第一章 课程阶段总结(一)-【正禾一本通】2023-2024学年新教材高二物理选择性必修3同步课堂高效讲义配套课件(人教版）

物理 选择性必修第三册（人教） 第一章 分子动理论 课程阶段总结(一) 　知识体系建构·关键理清 　学科素养提升·整合培优 一、构建分子模型进行微观量的估算 分子模型 意义 分子大小或分子间的平均距离 图例 球形模型 固体和液体可看成是由一个个紧挨着的球形分子排列而成的，忽略分子间的空隙 d＝ eq \r(3,\f(6V0,π)) (分子直径) 分子模型 意义 分子大小或分子间的平均距离 图例 立方体模型(气体) 气体分子间的空隙很大，把气体分成若干个小立方体，气体分子位于每个小立方体的中心，每个小立方体是每个分子占有的活动空间，这时忽略气体分子的大小 d＝ eq \r(3,V0) (分子间平均距离) 立方体模型(固体) 固体可看作是由一个紧挨着一个的立方体分子排列而成的，忽略分子间空隙 r＝ eq \r(3,V0) (分子大小) [对点练1]雨后，湖中荷叶上有1滴体积约为0.1 cm3的水珠。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，试估算：(结果保留2位有效数字) (1)该滴水珠含有的水分子数； (2)一个水分子的直径大小。 解析：(1)分子数为 N＝nNA＝ eq \f(ρV,M) ·NA＝ eq \f(1.0×103×0.1×10－6,1.8×10－2) ×6.02×1023≈3.3×1021个。 (2)分子体积为 V0＝ eq \f(V,N) ＝ eq \f(0.1×10－6,3.3×1021) m3≈3.0×10－29 m3 球体积公式V0＝ eq \f(1,6) πd3，故分子直径为 d＝ eq \r(3,\f(6V0,π)) ≈3.9×10－10 m。 答案：(1)3.3×1021个　(2)3.9×10－10 m [对点练2]环境与人类健康问题越来越受到重视，公共场所都贴有禁止吸烟的标志。在一个体积约30 m3的办公室内，如果因一人吸烟使得办公室内空气中有害气体的分子数占分子总数的万分之五，假设有害气体在室内空气中均匀分布，已知此时室内空气摩尔体积为22.4 L/mol，试估算： (1)该办公室内的人每呼吸一次，吸入的有害气体的分子数；(按人正常呼吸一次吸入的气体约为500 mL计算) (2)室内空气中每两个有害气体分子的间距。 解析：(1)吸入的有害气体的分子数为 n吸＝ eq \f(V吸,Vmol) NAη＝ eq \f(500×10－3,22.4) ×6.02×1023× eq \f(5,10 000) ≈6.7×1018个。 (2)室内空气中含有害气体的分子数为 n室＝ eq \f(V室,Vmol) NAη＝ eq \f(30,22.4×10－3) ×6.02×1023× eq \f(5,10 000) ≈4.0×1023个 把有害气体分子所占的空间看成正方体，则每个分子所占空间的平均大小为 V0＝ eq \f(V室,n室) ＝ eq \f(30,4.0×1023) m3＝7.5×10－23 m3 每两个有害气体分子的间距为 d＝ eq \r(3,V0) ＝ eq \r(3,7.5×10－23) m≈4.2×10－8 m 答案：(1)6.7×1018个　(2)4.2×10－8 m 二、F­r与EP­r曲线的比较 分子力F与分子间距离r的关系如图中虚线所示。 如果取两个分子相距无限远时(此时分子间作用力可忽略不计)的分子势能为零，分子势能Ep与分子间距离r的关系可用如图所示的实线表示。 (1)当r＝r0时分子处于平衡状态，此时分子间的引力、斥力同时存在，分子力F为零，分子势能Ep最小。 (2)在r<r0范围内，分子力表现为斥力，其大小随分子间距离r的减小而增大；随着r减小，斥力做负功，分子势能Ep一直增大。 (3)在r>r0的范围内，分子力表现为引力，其大小F随着分子间距离r的增大先增大后减小；随着分子间距离r的增大，引力做负功，所以分子势能Ep一直增大。 [对点练3] (多选)如图所示，甲、乙分别表示两个分子之间分子力和分子势能随分子间距离变化的图像。由图像判断以下说法中正确的是(　　) A．当分子间距离为r0时，分子力和分子势能均最小且为零 B．当分子间距离r>r0时，分子力随分子间距离的增大而增大 C．当分子间距离r>r0时，分子势能随分子间距离的增大而增加 D．当分子间距离r<r0时，分子间距离逐渐减小，分子力逐渐增大，分子势能逐渐增加 解析：选CD。由题图可知，当分子间距离为r0时，分子力和分子势能均达到最小，但此时分子力为零，而分子势能不为零，是一负值，A错误；当分子间距离r>r0时，分子力随分子间距离的增大先增大后减小，此时分子力做负功，分子势能增加，B错误，C正确；当分子间距离r<