第1章 分子动理论 单元综合提升-【金版新学案】2024-2025学年高中物理选择性必修3同步课堂高效讲义教师用书（教科版2019）

单元综合提升 学生用书↓第23页 (多选)(山东高考真题)墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀。关于该现象的分析正确的是(　　) A．混合均匀主要是由于碳粒受重力作用 B．混合均匀的过程中，水分子和碳粒都做无规则运动 C．使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速 D．墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的 答案：BC 解析：混合均匀是由于水分子不停地做无规则运动撞击碳粒，使得碳粒也做无规则运动，即布朗运动，布朗运动的剧烈程度与微粒大小和温度有关，碳粒更小的墨汁，布朗运动会越明显，则混合均匀的过程更迅速，B、C项正确。 　教科版P10－P11实验探究 如图(a)所示，把少量的碳素墨水用水稀释，取一小滴放在载玻片上，盖上盖玻片，放在显微镜下观察，可以看到悬浮在液体中的小碳粒在不停地做无规则运动，如图(b)所示。碳粒越小，无规则运动越明显。 　本题以墨汁碳粒在水中的运动为素材，创设情景，与教材P10－P11实验探究为同源情境，重点考查布朗运动及其产生原因。 针对练．(多选)(2023·江苏南京高二月考)把墨汁用水稀释后取出一滴放在光学显微镜下观察，如图所示，则下列说法正确的是(　　) A．在显微镜下既能看到水分子也能看到悬浮的小碳粒，且水分子不停地撞击碳粒 B．小碳粒在不停地做无规则运动，即布朗运动 C．越小的碳粒，运动越明显 D．在显微镜下看起来连成一片的液体，实际上就是由许许多多的静止不动的水分子组成的 答案：BC 解析：在光学显微镜下，只能看到悬浮的小碳粒，看不到水分子，故A错误；在显微镜下看到小碳粒在不停地做无规则运动，即布朗运动，且碳粒越小，运动越明显，故B、C正确；任何分子都在不停地运动，D错误。 (全国卷Ⅰ)分子间作用力F与分子间距离r的关系如图所示，r＝r1时，F＝0。分子间势能由r决定，规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零。若一分子固定于原点O处，另一分子从距O点很远处向O点运动，在两分子间距离减小到r2的过程中，势能 (选填“减小”“不变”或“增大”)；在距离由r2减小到r1的过程中，势能 (选填“减小”“不变”或“增大”)；在距离等于r1处，势能 (选填“大于”“等于”或“小于”)零。 答案：减小　减小　小于 解析：从距O点很远处向O点运动，两分子间距离减小到r2的过程中，分子力表现为引力，引力做正功，分子势能减小；在r2→r1的过程中，分子力仍然表现为引力，引力做正功，分子势能减小；在分子间距离等于r1之前，分子势能一直减小，取无穷远处分子间势能为零，则在r1处分子势能小于零。 　教科版P18　课外阅览 分子势能随分子间距离的变化 势能是由相互作用的物体间相对位置决定的。分子间存在着分子力，并且分子力做功与路径无关，只与分子间相对位置的变化有关，因此由分子组成的系统也具有势能。分子势能同样遵循“分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增加”的关系。显然，分子势能的大小是由分子间的相对位置决定的。分子力比重力、弹力要复杂，故分子势能与分子间距离的关系也比较复杂。 当分子间距为r0时，分子力为零。而当r>r0时，分 学生用书↓第24页 子力为引力，若要增大分子间距必须要克服引力做功，即分子势能增加，因此在r>r0时，分子势能随分子间距离的增大而增大。 当分子间距r<r0时，分子力为斥力，若要减小分子间距，须克服斥力做功，即分子势能增加，因此在r<r0时，分子势能随着分子间距离的减小而增大。 如图把两分子间的分子力F与分子势能Ep随分子间距离r变化的关系示意性地画在一起。其中r0处分子力F＝0，而分子势能Ep最小。 分子力与分子势能随分子间距变化的曲线 　本题以分子随分子间距变化图像为素材，创设情景，与教材P18课外阅览为同源情境，重点考查分子力做功与分子势能的变化规律。 针对练．(2023·江苏南京中华中学月考)如图所示，设有一分子位于图中的坐标原点O处不动，另一分子可位于x轴上不同位置处，图中纵坐标表示这两个分子间作用力的大小，则(　　) A．分子在x0左侧受引力作用，在x0右侧受斥力作用 B．分子在x0左侧受到的力一定大于在x0右侧受到的力 C．分子在x0处加速度为0，不受力 D．分子在x0右侧由静止释放，向左运动的过程中速度先增大后减小到0 答案：D 解析：在x0处F＝0，即x0为平衡位置，则分子在x0左侧受斥力作用，在x0右侧受引力作用，所以在x0右侧由静止释放分子，分子先向左加速后向左减速，运动到x0左侧某处时速度为0，选项A错误，D正确；由题图可知，分子在x0左侧受到的力不一定大于在x0右侧受到的力，选项B错误；分子在x0处，所受引力和斥力大小相等，分子所受的合力为零，并非不受力，加速度为0，选项C错误。 1．(2023·黑龙江哈尔滨三中期中)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22.4 L/mol，摩尔质量为2 g/mol，阿伏伽德罗常量为6.02×1023 /mol，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 D．气体分子之间的平均距离 答案：B 解析：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；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；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V；由d＝可求出气体分子之间的平均距离。符合题意的只有B。 [易错分析]　不能理解气体的微观结构特点，不清楚气体分子的直径与气体分子之间的距离的区别，导致解答本题出错。解题时要知道气体分子之间的距离远大于本身的直径这一特点。 2．(2023·河北武安第三中学月考)如图所示，甲分子位于x轴上，乙分子固定在坐标原点O，甲、乙两分子间的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示。M、N、P、Q为x轴上四个特定的位置，现将甲分子从M处由静止释放，那么在甲分子从M运动到Q的过程中，下列描述正确的是 (　　) A．甲分子从M到N所受分子间作用力逐渐增大，分子的加速度增大，分子势能增大 B．甲分子从N到P所受分子间作用力逐渐变小，分子的加速度减小，分子势能减小 学生用书↓第25页 C.甲分子从N到Q所受分子间作用力先减小后增大，分子势能先增大后减小 D．甲分子从P到Q所受分子间作用力表现为斥力且逐渐增大，分子势能减小 答案：B 解析：甲分子从M到N，分子间的作用力表现为引力且增大，甲分子的加速度增大，分子间的作用力做正功，分子势能减小，选项A错误；甲分子从N到P，分子间的作用力表现为引力且逐渐变小，甲分子的加速度减小，分子间的作用力做正功，分子势能减小，选项B正确；甲分子从N到Q，分子间的作用力先减小后增大，先表现为引力后表现为斥力，先做正功后做负功，分子势能先减小后增大，选项C错误；甲分子从P到Q，分子间的作用力表现为斥力且逐渐增大，甲分子的加速度增大，分子间的作用力做负功，分子势能增大，选项D错误。 [易错分析]　不能深刻理解分子间的作用力做功与分子势能变化的关系，导致分析错误。 3．(多选)下列有关布朗运动的叙述中，正确的是(　　) A．把碳素墨水滴入清水中，观察到布朗运动，这是碳分子的无规则运动 B．布朗运动是否显著与悬浮在液体中的微粒的大小有关 C．布朗运动的激烈程度与液体温度有关，悬浮微粒大小一定时，液体温度越高，布朗运动越显著 D．布朗运动的无规则性，反映了液体内部分子运动的无规则性 答案：BCD 解析：布朗运动是悬浮微粒的运动，是因为液体(或气体)分子无规则运动过程中频繁撞击悬浮微粒的不平衡性而造成的，故A错误，B、C、D正确。 [易错分析]　不能区分布朗运动和分子热运动，理解不透两者关系和联系，布朗运动是悬浮微粒的运动，分子热运动是分子的运动，液体(或气体)分子热运动是产生布朗运动的原因。 4．小张在显微镜下观察水中悬浮的细微粉笔末的运动，从A点开始，他把粉笔末每隔30 s的位置记录在坐标纸上，依次得到B、C、D等点，把这些点依次连接起来，形成如图所示折线图，则关于该粉笔末的运动，下列说法正确的是(　　) A．该折线图是粉笔末的运动轨迹 B．粉笔末的无规则运动反映了粉笔固体分子的无规则运动 C．经过B点后15 s，粉笔末应该在BC的中点处 D．粉笔末由B到C的平均速度小于由C到D的平均速度 答案：D 解析：题图中的折线是粉笔末在不同时刻的位置的连线，不是其运动轨迹，故A错误；题图中的折线没有规则，说明粉笔末的运动是无规则的，这反映了水分子的无规则运动，故B错误；粉笔末的运动是无规则的，不能判断出在经过B点后15 s，粉笔末是否在BC的中点处，故C错误；由题图可知，B到C的位移大小小于C到D的位移大小，时间间隔相等，根据平均速度的定义知，粉笔末由B到C的平均速度小于由C到D的平均速度，故D正确。 [易错分析]　 布朗运动的位置连线图，并非微粒做布朗运动的运动轨迹，而是每隔一定时间微粒位置的连线，由连线可以看出布朗运动的无规则性，实际上微粒在各段时间内不一定沿直线运动。 学科网（北京）股份有限公司 $$