人教版高中物理选择性必修三 第1章 章末综合提升讲义

1、巩固层知识整合 提升层能力强化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m0eq f(M,NA)。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体积V0eq f(VA,NA)。3若物体是固体或液体，可把分子视为紧密排列的球体模型，可估算出分子直径deq r(3,f(6VA,NA)。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

2、模型，所以分子间距deq r(3,V0)，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Neq f(NAV,VA)。6已知物体的质量m和摩尔质量M，求物体的分子数N，则Neq f(m,M)NA。【例1】已知水的密度1.0103 kg/m3，水的摩尔质量M1.8102 kg/mol。求：(1)1 g水中所含水分子数目；(2)水分子的质量；(3)水分子的直径。(保留两位有效数字)解析(1)因为1 mol任何物质中含有分子数都是NA，所以只要知道了1 g水的物质的量n，就可求得其分子总数N。NnNAeq f(m,M)NAeq f(1103,1.8102)6.021

3、023个3.31022个。(2)水分子质量m0eq f(M,NA)eq f(1.8102,6.021023) kg3.01026 kg。(3)水的摩尔体积Veq f(M,)，设水分子是一个挨一个紧密排列的，则一个水分子的体积V0eq f(V,NA)eq f(M,NA)。将水分子视为球形，则V0eq f(1,6)d3，即eq f(1,6)d3eq f(M,NA)解得deq r(3,f(6M,NA)eq r(3,f(61.8102,3.141.01036.021023) m3.91010 m。答案(1)3.31022个(2)3.01026 kg(3)3.91010 m一语通关分子动理论中宏观量与微

4、观量之间的关系由宏观量计算微观量，或由微观量计算宏观量，都要通过阿伏加德罗常数建立联系。所以说，阿伏加德罗常数是联系宏观量与微观量的桥梁。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deq f(V,S)，即油酸分子的直径。【例2】“用油膜法估测分子的大小”的实验的方法及步骤如下：向体积V油1 mL的油

5、酸中加酒精，直至总量达到V总500 mL；用注射器吸取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n100滴时，测得其体积恰好是V01 mL；先往边长为3040 cm的浅盘里倒入2 cm深的水，然后将_均匀地撒在水面上；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；将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，数出轮廓范围内小方格的个数N，小方格的边长l20 mm。根据以上信息，回答下列问题：(1)步骤中应填写：_。(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

6、了显示单分子油膜的形状，需要在水面上撒爽身粉。(2)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积Veq f(V0V油,nV总)eq f(1,100)eq f(1,500) mL2105 mL。(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S1152020 mm24.6104 mm2油酸分子直径deq f(V,S)eq f(2105103,4.6104) mm4.3107 mm4.31010 m。答案(1)爽身粉(2)2105 (3)4.31010一语通关油膜法估测分子直径，关键是获得一滴油酸酒精溶液的体积，并由配制浓度求出其中所含纯油酸的体积，再就是用数格数法(

7、对外围小格采用“填补法”即“四舍五入”法)求出油膜面积，再由公式deq f(V,S)计算结果。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变化的关系如图所示。(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rr0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rr0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

8、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，它宏观上取决于物质的量、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与温度有关。【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

9、间距离的关系如图中曲线所示，F0为斥力，F0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，则下列说法正确的是()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B由于乙分子由静止释放，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

10、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正确，A、C、D错误。一语通关(1)当rr0时，分子力F为零，分子势能最小为负值。(2)分子热运动：分子做永不停息的无规则运动，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，单个分子的运动无规律也没有实际意义。培养层素养升华如图所示为某实验器材的结构示意图，金属内筒和隔热外筒间封闭一定体积的气体，内筒中有水，在水加热升温的过程中(忽略液体和气体的体积变化)。设问探究1气体分子间引力、斥力怎样变化？2是不是所有气体分子运动速率都增大了？3气体的内能怎样变化？提示：1封闭气体分子数与体积不变，所以分子间平均距离不变，所以分子间斥力与引力都不变，分子势能也不变。2不是。封闭气体温度升高，分子热运动平均动能增大，分子热运动平均速率增大，并不是所有分子速率都增大。3气体的分子势能没有变，平均动能增大，所以气体的内能增大。深度思考(多选)下列叙述正确的是()A若分子间距离rr0时，两分子间分子力F0，则当两分子间距离由小于r0逐渐增大到10r0过程中，分子间相互作用的势能先减小后增大B对一定质量气体加热，其内能一定增加C物体的温度越高，其分子的平均动能越大D布朗运动就是液体分子的热运动AC当rr0增大到r0的过程中，分子