1 高中物理选修3-3知识点 第一章 分子动理论 第二章 固体、液体和气体 第三章 热力学定律及能量守恒
2012年8月 2
第1课时 分子动理论 一、要点分析 1.命题趋势 本部分主要知识有分子热运动及内能，在09年高考说明中，本课时一共有五个考点，分别是：1.物质是由大量分子组成的 阿伏加德罗常数;2.用油膜法估测分子的大小（实验、探究）;3.分子热运动 布朗运动;4.分子间作用力;5.温度和内能.这五个考点的要求都是I级要求，即对所列的知识点要了解其内容及含义，并能在有关问题中识别和直接应用。由于近几年《考试说明》对这部分内容的要求基本没有变化，江苏省近几年的考题中涉及到了几乎所有的考点, 试题多为低档题，中档题基本没有。分子数量、质量或直径（体积）等微观的估算问题要求有较强的思维和运算能力。分子的动能和势能、物体的内能是高考的热点。 2.题型归纳 随着物理高考试卷结构的变化，所以估计今后的高考试题中，考查形式与近几年大致相同：多以选择题、简答题出现。 3.方法总结 （1）对应的思想：微观结构量与宏观描述量相对应，如分子大小、分子间距离与物体的体积相对应；分子的平均动能与温度相对应等；微观结构理论与宏观规律相联系，如分子热运动与布朗运动、分子动理论与热学现象。 （2）阿伏加德罗常数在进行宏观和微观量之间的计算时起到桥梁作用；功和热量在能量转化中起到量度作用。 （3）通过对比理解各种变化过程的规律与特点，如布朗运动与分子热运动、分子引力与分子斥力及分子力随分子间距离的变化关系、影响分子动能与分子势能变化的因素、做功和热传递等。 4.易错点分析 （1）对布朗运动的实质认识不清 布朗运动的产生是由于悬浮在液体中的布朗颗粒（即固体小颗粒）不断地受到液体分子的撞击，是小颗粒的无规则运动。布朗运动实验是在光学显微镜下观察到的，因此，只能看到固体小颗粒而看不到分子，它是液体分子无规则运动的间接反映。布朗运动的剧烈程度与颗粒大小、液体的温度有关。布朗运动永远不会停止。 （2）对影响物体内能大小的因素理解不透彻 内能是指物体里所有的分子做无规则热运动的动能和分子势能的总和。分子动能取决于分子个数和温度；分子势能微观上由分子间相对位置决定，宏观上取决于物体的体积。同时注意内能与机械能的区别和联系。 二、典型例题 例1、 铜的摩尔质量是6.35×10-2kg，密度是8.9×103kg/m3 。求（1）铜原子的质量和体积；（2）铜1m3所含的原子数目；（3）估算铜原子的直径。
例2、 下面两种关于布朗运动的说法都是错误的，试分析它们各错在哪里。 (1) 大风天常常看到风沙弥漫、尘土飞扬，有时在室内也能看到飘浮在空气中的尘埃 的 3
运动，这些都是布朗运动。 (2) 布朗运动是由于液体分子对固体小颗粒的撞击引起的，固体小颗粒的体积越大，液体分子对它的撞击越多，布朗运动就越明显。
例3、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的曲线所示，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，则( ) A.乙分子从a到b做加速运动，由b到c做减速运动 B.乙分子从a到c做匀加速运动，到达c时速度最大 C.乙分子从a到b的过程中，两分子间的分子势能一直减小 D.乙分子到达c时，两分子间的分子势能最小为零 例4 相同质量的氧气和氢气温度相同，下列说法正确的是（ ）
A．每个氧分子的动能都比氢分子的动能大 B．每个氢分子的速率都比氧分子的速率大 C．两种气体的分子平均动能一定相等 D．两种气体的分子势能一定相等 例5、以下说法正确的是( ) A．机械能为零，内能不为零是可能的 B．温度相同，质量相同的物体具有相同内能 C．温度越高，物体的内能越大 D．０℃的冰的内能比等质量的0℃的水内能大 针对训练 1．分子动理论较好地解释了物质的宏观热力学性质。据此可判断下列说法中错误的是( ) A、显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停的作无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性 B、分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大 C、分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大 D、在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其它元素 2．关于布朗运动，下列说法正确的是（ ） A、布朗运动用眼睛可直接观察到； B、布朗运动在冬天观察不到； C、布朗运动是液体分子无规则运动的反映； D、在室内看到的尘埃不停的运动是布朗运动
3．若以表示水的摩尔质量，v表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，为在标准状态下水蒸气的密度，NA为阿伏加德罗常数，m、△分别表示每个水分子的质量和体积，下面是四个关
系式：①mvNA ②AN ③ANm ④ANv 其中（ ） A．①和②都是正确的； B．①和③都是正确的；
b c d a
O
F
x 4
C．②和④都是正确的； D．①和④都是正确的。 4．根据分子动理论，物质分子间距离为r0时分子所受引力与斥力相等，以下关于分子势能的说法正确的是 （ ）
A．当分子距离是r0时，分子具有最大势能，距离变大时分子势能变小 B．当分子距离是r0时，分子具有最小势能，距离减小时分子势能变大 C．分子距离增大，分子势能增大，分子距离越小，分子势能越小 D．分子距离越大，分子势能越小，分子距离越小，分子势能越大 5．关于分子间距与分子力的下列说法中，正确的是 （ ） A．水和酒精混合后的体积小于原来的体积之和，说明分子间有空隙；正是由于分子间有空隙，才可以将物体压缩 B．实际上水的体积很难被压缩，这是由于水分子间距稍微变小时，分子间的作用就表现为斥力 C．一般情况下，当分子间距r为零；当r>r0时分子力为引力 D．弹簧被拉伸或被压缩时表现的弹力，正是分子引力和斥力的对应表现 6．已知阿佛伽德罗常数为N，某物质的摩尔质量为M（kg/mol），该物质的密度为ρ（kg/m3），则下列叙述中正确的是 （ ）
A．1kg该物质所含的分子个数是ρN B．1kg该物质所含的分子个数是MN
C．该物质1个分子的质量是N（kg） D．该物质1个分子占有的空间是NM（m3） 7．甲、乙两个分子相距较远（此时它们之间的分子力可以忽略），设甲固定不动，在乙逐渐向甲靠近直到不能再靠近的过程中，关于分子势能变化情况的下列说法正确的是（ ） A.分子势能不断增大 B.分子势能不断减小 C.分子势能先增大后减小 D.分子势能先减小后增大 8．关于分子的热运动，下列说法中正确的是（ ）
A．当温度升高时，物体内每一个分子热运动的速率一定都增大 B．当温度降低时，物体内每一个分子热运动的速率一定都减小 C．当温度升高时，物体内分子热运动的平均动能必定增大 D．当温度降低时，物体内分子热运动的平均动能也可能增大 9．下列说法中正确的是（ ） A．只要温度相同，任何分子的平均速率都相同 B．不管分子间距离是否大于r0（r0是平衡位置分子距离），只要分子力做正功，分子势 5
能就减小，反之分子势能就增加 C．10个分子的动能和分子势能的总和就是这10个分子的内能 D．温度高的物体中的每一个分子的运动速率一定大于温度低的物体中每一个分子的速率 10．当分子间距离大于10r0（r0是分子平衡位置间距离）时，分子力可以认为是零，规定此时分子势能为零。当分子间距离是平衡距离r0时，下列说法中正确的是（ ）
A．分子力是零，分子势能也是零B．分子力是零，分子势能不是零 C．分子力不是零，分于势能是零D．分子力不是零，分子势能不是零 11．在下列叙述中，正确的是 （ ） A．物体的温度越高，分子热运动越剧烈，分子平均动能越大 B．布朗运动就是液体分子的热运动 C．一切达到热平衡的系统一定具有相同的温度 D．分子间的距离r存在某一值r0，当rr0时，引力大于斥力 12.如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于r轴上距原点r3的位置.虚线分别表示分子间斥力f斥和引力f引的变化情况，实线表示分子间的斥力与引力的合力f的变化情况。若把乙分子由静止释放，则乙分子（ ） A.从r3到r1做加速运动，从r1向O做减速运动 B.从r3到r2做加速运动，从r2到r1做减速运动 C.从r3到r1，分子势能先减少后增加 D.从r3到r1，分子势能先增加后减少 13．在粗测油酸分子大小的实验中，具体操作如下： ①取油酸1.00mL注入250mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到250mL 的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸的酒精溶液。 ②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒达到1.00mL为止， 恰好共滴了100滴。 ③在水盘内注入蒸馏水，静置后滴管吸取油酸的酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液， 酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一油膜。 ④测得此油膜面积为3.60×102cm2。 （1）这种粗测方法是将每个分子视为 ，让油酸尽可能地在水面上散开， 油膜面积可视为 ，这层油膜的厚度可视为油分子的 。 （2）利用数据可求得油酸分子的直径为 m。 14.（1）如图所示，把一块洁净的玻璃板吊在橡皮筋的下端，使玻璃板水平地接触水面，如果你想使玻璃板离开水面，必须用比玻璃板重力______的拉力向上拉橡皮筋，原因是水分子和玻璃的分子间存在______作用。 （2）往一杯清水中滴入一滴红墨水，一段时间后，整杯水都变成了红色，这一现象在物理学中称为______现象，是由于分子的_______而产生的，这一过程是沿着分子热运动的无序性_____的方向进行的。
f f斥
f引
f O r
r1 甲 乙
r2
r3