2019-2020学年高中物理 第七章 分子动理论 章末优化总结课件 新人教版选修3-3

章末优化总结核心素养规律归纳热点素养聚焦章末综合检测[核心素养规律归纳]核心素养构建物理观念：布朗运动、分子动理论、热力学的平衡态、热平衡、物体的内能科学思维：(1)布朗运动成因的分析(2)分子力、分子势能随分子间距离变化的规律(3)物体内能的决定因素科学探究：单分子油膜测分子的直径规律总结归纳一、分子动理论1．物体是由大量分子组成的1分子的大小单分子油膜法测分子直径：d＝VS数量级：10－10m2分子的质量：10－27kg～10－253阿伏加德罗常数：NA＝6.02×1023mol－12．分子永不停息地做无规则运动1实验依据：扩散现象、布朗运动2运动特点：永不停息做无规则热运动3．分子间存在相互作用力1引力、斥力同时存在，分子力是指引力与斥力的合力2F­r图线略，r0≈10－103规律r＝r0，F引＝F斥rr0，F引＜F斥rr0，F引＞F斥二、温度和温标1．热平衡定律2．温标摄氏温标热力学温标关系：T＝t＋273.15K3．温度计三、物体的内能1．分子动能：温度是分子平均动能的标志．2．分子势能1决定因素微观：分子间距离宏观：物体的体积2分子势能的变化与分子力做功的关系3．物体内能的决定因素：温度、体积、摩尔数(分子数)[热点素养聚焦]热点素养1阿伏加德罗常数的相关计算阿伏加德罗常数NA是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁．若物质的摩尔质量记为M，摩尔体积记为V，则有(1)一个分子的质量m0＝MNA.(2)固体、液体中每个分子的体积：V0＝VNA＝MρNA.气体中只能求每个分子所占的空间：V0＝MρNA.(3)质量为m的物体所含分子数：N＝mMNA.体积为V′的物体所含分子数：N＝V′VNA.[典例1]很多轿车中设有安全气囊以保障驾乘人员的安全，轿车在发生一定强度的碰撞时，利用三氮化钠(NaN3)爆炸产生气体(假设都是N2)充入气囊．若氮气充入后安全气囊的容积V＝56L，囊中氮气密度ρ＝2.5kg/m3，已知氮气摩尔质量M＝0.028kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6×1023mol－1.试估算：(1)囊中氮气分子的总个数N；(2)囊中氮气分子间的平均距离．(结果保留一位有效数字)[解析](1)设N2的物质的量为n，则n＝ρVM氮气的分子总数N＝ρVMNA代入数据得N＝3×1024.(2)每个分子所占的空间为V0＝VN设分子间平均距离为a，则有V0＝a3，即a＝3V0＝3VN代入数据得a≈3×10－9m.[答案](1)3×1024(2)3×10－9m1.(多选)下列各组数据中，能求出阿伏加德罗常数的是()A．水分子的质量和水的摩尔质量B．水分子的质量和水分子的体积C．水分子的质量和水的摩尔体积D．水分子的体积和水的摩尔体积解析：阿伏加德罗常数是指1mol任何物质所含的粒子数，对固体和液体，阿伏加德罗常数NA＝摩尔质量M分子质量m，或NA＝摩尔体积V分子体积V.因此，正确的选项是A、D.答案：AD热点素养2分子力曲线和分子势能曲线的比较和应用分子力随分子间距离的变化图象与分子势能随分子间距离的变化图象非常相似，但却有着本质的区别．现比较如下：分子力曲线分子势能曲线图象分子力曲线分子势能曲线坐标轴纵坐标表示分子力，横坐标表示分子间距离纵坐标表示分子势能，横坐标表示分子间距离图象的意义横轴上方的曲线表示斥力，为正值；下方的曲线表示引力，为负值．分子力为引力与斥力的合力横轴上方的曲线表示分子势能为正值；下方的曲线表示分子势能为负值，且正值一定大于负值分子距离r＝r0时分子力为零分子势能最小，但不为零[典例2]如图所示，用F表示两分子间的作用力，Ep表示分子间的分子势能，在两个分子之间的距离由10r0变为r0的过程中()A．F不断增大，Ep不断减小B．F先增大后减小，Ep不断减小C．F不断增大，Ep先增大后减小D．F、Ep都是先增大后减小[解析]当r＝r0时，分子间的引力与斥力大小相等，分子力F＝0；在两个分子之间的距离由10r0变为r0的过程中，由图看出，分子力F先增大后减小，此过程分子力表现为引力，分子力做正功，分子势能Ep减小，所以选项B正确．[答案]B2.(多选)如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子在分子力作用下沿x轴运动，两分子间的势能Ep与两分子间距的关系如图曲线所示，图中分子势能最小值为－E0.若两分子所具有的总能量为零，则下列说法正确的是()A．乙分子在P点(x＝x2)时，加速度最大B．乙分子在P点(x＝x2)时，其动能为E0C．乙分子在Q点(x＝x1)时，处于平衡状态D．乙分子的运动范围为x≥x1解析：分子处于r0位置时所受分子合力为零，加速度为零，此时分子势能最小，分子的动能最大，总能量保持不变，由题图可知x2位置即是r0位置，此时加速度为零，A错误；x＝x2位置，势能为－E0，则动能为E0，B正确；在Q点，Ep＝0，但分子力不为零，分子并非处于平衡状态，C错误；在乙分子沿x轴向甲分子靠近的过程中，分子势能先减小后增大，分子动能先增大后减小，到Q点分子的速度刚好减为零，此时由于分子斥力作用，乙分子再远离甲分子返回，即乙分子运动的范围为x≥x1，D正确．答案：BD热点素养3物体的内能与分子热运动1．分子热运动分子热运动是永不停息无规则的，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，单个分子的运动没有规律也没有实际意义．2．物体的内能与分子动能、分子势能项目定义微观宏观量值分子的动能物体的分子不停地运动着，运动着的分子所具有的能分子永不停息地做无规则运动与温度有关永远不等于零分子的势能由组成物体的分子的相对位置所决定的能分子间存在相互作用的引力和斥力所决定的能与物体的体积有关可能等于零物体的内能物体内所有分子动能与势能的总和分子热运动和分子间存在作用力与分子数、温度、体积有关永远不等于零[典例3]下列关于分子热运动和热现象的说法正确的是()A．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在势能的缘故B．一定量100℃的水变成100℃的水蒸气，其分子平均动能增加C．一定量气体的内能等于其所有分子的热运动动能和分子势能的总和D．如果气体温度升高，那么每一个分子热运动的速率都增加[解析]气体分子间的距离比较大，甚至可以忽略分子间的作用力，分子势能也就不存在了，所以气体在没有容器的约束下散开是分子热运动的结果，选项A错误；100℃的水变成同温度的水蒸气，分子的平均动能不变，所以选项B错误；根据内能的定义可知选项C正确；如果气体的温度升高，分子的平均动能增大，热运动的平均速率也增大，这是统计规律，但就每一个分子来讲，速率不一定都增加，故选项D错误．[答案]C3.对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是()A．温度高的物体其内能和分子平均动能一定大B．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大C．物体的动能和重力势能也是内能的一部分D．布朗运动是悬浮在液体中的固体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动解析：温度是分子平均动能的标志，故温度高平均动能一定大，内能的多少还与物质的多少有关，故A错误；当分子力表现为斥力时，分子力随分子间距离的减小而增大，间距减小斥力做负功，分子势能增大，分子间距增大时则反之，故B正确；宏观的动能和重力势能与内能无关，故C错误；布朗运动能证明分子永不停息地做无规则运动，但做布朗运动的是固体小颗粒，而不是分子，故D错误．答案：B