高三物理一轮复习 第1讲分子动理论 内能习题 新人教版选修33
2022届高考物理一轮复习选修3_3第1讲分子动理论内能课件新人教版
___V_球_＝_V_Nm_Aol___求出水分子直径： __d_＝_3_6_VN_m_Aol___
M 1.8×10－2 【解析】(1)水的摩尔体积为 Vmol＝ρ ＝ 1.0×103
m3/mol＝
1.8×10－5 m3/mol，
水分子总数：
【解析】选D。布朗运动的激烈程度跟液体的温度和微粒的大小两个因素都有 关，因此根据布朗运动的激烈程度不能判断哪杯水的温度高，故D项对。
(2)(多选)有关分子的热运动和内能，下列说法正确的是 ( ) A.一定质量的气体，温度不变，分子的平均动能不变 B.物体的温度越高，分子热运动越剧烈 C.物体的内能是物体中所有分子热运动动能和分子势能的总和 D.布朗运动是由悬浮在液体中的微粒之间的相互碰撞引起的
N＝VVNmolA
1.0×103×10－6×6.0×1023
2.分子热运动：
(1)扩散现象：由于分子的无规则运动而产生的物质迁移现象。温度越_高__， 扩散越快。 (2)布朗运动：永不停息、_无__规__则__运动；颗粒越小，运动越_明__显__；温度越 高，运动越_剧__烈__；运动轨迹不确定，只能用_位__置__连__线__确定微粒做无规则 运动。
【情境转换】
是状态量。 (1)对于给定的物体，其内能大小由物体的_温__度__和_体__积__决定。 (2)物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小_无__关__。
【小题快练】
1.判一判
(1)布朗运动说明悬浮的固体小颗粒的分子在不停地做无规则运动。( ) (2)1 mol的任何物质都含有相同的分子数。 ( ) (3)气体和液体分子不停地做无规则运动，固体分子保持静止。 ( ) (4)气体分子间只存在引力，固体分子间只存在斥力。 ( ) (5)分子势能增加时物体的内能也一定增加。 ( ) 提示：(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)×
高考物理一轮复习基础知识课件第1节《分子动理论》《内能》(人教通用版选修3-3)
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m)时，分子力很弱，可以
4．统计规律
由于物体是由数量极多的分子组成的，这些分子并没有统一 的运动步调，单独来看，各个分子的运动都是不规则的、带有偶 然性的，但从总体来看，大量分子的运动却有一定的规律，这种 规律叫做统计规律。大量分子的集体行为受到统计规律的支配。
5．气体压强
大量做无规则热运动的分子对器壁频繁、持续地碰撞，虽然 单个分子撞击器壁产生的力是短暂的、不连续的，但是大量分子 频繁地碰撞器壁，就对器壁产生持续、均匀的压力。所以从分子 动理论的观点来看，气体的压强就是大量气体分子作用在器壁单 位面积上的平均作用力。
(3)分子力与分子间距离关系图线
由分子间的作用力与分子间距离关系图 线(如图1－1所示)可知：
当 r＝r0 时，F 引＝F 斥，分子力为 0 ； 当 r>r0 时，F 引>F 斥，分子力表现为 引力 。 当 r<r0 时，F 引<F 斥，分子力表现为斥力。
图1－1
当分子间距离大于 10r0(约为 10 忽略不计。Leabharlann 温度是分子平均动能的标志、内能
[记一记]
1．温度
一切达到热平衡 的系统都具有相同的温度。
2．两种温标
摄氏温标和热力学温标。 关系：T＝ t＋273.15 K。
3．分子的动能
(1)分子动能是 分子热运动 所具有的动能；
(2)分子热运动的平均动能是所有分子热运动的动能的平均 值， 温度 是分子热运动的平均动能的标志；
②实质：扩散现象并不是外界作用引起的，也不是化学反应 的结果，而是由物质分子的无规则运动产生的。
高考物理总复习选考部分第1讲分子动理论内能课时作业新人教版选修3_3
【与名师对话】高考物理总复习选考部分第1讲分子动理论内能课时作业新人教版选修3-31．(2012·四川卷)物体由大量分子组成，下列说法正确的是( )A．分子热运动越剧烈，物体内每个分子的动能越大B．分子间引力总是随着分子间距离减小而减小C．物体的内能跟物体的温度和体积有关D．只有外界对物体做功才能增加物体的内能解析：分子热运动符合统计规律“中间多、两头少”，分子热运动越剧烈，物体内个别分子的动能可能更小，故A错；分子间引力随着分子间距离减小可能增大，B错．物体的内能跟物体的温度和体积有关，C正确．改变物体的内能有做功和热传递，D错．答案：C2．下列说法中正确的是( )A．温度低的物体内能小B．外界对物体做功时，物体的内能一定增加C．温度低的物体分子运动的平均动能小D．做加速运动的物体，由于速度越来越大，因此物体分子的平均动能越来越大解析：物体的内能跟物体所含的分子数、物体的温度和体积等因素有关，所以温度低的物体内能不一定小，选项A错误；做功和热传递均能改变物体的内能，当外界对物体做功，而物体放热时，物体的内能可能减小，选项B错误；物体的温度低表示物体分子运动的平均动能小，选项C正确；物体做机械运动时的动能与物体分子做热运动时的动能不同，显然，选项D错误．本题答案为C. 答案：C 3．(2013·南师附中)下列说法正确的是( )A．布朗运动证明，组成固体小颗粒的分子在做无规则运动B．热量可以从低温物体传递到高温物体C．一定质量的理想气体，体积减小温度不变时，气体内能一定增大D．摄氏温度变化1℃，热力学温度变化1 K解析：布朗运动证明，液体的分子在做无规则运动，选项A错误；热量可以从低温物体传递到高温物体，选项B正确；一定质量的理想气体，体积减小温度不变时，气体内能不变，选项C错误；摄氏温度变化1℃，热力学温度变化1 K，选项D正确．答案：BD4．假如全世界60亿人同时数1 g水的分子个数，每人每小时可以数5000个，不间断地数，则完成任务所需时间最接近(阿伏加德罗常数N A取6×1023mol－1)( )A．10年B．1千年C．10万年D．1千万年解析：所需的时间＝1 g 水中所包含的水分子个数60亿人一年内所数的水分子数＝105年，选项C 正确，A 、B 、D 错误． 答案：C 5．(2013·广安模拟)下列关于分子运动和热现象的说法正确的是( )A ．布朗运动就是分子的无规则运动，它说明了分子永不停息地做无规则运动B ．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他元素C ．如果气体的温度升高，那么所有分子的速率都增大D ．在温度相同时，氢气与氧气分子的平均速率相同解析：布朗运动是固体颗粒的无规则运动，是分子无规则运动的反映，但不是分子的无规则运动，A 项错误；B 项是扩散运动的应用，B 项正确；当气体的温度升高时，只是分子的平均动能变大了，并不是所有的分子运动速率都变大，C 项错误；氧气与氢气温度相同时，分子的平均动能相同，由E k ＝12mv 2知，氢气分子的平均速率大，D 错误．因此，只有B 项正确． 答案：B6．(2013·湖州联考)设某种物质的摩尔质量为μ，原子间平均距离为d ，已知阿伏加德罗常数为N A ，则该物质的密度ρ可表示为( )A ．ρ＝6μπd 3N AB ．ρ＝μd 3N AC ．ρ＝3μ4πd 3N AD ．ρ＝8μπdN A解析：分子为球形时，1 mol 物质的体积为16πd 3N A ，则ρ＝μ/(16πd 3N A )＝6μ/(πd 3N A )，故A 正确．分子为正方体时，1 mol 物质的体积为d 3N A ，则ρ＝μ/(d 3N A )，故B 正确． 答案：AB7．(2013·嘉定模拟)从微观的角度来看，一杯水是由大量水分子组成的，下列说法中正确的是( )A ．当这杯水静止时，水分子也处于静止状态B ．每个水分子都在运动，且速度大小相等C ．水的温度越高，水分子的平均动能越大D ．这些水分子的动能总和就是这杯水的内能 答案：C8．2011年6月至10日期间，康菲石油中国有限公司蓬莱19－3油田发生漏油事故，致使周边3400平方公里海域水质下降．石油流入海中，危害极大，在海洋中泄漏1 t 原油可覆盖12 km 2的海面，试计算油膜的厚度是分子直径的多少倍？设原油的密度为0.91×103 kg/m 3.(保留一位有效数字) 答案：9×102倍9．(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．(3)根据分子动理论知，物质分子之间的距离为r0时，分子所受的斥力和引力相等，以下关于分子力和分子势能的说法正确的是( )A．当分子间距离为r0时，分子具有最大势能B．当分子间距离为r0时，分子具有最小势能C．当分子间距离为r0时，引力和斥力都是最大值D．当分子间距离为r0时，引力和斥力都是最小值解析：(1)水分子对玻璃板下表面分子有吸引作用，要拉起必须施加大于玻璃板重力和分子吸引力合力的拉力．(2)红墨水分子进入水中为扩散现象，是分子热运动的结果．(3)选B.当r>r0时，分子间的作用力为引力，随着分子间距离的减小，分子引力做正功，分子势能减小，r<r0时，分子间的作用力为斥力，随分子间距离的减小，分子斥力做负功，分子势能增加，故当分子间距r ＝r0时，分子势能具有最小值，A错，B对；分子间的引力和斥力都随分子间距离的减小而增大，r＝r0时分子引力和斥力大小相等，既不是最大值，也不是最小值，C、D错．答案：(1)大分子引力(2)扩散无规则运动(热运动) (3)B10.如图所示，甲分子固定在坐标原点O，只在两分子间的作用力作用下，乙分子沿x轴方向运动，两分子间的分子势能E p与两分子间距离x的变化关系如图中曲线所示，设分子间所具有的总能量为0，则( )A．乙分子在P点(x＝x2)时加速度为零B．乙分子在P点(x＝x2)时动能最大C．乙分子在Q点(x＝x1)时处于平衡状态D．乙分子在Q点(x＝x1)时分子势能最小答案：AB11．用油膜法估测分子的大小．实验器材有：浓度为0.05%(体积分数)的油酸酒精溶液、最小刻度为0.1 mL的量筒、盛有适量清水的浅盘、痱子粉、胶头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸(最小正方形边长为1 cm)．则(1)下面给出的实验步骤中，正确排序应为______________(填序号)为估算油酸分子的直径，请补填最后一项实验步骤DA．待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上B．用滴管将浓度为0.05%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入1 mL油酸酒精溶液的滴数NC．将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上，用滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液，从低处向水面中央滴入一滴D ．_________________________________________________.(2)利用以上测量数据，写出单个油酸分子直径的表达式为________．解析：(1)根据实验原理可得，给出的实验步骤的正确排序为BCA ，步骤D 应为将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长为1 cm 的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，算出油酸薄膜的面积S .(2)每滴油酸酒精溶液的体积为1N1滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积为V ＝1N×0.05% 所以单个油酸分子的直径为d ＝V S ＝0.05%NS. 答案：(1)BCA 将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长为1 cm 的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，算出油酸薄膜的面积S (2)0.05%NS12．教育部办公厅和卫生部办公厅日前联合发布了《关于进一步加强学校控烟工作的意见》．《意见》中要求，教师在学校的禁烟活动中应以身作则、带头戒烟，通过自身的戒烟，教育、带动学生自觉抵制烟草的诱惑．试估算一个高约2.8 m ，面积约10 m 2的两人办公室，若只有一人吸了一根烟．求：(1)估算被污染的空气分子间的平均距离；(2)另一不吸烟者呼吸一次大约吸入多少个被污染过的空气分子．(人正常呼吸一次吸入气体300 cm 3，一根烟大约吸10次)解析：(1)吸烟者吸一根烟吸入空气的总体积为10×300 cm 3含有空气分子数：n ＝10×300×10－622.4×10－3×6.02×1023个＝8.1×1022个 办公室单位体积空间内含被污染的空气分子数为n 1＝8.1×102210×2.8个/m 3＝2.9×1021个/m 3 每个污染分子所占体积为V ＝12.9×1021 m 3所以平均距离为L ＝3V ＝7×10－8 m.(2)被动吸烟者一次吸入被污染的空气分子数为n 2＝2.9×1021×300×10－6个＝8.7×1017个答案：(1)7×10－8 m (2)8.7×1017个。
版高中物理一轮复习 第1章 分子动理论 内能精品学案 新人教版选修3-3
热学 第一章 分子动理论 内能选修 3-3【高考目标定位】【考纲知识梳理】一、物质是由大量分子组成1、 分子体积很小，质量小。
分子直径数量级，分子质量数量级～101010102726---m kg2、 油膜法测分子直径：D VS S =：水面上形成单层分子油膜的面积3、 阿伏伽德罗常量：16021023mol N A 的任何物质含有×个分子=.4、 微观物理量的估算问题：m M N m N A 分摩==V N V V N M N m V d V d A A ======⎧⎨⎪⎩⎪分摩摩分分分ρρ固、液：球形气体：立方体1633πN n N n A =·：摩尔数()n m M V V mol mol ==二、 布朗运动与扩散现象1、 扩散现象：相互接触的物体互相进入对方的现象，温度越高，扩散越快。
2、 布朗运动：在显微镜下看到的悬浮在液体中的花粉颗粒的永不停息的无规则运动，颗粒越小，运动越明显；温度越高，运动越激烈，布朗运动是液体分子永不停息地做无规则热动动的反映，是微观分子热运动造成的宏观现象。
①布朗运动成因：液体分子无规则运动，对固体小颗粒碰撞不平衡。
②影响布朗运动剧烈程度因素：微粒小，温度高，布朗运动剧烈三、分子力与分子势能1、 分子间存在着相互作用的分子力。
分子力有如下几个特点：分子间同时存在引力和斥力；分子间的引力和斥力都随分子间的距离增大而减小，随分子距离的减小而增大，但斥力比引力变化更快。
实际表现出来的是引力和斥力的合力。
（1）0r r =时（约几个埃，1埃=1010-米），斥引f f =，分子力F=0。
（2）r ＜0r 时， 斥引＜f f ，分子力F 为斥力。
（3）r ＞0r 时， 斥引＞f f ，分子力F 为斥力。
④r ＞010r 时， 引f 、f 斥速度减为零，分子力F=0。
2、分子势能（1）分子间由于存在相互作用而具有的，大小由分子间相对位置决定的能叫做分子势能。
高三物理一轮总复习(选修33)1分子动理论内能课时作业新人教版
分子动理论内能一、选择题1．(多选)下面关于分子力的说法中正确的是( )A．铁丝很难被拉长，这一事实说明铁分子间存在引力B．水很难被压缩，这一事实说明水分子间存在斥力C．将打气管的出口端封住，向下压活塞，当空气被压缩到一定程度后很难再压缩，这一事实说明这时空气分子间表现为斥力D．磁铁可以吸引铁屑，这一事实说明分子间存在引力【解析】逐项分析：原来分子间距r等于r0，拉长时r>r0，表现为引力，A对；压缩时r<r0，表现为斥力，B对；压缩到一定程度后，空气很难再压缩，是气体分子频繁撞击活塞产生的气体压强增大的结果，C错；磁铁吸引铁屑是磁场力的作用，不是分子力的作用，D错．【答案】AB2．下列关于布朗运动的说法，正确的是( )A．布朗运动是液体分子的无规则运动B．布朗运动是指悬浮在液体中的固体分子的无规则运动C．布朗运动说明了液体分子与悬浮颗粒之间存在着相互作用力D．观察布朗运动会看到，悬浮的颗粒越小，温度越高，布朗运动越剧烈【解析】布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，小颗粒由许多分子组成，所以布朗运动不是分子的无规则运动，也不是指悬浮颗粒内固体分子的无规则运动，故A、B选项错误，布朗运动虽然是由液体分子与悬浮颗粒间相互作用引起的，但其重要意义是反映了液体分子的无规则运动，而不是反映了分子间的相互作用，故C选项错误．观察布朗运动会看到固体颗粒越小，温度越高，布朗运动越明显．故D选项正确．【答案】D3．若某种实际气体分子的作用力表现为引力，则一定质量的该气体内能的大小与气体体积和温度的关系是( )①如果保持其体积不变，温度升高，内能增大②如果保持其体积不变，温度升高，内能减少③如果保持其温度不变，体积增大，内能增大④如果保持其温度不变，体积增大，内能减少A．①④ B．①③C．②④ D．②③【解析】内能是物体内所有分子动能和分子势能的总和．对于一定质量的实际气体，当体积不变，温度升高时，分子势能不变，分子总动能增大，故内能增大．当温度不变，体积增大时，分子总动能不变，因分子距离在引力范围内增大，分子力做负功，故分子势能增大，内能增大．【答案】B4．做布朗运动实验，得到某个观测记录如图，图中记录的是( )A．分子无规则运动的情况B．某个微粒做布朗运动的轨迹C．某个微粒做布朗运动的速度—时间图线D．按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线【解析】布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，而非分子的运动，故A项错误；因为是无规则运动，所以微粒没有固定的运动轨迹，故B项错误；对于某个微粒而言，在不同时刻的速度大小和方向均是不确定的，所以无法确定其在某一时刻的速度，也就无法描绘其速度—时间图线，故C项错误，D项正确．【答案】D5．下列说法正确的是( )A．在完全失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁的顶部没有作用力B．分子间存在相互作用的斥力和引力，它们都随分子间距离的减小而增大C．布朗运动是悬浮在液体中的固体分子所做的无规则运动D．相同质量的0 ℃的水和冰，水的分子势能比冰的分子势能小【解析】本题考查气体压强及分子动理论，意在考查学生对气体压强概念及分子动理论的理解．在完全失重的情况下，由于气体分子做永不停息的无规则热运动，故密闭容器内的气体对器壁的顶部仍有作用力，A项错；分子间存在相互作用的斥力和引力，它们都随分子间距离的减小而增大，B项正确；布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒(即布朗微粒)所做的规则运动，而非固体分子的规则运动，C项错；相同质量的0 ℃的水和冰，水的分子势能比冰的分子势能大，D项错．【答案】B6.(多选)如图所示，纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小，横坐标表示两个分子间的距离，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e为两曲线的交点，则下列说法正确的是( )A．ab为斥力曲线，cd为引力曲线，e点横坐标的数量级为10－10mB．ab为引力曲线，cd为斥力曲线，e点横坐标的数量级为10－10mC．若两个分子间距离大于e点的横坐标，则分子间作用力表现为引力D．若两个分子间距离越来越大，则分子势能亦越来越大【解析】分子引力和分子斥力都随分子间距的增大而减小，随分子间距的减小而增大，但分子斥力变化的更快些；当分子间距为平衡距离即10－10m时，分子引力和分子斥力大小相等，分子力为零，当分子间距大于平衡距离即10－10m时，分子引力大于分子斥力，分子力表现为分子引力；当分子间距小于平衡位置距离即10－10m时，分子引力小于分子斥力，分子力表现为分子斥力；所以两图交点的横坐标为平衡距离即10－10m，分子势能随分子间距的变化而发生改变，当分子间距大于10－10m，分子势能随分子间距的增大而增大；当分子间距小于10－10m时，分子势能随分子间距的增大而减小，平衡距离时，分子势能是最小的．若取无穷远处的分子势能为0，则分子间距为平衡距离时，分子势能为负的，且最小．【答案】BC7．(多选)下列关于分子力和分子势能的说法中，正确的是( )A．当分子力表现为引力时，随着分子间距离的增大，分子力先增大后减小，分子势能一直增大B．当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小C．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D．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减小【解析】分子力表现为引力时，随着分子间距离的增大，分子力是先增大后减小，分子力做负功，分子势能增大；当分子力表现为斥力时，随着分子间距离的减小，分子力变大，分子力依然做负功，分子势能增大．【答案】AC8．(多选)(2016·山西联考)关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是( )A．只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出气体分子的体积B．悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动就越明显C．密封在体积不变的容器中的气体，温度升高，气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大D．用打气筒的活塞压缩气体很费力，说明分子间有斥力【解析】知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数可求出气体分子平均占有体积，不是分子的体积，A错误；颗粒微小，布朗运动越明显，B正确；气体体积不变，则单位体积内分子个数不变；温度升高，气体分子平均动能增大，与器壁撞击时作用力增大，C正确；压缩气体费力是因为压强增大造成的，D错误．【答案】BC9．(2016·北京调研)下列说法中正确的是( )A．物体吸收热量后，温度一定升高B．物体温度改变时，物体分子的平均动能不一定改变C．布朗运动就是液体分子的热运动D．当分子间的距离变小时，分子间作用力有可能减小【解析】物体吸收热量后，温度不一定升高，如晶体熔化时要不断吸热，但温度不变，选项A错误；物体温度改变时，物体分子的平均动能一定改变，选项B错误；布朗运动不是液体分子的热运动，而是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，选项C错误；当物体处在平衡位置时，分子间的作用力为零，若分子间的距离大于r0，此时减小两分子间的距离，分子间的作用力可能减小，选项D正确．【答案】D10.如图所示，是氧气分子在0 ℃和100 ℃下的速率分布图线，由图可知( )A．随着温度升高，氧气分子的平均速率变小B．随着温度升高，每一个氧分子的速率都增大C．随着温度升高，氧气分子中速率小的分子所占比例增大D．同一温度下，氧气分子速率分布呈现“中间多，两头少”的规律【解析】根据图线可以看出，随着温度升高，氧气分子中速率大的分子所占比例增大，平均速率增大，同一温度下，氧气分子速率分布呈现“中间多、两头少”的规律，选项A、B、C错，D对．【答案】D11．关于分子间作用力和分子势能，下列叙述正确的是( )A．分子间距离增大时，分子间引力增大，斥力减小B．分子间距离减小时，分子间引力和斥力都增大C．物体的体积减小时，内部分子势能一定减小D．一个物体在分子间显引力时分子势能一定比显斥力时分子势能要大【解析】分子间距离增大时，分子间引力和斥力都减小，分子间距离减小时，分子间引力和斥力都增大，选项A错误，B正确；物体的体积减小时，内部分子势能不一定减小，如0℃的冰熔化成0℃的水的过程中要不断吸热，内能增大，而温度不变，分子动能不变，分子势能增大，选项C错误；当r＝r0时分子间作用力为零，分子势能最小，r<r0和r>r0时的分子势能大小关系不确定，选项D错误．【答案】B二、非选择题12．在“用油膜法估测分子的大小”实验中，用注射器将一滴油酸溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标纸上正方形小方格的边长为10 mm，该油酸膜的面积是________ m2；若一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是4×10－6mL，则油酸分子的直径是________ m．(上述结果均保留一位有效数字)。
高考物理一轮复习 第1讲分子动理论 内能课件 新人教版选修3-3
归纳领悟 1．平衡态与状态参量 (1)系统：把所研究的对象称为系统。 (2)物理学中描述物体状态的常用参量为压强、体积、温 度。通常用体积描述其几何性质，用压强描述其力学性质， 用温度描述其热学性质。 (3)平衡态：对于一个不受外界影响的系统，无论其初始 状态如何，经过足够长的时间后，必将达到一个宏观性质不 再随时间变化的状态，这种状态叫平衡态。
考点梳理
化学 性质的最小粒子，或是 1．分子是具有各种物质的_____ 原子 如金属)、或是_____( 分子 如有机物)。 离子 如盐类)、或是_____( _____(
2．用油膜法测得分子直径(有机物质的大分子除外)的数
－10 量级为10 _____m ，说明分子的体积极其微小。
10－27～10－28 。 3．一般分子质量的数量级为_____________kg
(1)3.3×1021个
(2)3.9×10－10m
[解析]
(1)这滴水珠中含有的水分子数约为：
－7
1.0×103×1×10 m N＝ M NA＝ 1.8×10－2 个。
×6.02×1023个＝3.3×1021
4 d3 M (2)建立水分子的球体模型，有： π( ) ＝ρN 3 2 A 则分子的直径d＝ 3 6M － ＝3.9×10 10m。 πρNA
运动将使它们散开，是分子之间的相互作用力使分子聚集在一
起。 (1)固体中：分子的作用力比较强大，绝大部分分子被束缚 在平衡位置附近做微小振动。
(2)液态中：分子力的作用已不能把分子束缚在固定的平衡 位置附近，平衡位置是变化的，分子还不能分散远离。 (3)气态中：分子无规则运动剧烈，分子的作用力微弱，分
选修3-3 第1节 分子动理论 内能(高中物理习题)
高三一轮物理复习（人教版）选修 3—3 第1节 分子动理论 内能1．下列说法中正确的是A ．液体中悬浮微粒的布朗运动是做无规则运动的液体分子撞击微粒而引起的B ．物体的温度越高，其分子的平均动能越大C ．物体里所有分子动能的总和叫做物体的内能D ．扩散现象说明分子间存在斥力，也能够说明分子间存在空隙解析 布朗运动是液体分子撞击微粒不平衡引起的，故A 正确；物体的温度越高，分子的平均动能越大，B 正确；物体里所有分子动能和分子势能的总和叫做物体的内能，故C 错误；扩散现象是分子的运动，不能说明分子间存在斥力，但能说明分子间有间隙，D 错误．答案 AB2．假如全世界60亿人同时数1 g 水的分子个数，每人每小时可以数5 000个，不间断地数，则完成任务所需时间最接近(阿伏加德罗常数N A 取6×1023 mol －1)A ．10年B ．1千年C ．10万年D ．1千万年解析 1 g 水的分子个数N ＝118×N A ≈3×1022个，则完成任务所需时间 t ＝N 60×108×5 000×365×24年≈105年． 答案 C3．2009年10月，从中东开往欧洲某国的石化产品运输船触礁沉没，大量含有苯毒的物质流入大海．设这些物质的平均密度为0.88×103 kg /m 3，且不溶于水，因而在海面形成单分子”苯膜”，那么1 kg 苯毒物质污染的海洋面积约为A ．103 m 2B ．105 m 2C ．107 m 2D ．109 m 2解析 油膜的厚度d 即为分子直径，大约为10－10 m .所以S ＝V d ＝m ρd≈107 m 2，C 正确． 答案 C图1－54．如图1－5所示，纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小，横坐标表示两个分子间的距离，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e 为两曲线的交点，则下列说法正确的是A ．ab 为斥力曲线，cd 为引力曲线，e 点横坐标的数量级为10－10m B ．ab 为引力曲线，cd 为斥力曲线，e 点横坐标的数量级为10－10mC ．若两个分子间距离大于e 点的横坐标，则分子间作用力表现为斥力D ．若两个分子间距离越来越大，则分子势能亦越来越大解析 e 点横坐标等于分子平衡距离r 0，应为10－10m ，在平衡距离之内，分子斥力大于分子引力，分子力表现为斥力，则ab 为引力曲线，cd 为斥力曲线，所以A 错误，B 正确；当两分子间距离大于e 点的横坐标，即r ＞r 0时表现为引力，C 错误；在r ＜r 0时，当两分子间距离增大时，斥力做正功，分子势能减小，D 错误．答案 B5．若以μ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，ρ为在标准状态下水蒸气的密度，N A 为阿伏加德罗常数，m 、Δ分别表示每个水分子的质量和体积，下面是四个关系式：①N A ＝Vρm ②ρ＝μN A Δ③m ＝μN A ④Δ＝V N A其中A ．①和②都是正确的B ．①和③都是正确的C ．③和④都是正确的D ．①和④都是正确的解析 水蒸气的摩尔体积与其密度的乘积是摩尔质量，摩尔质量除以一个分子的质量得阿伏加德罗常数，所以①表达式正确；②表达式得到的不是水蒸气的密度，而是水的密度，则②不正确；③式是摩尔质量与阿伏加德罗常数的比值，可求得一个分子的质量，它对固、液、气三种状态下的物体求分子的质量都适用，所以③正确；④表达式求每个分子的体积，该式只适用于固体、液体，不适用于气体，则④不正确．综上可得只有B选项正确．答案B6．1 g 100 ℃的水与1 g 100 ℃的水蒸气相比较，下述说法中正确的是A．分子的平均动能与分子的总动能都相同B．分子的平均动能相同，分子的总动能不同C．分子的总动能相同，但分子的势能总和不同D．内能相同解析温度相同则它们的分子平均动能相同；又因为1 g水和1 g水蒸气的分子数相同，因而它们的分子总动能相同，A正确、B错误；当100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气时，要吸收热量，内能增加，由于分子的总动能相同，所以分子的势能总和变大，C正确，D错误．答案AC7.如图3所示,两个接触面平滑的铅柱压紧后悬挂起来,下面的铅柱不脱落,主要原因是A.铅分子做无规则热运动B.铅柱受到大气压力作用C.铅柱间存在万有引力作用D.铅柱间存在分子引力作用解析：考查分子力、大气压力、万有引力之间的区别。
高考物理一轮复习 第十一章 热学 第1节 分子动理论 内能习题详解课件 新人教版选修3-3
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3．解析：扩散现象说明了分子在不停地做无规则运动，选项 A 正确；布朗运动是液体分子无规则运动的反映，不是液体分 子的运动，选项 B 错误；在分子之间距离从平衡位置开始增 大时，分子间作用力先增大后减小，选项 C 错误；物体的温 度越高，分子运动越激烈，分子平均动能增大，并非每个分 子的动能都一定越大，选项 D 错误。
第 1 节 分子动理论 内能
宏观·循图忆知 6．02×1023 小颗粒 0 引力 斥力 t＋273.15 平均动能 距离 体积 动能 温度 体积 微观·易错判断 (1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)× (6)√ (7)×
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要点一 典例：解析：(1)水的摩尔体积为 Vm＝Mρ ＝11.8.0××1100－32m3/mol＝1.8×10－5 m3/mol 水分子数 N＝VVNmA＝1.0×103×1.81×0－160×－56.0×1023≈3×1025 个
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[针对训练] 1．解析：本题考查分子间作用力以及分子势能随分子间距离变化
关系，意在考查考生对该部分知识的了解情况。当 r＝r0 时， 分子间作用力 f＝0，分子势能 Ep 最小，排除 A、C、D，选 B。 答案：B
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2．解析：由 Ep-r 图可知：在 r>r0 阶段，当 r 减小时 F 做正功，分子势能减小，分 子动能增加，故 A 正确；在 r<r0 阶段， 当 r 减小时 F 做负功，分子势能增加， 分子动能减小，故 B 错误；在 r＝r0 时，分子势能最小，但 不为零，动能最大，故 C 正确，D 错误；在整个相互接近 的过程中，分子动能和势能之和保持不变，故 E 正确。 答案：ACE
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高考物理一轮总复习 第1讲 热学 分子动理论、内能课件 新人教版选修33
2.分子的热运动 （1）布朗运动： ①永不停息、_无__规__则__运动。 ②颗粒越小，运动越_明__显__。 ③温度越高，运动越_激__烈__。 ④运动轨迹不确定，只能用不同时刻的位置连线确定_微__粒__做 无规则运动。 ⑤不能直接观察分子的无规则运动，而是用悬浮的_固__体__小__颗__粒__ 的无规则运动来反映液体分子的无规则运动。 （2）热运动：物体分子永不停息地_无__规__则__运动，这种运动跟 温度_A_（A.有关 B.无关）。
(3)用滴管（或注射器）向量筒中滴入n滴配制好的油酸酒精溶
液，使这些溶液的体积恰好为1 mL，算出每滴油酸酒精溶液的
体积 V0
1 n
mL。
(4)用滴管（或注射器）向水面上滴入一滴配制好的油酸酒精
溶液，油酸就在水面上慢慢散开，形成单分子油膜。
(5)待油酸薄膜形状稳定后，将一块较大的玻璃板盖在浅盘
上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上。
【思考辨析】 （1）分子质量的数量级一定为10-26 kg。( ) （2）布朗运动的激烈程度与温度有关。( ) （3）分子间斥力随分子间距的增大而增大。( ) （4）-33 ℃=240 K。( ) （5）分子动能指的是由于分子定向移动具有的能。( ) （6）当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大 而增大。( )
（3）分子力随分子间距离的变化图像如图所示。
知识点 2 温度是分子平均动能的标志、内能 Ⅰ 1.温度 一切达到_热__平__衡__的系统都具有相同的温度。 2.两种温标 摄氏温标和热力学温标。 关系：T=_t_+_2_7_3_._1_5_K。
3.分子的动能 （1）分子动能是_分__子__热__运__动__所具有的动能； （2）分子热运动的平均动能是所有分子热运动的动能的 平均值，_温__度__是分子热运动的平均动能的标志； （3）分子热运动的总动能是物体内所有分子热运动动能的 _总__和__。
高考物理总复习 第1节 分子动理论 内能练习(含解析)(选修3-3)-人教版高三选修3-3物理试题
第1节分子动理论内能1.(多项选择)布朗运动是生物学家布朗首先发现的物理现象,成为分子动理论和统计力学开展的根底.如下关于布朗运动的说法正确的答案是( CDE )A.布朗运动就是小颗粒分子的运动B.悬浮在液体中的小颗粒不停地无规如此互相碰撞是产生布朗运动的原因C.在尽量排除外界影响的情况下(如振动、液体对流等),布朗运动依然存在D.布朗运动的激烈程度与颗粒大小、温度有关E.布朗运动说明了小颗粒周围液体或气体分子是运动的解析:布朗运动是固体颗粒的运动,为宏观运动,不是分子运动,故A错误;悬浮小颗粒受到周围液体分子的无规如此碰撞,假设各个方向的碰撞效果不平衡,就导致了小颗粒的布朗运动,故B 错误;布朗运动的剧烈程度受外界因素的影响,但布朗运动始终是存在的,故C正确;温度越高,液体分子的无规如此运动越剧烈,布朗运动也就越明显,颗粒越小,在某一瞬间跟它相撞的分子数越少,撞击的不平衡性越明显,布朗运动越明显,D正确;布朗运动说明了小颗粒周围的液体或气体分子的运动,故E正确.2.(2018·湖北孝感期中)(多项选择)如下说法正确的答案是( ABE )A.气体扩散现象明确了气体分子的无规如此运动B.气体温度升高,分子的平均动能一定增大C.布朗运动就是分子的热运动D.当分子间作用力表现为斥力时,分子势能随分子间距离的减小而减小E.当分子间作用力表现为引力时,分子势能随分子间距离的减小而减小解析:气体扩散现象明确了气体分子在做无规如此运动,A正确;温度越高,分子的平均动能越大,B正确;布朗运动是悬浮在液体中微粒的运动,它是液体分子无规如此热运动的反映,选项C 错误;当分子间作用力表现为斥力时,分子势能随分子间距离的减小而增大,表现为引力时分子势能随分子间距离的减小而减小,选项D错误,E正确.3.(多项选择)阿伏加德罗常数为N A,某物质的摩尔质量为M(kg/mol),该物质的密度为ρ(kg/m3),如此如下表示中正确的答案是( BDE )A.1 kg该物质所含的分子个数是ρN AB.1 kg该物质所含的分子个数是N AC.该物质1个分子的质量是D.该物质1个分子占有的空间是E.该物质的摩尔体积是解析:1 kg该物质的物质的量为,所含分子数目为N=N A×=,故A错误,B正确;每个分子的质量为m0==,故C错误;每个分子所占体积为V0==,故D正确;该物质的摩尔体积为,故E正确.4.(多项选择)如下列图,用F表示两分子间的作用力,E p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( BCE )A.F不断增大B.F先增大后减小C.E p不断减小D.E p先增大后减小E.F对分子一直做正功解析:分子间的作用力是矢量,其正负不表示大小;分子势能是标量,其正负表示大小.读取图像信息知,10r0变为r0的过程中,F先增大后变小至0,E p如此不断减小,故B,C正确,A,D错误;该过程中,始终为引力,如此F做正功,故E正确.5.(多项选择)现在有质量是18 g的水、18 g的水蒸气和32 g的氧气,在它们的温度都是100 ℃时( ACE )A.它们的分子数目一样,分子的平均动能一样B.它们的分子数目一样,分子的平均动能不一样,氧气的分子平均动能大C.它们的分子数目一样,它们的内能不一样,水蒸气的内能比水大D.它们的分子数目不一样,分子的平均动能一样E.它们的分子数目一样,分子的平均速率不同解析:三种物质的物质的量一样,故分子数目一样,三种物质的温度一样,分子平均动能一样,故A正确,B,D错误;100 ℃时,水蒸气的分子势能大于水的分子势能,分子平均动能一样,故水蒸气的内能比水的内能大,C正确;因为它们的分子质量不同,所以平均速率不同,E 正确.6.(多项选择)如下说法正确的答案是( ADE )A.只要知道水的摩尔质量和水分子的质量,就可以计算出阿伏加德罗常数B.悬浮微粒越大,在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多,布朗运动越明显C.在使两个分子间的距离由很远(r>10-9 m)减小到很难再靠近的过程中,分子间作用力先减小后增大,分子势能不断增大D.温度升高,分子热运动的平均动能一定增大,但并非所有分子的速率都增大E.物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度有关解析:N A=,A正确.悬浮微粒越大,在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多,受力越趋于平衡,布朗运动越不明显,B错误.在使两个分子间的距离由很远(r>10-9 m)减小到很难再靠近的过程中,分子间作用力先增大后减小再增大,分子势能先减小后增大,C错误.温度升高,分子的平均动能增大,但并不是每个分子的速率都增大,只是速率大的分子比例较大,D,E正确.7.(多项选择)如下说法正确的答案是( ADE )A.铁块熔化成铁水的过程中,温度不变,内能增大B.物体运动的速度增大,如此物体中分子热运动的平均动能增大,物体的内能增大C.A,B两物体接触时有热量从物体A传到物体B,这说明物体A的内能大于物体B的内能D.A,B两物体的温度一样时,A,B两物体的内能可能不同,分子的平均速率也可能不同E.两个系统处于热平衡时,它们一定具有一样的温度解析:铁块熔化成铁水的过程中,虽然温度不变,但要吸热,所以内能增大,A正确;机械运动的速度增大,与分子热运动的动能无关,故B错误;A,B两物体接触时,有热量从物体A传到物体B,这说明物体A的温度高于物体B的温度,C错误;A,B两物体的温度一样时,只能说A和B的分子平均动能一样,内能可能不同,并且由于A和B的分子质量可能不同,分子平均速率也可能不同,D正确;由热平衡的定义知,E正确.8.(多项选择)如下说法正确的答案是( CDE )A.布朗运动是液体分子的运动,它说明了分子在永不停息地做无规如此运动B.温度是分子平均动能的标志,温度较高的物体每个分子的动能一定比温度较低的物体分子的动能大C.物体体积增大,分子势能可能减小D.某气体的摩尔质量为M,摩尔体积为V m,密度为ρ,用N A表示阿伏加德罗常数,如此每个气体分子的质量m0=,每个气体分子平均占据的空间V0=E.当分子间的距离变小时,分子间的作用力可能增大,也可能减小解析:布朗运动是液体中悬浮小颗粒的运动,反映了液体分子的无规如此热运动,故A错误;温度是分子平均动能的标志,温度较高的物体分子平均动能较大,但由于分子的运动是无规如此的,因此不是每个分子的动能都比温度较低的物体分子的动能大,B错误;物体体积增大,分子势能可能减小,例如,0 ℃的水结冰,体积增大,分子势能减小,C正确;应用m0=计算出的是每个气体分子的质量,应用V0=计算出的是每个气体分子所占空间的体积,D正确;当分子间的距离变小时,分子力可能减小,也可能增大,故E正确.9.(2018·四川成都高三期末)在“用油膜法估测油酸分子的大小〞的实验中,有如下实验步骤:①往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水,待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上.②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待油膜形状稳定.③将画有油膜形状的玻璃板平放在方格纸上,计算出油膜的面积,根据油酸的体积和油膜的面积计算出油酸分子直径的大小.④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内每增加一定体积时的滴数,由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积.⑤将玻璃板放在浅盘上,然后用彩笔将油膜的形状描绘在玻璃板上.完成如下填空:(1)上述步骤中,正确的顺序是(填写步骤前面的数字).(2)将1 cm3的油酸溶于酒精,制成300 cm3的油酸酒精溶液;测得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴.现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上,测得所形成的油膜的面积是0.13 m2.由此估算出油酸分子的直径为m (结果保存一位有效数字).解析:(1)实验前需先测量配置好的一滴油酸酒精溶液的体积;再将痱子粉均匀撒在盛有水的浅盘内;待痱子粉稳定后将一滴油酸溶液滴在撒有痱子粉的水面上;等到油膜的形状稳定后描绘油膜的轮廓;再利用方格纸计算油膜的面积,最后计算分子直径.故本实验的正确顺序是④①②⑤③.(2)一滴油酸酒精溶液中油酸的体积为V=× m3=SD,其中S=0.13 m2,故油酸分子的直径D==5×10-10 m.答案:(1)④①②⑤③(2)5×10-1010.石墨烯是目前发现的最薄、最坚硬、导电导热性能最强的一种新型纳米材料.1 g石墨烯展开后面积可以达到 2 600 m2,试计算每 1 m2的石墨烯所含碳原子的个数.(阿伏加德罗常数N A=6.0×1023 mol-1,碳的摩尔质量M=12 g/mol,计算结果保存两位有效数字)解析:1 g石墨烯展开后面积可以达到2 600 m2,如此1 m2石墨烯的质量m= g,如此1 m2石墨烯所含碳原子个数N=N A=×6×1023=1.9×1019个.答案:1.9×1019个11.(多项选择)两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示,曲线与r轴交点的横坐标为r0.相距很远的两分子在分子力作用下,由静止开始相互接近.假设两分子相距无穷远时分子势能为零,如下说法正确的答案是( ACE )A.在r>r0阶段,F做正功,分子动能增加,势能减小B.在r<r0阶段,F做负功,分子动能减小,势能也减小C.在r=r0时,分子势能最小,动能最大D.在r=r0时,分子势能为零E.分子动能和势能之和在整个过程中不变解析:由E p r图可知,在r>r0阶段,当r减小时F做正功,分子势能减小,分子动能增加,选项A 正确;在r<r0阶段,当r减小时F做负功,分子势能增加,分子动能减小,选项B错误;在r=r0时,分子势能最小,但不为零,动能最大,选项C正确,D错误;在整个相互接近的过程中,分子动能和势能之和保持不变,选项E正确.12.由于分子间存在着分子力,而分子力做功与路径无关,因此分子间存在与其相对距离有关的分子势能.如下列图为分子势能E p随分子间距离r变化的图像,取r趋近于无穷大时E p为零.通过功能关系可以从分子势能的图像中得到有关分子力的信息,如此如下说法正确的答案是( D )A.假设将两个分子从r=r2处释放,它们将相互远离B.假设将两个分子从r=r2处释放,它们将相互靠近C.假设将两个分子从r=r1处释放,它们的加速度先增大后减小D.假设将两个分子从r=r1处释放,当r=r2时它们的速度最大解析:由图可知,两个分子从r=r2处的分子势能最小,如此分子之间的距离为平衡距离,分子之间的作用力恰好为0.结合分子之间的作用力的特点可知,当分子间距离等于平衡距离时,分子力为零,分子势能最小,所以假设将两个分子从r=r2处释放,它们既不会相互远离,也不会相互靠近,故A,B错误;由于r1<r2,可知分子在r=r1处时分子之间的作用力表现为斥力,释放后分子之间的距离将增大,分子力减小,加速度减小,分子力做正功,分子的速度增大;当分子之间的距离大于r2时,分子之间的作用力表现为引力,随距离的增大,分子力做负功,分子的速度减小,所以当r=r2时它们的速度最大,故C错误,D正确.13.(2016·卷,20)雾霾天气是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述,是特定气候条件与人类活动相互作用的结果.雾霾中,各种悬浮颗粒物形状不规如此,但可视为密度一样、直径不同的球体,并用PM10、PM2.5分别表示球体直径小于或等于10 μm,2.5 μm的颗粒物(PM 是颗粒物的英文缩写).某科研机构对地区的检测结果明确,在静稳的雾霾天气中,近地面高度百米的范围内,PM10的浓度随高度的增加略有减小,大于PM10 的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小,且两种浓度分布根本不随时间变化.据此材料,以下表示正确的答案是( C )A.PM10表示直径小于或等于1.0×10-6 m的悬浮颗粒物B.PM10受到的空气分子作用力的合力始终大于其受到的重力C.PM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动D.PM2.5浓度随高度的增加逐渐增大解析:PM10表示直径小于或等于10 μm的颗粒物,而10 μm=1.0×10-5 m,PM10受到的空气分子作用力的合力时刻发生变化,并不一定始终大于重力;PM10和大悬浮颗粒物在空中漂浮,其原因是受到空气分子撞击不平衡的结果;由于雾霾天气的形成与人类活动相关,如此距地面高度越低,PM2.5浓度应越大,应当选项C正确.14.(2019·山东烟台高三月考)很多轿车为了改善夜间行驶时的照明问题,在车灯的设计上选择了氙气灯,因为氙气灯灯光的亮度是普通灯灯光亮度的3倍,但是耗电量仅是普通灯的一半,氙气灯使用寿命如此是普通灯的5倍,很多车主会选择含有氙气灯的汽车.假设氙气充入灯头后的容积V=1.6 L,氙气密度ρ=6.0 kg/m3,氙气摩尔质量M= 0.131 kg/mol,阿伏加德罗常数N A=6×1023 mol-1.试估算:(结果保存一位有效数字)(1)灯头中氙气分子的总个数N;(2)灯头中氙气分子间的平均距离.解析:(1)设氙气的物质的量为n,如此n=,氙气分子的总个数N=N A=4×1022个.(2)每个分子所占的空间为V0=,设分子间平均距离为a,如此有V0=a3,如此a==3×10-9 m.答案:(1)4×1022个(2)3×10-9 m。
高考物理一轮复习 选修3-3 1 分子动理论 内能练习(含解析)-人教版高三选修3-3物理试题
分子动理论内能考点一微观量估算的两种建模方式【典例1】(多项选择)钻石是首饰和高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为ρ(单位为kg/m3)，摩尔质量为M(单位为g·mol-1)，阿伏加德罗常数为N A。
1克拉=0.2克，如此( )A.a克拉钻石所含有的分子数为B.a克拉钻石所含有的分子数为C.每个钻石分子直径的表达式为(单位为m)D.每个钻石分子直径的表达式为(单位为m)E.每个钻石分子的质量为【通型通法】1.题型特征：分子模型的构建。
2.思维导引：【解析】选A、C、E。
a克拉钻石物质的量(摩尔数)为n=，所含分子数为N=nN A=，选项A正确；钻石的摩尔体积V=(单位为m3/mol)，每个钻石分子体积为V0==，设钻石分子直径为d，如此V0=π()3，联立解得d=(单位为m)，选项C正确；根据阿伏加德罗常数的意义知，每个钻石分子的质量m=，选项E正确。
【多维训练】氙气灯在亮度、耗能与寿命上都比传统灯有优越性。
某轿车的灯泡的容积V=1.5mL，充入氙气的密度ρ=5.9kg/m3，摩尔质量M=0.131kg/mol，阿伏加德罗常数N A=6×1023mo l-1，试估算灯泡中：(结果均保存一位有效数字)(1)氙气分子的总个数；(2)氙气分子间的平均距离。
【解析】(1)设氙气的物质的量为n，如此n=，氙气分子的总个数N=N A=×6×1023 mol-1≈4×1019个。
(2)每个分子所占的空间为V0=设分子间平均距离为a，如此有V0=a3，如此a=≈3×10-9 m。
答案：(1)4×1019个(2)3×10-9 m1.两种分子模型：(1)球体模型(适用于固体、液体)：一个分子体积V0=π()3=πd3，d为分子的直径。
(2)立方体模型(适用于气体)：一个分子占据的平均空间V0=d3，d为分子的间距。
2.宏观量与微观量的计算：量可求量摩尔体积V mol分子体积V0=(适用于固体和液体) 分子占据体积V占=(适用于气体)摩尔质量M mol分子质量m0=体积V和摩尔体积V mol分子数目n=N A(适用于固体、液体和气体)质量m和摩尔质量M mol分子数目n=NA【加固训练】(2020·泉州模拟)据环保部门测定，在地区沙尘暴严重时，最大风速达到12m/s，同时大量的微粒在空气中悬浮。
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【走向高考】2016届高三物理一轮复习 第1讲分子动理论 内能习题 新人教版选修3-3一、选择题1．若以μ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，ρ为在标准状态下水蒸气的密度，NA 为阿伏加德罗常数，m 、Δ分别表示每个水分子的质量和体积，下面是四个关系式：①NA ＝ρV m ②ρ＝μNAΔ ③m ＝μNA ④Δ＝V NA其中( ) A ．①和②都是正确的B ．①和③都是正确的C ．③和④都是正确的D ．①和④都是正确的[答案] B [解析] 由NA ＝μm ＝ρV m，故①③对，因水蒸气为气体，水分子间的空隙体积远大于分子本身体积，即V ≫NA·Δ，④不对，而ρ＝μV ≪μNA·Δ，②也不对，故B 项正确。
2．(2014·大纲全国)对于一定量的稀薄气体，下列说法正确的是( )A ．压强变大时，分子热运动必然变得剧烈B ．保持压强不变时，分子热运动可能变得剧烈C ．压强变大时，分子间的平均距离必然变小D ．压强变小时，分子间的平均距离可能变小[答案] BD[解析] 本题考查气体压强的微观意义要明确在微观上，气体的压强由单位体积内的分子数和分子的平均动能决定。
压强变大平均动能不一定增大，分子间的平均距离也不一定减小，A 、C 正确，由于压强由单位体积内的分子数和平均动能共同决定，所以B 、D 选项正确。
本题可以根据压强的微观表达式p ＝23nEk 分析。
3．(2014·北京理综)下列说法中正确的是( )A ．物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大B ．物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大C ．物体温度降低，其内能一定增大D ．物体温度不变，其内能一定不变[答案] B[解析] 本题考查温度与分子平均动能和内能的关系，要明确温度是平均动能的标志，分子平均动能由温度决定，温度越高，平均动能越大，A 错，B 对。
内能包括分子动能和分子势能。
温度发生变化，内能不一定变化，C 、D 不正确。
解答本题要明确，平均动能由温度决定，内能由温度、体积和分子数共同决定。
4．(2014·山东理综)如图，内壁光滑、导热良好的气缸中用活塞封闭有一定质量的理想气体。
当环境温度升高时，缸内气体( )A ．内能增加B ．对外做功C ．压强增大D ．分子间的引力和斥力都增大[答案]AB[解析]气体的内能只与温度有关，温度升高，内能增大，选项A正确；气体体积增大，对外做功，选项B正确；气体的压强不变，选项C错误；理想气体不考虑分子间的引力和斥力，选项D错误。
5．(2014·陕西长安一中、高新一中、交大附中等五校二模)以下说法正确的是()A．无论什么物质，只要它们的摩尔数相同，就含有相同的分子数B．分子引力不等于分子斥力时，违背了牛顿第三定律C．1g氢气和1g氧气含有的分子数相同，都是6.02×1023个D．阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到的尘埃的运动就是布朗运动[答案] A[解析]任何相互作用的物体间都遵循牛顿第三定律，选项B错误；每个氢气分子的质量小于每个氧气分子的质量，故1g氢气比1g氧气分子数目多，选项C错误；阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到的尘埃的运动是受到外界影响而产生的，并不是布朗运动，选项D错误。
6．(2014·河北唐山一模)如图为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线。
下列说法正确的是()A．当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力B．当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力C．当r等于r1时，分子间势能Ep最小D．当r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做正功[答案]BD[解析]由图象可知分子间距离为r2时分子势能最小，r2是分子的平衡距离，当0<r<r2时，分子力为斥力，当r>r2时分子力为引力，A错误；当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力，B正确；当r等于r2时，分子间的作用力为零，故C错误；在r由r1变到r2的过程中，分子力为斥力，分子间距离增大，分子间的作用力做正功，D正确。
7．(2014·福建理综)如图，横坐标v表示分子速率，纵坐标f(v)表示各等间隔速率区间的分子数占总分子数的百分比。
图中曲线能正确表示某一温度下气体分子麦克斯韦速率分布规律的是()A．曲线①B．曲线②C．曲线③ D．曲线④[答案] D[解析]分子速率分布曲线是正态分布，一定温度下气体分子速率很大和很小的占总分子数的比率都很少，呈现“中间多，两头少”的规律，只有曲线④符合实际情况。
本题易错选B，注意到曲线上速率为零的分子占有总分子数的比率是某一值，这是不可能的，因为分子在做永不停息的无规则热运动。
8．(2014·江西二模)如图所示，纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小，横坐标表示两个分子间的距离，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e为两曲线的交点，则下列说法正确的是()A ．ab 为斥力曲线，cd 为引力曲线，e 点横坐标的数量级为10－10mB ．ab 为引力曲线，cd 为斥力曲线，e 点横坐标的数量级为10－10mC ．若两个分子间距离增大，则分子势能也增大D ．由分子动理论可知：温度相同的氢气和氧气，分子平均动能相同E ．质量和温度都相同的氢气和氧气(视为理想气体)，氢气的内能大[答案] BDE[解析] 在F －r 图象中，随着距离的增大斥力比引力变化的快，所以ab 为引力曲线，cd 为斥力曲线，当分子间的距离等于分子直径数量级时，引力等于斥力，e 点是平衡间距点，横坐标的数量级为10－10m ，A 错误，B 正确。
如果分子间距大于平衡距离，分子力是引力，当两个分子间距离增大，分子力做负功，则分子势能也增大；如果分子间距小于平衡距离，分子力是斥力，当两个分子间距离增大，分子力做正功，则分子势能减少，C 错误。
温度是分子热运动平均动能的标志，故温度相同，氢气和氧气分子平均动能相同，D 正确。
温度是分子热运动平均动能的标志，质量和温度都相同的氢气和氧气，单个分子平均动能相等，但氢气分子个数多，故氢气的内能大，E 正确。
二、非选择题9．某物质的摩尔质量为M ，密度为ρ，阿伏伽德罗常数为NA ，则该物质每个分子的质量m0＝__________，每个分子的体积V0＝__________，单位体积内所含的分子数n ＝__________。
[答案] M/NA M/ρNA ρNA/M[解析] 因为1mol 的任何物质中都含有NA 个分子数，则NA·m0＝M即 m0＝M NA ， 设该物质质量为m ，体积为V ，则ρ＝m V得 V0＝m0ρ＝M/NA ρ＝M ρNA该1mol 物质的体积为Vmol ，那么它对应的分子数为NA 。
而1mol 物质的体积为Vmol ＝M ρ那么每单位体积所具有的分子数为n ＝NA Vmol ＝NA M/ρ＝ρNA M10．如图所示，地球是太阳系从内到外的第三颗行星。
已知地球半径约为6.4×106m ，空气的摩尔质量约为29×10－3kg/mol ，一个标准大气压约为1.0×105Pa 。
利用以上数据估算出地球表面大气在标准状况下的体积为多少？(g 取9.8m/s2)[答案] 4×1018m3[解析] 大气压是由大气重量产生的，大气压强p ＝mg S ＝mg 4πR2代入数据可得地球表面大气质量m ＝5.2×1018kg标准状况下1mol 气体的体积为V ＝22.4×10－3m3故地球表面大气体积为V′＝m m0V ＝5.2×101829×10－3×22.4×10－3m3＝4×1018m3。
11．用长度放大600倍的显微镜观察布朗运动，估计放大后的小颗粒(碳)体积为0.1×10－9m3，碳的密度为 2.25×103kg/m3，摩尔质量是 1.2×10－2kg/mol ，阿伏加德罗常数为6.0×1023mol －1，则该小碳粒含分子数约为多少个？(取一位有效数字)[答案] 5×1010个[解析] 设小颗粒的边长为a ，则放大600倍后，其体积为V ＝(600a)3＝0.1×10－9m3，实际体积为V′＝a3＝10－16216m3 质量为m ＝ρV′＝2524×10－15kg 含分子数为n ＝2524×10－151.2×10－2×6.0×1023＝5×1010(个) 12．一滴水的体积为1.2×10－5cm3，如果放在开口容器中，由于蒸发每分钟跑出的水分子数为6.0×108个，需要多长时间跑完？[答案] 6.7×108min[解析] 水的摩尔体积为V ＝1.8×10－5m3/mol一滴水中含水分子个数为N ＝V′V NA ＝1.2×10－5×10－61.8×10－5×6.02×1023＝4.0×1017(个) 水分子跑完的时间为t ＝N n ＝4.0×10176.0×108＝6.7×108(min) 我们知道，在开口容器中蒸发掉一滴水，根本不需要6.7×108min 的时间，原因在于实际生活中每分钟跑出的水分子个数比6.0×108还要多得多。
13．空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器(铜管)液化成水，经排水管排走，空气中水分越来越少，人会感觉干燥。
若有一空调工作一段时间后，排出液化水的体积V ＝1.0×103cm3。
已知水的密度ρ＝1.0×103kg/m3、摩尔质量M ＝1.8×10－2kg/mol ，阿伏加德罗常数NA ＝6.0×1023mol －1。
试求：(结果均保留一位有效数字)(1)该液化水中含有水分子的总数N ；(2)一个水分子的直径d 。
[答案] (1)3×1025 (2)4×10－10m[解析] (1)水的摩尔体积为：V0＝M ρ＝1.8×10－21.0×103m3/mol ＝1.8×10－5m3/mol 水分子数：N ＝VNA V0＝1.0×103×10－6×6.0×10231.8×10－5≈3×1025(个)(2)建立水分子的球模型有V0NA＝16πd3得水分子直径d＝36V0πNA＝36×1.8×10－53.14×6.0×1023m＝4×10－10m。