？答：没有。30下列物理过程是否具有方向性？（1）由外界做功，设法使水在恒温下蒸发；（2）通过活塞（设活塞与容器壁间无摩擦）缓慢地压缩容器中的空气；（3）在体积不变的情况下加热容器内的空气，使其温度由T1升到T2；（4）在一绝热容器内，不同温度的两种液体混合；（5）高速行驶的卡车突然刹车停止。 答：（1）是，（2）否，（3）否，（4）是，（5）是。实验 用油膜法估测分子的大小 重点精讲1 实验原理：将一滴油酸（分子式为C17H33COOH）滴到水面上，由于油酸分子和水分子有较强的亲和能力，它就会在水面上尽可能散开，形成一层薄膜。当薄膜中只有一层分子时就形成油酸薄膜，简称油膜，如果把分子看成球形，单分子油膜的厚度就可以认为等于油酸分子的直径。事先测出一滴油酸的体积V，再测出油膜的面积S，油膜的厚度2 实验步骤用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内增加一定体积时的滴数，算出一滴油酸酒精的体积； 根据配制的油酸酒精溶液的浓度，计算一滴油酸酒精中所含纯油酸的体积V； 取边长约30cm40cm的浅盘，倒入约2cm深的水，然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上；用原先的注射器或滴管取一滴事先配制好的油酸酒精溶液滴于水南，待油膜的形状稳定后，将玻璃板（或质地较硬的其他透明板）搁在浅盘上，用彩笔在玻璃板上画出油膜的形状；将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油膜的面积S；由 计算出油膜的厚度，即一个油酸分子的直径大小。3 注意事项 将油酸酒精溶液一滴一滴滴入量筒中，尽量使每一滴的体积相差不多； 用坐标纸辅助计算油膜面积时，以坐标纸上边长为1cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个； 把油酸分子看作小球，是分子运动论中分子的简化模型，所以油膜法是一种粗略地测定分子大小的方法。对于分子的直径，一般只需知道数量级即可。 习题精练31已知体积为V的一滴油在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S，求这种分子的直径的表达式；如果这种油的摩尔质量为M，密度为，请写出阿伏伽德罗常数的表达式。（）321cm3的油酸溶于酒精，制成200cm3的油酸酒精溶液。已知1cm3溶液有50滴，现取1滴油酸酒精溶液到水面上。随着酒精溶于水，油酸在水面上形成一单分子薄层，已测出这一薄层的面积为0.2m2。由此可估测油酸分子的直径约为 m。（510-10）33如图所示，这是水面上的一个油膜轮廓，据此可知，油膜的面积约为 m2。（该同学所用坐标纸的每格边长为1cm） 【阶段测试】 A 组 题一、单选题1从下列哪一组数据可以算出阿伏伽德罗常数 （ A ）A水分子的质量和水的摩尔质量； B水分子的体积和水的摩尔质量； C水的密度和水的摩尔担； D水分子的体积和水分子的质量。2关于布朗运动的正确说法是 （ B ）A布朗运动是液体分子的无规则运动； B布朗运动的无规则性反映了分子运动的无规则性； C布朗运动是悬浮颗粒内部分子无规则运动的轨迹； D在布朗运动中，小颗粒无规则运动的轨迹就是分子无规则运动的轨迹。3体积为10-4cm3的油滴在水面上展成单分子油膜，则油膜面积的数量级为（ C ） A108cm2； B106cm2； C104cm2； D102cm2。4质量相等的氢气和氧气，温度相等，不考虑分子间的势能，则 （ B ）A氧气的内能较大； B氢气的内能较大； C两者的内能相等； D氢气分子的平均动能较大。5气缸内封闭着一定质量的气体，如果用活塞压缩气体做了100J功的同时，气体对外界放了15J的热量，则气体的内能 （ B ）A增加115J； B增加85J； C减少115J； D减少85J。二、多选题6下列事例中，通过做功来改变物体内能的是 （CD）A把铁丝放在火炉里，使铁丝发烫； B积雪在阳光下融化； C内燃机压缩过程中，气缸内气体的温度升高； D敲击石块时会迸出火星。7两铁块接触时没有发生热传递，这说明它们具有相同的 （BCD）A内能； B温度； C分子平均速率； D分子平均动能。8对于某一个确定的物体来说 （ CD）A吸热后其内能一定增加； B.膨胀后其内能一定减少； C.温度不变其内能也有可能变化； D.放热后其内能也有可能不变。9关于分子引力f引、分子斥力f斥跟分子间距离r的关系，正确的说法是 （CD）Ar越小，则斥力f斥越大，引力f引越小； Br越小，则斥力f斥越小，引力f引越大； C无论r多大（ r0 时,分子间只有引力； B当r r0 时,分子间只有斥力； C当r变大时，分子间引力与斥力均减小； D当r变大时，分子力可能增大，也可能减小。9关于分子力与分子势能的关系，下列说法中正确的是 （ AB ）A当分子间引力与斥力平衡时，分子势能最小； B当分子力表现为斥力时，分子力越大分子势能越大； C当分子力表现为引力时，分子力越大分子势能越大； D当分子力表现为引力时，分子力越大分子势能越小。10已知阿伏伽德罗常数为NA，铜的摩尔质量为M，密度为（均为国际单位）。则（ABC）A1m3铜所含原子的数目为NA/M； B1个铜原子质量为M/NA； C1个铜原子体积为M/NA； D1Kg铜所含原子的数目是NA。三、填充题11.一个房间的地面面积是15m2，高3m。试估算该房间内空气的质量是 K