人教版高中物理选修3-3　第七章分子动理论课后习题讲解课件（共25张PPT）

(共25张PPT)
7.1物体是由大量分子组成
课后习题讲解
人教版高中物理选修3-3第七章分子动理论
问题与练习解答：
1、一片很薄的均匀塑料薄膜放在盐水中、把盐水密度调节为12×103kg/m3时薄膜能在盐水中悬浮。用天平測出尺寸为10cmX20cm的这种薄膜的质量是36g，请计算这种薄膜的厚度。
解：
由于薄膜能在盐水中悬浮，可知薄膜的密度与盐水的密度相等，所以薄膜的体积：
又V=sd
带入数据得：
2、在做“用油膜法传测分子的大小”实验时，每104mL油酸酒精溶液中有纯油酸6mL。用注射器测得75滴这样的溶液为1mL。把1这样的溶液滴入的浅盘里、把玻璃板盖在浅盘上并描画出油酸膜如图所示。图中正方形小方格的边长为1cm。
(1)1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少?
(2)油酸膜的画是多少?
(3)按以上数据，估算油酸分子的大小。
解（1）：
1mL油酸酒精溶液中含有纯油酸体积为：
1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积为：
（2）小方格的面积：
S1=10-2×10-2m2=10-4m2
小方格的个数n=114
油酸膜的面积为：
S=nS1=114×10-4m2=1.14×10-2m2
（3）油酸分子的直径：
带入数据得：
3、把铜分子看成球形，试估算铜分子的直径。已知铜的密
度为8.9×103kg/m3，铜的摩尔质量为6.4×10-2kg/mol。
解：
1摩尔铜所占体积：
1摩尔铜所含铜原子的个数n=6.02×1023，即每个铜原子所占的体积：
球体的体积：
直径d=2R=2.8×10-10m
4、在标准状态下，氧气分子之间的平均距离是多少?已知氧气的摩尔质量为3.2×10-2kg/mol，1mol气体处于标准状态时的体积是2.24×10-2m3。
解：
设气体分子模型为立方体，边长为L，则：
V=NAL3
7.2分子的热运动
课后习题讲解
问题与练习解答：
1、请你通过一个日常生活中的扩散现象来说明：温度越高，分子运动越激烈。
也可向等量的冷水和热水中加入等量的红糖，如不加搅动，热水会较快变甜。这些现象都说明温度越高，分子运动越激烈。
将1滴红墨水分别滴入等量的冷水和热水中，会发现热水变为一杯均匀的红水的速度快。
解：
2、以下关于布朗运动的说法是否正确?说明道理。
（1）布朗运动就是分子的无规则运动。
（2）布朗运动证明，组成固体小颗粒的分子在做无规则运动。
（3）一锅水中撒一点胡椒粉，加热时发现水中的胡叔粉在翻滚。这说明温度越高布朗运动越激烈。
（4）在显微鏡下可以观察到煤油中小粒灰尘的布朗运动，这说明煤油分子在做无规则运动。
（4）正确，它受到液体分子频繁碰撞，而出现了布朗运动，这说明煤油分子在做无规则运动。
（1）错，布朗运动是悬浮在液体中微粒的无规则运动，显微镜中看到的是颗粒的无规则运动，不是液体分子的无规则运动。
解：
（2）错，布朗运动形成的原因是由于液体分子对悬浮微粒无规则撞击引起的，所以布朗运动是液体分子无规则运动的反映，不是组成固体小颗粒的分子在做无规则运动。
（3）错，是水的对流引起的，不是布朗运动。
3、小张在显微镜下观察水中悬浮的细微粉笔末的运动。他把小颗粒每隔一定时间的位置记录在坐标纸上，于是得出结论:固体小颗粒的无规则运动证明水分子的运动是无规则的。小李不同意小张的结论，他认为:“小颗粒沿着笔直的折线运动，说明水分子在短时间内的运动是规则的，否则小颗粒怎么会沿直线运动?”对此，说说你的看法。
小李的说法是错误的，图中的折线是粉笔末在不同时刻的位置的连线，即不是固体颗的运动轨迹，也不是分子的运动轨迹。图中的折线没有规则，说明粉笔末的运动是无规则的，分子的运动是无规则的。
解：
7.3分子间的作用力
课后习题讲解
问题与练习解答：
1、请描述：当两个分子间的距离由小于r0逐渐増大，直至远大于r0时，分子间的引力如何变化?分子间的斥力如何变化?分子间引力与斥力的合力又如加何变化?
第三阶段，由合力为引力最大值时两分子间的距离到10r0的过程，斥力和引力均减小，斥力仍比引力减小得快，斥力小于引力，斥力和引力的合力为引力但合力值逐渐减小。
解：
第一个阶段，由小于r0逐渐增大到等于r0的过程，引力和斥力均减小，斥力比引力减小的快。由于斥力大于引力，斥力和引力的合力表现为斥力。
第二阶段，由r0逐渐增大到合力中引力最大所对应的分子间距离的过程，引力和斥力均减小，斥力小于引力，斥力和引力的合力表现为引力而且合力值逐渐增大。
2、当两个分子间的距离由r0逐渐増大时，分子间相互作用力的合力会出现一个极大值。你能否用实际生活中宏观现象的例子说明分子间相互作用的合力的确存在着这样的极大值?
在拉断一根铅丝的过程中，所用的力必须达到一定限度，小于这个限度就不能把铅丝拉断。
解：
3、为什么物体能够被压缩，但压缩得越小，进一步压编就越困难?
组成物体的分子之间是有空隙的，用力压物体，物体内分子间的距离缩小，表现出物体具有可压缩性。随着分子间距离的缩小，分子间的斥力会迅速增大，当压缩到一定程度时，斥力与外力平衡，进一步压缩就很困难了。
解：
4、把一块洗净的玻璃板予在橡皮筋的下端，使玻璃板水平地接触水面。如果你想使玻璃板离开水面，向上拉橡皮筋的力必须大于玻璃板的重量。动手做一做，并解释为什么。
　　玻璃板离开水面后，可以看到玻璃板下表面上仍有水，说明玻璃板离开水时，水层发生断裂。
　 水分子发生分裂时，由于玻璃分子和水分子、水分子之间存在引力，外力要要克服这些分子引力，造成外界拉力大于玻璃板的重力。
解：
7.4温度和温标
课后习题讲解
问题与练习解答：
1、“在测定某金属块的比热容时，先把质量已知的金属块放在沸水中加热。经过一段时间后把它迅速放入质量已知、温度已知的水中，并用温度计测量水的温度。当水温不再上升时，这就是金属块与水的共同温度。根据实验数据就可以计算金属块的比热容。
以上这我叙述中，哪个地方涉及了“平衡态”和“热平衡”的概念?
③金属块放入质量已知、温度已知的水中，并用温度计测水温，当水温不再升高，这时金属块系统、水系统和温度计系统温度相同，分别处于平衡态，这三个系统两两之间也达到了热平衡。
解：
①金属块未放入沸水前，它们分别处于平衡态；
②金属块放在沸水中，经过一段时间后，这时金属块系统和沸水系统温度相同，分别处于平衡态，这两个系统之间也达到了热平衡；
2、天气预業地目的最高气温是27℃，它是多少开尔文?进行低温物理的研究时热力学温度是2.5K，它是多少摄氏度?
解：
（1）已知t=27℃带入
T = t + 273.15
T=27+273.15=300.15K
（2）已知T=2.5K带入
T = t + 273.15
2.5 = t + 273.15
t= -270.65oC
3、已知某物理量X与热力学温度T成正比，请把这个关系用等式表示出来。现在用摄氏温度t来表示温度，这个关系式又该怎样写?分别画出X一T图象和X-t图象的草图。
用摄氏温度表示为：X=k（273.15+t）。
解：
X=kT
4、图甲表示某全属丝的电阻R随摄氏温度变化的情况。把这段全属丝与电池、电流表联起来(图乙)，用这段金属丝做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，于是就得到一个最简单的电阻温度计。请判断:如果电池的电动势和内阻都是不变的，电流表上代表t1，t2的两点，哪个应标在电流比较大的刻度上。
解：
7.5内能课后习题讲解
问题与练习解答：
1、两个相同的小球连在一条弹簧的两端，弹簧的自然长度是l。
（1）这个系统的弹性势能何时最小?
（2）如果把弹簧拉长，放开时小球的运动是使系统的弹性势能増大还是减小?如果把弹压缩后再放开呢?
（3）两分子之同距离为r0时共引力与斥力相等、分子在某个动过中它们的距由大于r0变为小于r0，请对照以上弹簧模型分析两分子势能变化的情形。
(3)两分子间距离由大于r0逐渐减小于r0的过程中，分子力表现为引力，分子力做正
功，两分子势能减小；两分子间距离由r0再减小时，分子力表现为斥力，分子力做负功，两分子势能增大。综合以上分析可知两分子势能先减小后增大，两分子间距离等于r0时分子势能最小。
解：
(1)弹簧无压缩也无伸长时，即弹无形变时l，系统的弹性势能最小。
(2)放开时弹力做正功，小球的运动使系统的势能减小。如果把弹簧压缩，放开时弹力做正功，小球的运动使系统的势能也减小。
2、两个静止的电荷间也有势能，这是电势能。如果以无穷远处的电势能为0，当两个同号电荷的距离为r时，电势能是正值还是负值?它们运动的趋势将使系统的能变大还是变小?如果是两个异号电荷呢?
两个同号电荷间的作用力为斥力，当两电荷移动到无穷远处时，静电力做正功，电势能减小，而无穷远处的电势能为零，则两个同号电荷的距离为r时，电势能是正值。由于静电力使它们有远离趋势，静电力做正功，电势能减小。
如果是两个异号电荷，静电力为引力，使它们有靠近趋势，静电力做正功，电势能减小。
解：
3、飞机从地面由静止起飞，随后在高空做高速航行。有人说:“在这段时间内，飞机中来客的势能、动能都增大了，他的所有分子的动能和势能也都増大了，因此乘客的内能增大了，”这种说法对吗?为什么?
解：
(1)物体动能与质量和速度有关;速度越大动能越大，质量越大动能也越大;
(2)物体质量越大、举得越高，重力势能就越大;
(3)内能:物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。
内能与机械能不同：
机械能是宏观的，是物体作为一个整体运动所具有的能量，它的大小与机械运动有关。
内能是微观的，是物体内部所有分子做无规则运动的能的总和。内能大小与分子做无规则运动快慢及分子作用有关。这种无规则运动是分子在物体内的运动，而不是物体的整体运动。
所以这种说法是错误的，飞机中乘客的势能、动能都增大时，他的所有分子的动能和势不变。