物理选修3-3分子动理论解析及经典例题

xxx公司文件编号：文件日期：修订次数：第1.0次更改批准审核制定方案设计，管理制度第一章分子动理论1、一般分子直径的数量级为10-10m。2、一般分子质量数量级是10-26Kg。3、扩散现象【不同物质相互接触时彼此进入对方的现象叫做扩散。】[1]扩散现象不仅发生在气体和液体之间，也会发生固体在之间。[2]直接说明了组成物体的分子总是不停地做无规则运动,温度越高分子运动越剧烈。分子间有间隙。4、布朗运动【悬浮在液体(气体)中的固体微粒永不停息的无规则运动叫做布朗运动。】[1]布朗运动产生的原因：液体分子永不停息的无规则运动是产生布朗运动的原因。[2]布朗运动是观察到的悬浮小颗粒(足够小)的无规则运动，不是分子的运动。但它间接反映了气体、液体分子在不停地做无规则的热运动。[3]温度越高，运动越激烈；颗粒越小，现象越明显。[4]阳光从缝隙射入教室，看到的尘埃的运动不是布朗运动。=3\*GB3③布朗运动间接地反映了液体分子的无规则运动，布朗运动、扩散现象都有力地说明物体内大量的分子都在永不停息地做无规则运动。（3）热运动：分子的无规则运动与温度有关，简称热运动，温度越高，运动越剧烈关于布朗运动，要注意以下几点：①形成条件是：只要微粒足够小；②温度越高，布朗运动越激烈；③观察到的是固体微粒（不是液体，不是固体分子）的无规则运动，反映的是液体分子运动的无规则性；④实验中描绘出的是某固体微粒每隔一定时间（如10秒或30秒等）的位置的连线，不是该微粒的运动轨迹。例2（北京理综卷）做布朗运动实验，得到某个观测记录如图。图中记录的是（）A．分子无规则运动的情况B．某个微粒做布朗运动的轨迹C．某个微粒做布朗运动的速度—时间图线D．按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线2．关于布朗运动，下列说法正确的是（）A、布朗运动用眼睛可直接观察到；B、布朗运动在冬天观察不到；C、布朗运动是液体分子无规则运动的反映；D、在室内看到的尘埃不停的运动是布朗运动5、分子间作用力[1]斥力和引力同时存在,实际表现出来的分子力是分子引力和斥力的合力。斥力和引力都随r的增大而减小，但变化速度不同。[2]压缩气体也需要力，不说明分子间存在斥力作用，压缩气体时需要的力是用来反抗大量气体分子频繁撞击容器壁（活塞）时对容器壁（活塞）产生的压力。分子力和分子间距的变化图[3]分子力和分子间距的变化图FFF斥F引F分r00r[4]当r=r0=10-10m时，F引＝F斥，分子力F分＝0，处于平衡状态；当r＜r0时，随r的减小，F引、F斥都增大，F斥比F引增大得快，F斥＞F引，分子力表现为斥力，r减小，分子力增大；当r＞r0时，随r的增加，F引、F斥都减小，F斥比F引减小得快，F斥＜F引，分子力表现为引力；当r＞10r0=10-9时，分子力等于0，分子力是短程力。【典型例题】知识点1：分子间的作用力1.甲分子固定在坐标的原点，乙分子位于横轴上，甲分子和乙分子之间的相互作用力如图11-3-2所示，a、b、c、d为横轴上的四个特殊的位置．现把乙分子从a处由静止释放，则（）bFbFxacdo图11-3-2B．乙分子从a到c做加速运动，到达c时速度最大C．乙分子从由b到d做减速运动D．乙分子从a到c做加速运动，由c到d做减速运动2如图11-3-3所示，纵坐标表示两个分间引力、斥力的大小，横坐标表示两个分子的距离，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e为两曲线的交点，则下列说法正确的是（）图11-3-3A．ab为斥力曲线，cd为引力曲线，e点横坐标的数量级为10—15m图11-3-3B．ab为引力曲线，cd为斥力曲线，e点横坐标的数量级为10—10mC．ab为斥力曲线，cd为引力曲线，e点横坐标的数量级为10—10mD．ab为引力曲线，cd为斥力曲线，e点横坐标的数量级为10—15m友情6、温度和温标[1]热平衡定律(热力学第零定律)：如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡。[2]温度是决定一个系统与另一个系统是否达到热平衡状态的物理量，它的特征就是“一切达到热平衡的系统都具有相同的温度”。温度是分子平均动能的标志（不是分子平均速率的标志，速率根据质量不同会有差异），温度越高，分子平均动能越大。[3]若温度不同即系统处于非平衡态，则系统一定存在着热交换。[4]热力学温度:热力学温标表示的温度叫做热力学温度，它是国际单位制中七个基本物理量之一,符号:T,单位开尔文，简称开，符号为K。T＝t（摄氏温标）+273.15K。7、内能[1]分子势能：分子间所具有的由它们的相对位置所决定的能。可能为0。宏观上，由物体体积决定（要求在不考虑物态变化的前提下，所以不能说物体体积越大，分子势能越大）。[2]如果r＞r0分子势能随r增大而增大，这与弹簧拉伸相似；如果r＜r0，分子势能随r减小而增大，这与弹簧压缩相似；r=r0势能最小。[3]一个物体的体积改变，分子势能也随改变，因此分子势能和它的体积有关。[4]分子势能与分子力随距离变化的对应关系：相互作用力做正功，势能减小；相互作用力做负功，势能增加。分子间存在着相互作用力，因此分子间具有由它们的相对位置决定的势能，这就是分子势能。分子势能的大小与分子间距离有关，分子势能的大小变化可通过宏观量体积来反映。（时分子势能最小）当时，分子力为引力，当r增大时，分子力做负功，分子势能增加当时，分子力为斥力，当r减少时，分子力做负功，分子是能增加① 由于分子距离变化，在宏观表现为物体体积的变化，所以微观的分子势能变化对应于宏观的体积变化。但是同样是物体体积增大，有时体现为分子势能增大（在r＞r0范围内），有时体现为分子势能减小（在r＜r0范围内）。②分子势能与物体体积有关，但不能简单理解为物体体积越大，分子势能越大；体积越小，分子势能越小。如：0℃的水变成的0℃冰后，体积变大，但分子势能减少。所以一般说来，物体体积变化了，其对应的分子势能也将变化。具体怎样变化关键要看在变化过程中分子力做正功还是做负功。[5]分子动能：分子不停运动，因而具有动能。永远不能为0。宏观上，只讨论分子热运动的平均动能，由温度决定。[6]分子热运动的平均动能：物体内所有分子动能的平均值。温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大。[7]物体的内能：物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的热力学能，也叫内能。其永远不能为0。[8]内能和物体的温度（分子动能）和体积（分子势能）有关，还和物体所含的分子数有关，由三者共同决定。[9]改变物体内能的方式：做功和热传递。8、分子动理论[1]物质是由大量分子组成的。[2]分子在永不停息的做无规则运动。[3]分子间存在引力和斥力。3.对下列现象的解释正确的是()A．两块铁经过高温加压将连成一整块，这说明铁分子间有吸引力B．一定质量的气体能充满整个容器，这说明在一般情况下，气体分子间的作用力很微弱C．电焊能把二块金属连接成一整块是分子间的引力起作用D．破碎的玻璃不能把它们拼接在一起是因为其分子间斥力作用的结果例1两个物体放在一起彼此接触，它们若不发生热传递，其原因是()A．它们的能量相同B．它们的比热相同C．它们的热量相同D．它们的温度相同例2、分别以摄氏温度及热力学温度为横、纵坐标标所表示的C与T关系图（）(A)为直线(B)不通过第二象限(C)其在纵轴之截距小于横轴之截距(D)斜率为1例3试问,零下60℃适用何种温度计来测量（）水温度计(B)水银温度计(C)酒精温度计(D)体温计【例题1】气体内能是所有气体分子热运动动能和势能的总和，其大小与气体的状态有关，分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的（）A、温度和体积. B、体积和压强 C、温度和压强 D、压强和温度【例题2】当物体的温度升高时，下列说法中正确的是（）A、每个分子的温度都升高B、每个分子的热运动都加剧C、每个分子的动能都增大D、物体分子的平均动能增大.【例题3】对于200C的水和200C的水银，下列说法正确的是（）A、两种物体的分子平均动能相同.B、水银分子的平均动能比水分子的大C、两种物体分子的平均速率相同D、水银分子的平均速率比水分子的平均速率小.【例题4】设r=r0时分子间作用力为零，则在一个分子从远处以某一动能向另一个分子靠近的过程中，下列说法正确的是（）A、r＞r0时，分子力做正功，动能不断增大，势能减小.B、r=r0时，动能最大，势能最小.C、r＜r0时，分子力做负功，动能减小，势能增大.D、以上均不对【例题5】下列说法正确的是（）A、温度低的物体内能小B、温度低的物体分子运动的平均速率小C、物体做加速运动是速度越来越大，物体内的分子平均动能也越来越大D、物体体积改变，内能可能不变.【例题6】关于物体的内能，下列说法正确的是（）A、水分子的内能比冰分子的内能大B、物体所处的位置越高分子势能越大C、一定质量的00C的水结成的00C冰，内能一定减少.D、相同质量的两个同种物体，运动物体的内能一定大于静止物体的内能ff斥f引fOrr1甲乙r2r312.如图所示，甲分子固定在坐标原点ff斥f引fOrr1甲乙r2r3A.从r3到r1做加速运动，从r1向O做减速运动B.从r3到r2做加速运动，从r2到r1做减速运动C.从r3到r1，分子势能先减少后增加D.从r3到r1，分子势能先增加后减少2、（2013上海市嘉定区期末）根据能的转化的方向性，下列判断中正确的是（A）在纯电阻电路中，电能不可能全部变为内能；（B）在火力发电机中，燃气的内能不可能全部变为电能；（C）在蒸汽机中，燃气内能不可能全部变为机械能；（D）在热传导中，热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体3、(2013银川一中期末)下列说法正确的是:A．液体表面张力产生的原因是：液体表面层分子较稀疏，分子间引力大于斥力B.晶体有一定的熔化温度，非晶体没有一定的熔化温度C．扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与温度有关，所以扩散现象和布朗运动也叫做热运动D．第二类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律E．两个分子从很远处逐渐靠近，直到不能再靠近为止的过程中，分子间相互作用的合力先变大后变小，再变大4、（2013上海市青浦区期末）关于温度，下列说法正确的是（）A．温度升高1℃，也可以说温度升高1KB．温度由摄氏温度t升至2t，对应的热力学温度便由T升至2TC．绝对零度就是当一定质量的气体体积为零时，用实验方法测出的温度D．随着人类制冷技术的不断提高，总有一天绝对零度会达到6、（2013上海市金山区期末）有关分子动理论的说法正确的是（）（A）物质是由大量原子组成的（B）红墨水的扩散实际上是水分子的无规则运动过程（C）布朗运动的原因是悬浮颗粒永不停息的无规则运动（D）分子间存在相互作用力，分子力的大小与分子间距有关7、（2013江西省景德镇二模）下列说法正确的是（）A.两个物体只要温度相等，那么他们分子热运动的平均动能就相等；B.在自然界能的总量是守恒的，所以不存在能源危机；C．热力学第一定律也可表述为第一类永动机不可能制成；D．热力学第二定律可描述为“不可能使热量由低温物体传递到高温物体”；E．1kg的0oC的冰比1kg的0oC的水的内能小些8、（2013河南省焦作市期末）下列说法中正确的是______________。（选对一个给3分，选对两个给4分，选对3个给6分。每选错一个扣3分，最低得分为0分）A．外界对物体做功时，物体的内能一定增加B．当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大C．第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第一定律D．对于一定质量的理想气体，在压强不变而体积增大时，单位时间碰撞容器壁单位面积的分子数一定减少E．布朗运动不是液体分子的运动，但它可以说明分子在做无规则运动9、（2013上海徐汇区期末）下列现象中，最能恰当地说明分子间有相互作用力的是（）（A）气体容易被压缩（B）高压密闭的钢管中的油从筒壁渗出（C）两块纯净的铅块紧压后合在一起（D）滴入水中的墨汁微粒向不同方向运动10、（2013山东青岛二中检测）下列有关热力学第二定律的说法正确的是（）A．气体自发地扩散运动总是向着更为无序的方向进行，是可逆过程B．第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但它是制造不出来的C．空调既能制冷又能制热，说明热传递不具有方向性D．一定质量的理想气体向真空自由膨胀时，体积增大，熵减小【答案】B【解