第1章 分子动理论 章末素养提升-【步步高】2023-2024学年高二物理选择性必修第三册（教科版2019）

章末素养提升 物理观念 分子动理论的基本内容 (1)物体是由大量分子组成的 ①分子直径的数量级为10－10 m ②阿伏伽德罗常量NA＝6.02×1023 mol－1 ③分子模型(球模型、立方体模型) (2)扩散现象和布朗运动，都是分子无规则运动的反映。温度越高，分子运动越剧烈 (3)分子间的作用力 ①当r＜r0时，分子间的作用力F表现为斥力 ②当r＝r0时，分子间的作用力F为0 ③当r＞r0时，分子间的作用力F表现为引力 分子热运动的统计规律 1.气体分子运动的特点 2.分子运动速率分布 (1)气体分子速率分布特点是“中间多、两头少” (2)温度越高，分子的平均速率越大，速率分布图像的峰值向速率大的方向移动 内能 (1)分子动能：温度是分子热运动平均动能的标志 (2)分子势能：由分子间的相对位置决定的能 (3)物体的内能 ①物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和 ②物体的内能取决于物体所含物质的量、温度、体积及物态 科学思维 1.能构建分子球模型和水面上油酸的单分子油膜模型，了解估测法在物理学研究中的应用，体会将微小的不易直接测量的物理量转化为易于测量的物理量的巧妙之处 2.会用阿伏伽德罗常量进行实际问题的计算和估算，知道阿伏伽德罗常量是连接宏观和微观的桥梁 科学探究 1.能就“估测油酸分子的大小”提出相关的问题或设计实验步骤 2.会测量油酸酒精溶液的体积并按浓度计算纯油酸的体积。会用撒粉、注射器滴液的方法获取单分子层油膜，会描绘油膜形状并估测油膜的面积 3.能根据测定的结果估算油酸分子的大小，了解实验误差的来源，能够思考改进的方法 科学态度与责任 通过分子动理论等相关内容的学习，认识科学、技术、社会、环境协调发展的重要性 例1　下列关于分子动理论的说法中正确的是(　　) A．两个邻近分子间不可能同时存在斥力和引力 B．布朗运动就是液体分子的无规则热运动 C．扩散现象和布朗运动表明，分子在做永不停息的无规则运动 D．微粒越大，液体温度越高，布朗运动就越明显 答案　C 解析　两个邻近分子间的斥力和引力是同时存在的，故A错误；扩散现象表明分子在做永不停息的无规则运动，布朗运动是固体小颗粒的无规则运动，反映了液体分子的无规则热运动，故B错误，C正确；微粒越小，液体温度越高，布朗运动越明显，故D错误。 例2　有体积为V的水和体积为V的水蒸气，已知水的密度为ρ，阿伏伽德罗常量为NA，水的摩尔质量为MA，水蒸气的摩尔体积为VA，求： (1)体积为V的水和水蒸气中各有多少个水分子； (2)水和水蒸气中相邻两个分子之间的平均距离。 答案　(1)NA　NA　(2)　 解析　(1)体积为V的水，质量为m＝ρV① 分子个数为N＝NA② 联立①②式解得N＝NA③ 对体积为V的水蒸气，分子个数为N′＝NA④ (2)设相邻的两个水分子之间平均距离为d，将水分子视为球体，每个水分子的体积为V0＝＝πd3⑤ 联立③⑤式解得d＝⑥ 设水蒸气中相邻的两个水蒸气分子之间距离为d′，将水蒸气分子占据的空间视为正方体，每个水蒸气分子所占空间的体积V0′＝＝d′3⑦ 联立④⑦式解得d′＝。 例3　(2022·徐州市高二期末)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中。 (1)某同学操作步骤如下： ①用0.5 mL的油酸配制了1 000 mL的油酸酒精溶液。 ②用注射器和量筒测得50滴油酸酒精溶液体积为1 mL。 ③在浅盘内盛适量的水，将痱子粉均匀地撒在水面上，滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定。 ④在浅盘上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用方格纸测量油膜的面积为160 cm2，油酸分子大小d＝________ m(结果保留一位有效数字)。 (2)若该同学在计算出注射器滴出的一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器把溶液滴在水面上，拿错的注射器的针管比原来的粗，这会导致实验测得的油酸分子直径________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。 (3)若已知纯油酸的密度为ρ，摩尔质量为M，在测出油酸分子直径为d后，还可以继续测出阿伏伽德罗常量NA＝________(用题中给出的物理量符号表示)。 答案　(1)6×10－10　(2)偏小　(3) 解析　(1)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为V＝× mL＝1×10－5 mL 把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，则油酸分子大小为d＝＝ m≈6×10－10 m (2)因为拿错的注射器的针管比原来的粗，则每滴油酸酒精溶液的体积较大，含油酸较多，在水平上形成油膜的面积较大，根据d＝可知这会导致实验测得的油酸分子直径偏小； (3)每个油酸分子的体积V0＝π()3＝πd3，则阿伏伽德罗常量NA＝＝。 例4　某地某天的气温变化趋势如图甲所示，细颗粒物(PM2.5等)的污染程度为中度，出现了大范围的雾霾。在11：00和14：00的空气分子速率分布曲线如图乙所示，横坐标v表示分子速率，纵坐标表示单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比。下列说法正确的是(　　) A．细颗粒物在大气中的移动是由于细颗粒物分子的热运动 B．图乙中实线表示11：00时的空气分子速率分布曲线 C．细颗粒物的无规则运动在11：00时比14：00时更剧烈 D．单位时间内空气分子对细颗粒物的平均撞击次数在14：00时比12：00时多 答案　D 解析　细颗粒物在大气中的移动是由于空气分子的热运动与气流的作用，A错误；由题图乙可知实线对应的速率大的分子占的比例较大，对应的气体分子温度较高，所以题图乙中实线表示14：00时的空气分子速率分布曲线，B错误；温度越高，细颗粒物的无规则运动越剧烈，所以细颗粒物的无规则运动在14：00时比11：00时更剧烈，C错误；14：00时的气温高于12：00时的气温，空气分子的平均动能较大，单位时间内空气分子对细颗粒物的平均撞击次数较多，D正确。 例5　(2023·海南卷)下列关于分子力和分子势能的说法正确的是(　　) A．分子间距离大于r0时，分子间表现为斥力 B．分子从无限远靠近到距离r0处过程中分子势能变大 C．分子势能在r0处最小 D．分子间距离在小于r0且减小时，分子势能在减小 答案　C 解析　分子间距离大于r0，分子间表现为引力，分子间距离变小，引力做正功，势能减小，在r0处势能最小，继续减小距离，分子间表现为斥力，分子力做负功，势能增大，C正确。 学科网（北京）股份有限公司 $$