高中物理滬科版3第一章用統(tǒng)計(jì)思想研究分子運(yùn)動(dòng)本章復(fù)習(xí)與測試 第1章章末分層突破

章末分層突破[自我校對]①eq\f(V,S)②10－10m③×1023mol－1④越劇烈⑤越劇烈⑥永不停息⑦中間多、兩頭少⑧撞擊器壁⑨平均動(dòng)能⑩引力和斥力的合力?溫度?減小?增加?最小?體積?溫度分子微觀量的估算1.對微觀量的估算，首先要建立微觀模型，對于固體和液體，可以把它們看成是分子一個(gè)挨一個(gè)緊密排列的．計(jì)算時(shí)將物質(zhì)的摩爾體積分成NA等份，每一等份就是一個(gè)分子大?。诠浪惴肿又睆綍r(shí)，設(shè)想分子是一個(gè)緊挨著一個(gè)的小球；在估算分子間距離時(shí)，設(shè)想每一個(gè)分子是一個(gè)立方體，立方體的邊長即為分子間的距離．2．氣體分子不是緊密排列的，所以上述模型對氣體不適用，但上述模型可以用來估算氣體分子間的平均距離．3．阿伏伽德羅常量是聯(lián)系微觀物理量與宏觀物理量的橋梁，它把摩爾質(zhì)量、摩爾體積這些宏觀物理量與分子質(zhì)量、分子大小等微觀物理量聯(lián)系起來．有關(guān)計(jì)算主要有：(1)已知物質(zhì)的摩爾質(zhì)量M，借助于阿伏伽德羅常量NA，可以求得這種物質(zhì)的分子質(zhì)量m0＝eq\f(M,NA).(2)已知物質(zhì)的摩爾體積VA，借助于阿伏伽德羅常量NA，可以計(jì)算出這種物質(zhì)的一個(gè)分子所占據(jù)的體積V0＝eq\f(VA,NA).(3)若物體是固體或液體，可把分子視為緊密排列的球形分子，可估算出分子直徑d＝eq\r(3,\f(6VA,πNA)).(4)依據(jù)求得的一個(gè)分子占據(jù)的體積V0，可估算分子間距，此時(shí)把每個(gè)分子占據(jù)的空間看做一個(gè)小立方體模型，所以分子間距d＝eq\r(3,V0)，這對氣體、固體、液體均適用．(5)已知物體的體積V和摩爾體積VA，求物體的分子數(shù)N，則N＝eq\f(NAV,VA).(6)已知物體的質(zhì)量m和摩爾質(zhì)量M，求物體的分子數(shù)N，則N＝eq\f(m,M)NA.(2023·西安高二檢測)已知水的密度ρ＝×103kg/m3，水的摩爾質(zhì)量M＝×10－(1)1g水中所含水分子數(shù)目；(2)水分子的質(zhì)量；(3)水分子的直徑．(取兩位有效數(shù)字)【解析】(1)因?yàn)?mol任何物質(zhì)中含有分子數(shù)都是NA，所以只要知道了1g水的物質(zhì)的量n，就可求得其分子總數(shù)N.N＝nNA＝eq\f(m,M)NA＝eq\f(1×10－3,×10－2)××1023個(gè)＝×1022個(gè)．(2)水分子質(zhì)量m0＝eq\f(M,NA)＝eq\f×10－2,×1023)kg＝×10－26kg.(3)水的摩爾體積V＝eq\f(M,ρ)，設(shè)水分子是一個(gè)挨一個(gè)緊密排列的，則一個(gè)水分子的體積V0＝eq\f(V,NA)＝eq\f(M,ρNA).將水分子視為球形，則V0＝eq\f(1,6)πd3，所以有：eq\f(1,6)πd3＝eq\f(M,ρNA)即有d＝eq\r(3,\f(6M,πρNA))＝eq\r(3,\f(6××10－2,××103××1023))m＝×10－10m.【答案】(1)×1022個(gè)(2)×10－26kg(3)×10－10m用油膜法估測分子的大小用油膜法估測分子直徑的實(shí)驗(yàn)原理是：油酸是一種脂肪酸，它的分子的一部分和水分子的親和力很強(qiáng)．當(dāng)把一滴用酒精稀釋過的油酸滴在水面上時(shí)，酒精溶于水或揮發(fā)，在水面上形成一層油酸薄膜，薄膜可認(rèn)為是單分子油膜，如圖1-1所示．圖1-1將水面上形成的油膜形狀畫到坐標(biāo)紙上，可以計(jì)算出油膜的面積，根據(jù)純油酸的體積V和油膜的面積S，可以計(jì)算出油膜的厚度d＝V/S，即油酸分子的直徑．(2023·濟(jì)南高二檢測)“用油膜法估測分子的大小”的實(shí)驗(yàn)的方法及步驟如下：①向體積V油＝1mL的油酸中加酒精，直至總量達(dá)到V總＝500mL；②用注射器吸?、僦信渲坪玫挠退峋凭芤?，把它一滴一滴地滴入小量筒中，當(dāng)?shù)稳雗＝100滴時(shí)，測得其體積恰好是V0＝1mL；③先往邊長為30～40cm的淺盤里倒入2cm深的水，然后將均勻地撒在水面上；圖1-2④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將事先準(zhǔn)備好的玻璃板放在淺盤上，并在玻璃板上描下油酸膜的形狀；⑤將畫有油酸膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，如圖1-2所示，數(shù)出輪廓范圍內(nèi)小方格的個(gè)數(shù)N，小方格的邊長l＝20mm.根據(jù)以上信息，回答下列問題：(1)步驟③中應(yīng)填寫：；(2)1滴油酸酒精溶液中純油酸的體積V′是mL；(3)油酸分子直徑是m.【解析】(1)為了顯示單分子油膜的形狀，需要在水面上撒痱子粉或石膏粉．(2)1滴油酸酒精溶液中純油酸的體積V′＝eq\f(V0V油,nV總)＝eq\f(1,100)×eq\f(1,500)Ml＝2×10－5mL.(3)根據(jù)大于半個(gè)方格的算一個(gè)，小于半個(gè)方格的舍去，油膜形狀占據(jù)方格數(shù)大約為115個(gè)，故面積S＝115×20×20mm2＝×104油酸分子直徑d＝eq\f(V′,S)＝eq\f(2×10－5×103,×104)mm≈×10－7mm＝×10－10【答案】(1)痱子粉或石膏粉(2)2×10－5(3)×10－10分子力、分子勢能和物體的內(nèi)能1.分子力是分子引力和分子斥力的合力，分子勢能是由分子間的分子力和分子間的相對位置決定的能，分子力F和分子勢能Ep都與分子間的距離有關(guān)，二者隨分子間距離r變化的關(guān)系如圖1-3所示．圖1-3(1)分子間同時(shí)存在著引力和斥力，它們都隨分子間距離的增大(減小)而減小(增大)，但斥力比引力變化得快．(2)在r<r0范圍內(nèi)，分子力F、分子勢能Ep都隨分子間距離r的減小而增大．(3)在r>r0的范圍內(nèi)，隨著分子間距離的增大，分子力F先增大后減小，而分子勢能Ep一直增大．(4)當(dāng)r＝r0時(shí)，分子力F為零，分子勢能Ep最?。灰欢ǖ扔诹悖?．內(nèi)能是物體中所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能與分子勢能的總和．溫度升高時(shí)物體分子的平均動(dòng)能增加；體積變化時(shí)，分子勢能變化．內(nèi)能也與物體的物態(tài)有關(guān)．解答有關(guān)“內(nèi)能”的題目，應(yīng)把握以下四點(diǎn)：(1)溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，而不是分子平均速率的標(biāo)志．(2)當(dāng)分子間距離發(fā)生變化時(shí)，若分子力做正功，則分子勢能減小；若分子力做負(fù)功，則分子勢能增加．(3)內(nèi)能是物體內(nèi)所有分子動(dòng)能與分子勢能的總和，它取決于物質(zhì)的量、溫度、體積及物態(tài)．如圖1-4所示，分別表示兩個(gè)分子之間分子力和分子勢能隨分子間距離變化的圖像．由圖像判斷以下說法中正確的是()圖1-4A．當(dāng)分子間距離為r0時(shí)，分子力和分子勢能均最小，分子力為零，分子勢能不為零B．當(dāng)分子間距離r＞r0時(shí)，分子力隨分子間距離的增大而增大C．當(dāng)分子間距離r＞r0時(shí)，分子勢能隨分子間距離的增大而增加D．當(dāng)分子間距離r＜r0時(shí)，分子間距離逐漸減小，分子力逐漸增大，分子勢能逐漸增加E．當(dāng)分子間距離r<r0時(shí)，分子間距離減小時(shí)，分子勢能先減小后增加【解析】由題圖可知，當(dāng)分子間距離為r0時(shí)，分子力和分子勢能均達(dá)到最小，但此時(shí)分子力為零，而分子勢能不為零，是一負(fù)值，A對；當(dāng)分子間距離r＞r0時(shí)，分子力隨分子間距離的增大，先增大后減小，此時(shí)分子力做負(fù)功，分子勢能增加，B錯(cuò)，C對；當(dāng)分子間距離r＜r0時(shí)，分子間距離逐漸減小，分子力逐漸增大，而此過程中分子力做負(fù)功，分子勢能增加，由負(fù)值增大到正值，故D對，E錯(cuò)．【答案】ACD當(dāng)兩個(gè)分子間的距離r＝r0時(shí)，分子處于平衡狀態(tài)，設(shè)r1<r0<r2，則當(dāng)兩個(gè)分子間的距離由r1變到r2的過程中()A．分子力先減小后增大B．分子力有可能先減小再增大最后再減小C．分子勢能先減小后增大D．分子勢能先增大后減小E．分子力為零時(shí)，分子勢能最小【解析】當(dāng)r>r0時(shí)，分子力表現(xiàn)為引力，其大小隨r增加先增大后減小，且整個(gè)過程分子力做負(fù)功，分子勢能增大；當(dāng)r<r0時(shí)，分子力表現(xiàn)為斥力，隨r增加，分子力減小且分子力做正功，分子勢能減小，分子力為零時(shí)，分子勢能最小，綜上可知B、C、E正確．A和D錯(cuò)誤．【答案】BCE勢能的大小與物體(分子)間距離的關(guān)系不論是重力勢能、彈性勢能、分子勢能、電勢能，當(dāng)物體(分子)之間的距離發(fā)生變化時(shí)，它們之間的相互作用力如果做正功，勢能都要減??；如果做負(fù)功，勢能都要增大．1．關(guān)于擴(kuò)散現(xiàn)象，下列說法正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：35500013】A．溫度越高，擴(kuò)散進(jìn)行得越快B．?dāng)U散現(xiàn)象是不同物質(zhì)間的一種化學(xué)反應(yīng)C．?dāng)U散現(xiàn)象是由物質(zhì)分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的D．?dāng)U散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生E．液體中的擴(kuò)散現(xiàn)象是由于液體的對流形成的【解析】擴(kuò)散現(xiàn)象與溫度有關(guān)，溫度越高，擴(kuò)散進(jìn)行得越快，選項(xiàng)A正確．?dāng)U散現(xiàn)象是由于分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)引起的，不是一種化學(xué)反應(yīng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)E錯(cuò)誤．?dāng)U散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生，選項(xiàng)D正確．【答案】ACD2．兩個(gè)相距較遠(yuǎn)的分子僅在分子力作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，直至不再靠近．在此過程中，下列說法正確的是()A．分子力先增大，后一直減小B．分子力先做正功，后做負(fù)功C．分子動(dòng)能先增大，后減小D．分子勢能先增大，后減小E．分子勢能和動(dòng)能之和不變【解析】當(dāng)距離較遠(yuǎn)時(shí)，分子力表現(xiàn)為引力，靠近過程中分子力做正功，動(dòng)能增大，勢能減小；當(dāng)距離減小至分子平衡距離時(shí)，引力和斥力相等，合力為零，動(dòng)能最大，勢能最??；當(dāng)距離繼續(xù)減小時(shí)，分子力表現(xiàn)為斥力，繼續(xù)靠近過程中，斥力做負(fù)功，勢能增大，動(dòng)能減小，因?yàn)橹挥蟹肿恿ψ龉Γ詣?dòng)能和勢能之和不變，選項(xiàng)B、C、E正確．【答案】BCE3．兩分子間的斥力和引力的合力F與分子間距離r的關(guān)系如圖1-5中曲線所示，曲線與r軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為r0.相距很遠(yuǎn)的兩分子在分子力作用下，由靜止開始相互接近．若兩分子相距無窮遠(yuǎn)時(shí)分子勢能為零，下列說法正確的是()圖1-5A．在r＞r0階段，F(xiàn)做正功，分子動(dòng)能增加，勢能減小B．在r＜r0階段，F(xiàn)做負(fù)功，分子動(dòng)能減小，勢能也減小C．在r＝r0時(shí)，分子勢能最小，動(dòng)能最大D．在r＝r0時(shí)，分子勢能為零E．分子動(dòng)能和勢能之和在整個(gè)過程中不變【解析】由Ep－r圖可知：在r＞r0階段，當(dāng)r減小時(shí)F做正功，分子勢能減小，分子動(dòng)能增加，故選項(xiàng)A正確．在r＜r0階段，當(dāng)r減小時(shí)F做負(fù)功，分子勢能增加，分子動(dòng)能減小，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤．在r＝r0時(shí)，分子勢能最小，動(dòng)能最大，故選項(xiàng)C正確．在r＝r0時(shí)，分子勢能最小，但不為零，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤．在整個(gè)相互接近的過程中分子動(dòng)能和勢能之和保持不變，故選項(xiàng)E正確．【答案】ACE4．下列說法中不正確的是()A．物體溫度降低，其分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增大B．物體溫度升高，其分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增大C．物體溫度降低，其內(nèi)能一定增大D．物體溫度不變，其內(nèi)能一定不變E．只根據(jù)物體溫度的變化，無法確定內(nèi)能的變化【解析】溫度是物體分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，所以物體溫度升高，其分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增大，A錯(cuò)、B對；影響物體內(nèi)能的因素是溫度、體積和物質(zhì)的量，所以只根據(jù)溫度的變化情況無法判斷內(nèi)能的變化情況，C、D錯(cuò)，E對．【答案】ACD5．墨滴入水，擴(kuò)而散之，徐徐混勻．關(guān)于該現(xiàn)象的分析正確的是()A．混合均勻主要是由于碳粒受重力作用B．混合均勻是水分子和碳粒做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，與重力無關(guān)C．混合均勻的過程中，水分子和碳粒都做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)D．使用碳粒更小的墨汁，混合均勻的過程進(jìn)行得更迅速E．墨汁的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)是由于碳粒和水分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的【解析】墨滴入水，最后混合均勻，這是擴(kuò)散現(xiàn)象，碳粒做布朗運(yùn)動(dòng)，水分子做無規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)；碳粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯，混合均勻的過程進(jìn)行得越迅速，選項(xiàng)