第1章 章末综合提升-2021-2022学年新教材高中物理选择性必修第三册【名师导航】同步Word教参(鲁科版)

[巩固层·知识整合] [提升层·能力强化] 分子微观量的计算方法 阿伏伽德罗常数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，借助于阿伏伽德罗常数NA，可以求得这种物质的分子质量m0＝． 2．已知物质的摩尔体积VA，借助于阿伏伽德罗常数NA，可以计算出这种物质的一个分子所占据的体积V0＝． 3．若物体是固体或液体，可把分子视为紧密排列的球形分子，可估算出分子直径d＝． 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模型，所以分子间距d＝，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N＝NA． 6．已知物体的质量m和摩尔质量M，求物体的分子数N，则N＝NA． 【例1】　已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3，水的摩尔质量M＝1.8×10－2 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．(取2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． N＝nNA＝×6.02×1023个＝3.3×1022个．NA＝ (2)水分子质量 m0＝ kg＝3.0×10－26 kg．＝ (3)水的摩尔体积V＝，πd3＝πd3，所以有：．将水分子视为球形，则V0＝＝，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＝ 即有d＝ m＝3.9×10－10 m．＝ [答案]　(1)3.3×1022个　(2)3.0×10－26 kg　(3)3.9×10－10 m [一语通关]　 分子动理论中宏观量与微观量之间的关系 由宏观量计算微观量，或由微观量计算宏观量，都要通过阿伏伽德罗常数建立联系．所以说，阿伏伽德罗常数是联系宏观量与微观量的桥梁． 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． (3)在r>r0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r＝r0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，这是一种理想化模型．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跟温度有关． 【例2】　(多选)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，则下列说法不正确的是(　　) 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 ACD　[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．] [一语通关]　 (1)当r＝r0时，分子力F为零，分子势能最小. (2)分子热运动：分子热运动是永不停息无规则的，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，单个分子的运动没有规律也没有实际意义. 应用状态方程讨论变质量问题 分析变质量问题时，可以通过巧妙地选择合适的研究对象，