第一章 分子动理论 章末整合提升-【精讲精练】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册同步学习方案（人教版2019）

章末整合提升 200.5×10-3 V- 【体系构建】 13.6×10×6.02×10m{~2.4×10-20m}。 答案 3.310-2g 2.4×10-2m $$$0-10 $6. 02t10{3$ d= 扩散现象 布朗运动 [例2] [解析] 由题图可知,当分子间距离为r。时,分 永不停息,无规则 温度越高,运动越剧烈 引力和斥力 子力和分子势能均达到最小,但此时分子力为零,而分 的合力 斥力 零 引力 零 中间多、两头少 平均速 子势能不为零,为负值;当分子间距离rr。时,分子力 率 数密度 平均动能 增大 零 增大 热运动动能 随分子间距离的增大先增大后减小,此时分子力做负 与分子势能 分子数目 温度 体积 功,分子势能增大;当分子间距离,r。时,随着分子间 【分项提升】 距离逐渐减小,分子力逐渐增大,而此过程中分子力做 [例1] [解析](1)金刚石的质量 负功,分子势能增大。由此知选项C、D正确。 m- V-3500$5.7t10-8=2.0t10-$$$ [答案]CD 碳原子的物质的量 [针对训练] m2.0×10- 2.BD从r到r,分子力表现为引力,分子做加速运动, 分子力做正功,分子势能减小;从r向O,分子力表现 金刚石所含碳原子数 为斥力,分子做减速运动,分子力做负功,分子势能增 N=n . N =1.7tim10-ti6. 02 ti10*3 大;A、C错误,B、D正确。 1.0X10(个)。 [例3] [解析] 气体分子间的距离比较大,甚至可以忽 (2)一个碳原子的体积 略分子间的作用力,分子势能也就不存在了,所以气体 V 5.7×10-8 在没有容器的约束下散开是分子热运动的结果,选项A 错误;100C的水变成同温度的水蒸气,分子的平均动 把金刚石中的碳原子看成球体,则由公式V。一吾d*}可 能不变,所以选项B错误;根据内能的定义可知选项C /6V。 .16×5.7×10-30 正确;如果气体的温度升高,分子的平均动能增大,热运 得碳原子直径为d一 m二 动的平均速率也增大,这是统计规律,但就每一个分子 3.14 2.2X10-10m。 来讲,速率不一定都增加,故选项D错误。 [答案]C [答案](1)1.0×10-个 (2)2.2×10-10m [针对训练] [针对训练] M 1.解析 由n-N 3.B 物体的内能与物体的机械运动无关,故A错误;当 气体的体积不变而温度降低时,气体的分子势能不变 200.5 分子的平均动能减小,气体的内能减小,故B正确;物体 n三。 6.02×10-3g~3.3×10-22g。 的温度和体积均发生变化时,物体内的分子势能和分子 ##0# 的平均动能都发生变化,其内能可能不变,故C错误:任 何物体都有内能,故D错误。 第二章 气体、固体和液体 10 温度和温标 是否达到热平衡的唯一物理量,故A、C正确;平衡态是 预习案 必备知识·问题导学 对一个系统而言,热平衡是两个系统相互影响的结果, 一、1.分子 2.温度T 3.各部分的状态参量能够达到 B错误;描述系统的状态参量不止一个,根据平衡态的 二、1.状态参量 定义可知,D错误。 2.热平衡 热平衡 探究点二 3.冷热 [例2] [解析] 热力学温标在科学计算中特别是在热力 4.温度 学方程中,使计算更简单、更科学,故A正确;绝对零度是 三、1.热膨胀 电阻 压强 体积 温差 热力学温标的常识,B正确;气体趋近于绝对零度时,已液 开尔文 2.温度 (1)0 100 100(3)摄氏度 化,但有体积,C错误,D正确。 (+273.15 [答案]ABD [自我诊断] [针对训练] 1.CD 2.C 要测量冰下水的温度,必须使温度计与冰下的水达 2.(1)温度 (2)311.15 -183.15 到热平衡,再读出温度计的示数,但隔着冰无法直接读 探究案 关键能力·互动探究 数,把温度计取出来,显示的又不是原平衡态下的温度, 探究点一 所以A、D不正确,B做法也失去了原来的热平衡,水瓶 [例1] [解析] 两系统达到热平衡时的标志是它们的 提出后,再用温度计测,这时周围空气也参与了热交换, 温度相同,或者说它们的冷热程度相同,所以选项A、C、 测出的温度不再是冰下水的温度了,只有C正确 D正确,B错误。 提升案 随堂演练·基础落实 [答案] ACD 1.A 如果一个系统达到了平衡态,系统内各部分的状态 [针对训练] 参量如温度、压强和体积等不再随时间发生变化,温度 1.AC 只要两个系统在接触时它们的状态不发生变化, 达到稳定值,分子仍然是运动的,不可能达到所谓的“凝 这两个系统原来就处于热平衡,而温度是决定两个系统 固”状态。物理·选择性必修 第三册(配RJ版) 章末整合提升 ID 体系构建 {分子的大小 (油膜法估测油酸分子直径 物体是由大量分子组成的 分子大小的数量级 m 阿伏加德罗常数: mol-1 实验依据 分子的热运动 运动特点 (引力、斥力同时存在,分子力是指 (r<r。,F<F。,分子力表现为 ,r。-10-10m 分子间的作用力 ,=r,F.=F,分子力为 规律 r>r。,F>F。,分子力表现为 r10r。,F→0,F。→0,分子力为 (统计规律及其应用 分子运动速率分布规律气体分子运动特点: 和 气体压强的微观意义:大量分子频繁撞击容器壁,与 有关 (分子动能:温度是物体分子热运动的 的标志 (,r。,E。随,减小而 分子势能,一r,E。最小,但不一定为 内能 r>r,E.随r的增大而 物体中所有分子的 的总和 物体的内能 决定因素: I分项提升 (3)若物体是固体或液体,可把分子视为紧 密排列的球形分子,可估算分子直径 一、分子微观量的估算[科学思维] -7# 1.分子微观量的估算 (1)已知物质的摩尔质量M,借助阿伏加 (4)依据求得的一个分子占据的体积AV 德罗常数N。,可以求得这种物质的分子 可估算分子间距,此时把每个分子占据的 质量m一M。 M 空间认为是一个小立方体模型,所以分子 间距d一/△V,这对气体、固体、液体均 (2)已知物质的摩尔体积V,借助阿伏加 适用。 德罗常数N.,可以计算出这种物质的一 (5)已知物质的体积V和摩尔体积V, NAV 个分子所占据的体积△V一 NA 2 第一章 分子动理论 (6)已知物质的质量n和摩尔质量M,求 例1 金刚石就是我们常说的钻石,它是一 物质的分子数n,则n一 种由碳元素组成的矿物,也是自然界中天然 存在的最坚硬的物质。已知金刚石的密度 2.分子微观量估算的处理方法 p=3500kg/m3。碳原子的摩尔质量为 (1)突出主要因素,忽略次要因素,建立物 1.2×10-*kg/mol,现有一块体积V=5.7$ 理模型。 10*m的金刚石,阿伏加德罗常数为6.02× ①液体、固体分子可以建立球模型,也可以 10*}mol。(计算结果保留两位有效数字) 建立立方体模型:液体、固体分子紧密排 (1)它含有多少个碳原子? 列,可以忽略分子间隙。在估算分子直径 (2)假如金刚石中碳原子是紧密地堆在一 时,设想分子是一个一个紧挨着的小球;在 起的,把金刚石中的碳原子看成球体,试 估算分子间距离时,设想每一个分子是一 估算碳原子的直径。 个立方体,立方体的边长即为分子间距离, 若按球模型计算则分子间距即球心间距, 等于球直径。 ②气体分子不是紧密排列的,所以上述 模型对气体不适用,但上述模型可以用 来估算气体每个分子平均所占据的空 间体积,此时建立立方体模型,立方体 的边长即为分子间平均距离。 说明;不同模型计算的结果不同,但数 量级是相同的,在此类热学估算的问题 中注重的是数量级。 C针对训练 (2)挖掘隐含条件、熟记常用参数。估算问 1.已知示的摩尔质量为M-200.5g/mol,密 题要文字简洁,显性条件少。对此类问题 度为o-13.6×10{*}kg/m③},则一个示原子 必须认真审题,仔细推敲,找出隐含条件, 的质量和体积分别是多少?(结果保留两 并充分利用常用参数参与计算处理。 位有效数字) 如阿伏加德罗常数N.=6.02×10{*}mol-l. 表述1mol任何物质其分子数均为6.02× 10*个;标准状况为0C(273.15K)、一个 标准大气压;物质的摩尔体积对应该物质 分子量;标准状况下,1mol气体的体积即 摩尔体积为22.4L。 (3)适当选取数据,合理近似计算。物理学 中的估算类问题准确度要求不是很高,计 算时可选取N。=6×10{*mol1,室温取 T-300K等。 23 物理·选择性必修 第三册(配RJ版) 二、分子力图像和分子势能图像的应用[科 {## 学思维] 分子力随分子间距离的变化图像与分子势 甲 2 能随分子间距离的变化图像非常相似,乱 A.当分子间距离为。时,分子力和分子 有着本质的区别。 势能均最小且为零 (1)分子力曲线 B.当分子间距离,>r。时,分子力随分子 分子间作用力与分子间距离的关系曲线如图 间距离的增大而增大 甲所示,纵轴表示分子力F;斥力为正,引力 C.当分子间距离,>r。时,分子势能随分 为负,正、负表示力的方向;横轴表示分子间 子间距离的增大而增大 D.当分子间距离,<r。时,随着分子间距 距离,,其中2。为分子间的平衡距离,此时引 离逐渐减小,分子力和分子势能都逐 力与斥力大小相等。 渐增大 心斥力 C针对训练 分子力 #### 2.(多选)如图所示,甲分子固定在坐标原 引力 点O,乙分子位于,轴上距原点r。的位 甲 乙 置。虚线分别表示分子间斥力f和引力 (2)分子势能曲线 f 的变化情况,实线表示分子间的斥力 分子势能随分子间距离变化的关系曲线如 与引力的合力f的变化情况。若把乙分 ( 图乙所示,纵轴表示分子势能E。;分子势 子由静止释放,则乙分子 ) 能有正、负,但正、负反映其大小,正值一定 大于负值;横轴表示分子间距离,,其中r 为分子间的平衡距离,此时分子势能最小。 (3)曲线的比较 图甲中分子间距离,一r。处,对应的是分 A.从r。到r。做加速运动,从r。到.做减 速运动 子力为零,而在图乙中分子间距离,一r。 B.从r。到做加速运动,从r向O做减 处,对应的是分子势能最小,但不为零。 速运动 例2 (多选)甲、乙两图分别表示两个分 C.从r。到,的过程中,分子势能先减小 子之间分子力和分子势能随分子间距离 再增大 变化的图像。由图像判断以下说法正确 D.从r。到,的过程中,分子势能一直在 ) 的是 ( 减小 24 第一章 分子动理论 三、科学态度与责任、物理与STSE 例③ 下列关于分子热运动和热现象的说 1.分子热运动:分子热运动是永不停息且无 法正确的是 规则的,温度越高,分子热运动越激烈。大 A.气体如果失去了容器的约束就会散 量分子的运动符合统计规律。扩散现象能 开,这是因为气体分子之间存在势能 直接说明分子在做热运动,而布朗运动能 B.一定量100C的水变成100C的水蒸 间接说明分子在做热运动。 气,其分子平均动能增加 2.物体的内能是指组成物体的所有分子的热 C. 一定量气体的内能等于其所有分子的 运动动能与分子势能的总和。 热运动动能和分子势能的总和 (1)由于温度越高,分子平均动能越大,所 D.如果气体温度升高,那么每一个分子 以物体的内能与温度有关。 热运动的速率都增加 (2)由于分子势能与分子间距离有关,而分 C针对训练 3.关于物体的内能,以下说法正确的是( ) 子间距离与物体体积有关,因比物体的内 能与物体的体积有关 A.箱子运动的速度减小,其内能也减小 (3)由于物体所含物质的量不同,分子数目 B.篮球的容积不变,内部气体的温度降 不同,分子势能与分子动能的总和不同,所 低,其气体的内能将减小 C.物体的温度和体积均发生变化,其内能 以物体的内能与物质的量也有关系。 一定变化 总之,物体的内能与物体的温度、体积和物 D.对于一些特殊的物体,可以没有内能 质的量都有关系。 提示:章末达标检测]请完成检测卷(一) 25