第一章

分子動理論高中物理人教版（2019）選擇性必修第三冊課后習題精講課件第一節(jié)分子動理論的基本內容課后習題精講1.把銅塊中的銅分子看成球形，且它們緊密排列，試估算銅分子的直徑。銅的密度為

，銅的摩爾質量為

。課本P61.答案

：解析：根據(jù)銅的密度

，銅的摩爾質量為

，可知

銅的分子數(shù)把銅分子看作球形，設其直徑為d，則1個銅分子所占的體積大約為

。因此有銅分子的直徑2.標準狀態(tài)下氧氣分子間的平均距離是多少？氧氣的摩爾質量為

氣體處于標準狀態(tài)時的體積為

。2.答案

解析：設在標準狀態(tài)下，1mol氧氣所占的空間為V，分子間的平均距離為r，所以，一個氧氣分子所占的空間

，分子間的平均距離3.以下關于布朗運動的說法是否正確？說明理由。（1）布朗運動就是分子的無規(guī)則運動。3.答案（1）錯誤。解析：（1）布朗運動是固體顆粒在流體（液體或氣體）分子的頻繁碰撞下所做的一種無規(guī)則運動。這些固體顆粒雖然要在光學顯微鏡下才能看到，但它們也是由大量分子組成的，屬于宏觀粒子，通過固體微粒的無規(guī)則運動可反映出液體（或氣體）分子運動的無規(guī)則性，但布朗運動本身不是分子運動，在光學顯微鏡下是看不到分子運動的。3.以下關于布朗運動的說法是否正確？說明理由。（2）布朗運動證明，組成固體小顆粒的分子在做無規(guī)則運動。3.答案（2）錯誤。解析：（2）布朗運動是固體小顆粒的運動，做布朗運動的每個固體小顆粒是由大量分子組成的，這些小顆粒在液體分子的頻繁碰撞下做無規(guī)則運動，通過小顆粒的無規(guī)則運動間接反映了液體或氣體分子的無規(guī)則運動。根據(jù)分子動理論可以知道，盡管組成固體小顆粒的分子在做無規(guī)則運動，但是，通過布朗運動我們無法推斷出組成固體小顆粒的分子是否在做無規(guī)則運動。（3）向一鍋水中撒一點胡椒粉，加熱時發(fā)現(xiàn)水中的胡椒粉在翻滾。這說明溫度越高布朗運動越劇烈。（4）在顯微鏡下可以觀察到煤油中小粒灰塵的布朗運動，這說明煤油分子在做無規(guī)則運動。3.答案（3）錯誤。（4）正確。（3）胡椒粉是由于熱水的對流而運動的，而對流是靠宏觀流動而實現(xiàn)的傳熱過程，在對流過程中伴有大量分子的定向移動。胡椒粉的翻滾是有一定規(guī)律的，它不是布朗運動。因此，此例不能說明溫度越高，布朗運動越劇烈。（4）在顯微鏡下觀察到煤油中小?；覊m的布朗運動，是小?；覊m受到煤油分子不停地碰撞的結果。通過小?；覊m運動的無規(guī)則性可以推知，煤油分子在做無規(guī)則運動。4.小張在顯微鏡下觀察水中懸浮的細微粉筆末的運動。他把小顆粒每隔一定時間的位置記錄在坐標紙上（如圖），于是得出結論：固體小顆粒的無規(guī)則運動證明水分子的運動是無規(guī)則的。小李不同意小張的結論，他認為：“小顆粒沿著筆直的折線運動，說明水分子在短時間內的運動是規(guī)則的，否則小顆粒怎么會沿直線運動？”對此，說說你的看法。4.答案：見解析解析：小李的觀點是錯誤的。圖中的折線，并非細微粉筆顆粒的運動軌跡，而是每隔一定時間細微粉筆顆粒所在位置的連線，即使在這段時間內，細微粉筆顆粒的運動也是極不規(guī)則的，我們根本不能畫出細微粉筆顆粒運動的軌跡。正因為細微粉筆顆粒在水分子不停地碰撞下所做的運動是無規(guī)則的，才能使我們認識到水分子運動的無規(guī)則性。5.請描述：當兩個分子間距離由

逐漸增大，直至遠大于

時，分子間的作用力表現(xiàn)為引力還是斥力？當兩個分子間距離由

逐漸減小，分子間的作用力表現(xiàn)為引力還是斥力？5.答案：見解析解析：利用分子間作用力與距離r的關系圖像來描述。當兩分子間距離由逐漸增大時，分子間引力和斥力均在減小，斥力比引力減小得快，但由于引力大于斥力，分子間的作用力表現(xiàn)為引力。當分子間距離達到遠大于時，引力和斥力均減小至接近于0，此時分子間作用力表現(xiàn)為。當兩個分子間距離由。逐漸減小時，分子間引力和斥力均在增大，且斥力比引力增大得快，所以斥力大于引力，故分子間的作用力表現(xiàn)為斥力。第二節(jié)實驗：用油膜法估測油酸分子的大小課后習題精講1.把一片很薄的均勻塑料薄膜放在鹽水中，調節(jié)鹽水的密度，使薄膜能在鹽水中懸浮，此時鹽水的密度為

。用天平測出尺寸為

的這種塑料薄膜的質量是36g，請計算薄膜的厚度。課本P91.答案解析：設薄膜質量為m、密度為

、面積為S、厚度為d，鹽水的密度為

，薄膜在鹽水中懸浮，表明薄膜和鹽水的密度相等，

。又因為

，所以2.“用油膜法估測油酸分子的大小”實驗，有兩個非常巧妙的設計，請你借鑒這兩個設計思路，完成以下實驗：（1）現(xiàn)需要在一個燒杯中倒入0.01g食鹽供以后做實驗用，但現(xiàn)有的電子秤最小只能稱1g的質量，怎么辦？請定量地、具體地說明操作的步驟。（2）有一小捆粗細均勻的細鐵絲，要較精確地測量細鐵絲的橫截面積，你認為應該怎樣測量？說出所需的器材和測量方法。2.答案（1）先量取1g食鹽，將其放入量筒中，加水至NmL（食鹽全部溶解），取水

溶液，將其加熱至食鹽全部析出。（其他方法合理也可）（2）測量方法：取一支鉛筆，將鐵絲密繞在鉛筆上N圈，用刻度尺測出這N圈在鉛筆上的長度L，則鐵絲的直徑

，則粗細均勻的細鐵絲的橫截面積

。所需器材：鉛筆、刻度尺。3.在做“用油膜法估測油酸分子的大小”實驗時，每

油酸酒精溶液中有純油酸1mL。用注射器測得58滴這樣的溶液為1mL。把1滴這樣的溶液滴入盛水的淺盤里，等油膜形狀穩(wěn)定后，把玻璃板蓋在淺盤上并描畫出油膜的輪廓，如圖所示。圖中正方形小方格的邊長為1cm。（1）1滴油酸酒精溶液中含有的純油酸的體積是多少？3.答案解析：（1）設1滴油酸酒精溶液中所含純油酸的體積為V，則。（2）油膜的面積是多少？（3）按以上數(shù)據(jù)，估算油酸分子的大小。3.答案

（2）

（3）解析：（2）由圖可知，油膜面積等于258個小格所占的面積，故油酸面積（3）油酸分子的直徑。第三節(jié)分子運動速率分布規(guī)律課后習題精講1.從宏觀上看，一定質量的氣體體積不變僅溫度升高或溫度不變僅體積減小都會使壓強增大。從微觀上看，這兩種情況有沒有區(qū)別？1.答案

氣體壓強從宏觀角度分析與氣體的溫度和體積有關系，從微觀角度分析與分子的平均動能和分子的數(shù)密度有關。從微觀角度看，一定質量的氣體體積不變，則分子的數(shù)密度不變，而溫度升高分子的平均動能增大，則壓強增大。若一定質量的氣體溫度不變，則分子的平均動能不變，而體積減小，則分子的數(shù)密度增大，氣體的壓強同樣會增大。所以從微觀上看，這兩種情況都能使氣體的壓強增大，但本質不同。課本P132.體積都是1L的兩個容器，裝著質量相等的氧氣，其中一個容器內的溫度是0℃，另一個容器的溫度是100℃。請說明：這兩個容器中關于氧分子運動速率分布的特點有哪些相同？有哪些不同？2.答案

0℃與100℃的氧氣分子運動速率分布特點的相同點有：①氧分子都在做無規(guī)則的熱運動、運動速率也有快有慢。②氧分子速率都呈“中間多、兩頭少”的分布。0℃與100℃的氧氣分子運動速率分布特點的不同點有：①氧分子在兩個溫度下具有最大比例的速率區(qū)間是不同的，0℃時速率在300~400m/s的分子最多，100℃時速率在400~500m/s的分子最多。②氧分子在兩個溫度下各速率區(qū)間占有比例也是不同的，100℃的氧氣，速率大的分子比例較多，分子平均速率比0℃的大。3.有甲、乙、丙、丁四瓶氫氣。甲的體積為V，質量為m，溫度為t，壓強為p。乙、丙、丁的體積、質量、溫度如下所述。（1）乙的體積大于V，質量、溫度和甲相同。試問：乙、丙、丁的壓強是大于p還是小于p？或等于p？請用氣體壓強的微觀解釋來說明。1.答案

從微觀角度分析，氣體壓強與分子的平均動能和分子的數(shù)密度有關。（1）乙的體積大于V，則乙中氫分子的數(shù)密度小于甲中氫分子的數(shù)密度。而兩者溫度相同，分子平均動能相同，所以乙的壓強小于p。（2）丙的溫度高于t，體積、質量和甲相同。（3）丁的質量大于m、溫度高于t，體積和甲相同。試問：乙、丙、丁的壓強是大于p還是小于p？或等于p？請用氣體壓強的微觀解釋來說明。1.答案

從微觀角度分析，氣體壓強與分子的平均動能和分子的數(shù)密度有關。（2）丙的溫度高于t，則丙中氫分子的平均動能大于甲中氫分子的平均動能，而兩者分子的數(shù)密度相同，所以丙的壓強大于p。（3）丁的質量大于m，分子數(shù)大于甲中氫分子數(shù)，體積相同，則丁中的分子的數(shù)密度大于甲中的分子的數(shù)密度，且丁中溫度高于t，則丁中氫分子平均動能也大于甲的，所以丁的壓強也大于p。4.我們知道，大量隨機事件的整體會表現(xiàn)出一定的規(guī)律性。例如，某一區(qū)域各輛共享單車的行駛方向是隨機事件，但大量隨機事件的統(tǒng)計結果就能顯示出一定的規(guī)律。某人想利用共享單車的大數(shù)據(jù)為本市規(guī)劃的幾條公交線路提供設計思路。圖顯示了共享單車停放位置的分布圖，共享單車的數(shù)據(jù)系統(tǒng)中也能記錄用戶每次使用共享單車的時間、路程等信息（如圖）。據(jù)此可以統(tǒng)計“在某區(qū)域、某時段沿不同道路騎行的人數(shù)”“在某區(qū)域、某時段沿某道路騎行超過1km、2km、3km的人數(shù)”等。你認為還可以統(tǒng)計哪些對規(guī)劃公交線路有價值的統(tǒng)計數(shù)據(jù)？請說出利用這些統(tǒng)計數(shù)據(jù)的思路。1.答案

解析：還可以統(tǒng)計騎車人的時間段等，從時間段上可以規(guī)劃公交車的始發(fā)時間、發(fā)車頻率等問題。第四節(jié)分子動能和分子勢能課后習題精講1.在一個密閉容器內有一滴15℃的水，過一段時間后，水滴蒸發(fā)變成了水蒸氣，溫度還是15℃。它的內能是否發(fā)生了變化？為什么？課本P161.答案解析：物體內能是物體內所有分子的動能和分子勢能的和，而分子動能取決于溫度，分子勢能與體積有關，所以密閉容器內有一滴15℃的水變?yōu)?5℃的水蒸氣時，質量不變，則分子的個數(shù)不變，溫度仍為15℃，則分子動能也不變，但分子間距離增大，分子勢能增大，所以，由水變?yōu)樗魵猓膬饶軕撌窃黾恿恕?.在一個真空的鐘罩中，用不導熱的細線懸吊一個鐵塊，中午時鐵塊的溫度是28℃，晚上鐵塊的溫度是23℃。鐵塊的內能是否發(fā)生了變化？為什么？2.答案

解析：鐵塊的質量不變，分子數(shù)沒有發(fā)生變化，鐵塊的溫度由28℃變?yōu)?3℃，溫度降低，分子平均動能減少了，鐵塊的體積沒有變化，則分子勢能不變。鐵塊的內能為鐵塊內所有分子的動能和分子勢能的和，故鐵塊內能減少了。3.有人說：“在高速列車的速度由小變大的過程中，列車上所有物體的動能都在增大，組成這些物體的分子的平均動能也在增大。既然溫度是分子平均動能的標志，因此，在這個過程中列車上物體的溫度是在升高的，只是升高得并不大，我們感覺不到而已?！蹦阏f對嗎？為什么？3.答案

解析：這種說法是不對的。分子熱運動的平均動能與物體做機械運動的動能無關，它取決于物體的溫度，宏觀運動物體動能增大，有可能溫度在降低，分子平均動能在減小。4.有人說：“當我們把一個物體舉高時，組成物體的每個分子的重力都做了負功，因此分子勢能增大，這就導致物體的內能增大，我們舉起物體所做的功，就等于物體內能的增加量?！蹦阏f對嗎？為什么？4.答案

解析：這種說法是不對的。物體的內能是物體內所有分子的動能和分子勢能的總和，而不是宏觀物體所具有的動能和勢能的和。當我們把一個物體舉高時，物體的溫度并沒有發(fā)生變化，所以分子平均動能不變，且分子間距離也沒有發(fā)生變化，所以分子勢能也不變，故物體內能并沒有增加，把物體舉高時，物體的重力做了負功，使物體的重力勢能增加了，但物體內能與重力勢能并無關系。章節(jié)末復習與提高A組課后習題精講1.為什么說任何物體都具有內能？物體的體積不變，溫度升高時，它的內能怎樣變化？課本P171.答案

解析：物體中所有分子的熱運動動能與分子勢能的總和，叫作物體的內能，由于組成物體的分子在不停地做無規(guī)則的熱運動，分子平均動能永遠不為零，所以說任何物體都具有內能。物體的體積不變，分子勢能不變，溫度升高時，分子平均動能增大，所以它的內能應該是增大的。2.當分子間距離為

時，分子間的作用力為0。分析當分子間的距離從

增大到

的過程中，分子間的作用力及分子勢能的大小是如何變化的？2.答案

依據(jù)圖像分子間距離從

增大至

過程中，分子力表現(xiàn)為斥力且減小，在

時減小為0，這個過程中，分子力做正功，分子勢能減小，在

時，勢能減小至最小。分子間距離從

增大至

過程中，分子力表現(xiàn)為引力，且先增大后減小，在

處接近為0，這個過程中，分子力做負功，分子勢能增大，在

處，勢能接近為0。3.鉆石是首飾以及高強度的鉆頭、刻刀等工具中的主要材料。設鉆石的密度為ρ，摩爾質量為M，阿伏伽德羅常數(shù)為

，請寫出質量為m的鉆石所含有的分子數(shù)，推導鉆石分子直徑的表達式（計算時可認為組成鉆石的分子是一個緊挨著一個的小球）。3.答案解析：設質量為m的鉆石所含有的分子數(shù)為n，則設鉆石分子直徑為d，則則

①單個鉆石分子的體積

②將②代入①得

4.氣體分子間的空隙很大，可將單個氣體分子平均占有的空間看作以下模型：將氣體所占的整個空間分成若干個小立方體，氣體分子位于每個小立方體的中心，小立方體的邊長為相鄰氣體分子間的平均距離。請按這種模型，估算氣體在標準狀態(tài)下分子間的平均距離。4.答案

解析：標準狀態(tài)下氣體的摩爾體積為22.4L/mol。設相鄰兩個氣體分子間的平均距離為d將每個氣體分子占有的空間看成立方體，則立方體的邊長近似等于分子間的平均距離。則則。章節(jié)末復習與提高B組課后習題精講1.地球到月球的平均距離為。已知鐵的摩爾質量為，密度為。若把鐵分子一個緊挨一個地單列排起來，筑成從地球通往月球的“分子大道”。求：（1）這條“分子大道”共需多少個鐵分子？課本P171.答案：（1）

個解析：設鐵分子的直徑為d，則“分子大道”所需鐵分子的個數(shù)

①將鐵分子看作球形

②而單個分子的體積

③

將③代入②得

。則分子大道需要的分子數(shù)

個

個1.地球到月球的平均距離為。已知鐵的摩爾質量為，密度為。若把鐵分子一個緊挨一個地單列排起來，筑成從地球通往月球的“分子大道”。求：（2）這條“分子大道”的質量為多少？課本P171.答案：（2）解析：（2）每個鐵分子的質量分子大道的分子總質量2.甲、乙、丙三位同學分別在三個實驗小組做“用油膜法估測油酸分子的大小”