高中物理人教版3本冊(cè)總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí)模塊專題專題2

一、阿伏加德羅常數(shù)及相關(guān)估算問題阿伏加德羅常數(shù)NA是聯(lián)系宏觀量和微觀量的橋梁，在已知宏觀物理量的基礎(chǔ)上，往往可借助NA計(jì)算出某些微觀物理量，有關(guān)計(jì)算主要有：1．已知物質(zhì)的摩爾質(zhì)量M，可以求得物質(zhì)分子的質(zhì)量m＝eq\f(M,NA).2．已知物質(zhì)的摩爾體積V，可以求得物質(zhì)分子的體積V0＝eq\f(V,NA)(此式只適用于固、液體的計(jì)算，對(duì)氣體來說求得的是分子平均占有的空間體積)．3．物質(zhì)分子個(gè)數(shù)的計(jì)算，一般先算出物質(zhì)的量n，則總個(gè)數(shù)為N＝nNA.[復(fù)習(xí)過關(guān)]1．已知地球的半徑為×103km，水的摩爾質(zhì)量為×10－2kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)為×1023mol－1.設(shè)想將1kg水均勻地分布在地球表面，則1cm2的地球表面上分布的水分子數(shù)目約為()A．7×103個(gè) B．7×106個(gè)C．7×1010個(gè) D．7×1012個(gè)答案B解析1kg水中的水分子總數(shù)：n＝eq\f(m,M)NA＝eq\f(1,×10－2)××1023個(gè)≈×1025個(gè)．地球表面積：S＝4πR2＝4×××106)2m2≈5×1018cm2，則1cm2的地球表面上分布的水分子數(shù)：n′＝eq\f(n,S)≈7×106個(gè)，故選項(xiàng)B正確．2．空調(diào)在制冷過程中，室內(nèi)空氣中的水蒸氣接觸蒸發(fā)器(銅管)液化成水，經(jīng)排水管排走，空氣中水分越來越少，人會(huì)感覺干燥．某空調(diào)工作一段時(shí)間后，排出液化水的體積為V，水的密度為ρ，摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則液化水中水分子的總數(shù)N和水分子的直徑d分別為()A．N＝eq\f(M,ρVNA)，d＝eq\r(3,\f(6M,πρNA))B．N＝eq\f(ρVNA,M)，d＝eq\r(3,\f(πρNA,6M))C．N＝eq\f(ρVNA,M)，d＝eq\r(3,\f(6M,πρNA))D．N＝eq\f(M,ρVNA)，d＝eq\r(3,\f(πρNA,6M))答案C解析水的摩爾體積Vmol＝eq\f(M,ρ)水分子數(shù)n＝eq\f(V,Vmol)NA＝eq\f(ρVNA,M)將水分子看成球形，由eq\f(Vmol,NA)＝eq\f(1,6)πd3，解得水分子直徑為d＝eq\r(3,\f(6M,πρNA)).故選C.3．(多選)一般物質(zhì)分子非常小，分子質(zhì)量也非常小，科學(xué)家采用摩爾為物質(zhì)的量的單位，實(shí)現(xiàn)了微觀物理量與宏觀物理量間的換算.1摩爾的任何物質(zhì)都含有相同的粒子數(shù)，這個(gè)數(shù)量稱為阿伏加德羅常數(shù)NA，通過下列條件可以得出阿伏加德羅常數(shù)的是()A．己知水分子的體枳和水的摩爾質(zhì)量B．己知水的摩爾質(zhì)量和水分子的質(zhì)量C．已知氧氣分子的質(zhì)量和氧氣的摩爾質(zhì)量D．己知氧氣分子的體積和氧氣的摩爾體積答案BC解析已知水分子體積和水的摩爾質(zhì)量，不能求出阿伏加德羅常數(shù)，故A錯(cuò)誤；用水的摩爾質(zhì)量除以水分子的質(zhì)量可以求解阿伏加德羅常數(shù)，故B正確；氧氣的摩爾質(zhì)量除以氧氣分子的質(zhì)量等于阿伏加德羅常數(shù)，故C正確；氣體分子間隙較大，利用氧氣分子占據(jù)空間的體積和氧氣的摩爾體積，不可求出阿伏加德羅常數(shù)．故D錯(cuò)誤；故選B、C.二、擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動(dòng)和分子熱運(yùn)動(dòng)1．分子熱運(yùn)動(dòng)：分子永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)．(1)宏觀表現(xiàn)：布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象．(2)特點(diǎn)：①永不停息．②運(yùn)動(dòng)無規(guī)則．③溫度越高，分子的熱運(yùn)動(dòng)越激烈．2．?dāng)U散現(xiàn)象是分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的直接結(jié)果，是分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的宏觀表現(xiàn)．(1)擴(kuò)散現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，氣態(tài)物質(zhì)的擴(kuò)散現(xiàn)象最快、最顯著，液態(tài)次之，固態(tài)物質(zhì)的擴(kuò)散現(xiàn)象最慢，短時(shí)間內(nèi)非常不明顯．(2)在兩種物質(zhì)一定的前提下，擴(kuò)散現(xiàn)象發(fā)生的明顯程度與物質(zhì)的溫度有關(guān)，溫度越高，擴(kuò)散現(xiàn)象越顯著．(3)擴(kuò)散現(xiàn)象發(fā)生的明顯程度還受到“已進(jìn)入對(duì)方”的分子濃度的限制，當(dāng)濃度低時(shí)，擴(kuò)散現(xiàn)象較為顯著．3．布朗運(yùn)動(dòng)間接反映了液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)．(1)布朗運(yùn)動(dòng)不是液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，也不是固體顆粒分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，而是固體小顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)．(2)布朗運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的原因不是外界因素造成的，如加熱、對(duì)流、重力等都不能形成布朗運(yùn)動(dòng)，布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)撞擊固體小顆粒形成的．(3)布朗運(yùn)動(dòng)是永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，實(shí)驗(yàn)中的折線是固體顆粒的位置連線，不代表顆粒運(yùn)動(dòng)的軌跡．[復(fù)習(xí)過關(guān)]4．下列說法正確的是()A．溫度升高時(shí)，物體內(nèi)每個(gè)分子的熱運(yùn)動(dòng)速度都增大B．布朗運(yùn)動(dòng)是在顯微鏡中看到的液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)C．布朗運(yùn)動(dòng)雖不是分子運(yùn)動(dòng)，但它證明了組成固體顆粒的分子在做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)D．?dāng)U散現(xiàn)象可以在液體、氣體中進(jìn)行，也可以在固體中發(fā)生答案D解析溫度升高時(shí)，物體內(nèi)分子的熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能增大，故平均速度增大，不是每個(gè)分子的速度都增大，故A錯(cuò)誤；布朗運(yùn)動(dòng)是在顯微鏡中看到的固體顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，不是液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，而是液體分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映，故B錯(cuò)誤；布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中固體微粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，是由大量分子撞擊引起的，反應(yīng)了液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；擴(kuò)散現(xiàn)象可以在液體、氣體中進(jìn)行，也能在固體中發(fā)生，故D正確．5．(多選)下列四種現(xiàn)象中，屬于擴(kuò)散現(xiàn)象的有()A．雨后的天空中懸浮著很多的小水滴B．海綿吸水C．在一杯開水中放幾粒鹽，整杯水很快就會(huì)變咸D．把一塊煤貼在白墻上，幾年后鏟下煤后發(fā)現(xiàn)墻中有煤答案CD解析擴(kuò)散現(xiàn)象是指兩種不同的分子互相滲透到對(duì)方中去的現(xiàn)象，它是分子運(yùn)動(dòng)引起的．天空中的小水滴不是分子，小水滴是由大量水分子組成的，這里小水滴懸浮于空氣中并非分子運(yùn)動(dòng)所為，故A項(xiàng)不對(duì)．同樣海綿吸水也不是分子運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，故B項(xiàng)也不對(duì)．而整杯水變咸是鹽分子滲透到水分子之間所致，墻中有煤也是煤分子滲透的結(jié)果，故C、D項(xiàng)正確．6．下列關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)的敘述，正確的是()A．固體小顆粒做布朗運(yùn)動(dòng)是由于固體小顆粒內(nèi)部的分子運(yùn)動(dòng)引起的B．液體的溫度越低，懸浮小顆粒的運(yùn)動(dòng)越緩慢，當(dāng)液體的溫度降到零攝氏度時(shí)，固體小顆粒的運(yùn)動(dòng)就會(huì)停止C．被凍結(jié)在冰塊中的小炭粒不能做布朗運(yùn)動(dòng)是因?yàn)楸械乃肿硬贿\(yùn)動(dòng)D．固體小顆粒做布朗運(yùn)動(dòng)是由于液體分子對(duì)小顆粒的碰撞引起的答案D解析固體小顆粒的布朗運(yùn)動(dòng)是由于液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)引起的，故A錯(cuò)誤，D正確；溫度越低，小顆粒的運(yùn)動(dòng)由于液體分子的運(yùn)動(dòng)減慢而減慢，但即使降到零攝氏度，液體分子還是在運(yùn)動(dòng)的，布朗運(yùn)動(dòng)是不會(huì)停止的，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；被凍結(jié)在冰塊中的小炭粒不能做布朗運(yùn)動(dòng)是因?yàn)槭芰ζ胶猓皇怯捎谒肿硬贿\(yùn)動(dòng)(水分子不可能停止運(yùn)動(dòng)，因?yàn)闊徇\(yùn)動(dòng)是永不停息的)，故C項(xiàng)錯(cuò)誤．三、分子力曲線和分子勢(shì)能曲線的比較和應(yīng)用分子力隨分子間距離的變化圖象與分子勢(shì)能隨分子間距離的變化圖象非常相似，但卻有著本質(zhì)的區(qū)別．1．分子力的變化由分子力與分子間距的關(guān)系圖判斷，如圖1所示；圖12．判斷分子勢(shì)能的變化有兩種方法：①看分子力做功情況；②直接由分子勢(shì)能與分子間距離的關(guān)系圖線判斷，如圖2所示，但要注意r＝r0是分子勢(shì)能最小的點(diǎn)．圖2[復(fù)習(xí)過關(guān)]7．如圖3所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O，乙分子位于x軸上，甲分子對(duì)乙分子的作用力與兩分子間距離的關(guān)系如圖中曲線所示，F(xiàn)＞0為斥力，F(xiàn)＜0為引力，a、b、c、d為x軸上四個(gè)特定的位置，現(xiàn)把乙分子從a處由靜止釋放，若規(guī)定無限遠(yuǎn)處分子勢(shì)能為零，則()圖3A．乙分子在b處勢(shì)能最小，且勢(shì)能為負(fù)值B．乙分子在c處勢(shì)能最小，且勢(shì)能為負(fù)值C．乙分子在d處勢(shì)能一定為正值D．乙分子在d處勢(shì)能一定小于在a處勢(shì)能答案B解析(1)由于乙分子由靜止開始，在ac間一直受到甲分子的引力而做加速運(yùn)動(dòng)，引力做正功，分子勢(shì)能一直在減小，到達(dá)c點(diǎn)時(shí)所受分子力為零，加速度為零，速度最大，分子動(dòng)能最大，分子勢(shì)能最小為負(fù)值；(2)到達(dá)c點(diǎn)后乙分子繼續(xù)向甲分子靠近，由于分子力為斥力，故乙分子做減速運(yùn)動(dòng)，直到速度減為零，設(shè)到達(dá)d點(diǎn)后返回，故乙分子運(yùn)動(dòng)范圍在ad之間；(3)在分子力表現(xiàn)為斥力的那一段cd上，隨分子間距的減小，乙分子克服斥力做功，分子力、分子勢(shì)能隨間距的減小一直增加．8．(多選)如圖4所示為兩分子系統(tǒng)的勢(shì)能Ep與兩分子間距離r的關(guān)系曲線，下列說法正確的是()圖4A．當(dāng)r＞r1時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為引力B．當(dāng)r＜r1時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力C．當(dāng)r＝r1時(shí)，分子間的作用力為零D．在r由r1變到r2的過程中，分子間的作用力做負(fù)功E．當(dāng)r＜r1時(shí)，隨著r的減小，分子勢(shì)能增大，分子間相互作用的引力和斥力也增大答案BE解析從分子勢(shì)能圖象可知，當(dāng)0＜r＜r2時(shí)，分子間表現(xiàn)為斥力，當(dāng)r＞r2時(shí)，表現(xiàn)為引力，故A錯(cuò)誤；當(dāng)r＜r1時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力，故B正確；由圖可知，當(dāng)r＝r2時(shí)分子勢(shì)能最??；當(dāng)分子勢(shì)能最小時(shí)，即r＝r2時(shí)分子間的引力等于斥力，分子間作用力為零，而不是r＝r1時(shí)作用力為零，故C錯(cuò)誤；在r由r1變到r2的過程中，分子間的作用力，即為斥力，做正功，故D錯(cuò)誤；當(dāng)r＜r1時(shí)，體現(xiàn)斥力，當(dāng)隨著r的減小，斥力做負(fù)功，則分子勢(shì)能增大，分子間相互作用的引力和斥力也增大，不過斥力增大較快，故E正確．9．(多選)如圖5所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O，乙分子位于x軸上，甲分子對(duì)乙分子的作用力與兩分子間距離的關(guān)系如圖5中曲線所示．F＞0為斥力，F(xiàn)＜0為引力．a(chǎn)、b、c、d為x軸上四個(gè)特定的位置．現(xiàn)把乙分子從a處由靜止釋放，則()圖5A．乙分子從a到b做加速運(yùn)動(dòng)，由b到c做減速運(yùn)動(dòng)B．乙分子從a到c做加速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)c時(shí)速度最大C．乙分子由a到c的過程中，兩分子間的分子勢(shì)能先減少后增大D．乙分子由b到d的過程中，兩分子間的分子勢(shì)能先減少后增大答案BD解析從a到c，分子力一直為引力，分子力一直做正功，分子乙一直做加速運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；乙分子由a到c，分子力為引力，分子力對(duì)乙做正功，乙做加速運(yùn)動(dòng)，c到d分子力為斥力，分子乙做減速運(yùn)動(dòng)，所以到達(dá)c點(diǎn)時(shí)速度最大．故B正確；乙分子由a到c的過程中，分子力一直做正功，故分子勢(shì)能一直減小，故C錯(cuò)誤；乙分子由b到d的過程中，分子力先做正功后做負(fù)功，分子勢(shì)能先減小后增大，故D正確．四、物體的內(nèi)能物體的內(nèi)能指物體中所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和．1．內(nèi)能的決定因素(1)從宏觀上看：物體內(nèi)能的大小由物體的摩爾數(shù)、溫度和體積三個(gè)因素決定．(2)從微觀上看：物體內(nèi)能的大小由組成物體的分子總數(shù)、分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能和分子間的距離三個(gè)因素決定．2．內(nèi)能與機(jī)械能的區(qū)別內(nèi)能是由大量分子的熱運(yùn)動(dòng)和分子間的相對(duì)位置所決定的能；機(jī)械能是物體做機(jī)械運(yùn)動(dòng)和物體形變所決定的能．物體的機(jī)械能在一定的條件下可以等于零，但物體的內(nèi)能不可能等于零，這是因?yàn)榻M成物體的分子在永不停息地做著無規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)，分子之間彼此有相互作用．在熱現(xiàn)象的研究中，一般不考慮物體的機(jī)械能．3．內(nèi)能與熱量的區(qū)別內(nèi)能是一個(gè)狀態(tài)量，一個(gè)物體在不同的狀態(tài)下有不同的內(nèi)能，而熱量是一個(gè)過程量，它表示由于熱傳遞而引起的內(nèi)能變化過程中轉(zhuǎn)移的能量，即內(nèi)能的改變量．如果沒有熱傳遞，就無所謂熱量，但此時(shí)物體仍有一定的內(nèi)能．例如，我們不能說“某物體在某溫度時(shí)具有多少熱量”．[復(fù)習(xí)過關(guān)]10．下列說法正確的是()A．溫度低的物體內(nèi)能一定小B．溫度低的物體分子運(yùn)動(dòng)的平均速率小C．溫度升高，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能一定增大，但并非所有分子的速率都增大D．分子距離增大，分子勢(shì)能一定增大答案C解析溫度低的物體分子平均動(dòng)能小，但如果物質(zhì)的量大，則內(nèi)能也可能大，故A錯(cuò)誤；溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度低的物體若分子的質(zhì)量小，平均速率不一定小，故B錯(cuò)誤；溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，是大量分子運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律．溫度升高，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能一定增大，但并非所有分子的速率都增大．故C正確；當(dāng)r＜r0時(shí)，分子力為斥力，分子距離增大時(shí)，分子勢(shì)能減小，D錯(cuò)誤．11．下列關(guān)于分子運(yùn)動(dòng)和熱現(xiàn)象的說法正確的是()A．氣體如果失去了容器的約束就會(huì)散開，這是因?yàn)闅怏w分子之間存在勢(shì)能的緣故B．一定量100℃的水變成100℃的水蒸氣，其分子平均動(dòng)能增加C．一定量氣體的內(nèi)能等于其所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和D．如果氣體溫度升高，那么所有分子的速率都增加答案C解析氣體分子間的距離比較大，甚至可以忽略分子間的作用力，分子勢(shì)能也就不存在了，所以氣體在沒有容器的約束下散開是分子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，所以A錯(cuò).100℃的水變成同溫度的水蒸氣，分子的平均動(dòng)能不變，所以B錯(cuò)誤．根據(jù)內(nèi)能的定義可知C正確．如果氣體的溫度升高，分子的平均動(dòng)能增大，熱運(yùn)動(dòng)的平均速率也增大，這是統(tǒng)計(jì)規(guī)律，但就每一個(gè)分子來講，速率不一