第一章 章末素养提升（课件PPT+Word教案）【步步高】2024-2025学年高二物理选择性必修第三册教师用书（人教版 浙江）

章末素养提升 DIYIZHANG 第一章 1 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 (2)分子在做永不停息的无规则运动，即_______ ①两种宏观表现： 、________ ②运动特点：永不停息、无规则、温度越高越_____ (3)分子之间存在着相互作用力 ①r<r0时，分子间的作用力表现为斥力 ②r=r0时，分子间的作用力为0，这个位置为_________ ③r>r0时，分子间的作用力表现为引力 分子运动速率分布图像 (1)特点：“ 、 ” (2)温度越高，分子的平均速率_____ 再现 素养知识 热运动 扩散 布朗运动 剧烈 平衡位置 中间多 两头少 越大 物理 观念 物体的 内能 (1)分子动能： 是分子热运动的平均动能的标志 (2)分子势能：由分子间 决定 (3)物体的内能： ①定义：所有分子热运动动能和分子势能的总和 ②决定因素： 再现 素养知识 温度 相对位置 科学 思维 阿伏加德 罗常数 (1)定义：1 mol的任何物质都含有 的粒子数，这个数量用阿伏加德罗常数表示 (2)大小：NA= mol-1 (3)NA==(其中NA=只适用于固体和液体) 两种分 子模型 (1)球体模型d= (2)立方体模型d= 气体压 强的微 观解释 (1)气体压强的产生：大量气体分子不断 产生的 (2)决定因素： 再现 素养知识 相同 6.02×1023 撞击器壁 再现 素养知识 科学 探究 1.实验：用油膜法估测油酸分子的大小 2.用统计的方法对大量粒子组成的宏观系统的物理性质及宏观规律作出微观解释 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。逐渐形成探索自然的内在动力 　(2022·浙江省五校联盟高二期中)关于分子运动的规律，下列说法正确的是 A.如果气体温度升高，则每个分子的运动速率都将增大 B.如果某气体分子质量为m，平均速度为，则分子平均动能Ek=m C.悬浮在水中的花粉颗粒做布朗运动，不能反映花粉颗粒内分子热运动 的规律 D.将某气体密闭于正方体容器中，则在相同的时间内与容器内部各面相 撞的分子数目必严格相等 例1 提能 综合训练 √ 如果气体温度升高，则气体分子的平均动能增大，但并非每个分子的运动速率都将增大，选项A错误； 分子的平均动能等于系统内所有分子的动能之和与分子的总数之比，而不是Ek=m，选项B错误； 悬浮在水中的花粉颗粒做布朗运动，只能反映水分子的热运动，不能反映花粉颗粒内分子热运动的规律，选项C正确； 将某气体密闭于正方体容器中，在相同的时间内与容器内部各面相撞的分子数目不严格相等，选项D错误。 总结提升 1.分子动理论： (1)一切物体都是由大量分子组成的； (2)分子在做永不停息的无规则运动，温度越高，分子运动越剧烈，扩散现象、布朗运动越明显 (3)分子间存在引力和斥力，引力和斥力都随距离的增加而减小，但斥力减小得更快。 2.分子运动的规律是统计规律，只适用于大量分子而不适用于少量个别分子。 　有体积为V的水和标准状态下体积为V的水蒸气，已知水的密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，水的摩尔质量为MA，在标准状态下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； 例2 答案　NA　NA 体积为V的水，质量为m=ρV ① 分子个数为N=NA ② 联立①②式解得N=NA ③ 对体积为V的水蒸气，分子个数为N'=NA ④ (2)水和水蒸气中相邻两个分子中心之间的平均距离。 答案　　 设相邻的两个水分子中心之间平均距离为d，将水分子视为球体，则直径为d， 每个水分子的体积为V0==π()3 ⑤ 联立③⑤式解得d= ⑥ 设水蒸气中相邻的两个水蒸气分子中心之间距离为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'3 ⑦ 联立④⑦式解得d'=。 轮廓包围方格约为72个，故油酸薄膜的面积为S=72×1×1 cm2=72 cm2 　(2023·宁波市余姚中学高二月考)在“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用的油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL 溶液中有纯油酸0.5 mL，用注射器测得1 mL上述溶液有80滴，把1滴该溶 液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，待油膜形状 稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所 示，图中正方形格的边长为1 cm，则可求得： (1)油酸薄膜的面积是　　 cm2； 例3 72 每滴溶液中含有纯油酸的体积为 V=× mL=6.25×10-6 mL 油酸分子的直径为d=≈8.7×10-10 m (2)油酸分子的直径是　　　　　 m；(结果保留两位有效数字)  8.7×10-10 (3)某同学实验中最终得到的计算结果数据偏大，可能是由于　　　； A.描绘油膜形状时油膜中含有大量未溶解的酒精 B.计算油膜面积时，错将全部不完整的方格作为 完整方格处理 C.计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 D.水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开 CD 如果描绘油膜形状时油膜中含有大量未溶解的酒精，导致油膜稳定后的实际面积比统计面积小，计算时采用统计的油膜面积S偏大，由d=可知，油酸分子直径d的计算值将比真实值 偏小，故A错误。 计算油膜面积时，如果错将全部不完整的方格 作为完整方格处理，导致统计的油膜面积比实 际油膜面积大，计算结果将偏小，故B错误。 如果计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的 方格，导致统计的油膜面积偏小，计算结果将 偏大，故C正确。 如果水面上痱子粉撒得较多，油酸没有充分展 开，导致统计的油膜面积比充分展开的油膜面 积小，计算结果将偏大，故D正确。 (4)利用单分子油膜法可以粗测分子大小和阿伏加德罗常数。如果已知体积为V的一滴油在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S，这种油的密度为ρ、摩尔质量为M，则阿伏加德罗常数的 表达式为　　　。(油分子可看成球体)  油分子个数为N=个，油分子的物质的量为n= 故阿伏加德罗常数为NA==。 　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 例4 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14∶00时比12∶00时多 √ 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越大，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。 　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，选项中四个图分别表示乙分子的速度、加速 度、动能、势能与两分子间距离的关系，其中大致正 确的是 例5 √ 在向甲分子靠近过程，乙分子的运动方向始终不变，A错误； 加速度与力的大小成正比，方向与力相同，加速度等于0的是C点，故B错误； 分子动能不可能为负值，故C错误； 乙分子从A处由静止释放，分子势能先减小， 到C点最小，后增大，故D正确。 $ 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 (2)分子在做永不停息的无规则运动，即热运动 ①两种宏观表现：扩散、布朗运动 ②运动特点：永不停息、无规则、温度越高越剧烈 (3)分子之间存在着相互作用力 ①r<r0时，分子间的作用力表现为斥力 ②r=r0时，分子间的作用力为0，这个位置为平衡位置 ③r>r0时，分子间的作用力表现为引力 分子运动速 率分布图像 (1)特点：“中间多、两头少” (2)温度越高，分子的平均速率越大 物体的 内能 (1)分子动能：温度是分子热运动的平均动能的标志 (2)分子势能：由分子间相对位置决定 (3)物体的内能： ①定义：所有分子热运动动能和分子势能的总和 ②决定因素： 科学 思维 阿伏加德 罗常数 (1)定义：1 mol的任何物质都含有相同的粒子数，这个数量用阿伏加德罗常数表示 (2)大小：NA=6.02×1023 mol-1 (3)NA==(其中NA=只适用于固体和液体) 两种分 子模型 (1)球体模型d= (2)立方体模型d= 气体压强的 微观解释 (1)气体压强的产生：大量气体分子不断撞击器壁产生的 (2)决定因素： 科学 探究 1.实验：用油膜法估测油酸分子的大小 2.用统计的方法对大量粒子组成的宏观系统的物理性质及宏观规律作出微观解释 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。逐渐形成探索自然的内在动力 例1　(2022·浙江省五校联盟高二期中)关于分子运动的规律，下列说法正确的是(　　) A.如果气体温度升高，则每个分子的运动速率都将增大 B.如果某气体分子质量为m，平均速度为，则分子平均动能Ek=m C.悬浮在水中的花粉颗粒做布朗运动，不能反映花粉颗粒内分子热运动的规律 D.将某气体密闭于正方体容器中，则在相同的时间内与容器内部各面相撞的分子数目必严格相等 答案　C 解析　如果气体温度升高，则气体分子的平均动能增大，但并非每个分子的运动速率都将增大，选项A错误；分子的平均动能等于系统内所有分子的动能之和与分子的总数之比，而不是Ek=m，选项B错误；悬浮在水中的花粉颗粒做布朗运动，只能反映水分子的热运动，不能反映花粉颗粒内分子热运动的规律，选项C正确；将某气体密闭于正方体容器中，在相同的时间内与容器内部各面相撞的分子数目不严格相等，选项D错误。 1.分子动理论： (1)一切物体都是由大量分子组成的； (2)分子在做永不停息的无规则运动，温度越高，分子运动越剧烈，扩散现象、布朗运动越明显 (3)分子间存在引力和斥力，引力和斥力都随距离的增加而减小，但斥力减小得更快。 2.分子运动的规律是统计规律，只适用于大量分子而不适用于少量个别分子。 例2　有体积为V的水和标准状态下体积为V的水蒸气，已知水的密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，水的摩尔质量为MA，在标准状态下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中心之间的平均距离。 答案　(1)NA　NA　(2)　 解析　(1)体积为V的水，质量为m=ρV ① 分子个数为N=NA ② 联立①②式解得N=NA ③ 对体积为V的水蒸气，分子个数为N'=NA ④ (2)设相邻的两个水分子中心之间平均距离为d，将水分子视为球体，则直径为d， 每个水分子的体积为V0==π()3 ⑤ 联立③⑤式解得d= ⑥ 设水蒸气中相邻的两个水蒸气分子中心之间距离为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'3 ⑦ 联立④⑦式解得d'=。 例3　(2023·宁波市余姚中学高二月考)在“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用的油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL 溶液中有纯油酸0.5 mL，用注射器测得1 mL上述溶液有80滴，把1滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，待油膜形状稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中正方形格的边长为1 cm，则可求得： (1)油酸薄膜的面积是　　　　　　 cm2； (2)油酸分子的直径是　　　　　　 m；(结果保留两位有效数字)  (3)某同学实验中最终得到的计算结果数据偏大，可能是由于　　　　　　； A.描绘油膜形状时油膜中含有大量未溶解的酒精 B.计算油膜面积时，错将全部不完整的方格作为完整方格处理 C.计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 D.水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开 (4)利用单分子油膜法可以粗测分子大小和阿伏加德罗常数。如果已知体积为V的一滴油在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S，这种油的密度为ρ、摩尔质量为M，则阿伏加德罗常数的表达式为　　　　　　。(油分子可看成球体)  答案　(1)72　(2)8.7×10-10　(3)CD　(4) 解析　(1)轮廓包围方格约为72个，故油酸薄膜的面积为S=72×1×1 cm2=72 cm2 (2)每滴溶液中含有纯油酸的体积为 V=× mL=6.25×10-6 mL 油酸分子的直径为d=≈8.7×10-10 m (3)如果描绘油膜形状时油膜中含有大量未溶解的酒精，导致油膜稳定后的实际面积比统计面积小，计算时采用统计的油膜面积S偏大，由d=可知，油酸分子直径d的计算值将比真实值偏小，故A错误。 计算油膜面积时，如果错将全部不完整的方格作为完整方格处理，导致统计的油膜面积比实际油膜面积大，计算结果将偏小，故B错误。 如果计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，导致统计的油膜面积偏小，计算结果将偏大，故C正确。 如果水面上痱子粉撒得较多，油酸没有充分展开，导致统计的油膜面积比充分展开的油膜面积小，计算结果将偏大，故D正确。 (4)油分子个数为N=个，油分子的物质的量为n= 故阿伏加德罗常数为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越大，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　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，选项中四个图分别表示乙分子的速度、加速度、动能、势能与两分子间距离的关系，其中大致正确的是(　　) 答案　D 解析　在向甲分子靠近过程，乙分子的运动方向始终不变，A错误；加速度与力的大小成正比，方向与力相同，加速度等于0的是C点，故B错误；分子动能不可能为负值，故C错误；乙分子从A处由静止释放，分子势能先减小，到C点最小，后增大，故D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $