第一章 分子动理论 章末综合提升-【创新教程】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册五维课堂同步课件PPT（人教版）

物理选择性必修第三册 物理选择性必修第三册 物理选择性必修第三册 物理选择性必修第三册 物理选择性必修第三册 物理选择性必修第三册 物理选择性必修第三册 物理选择性必修第三册 物理选择性必修第三册 物理选择性必修第三册 物理选择性必修第三册 物理选择性必修第三册 物理选择性必修第三册 物理选择性必修第三册 物理选择性必修第三册 物理选择性必修第三册 物理选择性必修第三册 物理选择性必修第三册 物理选择性必修第三册 物理选择性必修第三册 物理选择性必修第三册 物理选择性必修第三册 物理选择性必修第三册 [素养导图] [能力强化] [强化1]　分子微观量的计算方法 　阿伏加德罗常数NA是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁，在已知宏观物理量的基础上往往可借助NA计算出某些微观物理量，有关计算主要有： 1．已知物质的摩尔质量M，借助于阿伏加德罗常数NA，可以求得这种物质的分子质量m0＝eq \f(M,NA). 2．已知物质的摩尔体积VA，借助于阿伏加德罗常数NA，可以计算出这种物质的一个分子所占据的体积V0＝eq \f(VA,NA). 3．若物体是固体或液体，可把分子视为紧密排列的球体模型，可估算出分子直径d＝eq \r(3,\f(6VA,πNA)). 4．依据求得的一个分子占据的体积V0，可估算分子间距，此时把每个分子占据的空间看作一个小立方体模型，所以分子间距d＝eq \r(3,V0)，这时气体、固体、液体均适用． 5．已知物体的体积V和摩尔体积VA，求物体的分子数N，则N＝eq \f(NAV,VA). 6．已知物体的质量m和摩尔质量M，求物体的分子数N，则N＝eq \f(m,M)NA. [例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M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为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，阿伏加德罗常数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) [解析]　(1)该固体分子质量的表达式为m＝eq \f(M,NA). (2)将汞原子视为球形，其体积V0＝eq \f(1,6)πd3＝eq \f(MHg,ρHgNA)，解得汞原子直径的大小d＝eq \r(3,\f(6MHg,ρHgNAπ))＝3.6×10－10 m. [答案]　(1)m＝eq \f(M,NA)　(2)3.6×10－10 m [规律总结] 分子动理论中宏观量与微观量之间的关系 由宏观量计算微观量，或由微观量计算宏观量，都要通过阿伏加德罗常数建立联系．所以说，阿伏加德罗常数是联系宏观量与微观量的桥梁． [强化2]　用油膜法估测分子的大小 用油膜法估测分子直径的实验原理是：油酸是一种脂肪酸，它的分子的一部分和水分子的亲和力很强．当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，酒精溶于水或挥发，在水面上形成一层油酸薄膜，薄膜可认为是单分子油膜，如图所示．将水面上形成的油膜形状画到坐标纸上，可以计算出油膜的面积，根据纯油酸的体积V和油膜的面积S，可以计算出油膜的厚度d＝eq \f(V,S)，即油酸分子的直径． [例2]　“用油膜法估测分子的大小”的实验的方法及步骤如下： ①向体积V油＝1 mL的油酸中加酒精，直至总量达到V总＝500 mL； ②用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入n＝100滴时，测得其体积恰好是V0＝1 mL； ③先往边长为30～40 cm的浅盘里倒入2 cm深的水，然后将　________　均匀地撒在水面上； ④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状； ⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，数出轮廓范围内小方格的个数N，小方格的边长l＝20 mm.根据以上信息，回答下列问题： (1)步骤③中应填写：___________________________________. (2)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V′是　___________　 mL. (3)油酸分子直径是　________　 m. [解析]　(1)为了显示单分子油膜的形状，需要在水面上撒爽身粉． (2)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积 V′＝eq \f(V0V油,nV总)＝eq \f(1,100)×eq \f(1,500) mL＝2×10－5 mL. (3)根据大于半个方格的算一个，小于半个方格的舍去，油膜形状占据方格数大约为115个，故面积 S＝115×20×20 mm2＝4.6×104 mm2 油酸分子直径d＝eq \f(V′,S)＝eq \f(2×10－5×103,4.6×104) mm≈4.3×10－7 mm＝4.3×10－10 m. [答案]　(1)爽身粉　(2)2×10－5　(3)4.3×10－10 [规律总结] 油膜法估测分子直径，关键是获得一滴油酸酒精溶液的体积，并由配制浓度求出其中所含纯油酸的体积，再就是用数格数法(对外围小格采用“填补法”即“四舍五入”法)求出油膜面积，再由公式d＝eq \f(V,S)计算结果． [强化3]　分子力、分子势能和物体的内能 1.分子力是分子引力和分子斥力的合力，分子势能是由分子间的分子力和分子间的相对位置决定的能， 分子力F和分子势能Ep都与分子间的距离有关，二者随分子间距离r变化的关系如图所示． (1)分子间同时存在着引力和斥力，它们都随分子间距离的增大(减小)而减小(增大)，但斥力比引力变化得快． (2)在r<r0范围内，分子力F、分子势能Ep都随分子间距离r的减小而增大． (3)在r>r0的范围内，随着分子间距离的增大，分子力F先增大后减小，而分子势能Ep一直增大． (4)当r＝r0时，分子力F为零，分子势能Ep最小，但不一定等于零． 2．内能是物体中所有分子热运动动能与分子势能的总和．温度升高时，物体分子的平均动能增加；体积变化时，分子势能变化．内能也与物体的物态有关． 解答有关“内能”的题目，应把握以下四点： (1)温度是分子平均动能的标志，而不是分子平均速率的标志． (2)当分子间距离发生变化时，若分子力做正功，则分子势能减小；若分子力做负功，则分子势能增加． (3)内能是物体内所有分子动能与分子势能的总和，它宏观上取决于物质的量、温度、体积及物态． (4)理想气体就是分子间没有相互作用力的气体，这是一种理想模型．理想气体无分子势能变化，因此一定质量理想气体的内能的变化只与温度有关． [例3]　如图所示，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中曲线所示，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，若规定无限远处分子势能为零，则下列说法正确的是(　　) A．乙分子在b处势能最小，且势能为负值 B．乙分子在c处势能最小，且势能为负值 C．乙分子在d处势能一定为正值 D．乙分子在d处势能一定小于在a处势能 [解析]　[由于乙分子由静止释放，在ac间一直受到甲分子的引力而做加速运动，引力做正功，分子势能一直在减小，到达c点时所受分子力为零，加速度为零，速度最大，动能最大，分子势能最小，为负值．由于惯性，到达c点后乙分子继续向甲分子靠近，由于分子力为斥力，故乙分子做减速运动，直到速度减为零，设到达d点后返回，故乙分子运动范围在ad之间．在分子力表现为斥力的那一段cd上，随分子间距的减小，乙分子克服斥力做功，分子力、分子势能随间距的减小一直增加．故B正确，A、C、D错误．] [答案]　B [规律总结] (1)当r＝r0时，分子力F为零，分子势能最小为负值． (2)分子热运动：分子做永不停息的无规则运动，温度越高越剧烈，大量分子的运动符合统计规律，例如，温度升高，分子的平均动能增加，单个分子的运动无规律也没有实际意义． $