第1章 分子动理论 章末小结与质量评价（课件PPT）-【新课程学案】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册（粤教版2019）

一、知识体系建构——理清物理观念 二、综合考法融会——强化科学思维 微观物理量的估算 2 [对点训练] 1.对于固体和液体来说，其内部分子可看作是一个个紧密排列的小球。若某固体的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏伽德罗常数为NA。 (1)试推导该固体分子质量m的表达式。 (2)若已知汞的摩尔质量MHg＝200.5×10－3 kg/mol，密度ρHg＝13.6×103 kg/m3，阿伏伽德罗常数NA取6.0×1023 mol－1，试估算汞原子的直径大小(结果保留两位有效数字)。 [例2]　(多选)当两个分子间的距离r＝r0时，分子处于平衡状态，设r1＜r0＜r2，则当两个分子间的距离由r1变到r2的过程中 (　 ) A．分子间相互作用力的合力有可能一直减小 B．分子间相互作用力的合力有可能先减小再增大最后再减小 C．分子间的引力先减小后增大 D．分子间的斥力一直减小 [解析]　由题知r1＜r0＜r2，在两个分子间的距离由r1变到无穷远时，分子间相互作用力的合力先表现为斥力，然后表现为引力，分子间相互作用力的合力先减小到0，然后又增大，最后又减小，故A错误，B正确；分子间的引力、斥力都随分子间距离的增大而减小，故C错误，D正确。 分子间的相互作用力 [答案]　BD [融会贯通] 1．类比弹簧小球模型理解分子间的作用力 2.分子力F随r变化的关系 (1)F-­r图像：如图所示。 (2)变化规律： ①当r＝r0时，F＝0； ②当r<r0时，F随r的增大而减小； ③当r>r0时，F随r的增大，先增大后减小； ④当r≥10r0时，F＝0。 [对点训练] 2.(多选)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，则 (　 ) A．乙分子由a到b的过程中，两分子间的作用力一直做正功 B．乙分子由a到b做加速运动，由b到c做减速运动 C．乙分子由a到c做加速运动，到达c时速度最大 D．乙分子由c到d的过程中，两分子间的作用力做负功 解析：由题图知，乙分子由a到b一直受引力作用，做加速运动，从b到c，分子力逐渐变小但仍为引力，所以继续加速，分子间的作用力一直做正功，A正确，B错误；乙分子在从a到c的过程中一直受到引力作用，做加速运动，而从c到d的过程中受斥力作用而减速，所以到达c时速度最大，C正确；乙分子从c到d的过程中受斥力作用，分子间的作用力一直做负功，D正确。 答案：ACD　 三、价值好题精练——培树科学态度和责任 1．雾霾天气，大气中各种悬浮颗粒物含量超标。雾霾中，各种悬浮颗粒物形状不规则，可视为密度相同、直径不同的球体，并用PM10、PM2.5分别表示直径小于或等于10 μm、2.5 μm的颗粒物(PM是颗粒物的英文缩写)。某科研机构对北京地区的大气进行检测，结果表明在静稳的雾霾天气中，离地面高度百米范围内，PM10的浓度随高度的增加略有减小，大于PM10的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小，且两种浓度分布基本不随时间变化。据此材料，以下叙述正确的是 (　 ) A．PM10表示直径小于或等于1.0×10－6 m的悬浮颗粒物 B．PM10受到的空气分子作用力的合力始终大于其所受到的重力 C．PM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动 D．PM2.5的浓度随高度的增加逐渐增大 解析：PM10表示的颗粒物的直径小于或等于10 μm＝10×10－6 m＝1.0×10－5 m，A错误；PM10受到空气分子作用力的合力总是在不停变化，并不一定始终大于重力，B错误；PM10和大悬浮颗粒物受到空气分子不停的碰撞做无规则运动，即布朗运动，C正确；根据题意，PM10的颗粒大小范围包括PM2.5的颗粒大小，则PM2.5浓度在百米的高度内基本不变，D错误。 答案：C 2．(多选)关于分子间的作用力，下列说法正确的是 (　 ) A．用力拉铁棒的两端，铁棒没有断，这是分子间存在吸引力的宏观表现 B．“破镜不能重圆”是因为分子间存在着斥力 C．分子间的引力和斥力均随分子间距离的增大而减小 D．当分子间的距离变小时，分子间作用力可能减小，也可能增大 解析：用力拉铁棒的两端，铁棒没有断，是分子间存在吸引力的宏观表现，A正确；“破镜不能重圆”是因为镜片裂开处分子间的距离大于分子力作用的范围，B错误；分子间的引力和斥力均随分子间距离的增大而减小，C正确；当分子间的距离变小时，分子间作用力如果表现为引力，则分子力可能减小，也可能增大，D正确。 答案：ACD　 3．纳米材料具有很多优越性，有着广阔的应用前景。边长为1 nm的立方体，可容纳液态氢分子(其直径约为10－10m)的个数最接近于 (　 ) A．102　　 B．103　　　 C．106　　　 D．109 4．空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器(铜管)液化成水，经排水管排走，空气中水分越来越少，人会感觉到干燥。若有一空调工作一段时间后，排出液化水的体积V＝1.0×103 cm3。已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3、摩尔质量M＝1.8× 10－2 kg/mol，阿伏伽德罗常数NA＝6.0×1023 mol－1。试求：(结果均保留1位有效数字) (1)该液化水中含有的水分子总数N； (2)一个水分子的直径d。 “章末综合检测”见“章末综合检测（一）” (单击进入电子文档) 20 [例1]　目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术。实验发现，在水深300 m处，二氧化碳将变成凝胶状态，当水深超过2 500 m 时，二氧化碳会浓缩成近似固体的硬胶体。设在某状态下二氧化碳气体的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏伽德罗常量为NA。将二氧化碳分子看成直径为D的球(球的体积公式V球＝πD3)，则在该状态下体积为V的二氧化碳气体变成硬胶体后体积为多少？ [解析]　二氧化碳气体变成硬胶体后，可以认为分子是一个个紧密排列在一起的。体积为V的二氧化碳气体的质量m＝ρV，所含分子数n＝NA＝NA，故变成硬胶体后体积V′＝n·πD3＝。 [答案]　 [融会贯通] 1．微观物理量 分子质量m0，分子体积V0和分子直径d(或分子间的距离L)。 2．宏观物理量 物质的质量M，摩尔质量MA，物质的体积V，摩尔体积VA，物质的密度ρ。 3．相互间的关系式 (1)一个分子的质量：m0＝＝。 一个分子的体积：V0＝＝(对气体来说V0是一个分子平均占据的空间体积)。 (2)物质所含的分子数： N＝nNA＝NA＝NA＝NA＝NA。 (3)分子的直径 ①对于固体和液体，分子间距离比较小，可以认为分子是一个个紧挨着的。球体模型：d＝＝。立方体模型：d＝＝。 ②对于气体，分子间距离比较大，处理方法是建立立方体模型，从而可计算出两气体分子间的平均距离d＝。 解析：(1)该固体分子质量的表达式为m＝。 (2)将汞原子视为球形，其体积V0＝πd3＝，解得汞原子直径的大小d＝≈3.6×10－10 m。 答案：(1)m＝　(2)3.6×10－10 m 分子间距离 分子间引力与斥力的关系 分子力 弹簧小球模型 r＝r0 F引＝F斥 零 r＜r0 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＞r0 随r的增大，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 r＞10r0 分子间的作用力变得很微弱，可忽略不计 零 解析：液态氢分子可认为是紧挨着的，其空隙可忽略，对此题而言，建立立方体模型比球形模型运算更简洁。将液态氢分子看作边长为10－10 m的小立方体，则每个液态氢分子的体积V0＝(10－10)3m3＝10－30m3，1 nm＝10－9m，则边长为1 nm的立方体的体积V＝(10－9)3m3＝10－27m3，所以可容纳的液态氢分子的个数N＝＝103(个)，故B正确。 答案：B　 解析：(1)水的摩尔体积为V0＝＝ m3/mol＝1.8×10－5 m3/mol 水分子数N＝＝＝3×1025个。 (2)建立水分子的球体模型，有＝πd3 得水分子直径d＝＝ m＝4×10－10 m。 答案：(1)3×1025个　(2)4×10－10 m $$