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分子動理論的基本內容課后習題精講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則運動可反映出液體（或氣體）分子運動的無規則性，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則運動，通過小顆粒的無規則運動間接反映了液體或氣體分子的無規則運動。根據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則運動。（3）向一鍋水中撒一點胡椒粉，加熱時發現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粒灰塵的布朗運動，是小粒灰塵受到煤油分子不停地碰撞的結果。通過小粒灰塵運動的無規則性可以推知，煤油分子在做無規則運動。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：固體小顆粒的無規則運動證明水分子的運動是無規則的。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則的，才能使我們認識到水分子運動的無規則性。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為斥力。第二節實驗：用油膜法估測油酸分子的大小課后習題精講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）現需要在一個燒杯中倒入0.01g食鹽供以后做實驗用，但現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。第三節分子運動速率分布規律課后習題精講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密度有關。（1）乙的體積大于V，則乙中氫分子的數密度小于甲中氫分子的數密度。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，而兩者分子的數密度相同，所以丙的壓強大于p。（3）丁的質量大于m，分子數大于甲中氫分子數，體積相同，則丁中的分子的數密度大于甲中的分子的數密度，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出一定的規律性。例如，某一區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計結果就能顯示出一定的規律。某人想利用共享單車的大數據為本市規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，共享單車的數據系統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）。據此可以統計“在某區域、某時段沿不同道路騎行的人數”“在某區域、某時段沿某道路騎行超過1km、2km、3km的人數”等。你認為還可以統計哪些對規劃公交線路有價值的統計數據？請說出利用這些統計數據的思路。1.答案

解析：還可以統計騎車人的時間段等，從時間段上可以規劃公交車的始發時間、發車頻率等問題。第四節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，水滴蒸發變成了水蒸氣，溫度還是15℃。它的內能是否發生了變化？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℃的水變為15℃的水蒸氣時，質量不變，則分子的個數不變，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，由水變為水蒸氣，它的內能應該是增加了。2.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℃。鐵塊的內能是否發生了變化？為什么？2.答案

解析：鐵塊的質量不變，分子數沒有發生變化，鐵塊的溫度由28℃變為23℃，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。”你說對嗎？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。”你說對嗎？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生變化，所以分子平均動能不變，且分子間距離也沒有發生變化，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。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下分子間的平均距離。4.答案

解析：標準狀態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。章節末復習與提高B組課后習題精講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”實驗，但都發生了操作錯誤。甲在配制油酸酒精溶液時，不小心把酒精倒多了一點，導致油酸酒精溶液的實際濃度比計算值小一些。乙在計算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液體積后，不小心拿錯了一個注射器把溶液滴在水面上，這個拿錯的注射器的針管比原來的粗，每滴油酸酒精溶液的體積比原來的大。丙在計算油膜面積時，把凡是半格左右的油膜都算成了一格，導致計算的面積比實際面積大一些。請分析：這三位同學的操作錯誤會導致實驗測得的油酸分子直徑偏大還是偏小？說明道理。3.全班每人都把4枚硬幣握在手中，在桌面上隨意投擲10次，統計10次投擲中有