2022-2022学年高中物理第1章用统计思想研究分子运动本章优化总结精练含解析沪教版选修3-3.doc

本章优化总结分子微观量的估算1分子微观量估算的模型的建立(1)对液体、固体来说，微观模型是：分子紧密排列，将物质的摩尔体积分成NA等份，每一个等份就是一个分子；在估算分子直径时，设想分子是一个一个紧挨着的小球；在估算分子间距离时，设想每一个分子是一个立方体，立方体的边长即为分子间距离(2)气体分子不是紧密排列的，所以上述模型对气体不适用，但上述模型可以用来估算分子间平均距离2分子微观量的估算(1)物质的摩尔质量M，借助于阿伏伽德罗常量NA，可以求得这种物质的分子质量m.(2)物质的摩尔体积Vmol，借助阿伏伽德罗常量NA，可以计算出这种物质的一个分子所占据的体积V.(3)假设物体是固体或液体，可把分子视为紧密排列的球形分子，可估算分子直径D .(4)依据求得的一个分子占据的体积V，可估算分子间距，此时把每个分子占据的空间认为是一个小立方体模型，所以分子间距D，这对气体、固体、液体均适用(5)物质的体积V和摩尔体积Vmol，求物质分子数n，那么n.(6)物质的质量m和摩尔质量M，求物质的分子数n，那么nNA.在标准状况下，有体积为V的水和体积为V的可认为是理想气体的水蒸气，水的密度为，阿伏伽德罗常量为NA，水的摩尔质量为MA，在标准状况下水蒸气的摩尔体积为VA，求：(1)说明标准状况下水分子与水蒸气分子的平均动能的大小关系；(2)它们中各有多少水分子？(3)它们中相邻两个水分子之间的平均距离解析(1)在标准状况下温度相同，所以分子的平均动能相等(2)体积为V的水，质量为MV，分子个数为n1NANA，对体积为V的水蒸气，分子个数为n2NA.(3)设水中相邻的两个水分子之间的平均距离为D，将水分子视为球形，每个水分子的体积为，分子间距等于分子直径D ，设水蒸气中相邻的两个水分子之间的距离为D，将水分子占据的空间视为正方体那么D .答案(1)相等(2)NANA(3)统计规律和统计思想的应用本章以统计思想为主线贯穿各节内容首先通过实例和活动，学习了统计规律及其特点；接着，用统计方法定性探究分子运动速率的统计分布规律；最后，结合分子动理论用统计思想阐述物体温度和气体压强的微观意义所以，在本章的学习中要善于运用统计规律和统计思想，来分析解答问题(多项选择)以下说法中正确的选项是()A个别事物的出现具有偶然性，但大量事物出现的时机，却遵从一定的统计规律B每个气体分子的运动都是杂乱无章的，但大量气体分子速率分布却呈现出一定的规律性，即呈现出“中间少，两头多的分布特征C温度是组成物质的大量分子的热运动的集体表现，它具有统计意义，对单个分子来说，温度是没有意义的D气体压强是大量气体分子集体行为的反映，具有统计的意义，气体分子做的是无规那么运动，因此在任意时刻分子向各个方向运动的概率并不相等解析投掷硬币的实验、伽尔顿板模拟实验都说明，个别事物的出现是随机的，但大量事物出现的时机却具有一定的规律，即遵从统计规律，所以A选项对B选项中的“大量分子速率分布呈现出一定的规律性是正确的，即大量分子的运动情况遵从一定的统计规律，但后面表述的分布特征错了，应该是“中间多，两头少，所以B选项错温度是物体内所有分子热运动平均动能的标志，所以，温度具有统计的意义，对单个分子来说，温度是没有意义的，所以C选项对气体压强也是由大量气体分子频繁碰撞器壁产生的，所以气体压强具有统计的意义，这是对的，但在任何时刻分子向各个方向运动的概率是相等的，所以D选项错答案AC对分子力(Fr图像)和分子势能(Epr图像)的综合理解分子间有相互作用的引力和斥力，当距离变化时，分子力要做功，从而引起分子势能的变化Fr图像与Epr图像虽然从形式上很相似，但物理意义有本质区别1分子力的特点和规律(1)在任何情况下，分子间总是同时存在着引力和斥力，而实际表现出来的分子力，那么是分子引力和斥力的合力(2)分子间的引力和斥力都随距离的变化而变化，但变化情况不同，如下图，其中虚线分别表示引力和斥力随距离的变化，实线表示分子力F随分子间距离r的变化当rr0时，F引F斥，F合0.当rr0时，F引和F斥都随距离的减小而增大，但F斥增大得较快，分子力表现为斥力当10r0>rr0时，F引和F斥都随距离的增大而减小，但F斥减小得更快，分子力表现为引力当r10r0(109m)时，F引和F斥都已十分微弱，可认为分子间无相互作用力(F0)(3)r0的意义：分子间距rr0时，分子力等于零，所以分子间距离r0的位置叫做平衡位置r0的数量级为1010 m.(1)分子间距为r0时，并不是分子间无引力和斥力(2)分子处于间距r0的位置时，并不是静止不动2分子势能随距离的变化规律(1)当分子力为零时，即rr0时，分子势能不是为零，而是最小(势能是标量，正、负表示比零分子势能高或比零分子势能低)(2)当rr0时，分子力表现为引力随着分子之间的距离增大，分子需要不断克服分子力做功，分子势能增大；随着分子间距离减小，分子力做正功，分子势能减小(3)当rr0时，分子力表现为斥力，随着分子之间距离的增大(仍在斥力范围内)，分子力做正功，分子势能减小；随着分子之间距离减小，分子需要不断克服分子力做功，分子势能增大(4)分子势能的数值和其他势能一样，也具有相对意义由图可知，选无穷远处为零分子势能点，分子势能可以大于零，可以小于零，也可以等于零如果选rr0处为零势能点，那么分子势能只能大于或等于零但是无论选哪个位置为分子零势能点，rr0处分子势能都最低(多项选择)如下图，分别表示两个分子之间分子力和分子势能随分子间距离变化的图像由图像判断以下说法中正确的选项是()A当分子间距离为r0时，分子力和分子势能均最小且为零B当分子间距离r>r0时，分子力随分子间距离的增大而增大C当分子间距离r>r0时，分子势能随分子间距离的增大而增加D当分子间距离r<r0时，分子间距离逐渐减小，分子力逐渐增大，分子势能逐渐增加解析由题图可知，当分子间距离为r0时，分子力和分子势能均到达最小，但此时分子力为零，而分子势能不为零，是一负值；当分子间距离r>r0时，分子力随分子间距离的增大先增大后减小，此时分子力做负功，分子势能增加；当分子间距离r<r0时，分子间距离逐渐减小，分子力逐渐增大，而此过程中分子力做负功，分子势能增加答案CD4