内容正文:
本章复习提升
易混易错练
易错点1 混淆气体分子直径与气体分子间距离的含义
1.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-1,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体积
D.气体分子之间的平均距离
易错点2 混淆分子力与分子势能随距离的变化关系
2.(多选题)分子力与分子间距离的关系图像如图所示,图中r0为分子斥力和引力平衡时两个分子
间的距离,规定两分子间距离为无限远时分子势能为0,下列说法正确的是( )
A.随着分子间距的增大,分子间引力和斥力都在减小,但斥力减小得更快
B.两个分子从间距大于10r0的位置逐渐靠近至很难再靠近的位置,分子间作用力先减小后增大,分子势能不断增大
C.分子间距离从r0增大到无限远的过程中,分子势能先增大后减小
D.将一分子固定,另一分子从间距为5r0(5r0>r1)的位置由静止释放,运动至间距为r0的位置的过程中,该分子先做加速度增大的加速运动,再做加速度减小的加速运动
易错点3 混淆内能和机械能的概念
3.下列关于物体内能的说法正确的是( )
A.同一个物体,运动时的内能比静止时的内能大
B.一定质量的0 ℃的水的内能比相同质量的0 ℃的冰的内能大
C.静止的物体的分子平均动能为零
D.物体被举得越高,其分子势能越大
思想方法练
估算法
方法概述 在分析和解决问题时应用估算法,要先抓住事物的本质特征和影响事物发展的主要因素,忽略次要因素,构建物理或数学模型,再通过诸如常数、常量的应用,极值的鉴定,取值范围的确定等,迅速得出合理的结果。
沙尘暴天气时,空气中的悬浮微粒的浓度达到5.8×10-6 kg/m3,悬浮微粒的密度为2.0×,其中悬浮微粒的直径小于10-7 m的称为可吸入颗粒物,对人体的危害最大。设悬浮微粒中总体积的为可吸入颗粒物,并认为所有可吸入颗粒物的平均直径为5.0×10-8 m。求1.0 cm3的空气中所含可吸入颗粒物的数量。(计算时可把可吸入颗粒物视为球体,计算结果保留一位有效数字)
答案与分层梯度式解析
易混易错练
1.B 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体积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体积V;由d=即可求出气体分子之间的平均距离。符合题意的只有B。
错解分析
不能理解气体的微观结构特点,弄不清气体分子的直径与气体分子之间距离的区别,导致解答本题出错。解题时要深刻理解气体、液体、固体分子微观结构的差异,知道气体分子之间的距离远大于气体分子本身的直径这一特点。
2.AD 随着分子间距的增大,分子间引力和斥力都在减小,但斥力减小得更快,A正确;两个分子从间距大于10r0的位置逐渐靠近至很难再靠近的位置,分子力先增大后减小再增大,其分子势能先减小后增大,B错误;根据分子间作用力和分子势能与分子间距离的关系,分子间距离从r0增大到无限远的过程中,分子势能增加,直至为零,C错误;将一分子固定,另一分子从间距为5r0(5r0>r1)的位置由静止释放,运动至间距为r0的位置的过程中,分子力表现为引力,且分子力先增大后减小,由牛顿第二定律F=ma可知,加速度先增大后减小,该分子先做加速度增大的加速运动,再做加速度减小的加速运动,D正确。故选A、D。
错解分析
混淆分子力与分子势能取得极值或突变的节点,如在r0处,分子力为零,分子势能最小,且为负数。学生在记忆分子力与分子势能规律时,可将两个图像画到一起对比记忆,深度剖析二者的区别,从而做到准确判断变化规律。
3.B 物体的内能与宏观状态的机械能无关,A错误;0 ℃的冰融化成同温度的水要吸收热量,则一定质量的0 ℃的水的内能比相同质量的0 ℃的冰的内能大,B正确;分子做永不停息的无规则运动,所以静止的物体分子的平均动能不为零,C错误;物体被举得越高,其重力势能越大,与微观的分子势能无关,D错误。
错解分析
不理解内能与机械能的区别导致本题出错。牢固掌握内能与机械能两个概念的不同:内能是所有分子的热运动动能和分子势能的总和,机械能是物体宏观机械运动的动能和势能的总和。机械能的改变与内能的改变没有必然的联系。
思想方法练
答案 9×105个
解析 沙尘暴天气时,1 m3的空气中所含悬浮微粒的总体积为V== m3=2.9×10-9 m3
那么1 m3的空气中所含可吸入颗粒物的体积为
V'==5.8×10-11 m3
又因为每一个可吸入颗粒物的体积为
V0=πd3≈6.54×10-23 m3
所以1 m3空气中所含的可吸入颗粒物的数量为
n=≈8.9×1011个
故1.0 cm3的空气中所含可吸入颗粒物的数量为
n'=n×1.0×10-6≈9×105个。
方法点津
应用估算法要掌握以下两个要点:一是建立物理模型,例如,分子的立方体模型(或球体模型),运动学中的自由落体模型等;二是数学计算上要进行近似运算,例如,保留多少位有效数字或保留小数点后多少位等,估算时,数据的数量级一定要准确。
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