物理選修3-3分子動理論解析及經典例題

xxx公司文件編號：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準審核制定方案設計，管理制度第一章分子動理論1、一般分子直徑的數(shù)量級為10-10m。2、一般分子質量數(shù)量級是10-26Kg。3、擴散現(xiàn)象【不同物質相互接觸時彼此進入對方的現(xiàn)象叫做擴散?！縖1]擴散現(xiàn)象不僅發(fā)生在氣體和液體之間，也會發(fā)生固體在之間。[2]直接說明了組成物體的分子總是不停地做無規(guī)則運動,溫度越高分子運動越劇烈。分子間有間隙。4、布朗運動【懸浮在液體(氣體)中的固體微粒永不停息的無規(guī)則運動叫做布朗運動?！縖1]布朗運動產生的原因：液體分子永不停息的無規(guī)則運動是產生布朗運動的原因。[2]布朗運動是觀察到的懸浮小顆粒(足夠小)的無規(guī)則運動，不是分子的運動。但它間接反映了氣體、液體分子在不停地做無規(guī)則的熱運動。[3]溫度越高，運動越激烈；顆粒越小，現(xiàn)象越明顯。[4]陽光從縫隙射入教室，看到的塵埃的運動不是布朗運動。=3\*GB3③布朗運動間接地反映了液體分子的無規(guī)則運動，布朗運動、擴散現(xiàn)象都有力地說明物體內大量的分子都在永不停息地做無規(guī)則運動。（3）熱運動：分子的無規(guī)則運動與溫度有關，簡稱熱運動，溫度越高，運動越劇烈關于布朗運動，要注意以下幾點：①形成條件是：只要微粒足夠小；②溫度越高，布朗運動越激烈；③觀察到的是固體微粒（不是液體，不是固體分子）的無規(guī)則運動，反映的是液體分子運動的無規(guī)則性；④實驗中描繪出的是某固體微粒每隔一定時間（如10秒或30秒等）的位置的連線，不是該微粒的運動軌跡。例2（北京理綜卷）做布朗運動實驗，得到某個觀測記錄如圖。圖中記錄的是（）A．分子無規(guī)則運動的情況B．某個微粒做布朗運動的軌跡C．某個微粒做布朗運動的速度—時間圖線D．按等時間間隔依次記錄的某個運動微粒位置的連線2．關于布朗運動，下列說法正確的是（）A、布朗運動用眼睛可直接觀察到；B、布朗運動在冬天觀察不到；C、布朗運動是液體分子無規(guī)則運動的反映；D、在室內看到的塵埃不停的運動是布朗運動5、分子間作用力[1]斥力和引力同時存在,實際表現(xiàn)出來的分子力是分子引力和斥力的合力。斥力和引力都隨r的增大而減小，但變化速度不同。[2]壓縮氣體也需要力，不說明分子間存在斥力作用，壓縮氣體時需要的力是用來反抗大量氣體分子頻繁撞擊容器壁（活塞）時對容器壁（活塞）產生的壓力。分子力和分子間距的變化圖[3]分子力和分子間距的變化圖FFF斥F引F分r00r[4]當r=r0=10-10m時，F(xiàn)引＝F斥，分子力F分＝0，處于平衡狀態(tài)；當r＜r0時，隨r的減小，F(xiàn)引、F斥都增大，F(xiàn)斥比F引增大得快，F(xiàn)斥＞F引，分子力表現(xiàn)為斥力，r減小，分子力增大；當r＞r0時，隨r的增加，F(xiàn)引、F斥都減小，F(xiàn)斥比F引減小得快，F(xiàn)斥＜F引，分子力表現(xiàn)為引力；當r＞10r0=10-9時，分子力等于0，分子力是短程力?！镜湫屠}】知識點1：分子間的作用力1.甲分子固定在坐標的原點，乙分子位于橫軸上，甲分子和乙分子之間的相互作用力如圖11-3-2所示，a、b、c、d為橫軸上的四個特殊的位置．現(xiàn)把乙分子從a處由靜止釋放，則（）bFbFxacdo圖11-3-2B．乙分子從a到c做加速運動，到達c時速度最大C．乙分子從由b到d做減速運動D．乙分子從a到c做加速運動，由c到d做減速運動2如圖11-3-3所示，縱坐標表示兩個分間引力、斥力的大小，橫坐標表示兩個分子的距離，圖中兩條曲線分別表示兩分子間引力、斥力的大小隨分子間距離的變化關系，e為兩曲線的交點，則下列說法正確的是（）圖11-3-3A．ab為斥力曲線，cd為引力曲線，e點橫坐標的數(shù)量級為10—15m圖11-3-3B．ab為引力曲線，cd為斥力曲線，e點橫坐標的數(shù)量級為10—10mC．ab為斥力曲線，cd為引力曲線，e點橫坐標的數(shù)量級為10—10mD．ab為引力曲線，cd為斥力曲線，e點橫坐標的數(shù)量級為10—15m友情6、溫度和溫標[1]熱平衡定律(熱力學第零定律)：如果兩個系統(tǒng)分別與第三個系統(tǒng)達到熱平衡，那么這兩個系統(tǒng)彼此之間也必定處于熱平衡。[2]溫度是決定一個系統(tǒng)與另一個系統(tǒng)是否達到熱平衡狀態(tài)的物理量，它的特征就是“一切達到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度”。溫度是分子平均動能的標志（不是分子平均速率的標志，速率根據質量不同會有差異），溫度越高，分子平均動能越大。[3]若溫度不同即系統(tǒng)處于非平衡態(tài)，則系統(tǒng)一定存在著熱交換。[4]熱力學溫度:熱力學溫標表示的溫度叫做熱力學溫度，它是國際單位制中七個基本物理量之一,符號:T,單位開爾文，簡稱開，符號為K。T＝t（攝氏溫標）+273.15K。7、內能[1]分子勢能：分子間所具有的由它們的相對位置所決定的能?？赡転?。宏觀上，由物體體積決定（要求在不考慮物態(tài)變化的前提下，所以不能說物體體積越大，分子勢能越大）。[2]如果r＞r0分子勢能隨r增大而增大，這與彈簧拉伸相似；如果r＜r0，分子勢能隨r減小而增大，這與彈簧壓縮相似；r=r0勢能最小。[3]一個物體的體積改變，分子勢能也隨改變，因此分子勢能和它的體積有關。[4]分子勢能與分子力隨距離變化的對應關系：相互作用力做正功，勢能減小；相互作用力做負功，勢能增加。分子間存在著相互作用力，因此分子間具有由它們的相對位置決定的勢能，這就是分子勢能。分子勢能的大小與分子間距離有關，分子勢能的大小變化可通過宏觀量體積來反映。（時分子勢能最?。┊敃r，分子力為引力，當r增大時，分子力做負功，分子勢能增加當時，分子力為斥力，當r減少時，分子力做負功，分子是能增加① 由于分子距離變化，在宏觀表現(xiàn)為物體體積的變化，所以微觀的分子勢能變化對應于宏觀的體積變化。但是同樣是物體體積增大，有時體現(xiàn)為分子勢能增大（在r＞r0范圍內），有時體現(xiàn)為分子勢能減?。ㄔ趓＜r0范圍內）。②分子勢能與物體體積有關，但不能簡單理解為物體體積越大，分子勢能越大；體積越小，分子勢能越小。如：0℃的水變成的0℃冰后，體積變大，但分子勢能減少。所以一般說來，物體體積變化了，其對應的分子勢能也將變化。具體怎樣變化關鍵要看在變化過程中分子力做正功還是做負功。[5]分子動能：分子不停運動，因而具有動能。永遠不能為0。宏觀上，只討論分子熱運動的平均動能，由溫度決定。[6]分子熱運動的平均動能：物體內所有分子動能的平均值。溫度是分子平均動能的標志，溫度越高，分子平均動能越大。[7]物體的內能：物體中所有分子做熱運動的動能和分子勢能的總和，叫做物體的熱力學能，也叫內能。其永遠不能為0。[8]內能和物體的溫度（分子動能）和體積（分子勢能）有關，還和物體所含的分子數(shù)有關，由三者共同決定。[9]改變物體內能的方式：做功和熱傳遞。8、分子動理論[1]物質是由大量分子組成的。[2]分子在永不停息的做無規(guī)則運動。[3]分子間存在引力和斥力。3.對下列現(xiàn)象的解釋正確的是()A．兩塊鐵經過高溫加壓將連成一整塊，這說明鐵分子間有吸引力B．一定質量的氣體能充滿整個容器，這說明在一般情況下，氣體分子間的作用力很微弱C．電焊能把二塊金屬連接成一整塊是分子間的引力起作用D．破碎的玻璃不能把它們拼接在一起是因為其分子間斥力作用的結果例1兩個物體放在一起彼此接觸，它們若不發(fā)生熱傳遞，其原因是()A．它們的能量相同B．它們的比熱相同C．它們的熱量相同D．它們的溫度相同例2、分別以攝氏溫度及熱力學溫度為橫、縱坐標標所表示的C與T關系圖（）(A)為直線(B)不通過第二象限(C)其在縱軸之截距小于橫軸之截距(D)斜率為1例3試問,零下60℃適用何種溫度計來測量（）水溫度計(B)水銀溫度計(C)酒精溫度計(D)體溫計【例題1】氣體內能是所有氣體分子熱運動動能和勢能的總和，其大小與氣體的狀態(tài)有關，分子熱運動的平均動能與分子間勢能分別取決于氣體的（）A、溫度和體積. B、體積和壓強 C、溫度和壓強 D、壓強和溫度【例題2】當物體的溫度升高時，下列說法中正確的是（）A、每個分子的溫度都升高B、每個分子的熱運動都加劇C、每個分子的動能都增大D、物體分子的平均動能增大.【例題3】對于200C的水和200C的水銀，下列說法正確的是（）A、兩種物體的分子平均動能相同.B、水銀分子的平均動能比水分子的大C、兩種物體分子的平均速率相同D、水銀分子的平均速率比水分子的平均速率小.【例題4】設r=r0時分子間作用力為零，則在一個分子從遠處以某一動能向另一個分子靠近的過程中，下列說法正確的是（）A、r＞r0時，分子力做正功，動能不斷增大，勢能減小.B、r=r0時，動能最大，勢能最小.C、r＜r0時，分子力做負功，動能減小，勢能增大.D、以上均不對【例題5】下列說法正確的是（）A、溫度低的物體內能小B、溫度低的物體分子運動的平均速率小C、物體做加速運動是速度越來越大，物體內的分子平均動能也越來越大D、物體體積改變，內能可能不變.【例題6】關于物體的內能，下列說法正確的是（）A、水分子的內能比冰分子的內能大B、物體所處的位置越高分子勢能越大C、一定質量的00C的水結成的00C冰，內能一定減少.D、相同質量的兩個同種物體，運動物體的內能一定大于靜止物體的內能ff斥f引fOrr1甲乙r2r312.如圖所示，甲分子固定在坐標原點ff斥f引fOrr1甲乙r2r3A.從r3到r1做加速運動，從r1向O做減速運動B.從r3到r2做加速運動，從r2到r1做減速運動C.從r3到r1，分子勢能先減少后增加D.從r3到r1，分子勢能先增加后減少2、（2013上海市嘉定區(qū)期末）根據能的轉化的方向性，下列判斷中正確的是（A）在純電阻電路中，電能不可能全部變?yōu)閮饶埽唬˙）在火力發(fā)電機中，燃氣的內能不可能全部變?yōu)殡娔?；（C）在蒸汽機中，燃氣內能不可能全部變?yōu)闄C械能；（D）在熱傳導中，熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳遞給高溫物體3、(2013銀川一中期末)下列說法正確的是:A．液體表面張力產生的原因是：液體表面層分子較稀疏，分子間引力大于斥力B.晶體有一定的熔化溫度，非晶體沒有一定的熔化溫度C．擴散現(xiàn)象和布朗運動的劇烈程度都與溫度有關，所以擴散現(xiàn)象和布朗運動也叫做熱運動D．第二類永動機不可能制成是因為它違反了能量守恒定律E．兩個分子從很遠處逐漸靠近，直到不能再靠近為止的過程中，分子間相互作用的合力先變大后變小，再變大4、（2013上海市青浦區(qū)期末）關于溫度，下列說法正確的是（）A．溫度升高1℃，也可以說溫度升高1KB．溫度由攝氏溫度t升至2t，對應的熱力學溫度便由T升至2TC．絕對零度就是當一定質量的氣體體積為零時，用實驗方法測出的溫度D．隨著人類制冷技術的不斷提高，總有一天絕對零度會達到6、（2013上海市金山區(qū)期末）有關分子動理論的說法正確的是（）（A）物質是由大量原子組成的（B）紅墨水的擴散實際上是水分子的無規(guī)則運動過程（C）布朗運動的原因是懸浮顆粒永不停息的無規(guī)則運動（D）分子間存在相互作用力，分子力的大小與分子間距有關7、（2013江西省景德鎮(zhèn)二模）下列說法正確的是（）A.兩個物體只要溫度相等，那么他們分子熱運動的平均動能就相等；B.在自然界能的總量是守恒的，所以不存在能源危機；C．熱力學第一定律也可表述為第一類永動機不可能制成；D．熱力學第二定律可描述為“不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體”；E．1kg的0oC的冰比1kg的0oC的水的內能小些8、（2013河南省焦作市期末）下列說法中正確的是______________。（選對一個給3分，選對兩個給4分，選對3個給6分。每選錯一個扣3分，最低得分為0分）A．外界對物體做功時，物體的內能一定增加B．當分子間作用力表現(xiàn)為斥力時，分子勢能隨分子間距離的減小而增大C．第二類永動機不違反能量守恒定律，但違反了熱力學第一定律D．對于一定質量的理想氣體，在壓強不變而體積增大時，單位時間碰撞容器壁單位面積的分子數(shù)一定減少E．布朗運動不是液體分子的運動，但它可以說明分子在做無規(guī)則運動9、（2013上海徐匯區(qū)期末）下列現(xiàn)象中，最能恰當?shù)卣f明分子間有相互作用力的是（）（A）氣體容易被壓縮（B）高壓密閉的鋼管中的油從筒壁滲出（C）兩塊純凈的鉛塊緊壓后合在一起（D）滴入水中的墨汁微粒向不同方向運動10、（2013山東青島二中檢測）下列有關熱力學第二定律的說法正確的是（）A．氣體自發(fā)地擴散運動總是向著更為無序的方向進行，是可逆過程B．第二類永動機雖然不違反能量守恒定律，但它是制造不出來的C．空調既能制冷又能制熱，說明熱傳遞不具有方向性D．一定質量的理想氣體向真空自由膨脹時，體積增大，熵減小【答案】B【解