第一单元 分子动理论 复习与测试题-【大单元教学】高二物理同步备课系列(人教版2019选择性必修第三册)
2025-01-17
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2份
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17页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理人教版选择性必修 第三册 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第一章 分子动理论 |
| 类型 | 作业-单元卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.94 MB |
| 发布时间 | 2025-01-17 |
| 更新时间 | 2025-05-14 |
| 作者 | 桂冠物理优选 |
| 品牌系列 | 上好课·大单元教学 |
| 审核时间 | 2025-01-17 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/50058608.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
选择性必修三(人教版2019)物理大单元设计
第一单元 分子动理论
单元复习与测试
一、单选题
1.如图所示为食盐晶体结构中钠离子和氯离子的空间分布的示意图,图中相邻离子的中心用线连接起来了,组成了一个个大小相等的立方体,4个钠离子和4个氯离子组成了一个如图所示的大立方体。已知食盐的密度为,食盐的摩尔质量为M,阿伏伽德罗常量为,食盐晶体中两个最近的钠离子中心间的距离为( )
A. B.
C. D.
2.绿氢是指利用可再生能源分解水得到的氢气,其燃烧时只产生水,从源头上实现了二氧化碳零排放,是纯正的绿色新能源,在全球能源转型中扮演着重要角色。已知该气体的摩尔体积为22.4L/mol,摩尔质量为2g/mol,阿伏伽德罗常量为,由以上数据不能估算出( )
A.每个气体分子的质量 B.每个气体分子的体积
C.每个气体分子占据的空间体积 D.气体分子之间的平均距离
3.某种气体在不同温度下的气体分子速率分布情况如图所示,图中表示速率为的分子数占总分子数的百分比,曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所对应的温度分别为、、,则、、的关系为( )
A. B.
C., D.
4.下列关于密闭容器中气体的压强的说法正确的是( )
A.它是由气体的重力产生的
B.它是由分子间的相互作用力产生的
C.它是由大量气体分子频繁碰撞器壁产生的
D.在失重的情况下,密闭容器内的气体对器壁没有压强
5.如图所示,用一个活塞把一部分空气密封在开口竖直向上、导热良好的气缸内。打开阀门放出一些空气后,重新达到平衡状态。环境温度不变,气缸内壁光滑。与原来的状态相比( )
A.分子的平均动能减小
B.单位体积内分子个数变少
C.单位时间内撞击在活塞上的分子个数不变
D.小速率区间的分子数占总分子数的百分比增大
6.如图所示为模拟气体压强产生机理的实验,在一定时间内将大量沙粒从秤盘上方某一高度处均匀连续倒在秤盘上,观察指针摆动情况。关于该实验下列说法正确的是( )
A.仅增加单位时间内倒下沙粒数量,可模拟温度降低对气体压强的影响
B.仅增加单位时间内倒下沙粒数量,可模拟体积增大对气体压强的影响
C.仅将倒沙的位置升高,可模拟温度升高对气体压强的影响
D.仅将倒沙的位置升高,指针示数不变
7.封闭容器内气体的温度为,气压为,若容器壁的温度突变为,下列说法正确的是( )
A.若,则容器内器壁附近气体压强将大于
B.若,则容器内器壁附近气体压强将等于
C.若,则容器内器壁附近气体压强将小于
D.若,则容器内器壁附近气体压强将小于
8.关于下面热学中的几张图片所涉及的相关知识,描述正确的是( )
A.图甲中,微粒越大,单位时间内受到液体分子撞击次数越多,布朗运动越明显
B.图乙说明固体间也能发生扩散现象
C.由图丙可知,在由变到的过程中分子力做负功
D.图丙中分子间距为时的分子力比分子间距为时的分子力小
二、多选题
9.对以下物质运动现象的分析正确的是 ( )
①刮风时空气分子的运动;②上升的水蒸气的运动;③用显微镜观察悬浮在水中的小炭粒,小炭粒不停地做无规则运动;④向一杯清水中滴入几滴红墨水,红墨水向周围运动。
A.①②③属于布朗运动 B.④属于扩散现象
C.只有③属于布朗运动 D.①②④属于扩散现象
10.将一个分子P固定在点,另一个分子Q从图中的A点由静止释放,两分子之间的作用力与间距关系的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.分子Q由A运动到的过程中先加速再减速
B.分子Q在点时加速度大小为零
C.分子Q由A点释放后运动到点左侧的过程中,加速度先增大后减小再增大
D.该图能表示固、液、气三种状态下分子力随分子间距变化的规律
11.关于扩散现象的四幅图片如图所示,下列关于这些图片的说法错误的是( )
A.图甲中抽去玻璃板后由于二氧化氮密度较大,不会跑到上面的瓶中,所以上面瓶不会出现淡红棕色
B.图乙中墨汁和水彼此进入对方,温度越高扩散越快,说明扩散快慢与温度有关
C.图丙中液溴变成溴蒸气,说明扩散现象只能在同种物质的不同状态之间发生
D.图丁说明扩散现象能在固体之间发生
12.两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示,曲线与r轴交点的横坐标为r0,相距很远的两分子在分子力作用下,由静止开始相互接近。若两分子相距无穷远时分子势能为零,下列说法正确的是( )
A.在r>r0阶段,F做正功,分子动能增加,势能减小
B.在r<r0阶段,F做负功,分子动能减小,势能也减小
C.在r=r0时,分子引力和分子斥力不存在
D.在r>r0阶段,分子力先变大后变小
三、实验题
13.在“油膜法估测油酸分子大小”的实验中:
(1)“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的科学依据是( )
A.将油酸形成的膜看成单分子油膜 B.不考虑各油酸分子间的间隙
C.将油酸分子看成球形 D.油酸分子直径的数量级为
(2)下列实验操作正确的是_______。
A.用油膜法可以精确测量分子的大小
B.油酸分子直径等于纯油酸体积除以相应油膜的面积
C.计算油膜面积时,应舍去所有不足一格的方格
D.实验时应先将一滴油酸酒精溶液滴入水面,再把爽身粉撒在水面上
(3)实验中,在玻璃板上描出一滴油酸酒精溶液形成的油膜轮廓,随后把玻璃板放在坐标纸上,其形状如图所示。坐标纸上正方形小方格的边长为,该油膜的面积是 。若一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积为,则油酸分子的直径是 。(保留2位有效数字)
四、解答题
14.在标准状况下,空气的摩尔质量是kg/mol,则空气中气体分子的平均质量是多少?成年人做一次深呼吸约吸入450cm3的空气,则成年人做一次深呼吸吸入空气的质量是多少?所吸入的分子个数大约是多少?已知阿伏伽德罗常数mol-1,标准状况下空气的摩尔体积为22.4L/mol。(计算结果保留2位有效数字)
15.类比是研究问题的常用方法。双原子分子中两原子A和B在其平衡位置附近振动,以A为坐标原点O,沿着A和B的连线建立r轴,如图1甲所示。如果选定原子距离无穷远处势能为零,则A和B之间的势能EP随距离r变化的规律如图1乙所示。
a.若B只在r=r0点附近小范围内振动,EP随r变化的规律可近似写作,式中和k均为常量。假设A固定不动,B振动的范围为,其中a远小于r0。请在图2中画出B在上述振动范围内受分子力F随距离r变化的图线,并求出振动过程中这个双原子系统的动能的最大值Ekm。
b.若某固体由大量这种分子组成,请结合图1乙分析说明,当温度升高时,物体体积膨胀的现象。
16.微观世界往往与宏观世界遵循着相似的规律,所以在科学研究中,科学家经常通过宏观世界中某些事物遵循的规律来类比研究微观世界。
(1)我们都知道,物体在只有弹簧弹力做功的情况下,物体的动能和弹簧的弹性势能发生相互转化,系统总机械能保持不变。若弹性势能表达式(k为弹簧的劲度系数,x为形变量)。如图1所示,一个与已知劲度系数为k的轻质弹簧连接的物块B,质量为m,静止于光滑水平面上,轻质弹簧另一端固定。现将物块B拉离平衡位置x,然后释放,忽略空气阻力,B的运动为简谐运动,求物块B在运动过程中获得的最大动能。
(2)如图2所示,A、B为某种双原子分子中的两原子,以A原子为原点,沿两原子连线建立x轴。如果选取两个原子相距无穷远时的势能为零,则两个原子之间的势能E。与它们之间距离r的关系图线如图3所示。
a.说明关系图线的切线斜率的大小及正负描述的物理意义;
b.由图3中可知,两原子间距离为时,势能最小,假设原子A固定不动,原子B在附近的振动近似看作简谐运动,其振动的范围为,其中b远小于。已知在点附近随r变化的规律可近似写作,式中和k均为常量且已知。计算原子B在其振动范围内振动过程的最大动能(用k和b表示);
c.为了进一步理解温度变化对物体体积的影响,将分子平均动能简化成B原子在振动过程中的最大动能。请结合温度是分子平均动能的标志,即(a为物理常量,为分子热运动的平动动能),依据结果分析温度对物体体积的影响。
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选择性必修三(人教版2019)物理大单元设计
第一单元 分子动理论
单元复习与测试
一、单选题
1.如图所示为食盐晶体结构中钠离子和氯离子的空间分布的示意图,图中相邻离子的中心用线连接起来了,组成了一个个大小相等的立方体,4个钠离子和4个氯离子组成了一个如图所示的大立方体。已知食盐的密度为,食盐的摩尔质量为M,阿伏伽德罗常量为,食盐晶体中两个最近的钠离子中心间的距离为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】由题可知,1mol氯化钠的离子组成的小立方体个数为,所以每个小立方体的体积为
每个小立方体的边长为
则两个最近的钠离子中心间的距离为
故选D。
2.绿氢是指利用可再生能源分解水得到的氢气,其燃烧时只产生水,从源头上实现了二氧化碳零排放,是纯正的绿色新能源,在全球能源转型中扮演着重要角色。已知该气体的摩尔体积为22.4L/mol,摩尔质量为2g/mol,阿伏伽德罗常量为,由以上数据不能估算出( )
A.每个气体分子的质量 B.每个气体分子的体积
C.每个气体分子占据的空间体积 D.气体分子之间的平均距离
【答案】B
【解析】A.每个气体分子的质量等于摩尔质量与阿伏伽德罗常量之比,两个量都已知,故能求出每个气体分子的质量,选项A不要符合题意;
B.由于气体分子间的距离较大,气体的体积远大于气体分子体积之和,故不能求出每个气体分子的体积,选项B符合题意;
CD.将气体分子占据的空间看成立方体,而且这些立方体一个挨着一个紧密排列,则每个气体分子占据的空间体积等于摩尔体积与阿伏伽德罗常量之比,两个量都已知,故能求出每个分子占据的空间体积;由即可求出气体分子之间的平均距离,选项CD不符合题意。
故选B。
3.某种气体在不同温度下的气体分子速率分布情况如图所示,图中表示速率为的分子数占总分子数的百分比,曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所对应的温度分别为、、,则、、的关系为( )
A. B.
C., D.
【答案】B
【解析】气体温度越高,分子热运动越剧烈,分子热运动的平均速率越大,速率大的分子所占的比例越大,对应的图线越宽、越平缓, “腰越粗”,所以
故选B。
4.下列关于密闭容器中气体的压强的说法正确的是( )
A.它是由气体的重力产生的
B.它是由分子间的相互作用力产生的
C.它是由大量气体分子频繁碰撞器壁产生的
D.在失重的情况下,密闭容器内的气体对器壁没有压强
【答案】C
【解析】ABC.气体的压强是由气体分子频繁碰撞器壁产生的,大小由气体的温度和体积决定,选项AB错误,选项C正确;
D.失重时,气体分子仍在做无规则运动,对密闭容器的器壁仍然有压强的作用,选项D错误。
故选C。
5.如图所示,用一个活塞把一部分空气密封在开口竖直向上、导热良好的气缸内。打开阀门放出一些空气后,重新达到平衡状态。环境温度不变,气缸内壁光滑。与原来的状态相比( )
A.分子的平均动能减小
B.单位体积内分子个数变少
C.单位时间内撞击在活塞上的分子个数不变
D.小速率区间的分子数占总分子数的百分比增大
【答案】C
【解析】AD.环境温度不变,分子的平均动能不变,小速率区间的分子数占总分子数的百分比不变,故AD错误;
BC.放出一些空气后,气体压强不变,单位时间内撞击在活塞上的分子个数不变,单位体积内分子个数不变,故B错误,C正确。
故选C。
6.如图所示为模拟气体压强产生机理的实验,在一定时间内将大量沙粒从秤盘上方某一高度处均匀连续倒在秤盘上,观察指针摆动情况。关于该实验下列说法正确的是( )
A.仅增加单位时间内倒下沙粒数量,可模拟温度降低对气体压强的影响
B.仅增加单位时间内倒下沙粒数量,可模拟体积增大对气体压强的影响
C.仅将倒沙的位置升高,可模拟温度升高对气体压强的影响
D.仅将倒沙的位置升高,指针示数不变
【答案】C
【解析】AB.因气体体积减小时,气体的数密度增加,则单位时间内撞击器壁的分子数增加,则仅增加单位时间内倒下沙粒数量,可模拟体积减小时对气体压强的影响,选项AB错误;
C.因气体温度升高时,分子平均速率增加,气体分子对器壁的碰撞力变大,则仅将倒沙的位置升高,可模拟温度升高对气体压强的影响,选项C正确;
D.仅将倒沙的位置升高,则沙粒落到秤盘上时对秤盘的碰撞力变大,则指针示数变大,选项D错误。
故选C。
7.封闭容器内气体的温度为,气压为,若容器壁的温度突变为,下列说法正确的是( )
A.若,则容器内器壁附近气体压强将大于
B.若,则容器内器壁附近气体压强将等于
C.若,则容器内器壁附近气体压强将小于
D.若,则容器内器壁附近气体压强将小于
【答案】AD
【解析】温度是分子平均动能的标志,若,则容器壁内分子运动加剧,气体分子与容器壁碰撞后,反弹的分子速率增大,分子对容器壁撞击力增大,因此容器内器壁附近气体压强增大;若,气体分子与容器壁碰撞后,反弹的分子速率减小,容器内器壁附近气体压强减小。
故选AD。
8.关于下面热学中的几张图片所涉及的相关知识,描述正确的是( )
A.图甲中,微粒越大,单位时间内受到液体分子撞击次数越多,布朗运动越明显
B.图乙说明固体间也能发生扩散现象
C.由图丙可知,在由变到的过程中分子力做负功
D.图丙中分子间距为时的分子力比分子间距为时的分子力小
【答案】B
【解析】A.图甲中,微粒越大,单位时间内受到液体分子撞击次数越多,布朗运动越不明显,故A错误;
B.图乙中,说明固体间也能发生扩散现象,故B正确;
C.由图丙可知,在由变到的过程中,分子势能减小,则分子力做正功,故C错误;
D.图丙中分子间距为时分子势能最小,可知,该位置为平衡位置,分子力为0,即分子间距为时的分子力比分子间距为时的分子力大,故D错误。
故选B。
二、多选题
9.对以下物质运动现象的分析正确的是 ( )
①刮风时空气分子的运动;②上升的水蒸气的运动;③用显微镜观察悬浮在水中的小炭粒,小炭粒不停地做无规则运动;④向一杯清水中滴入几滴红墨水,红墨水向周围运动。
A.①②③属于布朗运动 B.④属于扩散现象
C.只有③属于布朗运动 D.①②④属于扩散现象
【答案】BC
【解析】刮风时空气分子的运动,上升的水蒸气的运动,既不是布朗运动也不是扩散现象;用显微镜观察悬浮在水中的小炭粒,小炭粒不停地做无规则运动属于布朗运动;向一杯清水中滴入几滴红墨水,红墨水向周围运动属于扩散现象。
故选BC。
10.将一个分子P固定在点,另一个分子Q从图中的A点由静止释放,两分子之间的作用力与间距关系的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.分子Q由A运动到的过程中先加速再减速
B.分子Q在点时加速度大小为零
C.分子Q由A点释放后运动到点左侧的过程中,加速度先增大后减小再增大
D.该图能表示固、液、气三种状态下分子力随分子间距变化的规律
【答案】BC
【解析】A.点为分子斥力和引力相等的位置,点的右侧分子力表现为引力,点的左侧分子力表现为斥力,因此分子Q由A运动到的过程中,一直做加速运动。故A错误;
B.点为分子引力等于分子斥力的位置,即分子力为零,则分子Q在点的加速度大小为零。故B正确;
C.分子Q由A点释放后运动到点右侧的过程中,分子力表现为引力,先增大后减小,然后到点左侧后,分子力表现为斥力,逐渐变大,故加速度先增大后减小再增大。故C正确;
D.气体分子间距较大,分子作用力很小,不能用题图表示气体分子间作用力的变化规律,但可表示液体和固体分子间作用力的变化规律。故D错误。
故选BC。
11.关于扩散现象的四幅图片如图所示,下列关于这些图片的说法错误的是( )
A.图甲中抽去玻璃板后由于二氧化氮密度较大,不会跑到上面的瓶中,所以上面瓶不会出现淡红棕色
B.图乙中墨汁和水彼此进入对方,温度越高扩散越快,说明扩散快慢与温度有关
C.图丙中液溴变成溴蒸气,说明扩散现象只能在同种物质的不同状态之间发生
D.图丁说明扩散现象能在固体之间发生
【答案】AC
【解析】A.题图甲中,由于扩散现象,二氧化氮气体会运动到上面的瓶中,最终整体呈淡红棕色。故A错误,与题意相符;
B.题图乙中墨汁和水彼此进入对方,通过对比可知,墨汁在温水中比在冷水中扩散得快,说明扩散快慢与温度有关。故B正确,与题意不符;
C.扩散是不同种物质彼此进入对方的现象,不仅存在于液体与液体、气体与液体、气体与气体之间,同样也存在于固体与固体、气体与固体、液体与固体之间。故C错误,与题意相符;
D.题图丁说明扩散现象能在固体之间发生。故D正确,与题意不符。
本题选说法错误的,故选AC。
12.两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示,曲线与r轴交点的横坐标为r0,相距很远的两分子在分子力作用下,由静止开始相互接近。若两分子相距无穷远时分子势能为零,下列说法正确的是( )
A.在r>r0阶段,F做正功,分子动能增加,势能减小
B.在r<r0阶段,F做负功,分子动能减小,势能也减小
C.在r=r0时,分子引力和分子斥力不存在
D.在r>r0阶段,分子力先变大后变小
【答案】AD
【解析】A.在r>r0阶段,分子之间为引力作用,互相靠近时引力做正功,分子动能增加,分子势能减小,故A正确;
B.在r<r0阶段,分子之间为斥力作用,互相靠近时引力做负功,分子动能减小,分子势能增加,故B错误;
C.在r=r0时,分子引力和分子斥力相等,故C错误;
D.由图可知,在r>r0阶段,分子力先变大后变小,故D正确。
故选AD。
三、实验题
13.在“油膜法估测油酸分子大小”的实验中:
(1)“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的科学依据是( )
A.将油酸形成的膜看成单分子油膜 B.不考虑各油酸分子间的间隙
C.将油酸分子看成球形 D.油酸分子直径的数量级为
(2)下列实验操作正确的是_______。
A.用油膜法可以精确测量分子的大小
B.油酸分子直径等于纯油酸体积除以相应油膜的面积
C.计算油膜面积时,应舍去所有不足一格的方格
D.实验时应先将一滴油酸酒精溶液滴入水面,再把爽身粉撒在水面上
(3)实验中,在玻璃板上描出一滴油酸酒精溶液形成的油膜轮廓,随后把玻璃板放在坐标纸上,其形状如图所示。坐标纸上正方形小方格的边长为,该油膜的面积是 。若一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积为,则油酸分子的直径是 。(保留2位有效数字)
【答案】(1)ABC
(2)B
(3) 90
【解析】(1)实验中油酸的直径是用油酸的体积除以油膜的面积来计算,所以实验的科学依据是将油膜看成单分子油膜,不考虑油酸分子间的间隙,并把油酸分子看成球形,油酸分子直径的数量级为。
故选ABC。
(2)A.用油膜法只能粗略测量分子的大小,故A错误;
B.油膜为单分子紧密排列的,因此单分子油膜的厚度被认为是油酸分子的直径,所以油酸分子直径等于纯油酸体积除以相应油膜面积,故B正确;
C.在计算面积时,超过半格的按一个,不足半格的才能舍去,故C错误;
D.实验时要先撒痱子粉,再滴油酸酒精溶液,故D错误。
故选B。
(3)[1]根据超过半格的按一个,不足半格的才能舍去,由图可知,油膜的面积是
[2]油酸分子的直径是
四、解答题
14.在标准状况下,空气的摩尔质量是kg/mol,则空气中气体分子的平均质量是多少?成年人做一次深呼吸约吸入450cm3的空气,则成年人做一次深呼吸吸入空气的质量是多少?所吸入的分子个数大约是多少?已知阿伏伽德罗常数mol-1,标准状况下空气的摩尔体积为22.4L/mol。(计算结果保留2位有效数字)
【答案】kg,kg,
【解析】空气中气体分子的平均质量
做一次深呼吸吸入空气的质量
做一次深呼吸所吸入的分子个数
15.类比是研究问题的常用方法。双原子分子中两原子A和B在其平衡位置附近振动,以A为坐标原点O,沿着A和B的连线建立r轴,如图1甲所示。如果选定原子距离无穷远处势能为零,则A和B之间的势能EP随距离r变化的规律如图1乙所示。
a.若B只在r=r0点附近小范围内振动,EP随r变化的规律可近似写作,式中和k均为常量。假设A固定不动,B振动的范围为,其中a远小于r0。请在图2中画出B在上述振动范围内受分子力F随距离r变化的图线,并求出振动过程中这个双原子系统的动能的最大值Ekm。
b.若某固体由大量这种分子组成,请结合图1乙分析说明,当温度升高时,物体体积膨胀的现象。
【答案】a.,图像见解析; b.说明见解析
【解析】a.原子B振动过程中受力随距离变化的图线如答图2所示
由题意可知,原子B处于r1=r0处时,系统的动能为最大值
系统的势能为最小值
原子B处于处时,系统的动能
系统的势能为最大值
根据能量守恒定律可得
解得
b.温度升高时,分子的平均动能增大,分子的活动范围∆x将增大。当r=r1、r=r2时分子动能为0,分子势能相等为Epm,如答图3所示,其中,∆x 增大主要向方向偏移,从宏观上表现为体积增大。
16.微观世界往往与宏观世界遵循着相似的规律,所以在科学研究中,科学家经常通过宏观世界中某些事物遵循的规律来类比研究微观世界。
(1)我们都知道,物体在只有弹簧弹力做功的情况下,物体的动能和弹簧的弹性势能发生相互转化,系统总机械能保持不变。若弹性势能表达式(k为弹簧的劲度系数,x为形变量)。如图1所示,一个与已知劲度系数为k的轻质弹簧连接的物块B,质量为m,静止于光滑水平面上,轻质弹簧另一端固定。现将物块B拉离平衡位置x,然后释放,忽略空气阻力,B的运动为简谐运动,求物块B在运动过程中获得的最大动能。
(2)如图2所示,A、B为某种双原子分子中的两原子,以A原子为原点,沿两原子连线建立x轴。如果选取两个原子相距无穷远时的势能为零,则两个原子之间的势能E。与它们之间距离r的关系图线如图3所示。
a.说明关系图线的切线斜率的大小及正负描述的物理意义;
b.由图3中可知,两原子间距离为时,势能最小,假设原子A固定不动,原子B在附近的振动近似看作简谐运动,其振动的范围为,其中b远小于。已知在点附近随r变化的规律可近似写作,式中和k均为常量且已知。计算原子B在其振动范围内振动过程的最大动能(用k和b表示);
c.为了进一步理解温度变化对物体体积的影响,将分子平均动能简化成B原子在振动过程中的最大动能。请结合温度是分子平均动能的标志,即(a为物理常量,为分子热运动的平动动能),依据结果分析温度对物体体积的影响。
【答案】(1)
(2)a.见解析;b.;c.见解析
【解析】(1)弹簧恢复原长时动能最大,根据机械能守恒定律,可得
(2)a.图像的斜率的绝对值表示分子力的大小,斜率为正表示分子间为引力,斜率为负表示分子间为斥力。
b.由题意可知,原子B处于处时,系统的动能为最大值,设为,系统的势能为最小值,设为,则有
原子B处于处时,系统的动能为0,系统的势能为最大值,设为,则有
根据能量守恒定律可得
解得
c.由于温度是分子平均动能的标志,即有
由于可以将分子平均动能简化成B原子在振动过程中的最大动能,则有
由于a为物理常量,根据上述可知,当温度升高时,b增大,宏观上表现为物体的体积增大,温度降低时,b减小,宏观上表现为物体的体积减小。
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