第一章 分子动理论 章末复习 知识整合与能力提升(课件 学案)高中物理人教版(2019) 选择性必修 第三册

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第一章 分子动理论 章末复习 知识整合与能力提升(课件 学案)高中物理人教版(2019) 选择性必修 第三册

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第一章
章末复习 知识整合与能力提升
分子动理论
核心 目标 1.了解分子动理论,能运用概率统计的方法对热现象问题进行分析,并能恰当、合理地使用数据得出物理结论.
2.会做“用油膜法估测分子的大小”等实验,知道测量微观物理量的思想和方法,能处理数据并得出正确的结论.
核心知识 整合建构
素养生成 综合应用
分子动理论概念、现象的综合辨析
考点
1
   (2025·合肥八中月考)关于分子动理论和物体的内能,下列说法中正确的是 (  )
A.温度高的物体的平均动能一定大,内能也一定大
B.当分子间距增大时,分子间的作用力减小
C.当分子间的作用力表现为斥力时,分子势能随分子间距的减小而增大
D.当物体的体积增大时,物体的内能一定增大
1
C
解析:温度高的物体的分子平均动能一定大,但是内能不一定大,内能还与物体物质的量等有关,A错误;当分子间的距离增大时,分子间的作用力可能先增大,后减小,B错误;当分子间的作用力表现为斥力时,分子间距离的减小,作用力做负功,分子势能增大,C正确;当物体的体积增大时,分子间距离变大,分子势能改变,但不确定分子势能增大还是减小,即使分子势能增大,也不知道分子动能如何变化,也不能说明内能增大,D错误.
   (多选)关于扩散现象的四幅图片如图所示,下列关于这些图片的说法中错误的是 (  )
2




A.图甲中抽去玻璃板后由于二氧化氮密度较大,不会跑到上面的瓶中,所以上面瓶不会出现淡红棕色
B.图乙中墨汁和水彼此进入对方,温度越高,扩散越快,说明扩散快慢与温度有关
C.图丙中液溴变成溴蒸气,说明扩散现象只能在同种物质的不同状态之间发生
D.图丁说明扩散现象能在固体之间发生
AC
解析:题图甲中,由于扩散现象,二氧化氮气体会运动到上面的瓶中,最终整体呈淡红棕色,A错误;题图乙中墨汁和水彼此进入对方,通过对比知,墨汁在温水中比在冷水中扩散得快,说明扩散快慢与温度有关,B正确;扩散是不同种物质彼此进入对方的现象,不仅存在于液体与液体、气体与液体、气体与气体之间,同样也存在于固体与固体、气体与固体、液体与固体之间,C错误;题图丁说明扩散现象能在固体之间发生,D正确.
分子力、分子势能、分子速率分布曲线
考点
2
   (2025·合肥一中月考)(多选)如图所示,将甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上,甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示.F>0表示作用力表现为斥力,F<0表示作用力表现为引力,A、B、C、D为x轴上四个特定的位置,现把乙分子从A处由静止释放,设两分子间距离很远时,Ep=0.下列选项中分别表示乙分子的加速度、速度、动能、势能与两分子间距离的关系,其中一定错误的是 (   )
3
BCD
A
B
C
D
解析:由牛顿第二定律可知,加速度与力的大小成正比,方向与力的方向相同,知a-x图线的形状与F-x图线相同,A正确,不符合题意;题图中乙分子的运动方向始终不变,故B错误,符合题意;分子的动能不可能为负值,C错误,符合题意;乙分子从A处由静止释放,根据能量守恒,其分子势能不可能增大到正值,D错误,符合题意.
   (多选)下列说法中正确的是 (  )
4
CD




A.由图甲可知,状态②的温度比状态①的温度高
B.图乙为水中某花粉颗粒每隔一定时间位置的连线图,连线表示该花粉颗粒做布朗运动的轨迹
C.由图丙可知,当分子间的距离r>r0时,分子间的作用力先增大,后减小
D.由图丁可知,在r由r1变到r2的过程中分子力做正功
解析:由图甲可知,状态①速率大的氧气分子比例较大,所以状态①的温度比状态②的温度高,A错误;由于图乙中的位置是每隔一定时间记录的,所以位置的连线不能表示该花粉颗粒做布朗运动的轨迹,只能说明花粉颗粒运动的无规则性,B错误;由图丙可知,当分子间的距离r>r0时,分子间的作用力先增大,后减小,C正确;由图丁可知,在r由r1变到r2的过程中分子势能减小,分子力做正功.
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1.(2023·海南卷)如图所示为两分子靠近过程中的示意图,r0为分子间平衡位置.下列关于分子力和分子势能的说法中,正确的是 (  )
A.分子间距离大于r0时,分子间表现为斥力
B.分子从无限远靠近到距离r0处过程中分子势能变大
C.分子势能在r0处最小
D.分子间距离小于r0且继续减小时,分子势能在减小
解析:分子间距离大于r0,分子间表现为引力,分子从无限远靠近到距离r0处过程中,引力做正功,分子势能减小,则在r0处分子势能最小;继续减小距离,分子间表现为斥力,分子力做负功,分子势能增大.故选C.
C
2.(2025·江苏卷)一定质量的理想气体,体积保持不变.在甲、乙两个状态下,该气体分子速率分布图像如图所示.与状态甲相比,该气体在状态乙时 (  )
A.分子的数密度较大
B.分子间平均距离较小
C.分子的平均动能较大
D.单位时间内分子碰撞单位面积
器壁的次数较少
C
解析:根据题意,一定质量的理想气体,甲、乙两个状态下气体的体积相同,所以分子密度相同、分子的平均距离相同,A、B错误;根据题图可知,乙状态下气体速率大的分子占比较多,则乙状态下气体温度较高,则平均动能大,C正确;乙状态下气体平均速度大,密度相等,则单位时间内分子撞击容器壁次数较多,D错误.
3.(2020· 广东卷)分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示,r=r1时,F=0.分子间势能由r决定,规定两分子相距无限远时分子间的势能为零.若一分子固定于原点O,另一分子从距O点很远处向O点运动,在两分子间距减小到r2的过程中,势能________(填“减小”“不变”或“增大”);在间距由r2减小到r1的过程中,势能________ (填“减小”“不变”或“增大”);在间距等于r1处,势能________(填“大于”“等于”或“小于”)零.
减小
减小
小于
解析:从距O点很远处向O点运动,两分子间距减小到r2的过程中,分子间体现引力,引力做正功,分子势能减小;在r2→r1的过程中,分子间仍然体现为引力,引力做正功,分子势能减小;在间距等于r1之前,分子势能一直减小,取无限远处分子间势能为零,则在r1处分子势能小于零.
4.(2024·河北卷)如图所示,水平放置的密闭绝热汽缸被导热活塞分成左右两部分,左侧封闭一定质量的理想气体,右侧为真空,活塞与汽缸右壁中央用一根轻质弹簧水平连接.汽缸内壁光滑且水平长度大于弹簧自然长度,弹簧的形变始终在弹性限度内且体积忽略不计.活塞初始时静止在汽缸正中间,后因活塞密封不严发生缓慢移动,活塞重新静止后 (   )
A.弹簧恢复至自然长度
B.活塞两侧气体质量相等
C.与初始时相比,汽缸内气体的内能增加
D.与初始时相比,活塞左侧单位体积内气体分子数减少
ACD
解析:初始状态活塞受到左侧气体向右的压力和弹簧向左的弹力处于平衡状态,弹簧处于压缩状态.因活塞密封不严,可知左侧气体向右侧真空漏出.左侧气体压强变小,右侧出现气体,对活塞有向左的压力,最终左、右两侧气体压强相等,且弹簧恢复原长,A正确;由题知活塞初始时静止在汽缸正中间,但由于活塞向左移动,左侧气体体积小于右侧气体体积,则左侧气体质量小于右侧气体质量,B错误;密闭的汽缸绝热,与外界没有能量交换,但弹簧弹性势能减少了,可知气体内能增加,C正确;初始时气体在左侧,最终气体充满整个汽缸,则初始左侧单位体积内气体分子数比最终左侧的多,D正确.章末复习 知识整合与能力提升
核心 目标 1.了解分子动理论,能运用概率统计的方法对热现象问题进行分析,并能恰当、合理地使用数据得出物理结论.
2.会做“用油膜法估测分子的大小”等实验,知道测量微观物理量的思想和方法,能处理数据并得出正确的结论.
考点1 分子动理论概念、现象的综合辨析
 (2025·合肥八中月考)关于分子动理论和物体的内能,下列说法中正确的是( C )
A.温度高的物体的平均动能一定大,内能也一定大
B.当分子间距增大时,分子间的作用力减小
C.当分子间的作用力表现为斥力时,分子势能随分子间距的减小而增大
D.当物体的体积增大时,物体的内能一定增大
解析:温度高的物体的分子平均动能一定大,但是内能不一定大,内能还与物体物质的量等有关,A错误;当分子间的距离增大时,分子间的作用力可能先增大,后减小,B错误;当分子间的作用力表现为斥力时,分子间距离的减小,作用力做负功,分子势能增大,C正确;当物体的体积增大时,分子间距离变大,分子势能改变,但不确定分子势能增大还是减小,即使分子势能增大,也不知道分子动能如何变化,也不能说明内能增大,D错误.
 (多选)关于扩散现象的四幅图片如图所示,下列关于这些图片的说法中错误的是( AC )
   
   甲      乙    丙         丁
A.图甲中抽去玻璃板后由于二氧化氮密度较大,不会跑到上面的瓶中,所以上面瓶不会出现淡红棕色
B.图乙中墨汁和水彼此进入对方,温度越高,扩散越快,说明扩散快慢与温度有关
C.图丙中液溴变成溴蒸气,说明扩散现象只能在同种物质的不同状态之间发生
D.图丁说明扩散现象能在固体之间发生
解析:题图甲中,由于扩散现象,二氧化氮气体会运动到上面的瓶中,最终整体呈淡红棕色,A错误;题图乙中墨汁和水彼此进入对方,通过对比知,墨汁在温水中比在冷水中扩散得快,说明扩散快慢与温度有关,B正确;扩散是不同种物质彼此进入对方的现象,不仅存在于液体与液体、气体与液体、气体与气体之间,同样也存在于固体与固体、气体与固体、液体与固体之间,C错误;题图丁说明扩散现象能在固体之间发生,D正确.
考点2 分子力、分子势能、分子速率分布曲线
 (2025·合肥一中月考)(多选)如图所示,将甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上,甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示.F>0表示作用力表现为斥力,F<0表示作用力表现为引力,A、B、C、D为x轴上四个特定的位置,现把乙分子从A处由静止释放,设两分子间距离很远时,Ep=0.下列选项中分别表示乙分子的加速度、速度、动能、势能与两分子间距离的关系,其中一定错误的是( BCD )
   
    A       B       C       D
解析:由牛顿第二定律可知,加速度与力的大小成正比,方向与力的方向相同,知a-x图线的形状与F-x图线相同,A正确,不符合题意;题图中乙分子的运动方向始终不变,故B错误,符合题意;分子的动能不可能为负值,C错误,符合题意;乙分子从A处由静止释放,根据能量守恒,其分子势能不可能增大到正值,D错误,符合题意.
 (多选)下列说法中正确的是( CD )
      
     甲       乙       丙       丁
A.由图甲可知,状态②的温度比状态①的温度高
B.图乙为水中某花粉颗粒每隔一定时间位置的连线图,连线表示该花粉颗粒做布朗运动的轨迹
C.由图丙可知,当分子间的距离r>r0时,分子间的作用力先增大,后减小
D.由图丁可知,在r由r1变到r2的过程中分子力做正功
解析:由图甲可知,状态①速率大的氧气分子比例较大,所以状态①的温度比状态②的温度高,A错误;由于图乙中的位置是每隔一定时间记录的,所以位置的连线不能表示该花粉颗粒做布朗运动的轨迹,只能说明花粉颗粒运动的无规则性,B错误;由图丙可知,当分子间的距离r>r0时,分子间的作用力先增大,后减小,C正确;由图丁可知,在r由r1变到r2的过程中分子势能减小,分子力做正功.
1.(2023·海南卷)如图所示为两分子靠近过程中的示意图,r0为分子间平衡位置.下列关于分子力和分子势能的说法中,正确的是( C )
A.分子间距离大于r0时,分子间表现为斥力
B.分子从无限远靠近到距离r0处过程中分子势能变大
C.分子势能在r0处最小
D.分子间距离小于r0且继续减小时,分子势能在减小
解析:分子间距离大于r0,分子间表现为引力,分子从无限远靠近到距离r0处过程中,引力做正功,分子势能减小,则在r0处分子势能最小;继续减小距离,分子间表现为斥力,分子力做负功,分子势能增大.故选C.
2.(2025·江苏卷)一定质量的理想气体,体积保持不变.在甲、乙两个状态下,该气体分子速率分布图像如图所示.与状态甲相比,该气体在状态乙时( C )
A.分子的数密度较大
B.分子间平均距离较小
C.分子的平均动能较大
D.单位时间内分子碰撞单位面积器壁的次数较少
解析:根据题意,一定质量的理想气体,甲、乙两个状态下气体的体积相同,所以分子密度相同、分子的平均距离相同,A、B错误;根据题图可知,乙状态下气体速率大的分子占比较多,则乙状态下气体温度较高,则平均动能大,C正确;乙状态下气体平均速度大,密度相等,则单位时间内分子撞击容器壁次数较多,D错误.
3.(2020· 广东卷)分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示,r=r1时,F=0.分子间势能由r决定,规定两分子相距无限远时分子间的势能为零.若一分子固定于原点O,另一分子从距O点很远处向O点运动,在两分子间距减小到r2的过程中,势能__减小__(填“减小”“不变”或“增大”);在间距由r2减小到r1的过程中,势能__减小__ (填“减小”“不变”或“增大”);在间距等于r1处,势能__小于__(填“大于”“等于”或“小于”)零.
解析:从距O点很远处向O点运动,两分子间距减小到r2的过程中,分子间体现引力,引力做正功,分子势能减小;在r2→r1的过程中,分子间仍然体现为引力,引力做正功,分子势能减小;在间距等于r1之前,分子势能一直减小,取无限远处分子间势能为零,则在r1处分子势能小于零.
4.(2024·河北卷)如图所示,水平放置的密闭绝热汽缸被导热活塞分成左右两部分,左侧封闭一定质量的理想气体,右侧为真空,活塞与汽缸右壁中央用一根轻质弹簧水平连接.汽缸内壁光滑且水平长度大于弹簧自然长度,弹簧的形变始终在弹性限度内且体积忽略不计.活塞初始时静止在汽缸正中间,后因活塞密封不严发生缓慢移动,活塞重新静止后( ACD )
A.弹簧恢复至自然长度
B.活塞两侧气体质量相等
C.与初始时相比,汽缸内气体的内能增加
D.与初始时相比,活塞左侧单位体积内气体分子数减少
解析:初始状态活塞受到左侧气体向右的压力和弹簧向左的弹力处于平衡状态,弹簧处于压缩状态.因活塞密封不严,可知左侧气体向右侧真空漏出.左侧气体压强变小,右侧出现气体,对活塞有向左的压力,最终左、右两侧气体压强相等,且弹簧恢复原长,A正确;由题知活塞初始时静止在汽缸正中间,但由于活塞向左移动,左侧气体体积小于右侧气体体积,则左侧气体质量小于右侧气体质量,B错误;密闭的汽缸绝热,与外界没有能量交换,但弹簧弹性势能减少了,可知气体内能增加,C正确;初始时气体在左侧,最终气体充满整个汽缸,则初始左侧单位体积内气体分子数比最终左侧的多,D正确.

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