第1章 章末综合提升—新教材人教版高中物理选择性必修第三册讲义-教案课件-高中物理选择性必修第三册.doc
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[巩固层·知识整合] [提升层·能力强化]分子微观量的计算方法阿伏加德罗常数NA是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁，在已知宏观物理量的基础上往往可借助NA计算出某些微观物理量，有关计算主要有：1．已知物质的摩尔质量M，借助于阿伏加德罗常数NA，可以求得这种物质的分子质量m0＝2．已知物质的摩尔体积VA，借助于阿伏加德罗常数NA，可以计算出这种物质的一个分子所占据的体积V0＝3．若物体是固体或液体，可把分子视为紧密排列的球体模型，可估算出分子直径d＝4．依据求得的一个分子占据的体积V0，可估算分子间距，此时把每个分子占据的空间看作一个小立方体模型，所以分子间距d＝，这时气体、固体、液体均适用5．已知物体的体积V和摩尔体积VA，求物体的分子数N，则N＝6．已知物体的质量m和摩尔质量M，求物体的分子数N，则N＝NA例1】 已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3，水的摩尔质量M＝1.8×10－2 kg/mol求：(1)1 g水中所含水分子数目；(2)水分子的质量；(3)水分子的直径保留两位有效数字)[解析] (1)因为1 mol任何物质中含有分子数都是NA，所以只要知道了1 g水的物质的量n，就可求得其分子总数N。
N＝nNA＝NA＝×6.02×1023个＝3.3×1022个2)水分子质量m0＝＝ kg＝3.0×10－26 kg3)水的摩尔体积V＝，设水分子是一个挨一个紧密排列的，则一个水分子的体积V0＝＝将水分子视为球形，则V0＝πd3，即πd3＝解得d＝＝ m＝3.9×10－10 m[答案] (1)3.3×1022个 (2)3.0×10－26 kg (3)3.9×10－10 m[一语通关]分子动理论中宏观量与微观量之间的关系由宏观量计算微观量，或由微观量计算宏观量，都要通过阿伏加德罗常数建立联系所以说，阿伏加德罗常数是联系宏观量与微观量的桥梁用油膜法估测分子的大小用油膜法估测分子直径的实验原理是：油酸是一种脂肪酸，它的分子的一部分和水分子的亲和力很强当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，酒精溶于水或挥发，在水面上形成一层油酸薄膜，薄膜可认为是单分子油膜，如图所示将水面上形成的油膜形状画到坐标纸上，可以计算出油膜的面积，根据纯油酸的体积V和油膜的面积S，可以计算出油膜的厚度d＝，即油酸分子的直径例2】 “用油膜法估测分子的大小”的实验的方法及步骤如下：①向体积V油＝1 mL的油酸中加酒精，直至总量达到V总＝500 mL；②用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入n＝100滴时，测得其体积恰好是V0＝1 mL；③先往边长为30～40 cm的浅盘里倒入2 cm深的水，然后将________均匀地撒在水面上；④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状；⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，数出轮廓范围内小方格的个数N，小方格的边长l＝20 mm。
根据以上信息，回答下列问题：(1)步骤③中应填写：_____________________________2)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V′是___________ mL3)油酸分子直径是________ m[解析] (1)为了显示单分子油膜的形状，需要在水面上撒爽身粉2)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V′＝＝× mL＝2×10－5 mL3)根据大于半个方格的算一个，小于半个方格的舍去，油膜形状占据方格数大约为115个，故面积S＝115×20×20 mm2＝4.6×104 mm2油酸分子直径d＝＝ mm≈4.3×10－7 mm＝4.3×10－10 m[答案] (1)爽身粉 (2)2×10－5 (3)4.3×10－10[一语通关]油膜法估测分子直径，关键是获得一滴油酸酒精溶液的体积，并由配制浓度求出其中所含纯油酸的体积，再就是用数格数法(对外围小格采用“填补法”即“四舍五入”法)求出油膜面积，再由公式d＝计算结果分子力、分子势能和物体的内能1．分子力是分子引力和分子斥力的合力，分子势能是由分子间的分子力和分子间的相对位置决定的能， 分子力F和分子势能Ep都与分子间的距离有关，二者随分子间距离r变化的关系如图所示。
1)分子间同时存在着引力和斥力，它们都随分子间距离的增大(减小)而减小(增大)，但斥力比引力变化得快2)在r
由于惯性，到达c点后乙分子继续向甲分子靠近，由于分子力为斥力，故乙分子做减速运动，直到速度减为零，设到达d点后返回，故乙分子运动范围在ad之间在分子力表现为斥力的那一段cd上，随分子间距的减小，乙分子克服斥力做功，分子力、分子势能随间距的减小一直增加故B正确，A、C、D错误][一语通关](1)当r＝r0时，分子力F为零，分子势能最小为负值2)分子热运动：分子做永不停息的无规则运动，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，单个分子的运动无规律也没有实际意义[培养层·素养升华]如图所示为某实验器材的结构示意图，金属内筒和隔热外筒间封闭一定体积的气体，内筒中有水，在水加热升温的过程中(忽略液体和气体的体积变化)[设问探究]1．气体分子间引力、斥力怎样变化？2．是不是所有气体分子运动速率都增大了？3．气体的内能怎样变化？提示：1．封闭气体分子数与体积不变，所以分子间平均距离不变，所以分子间斥力与引力都不变，分子势能也不变2．不是封闭气体温度升高，分子热运动平均动能增大，分子热运动平均速率增大，并不是所有分子速率都增大3．气体的分子势能没有变，平均动能增大，所以气体的内能增大。
[深度思考](多选)下列叙述正确的是( )A．若分子间距离r＝r0时，两分子间分子力F＝0，则当两分子间距离由小于r0逐渐增大到10r0过程中，分子间相互作用的势能先减小后增大B．对一定质量气体加热，其内能一定增加C．物体的温度越高，其分子的平均动能越大D．布朗运动就是液体分子的热运动AC [当r
