高中物理 第1章 用统计思想研究分子运动章末分层突破教师用书 沪科版选修3-3-沪科版高二选修3-3物理学案VIP免费

第1章用统计思想研究分子运动1[自我校对]①②10－10m③6.02×1023mol－1④越剧烈⑤越剧烈⑥永不停息⑦中间多、两头少⑧撞击器壁⑨平均动能⑩引力和斥力的合力⑪温度⑫减小⑬增加⑭最小⑮体积⑯温度分子微观量的估算1.对微观量的估算，首先要建立微观模型，对于固体和液体，可以把它们看成是分子一个挨一个紧密排列的．计算时将物质的摩尔体积分成NA等份，每一等份就是一个分子大小．在估算分子直径时，设想分子是一个紧挨着一个的小球；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的距离．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气体分子间的平均距离．3．阿伏伽德罗常量是联系微观物理量与宏观物理量的桥梁，它把摩尔质量、摩尔体积这些宏观物理量与分子质量、分子大小等微观物理量联系起来．有关计算主要有：(1)已知物质的摩尔质量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m0＝.(2)已知物质的摩尔体积VA，借助于阿伏伽德罗常量NA，可以计算出这种物质的一个分子所占据的体积V0＝.(3)若物体是固体或液体，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做一个小立方体模型，所以分子间距d＝，这对气体、固体、液体均适用．(5)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.(2016·西安高二检测)已知水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，水的摩尔质量M＝1.8×10－2kg/mol.求：(1)1g水中所含水分子数目；(2)水分子的质量；(3)水分子的直径．(取两位有效数字)【解析】(1)因为1mol任何物质中含有分子数都是NA，所以只要知道了1g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(2)水分子质量m0＝＝kg＝3.0×10－26kg.(3)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，所以有：πd3＝即有d＝＝m＝3.9×10－10m.【答案】(1)3.3×1022个(2)3.0×10－26kg(3)3.9×10－10m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11所示．图11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＝V/S，即油酸分子的直径．(2016·济南高二检测)“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＝1mL的油酸中加酒精，直至总量达到V总＝500mL；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＝1mL；③先往边长为30～40cm的浅盘里倒入2cm深的水，然后将均匀地撒在水面上；图12④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12所示，数出轮廓范围内小方格的个数N，小方格的边长l＝20mm.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mL；(3)油酸分子直径是m.【解析】(1)为了显示单分子油膜的形状，需要在水面上撒痱子粉或石膏粉．(2)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V′＝＝×Ml3＝2×10－5mL.(3)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＝115×20×20mm2＝4.6×104mm2油酸分子直径d＝＝mm≈4.3×10－7mm＝4.3×10－10m.【答案】(1)痱子粉或石膏粉(2)2×10－5(3)4.3×10－10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13所示．图13(1)分子间同...