（新课标）高考物理一轮总复习第十三章第一讲分子动理论内能教案.docx

第一讲分子动理论内能一、分子动理论的基本观点、阿伏加德罗常数1物体是由大量分子组成的(1)分子很小：直径数量级为1010 m.质量数量级为10271026 kg.(2)分子数目特别大：阿伏加德罗常数NA6.021023 mol1.2分子的热运动(1)扩散现象：由于分子的无规则运动而产生的物质迁移现象温度越高，扩散越快(2)布朗运动：在显微镜下看到的悬浮在液体中的固体颗粒的永不停息地做无规则运动其特点是：永不停息、无规则运动颗粒越小，运动越明显温度越高，运动越激烈3分子间存在着相互作用力(1)分子间同时存在引力和斥力，实际表现的分子力是它们的合力(2)引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，但斥力比引力变化得快二、温度是分子平均动能的标志、内能1温度一切达到热平衡的系统都具有相同的温度2两种温标摄氏温标和热力学温标关系：Tt273.15 K.3分子的动能(1)分子动能是分子热运动所具有的动能(2)分子热运动的平均动能是所有分子热运动的动能的平均值，温度是分子热运动的平均动能的标志(3)分子热运动的总动能是物体内所有分子热运动动能的总和4分子的势能(1)意义：由于分子间存在着引力和斥力，所以分子具有由它们的相对位置决定的能(2)分子势能的决定因素：微观上决定于分子间距离和分子排列情况；宏观上决定于体积和状态5物体的内能(1)等于物体中所有分子的热运动的动能与分子势能的总和，是状态量(2)对于给定的物体，其内能大小由物体的分子间距离和势能体积决定(3)物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小无关三、用油膜法估测分子的大小1实验原理：利用油酸酒精溶液在平衡的水面上形成单分子油膜，将油酸分子看作球形，测出一定体积油酸溶液在水面上形成的油膜面积，用d计算出油膜的厚度，其中V为一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，S为油膜面积，这个厚度就近似等于油酸分子的直径2实验器材：盛水浅盘、滴管(或注射器)、试剂瓶、坐标纸、玻璃板、痱子粉(或细石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩笔3实验步骤：(1)取1 mL(1 cm3)的油酸溶于酒精中，制成200 mL的油酸酒精溶液(2)往边长为3040 cm的浅盘中倒入约2 cm深的水，然后将痱子粉(或细石膏粉)均匀地撒在水面上(3)用滴管(或注射器)向量筒中滴入n滴配制好的油酸酒精溶液，使这些溶液的体积恰好为1 mL，算出每滴油酸酒精溶液的体积V0 mL.(4)用滴管(或注射器)向水面上滴入一滴配制好的油酸酒精溶液，油酸就在水面上慢慢散开，形成单分子油膜(5)待油酸薄膜形状稳定后，将一块较大的玻璃板盖在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上(6)将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积(7)据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V，据一滴油酸的体积V和薄膜的面积S，算出油酸薄膜的厚度d，即为油酸分子的直径比较算出的分子直径，看其数量级(单位为m)是否为1010，若不是1010，需重做实验小题快练1判断题(1)布朗运动是固体小颗粒中固体分子的运动( )(2)分子间同时存在引力与斥力，分子力是二者合力的表现( )(3)分子间斥力随分子间距离的增大而增大( )(4)33 240 K( )(5)当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大( )(6)内能相同的物体，它们的分子平均动能一定相同( )2(多选)对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是( AC )A温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大B外界对物体做功，物体内能一定增加C温度越高，布朗运动越显著D当分子间的距离增大时，分子间作用力就一直减小3若以表示水的摩尔质量，V表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，表示在标准状态下水蒸气的密度，NA表示阿伏加德罗常数，m、v分别表示每个水分子的质量和体积，下面关系错误的是( B )ANABCr0时，分子力为引力，若r增大，分子力做负功，分子势能增加(2)当rr0时，分子力为斥力，若r减小，分子力做负功，分子势能增加(3)当rr0时，分子势能最小31.分子力两个分子相距r1时，分子力表现为引力，相距r2时，分子力表现为斥力，则()A相距r1时，分子间没有斥力存在B相距r2时的斥力大于相距r1时的斥力C相距r2时，分子间没有引力存在D相距r1时的引力大于相距r2时的引力答案：B32.(多选)(2018山东师大附中模拟)由于分子间存在着分子力，而分子力做功与路径无关，因此分子间存在与其相对距离有关的分子势能如图所示为分子势能Ep随分子间距离r变化的图象，取r趋近于无穷大时Ep为零，通过功能关系可以从分子势能的图象中得到有关分子力的信息，则下列说法正确的是()A假设将两个分子从rr2处释放，它们将处于静止状态B假设将两个分子从rr2处释放，它们将相互靠近C假设将两个分子从rr1处释放，它们的加速度先增大后减小D假设将两个分子从rr1处释放，当rr2时它们的速度最大解析：当分子间距离等于平衡距离时，分子力为零，分子势能最小；当分子间距离小于平衡距离时，分子力表现为斥力，故r2处，分子间的作用力为零，所以rr2处释放的两个分子，它们之间没有相互作用力，故处于静止，不会远离也不会靠近，A正确，B错误；假设将两个分子从rr1处释放，则r1r2，分子力表现为斥力，随着距离的增大，斥力在减小，所以加速度在减小，当到rr2处作用力为零，加速度为零，速度最大，之后分子力表现为引力，距离增大，引力增大再减小，加速度增大再减小，故加速度先减小后增大再减小，C错误，D正确答案：AD考点四物体的内能 (自主学习)1物体的内能与机械能的比较内能机械能定义物体中所有分子热运动动能与分子势能的总和物体的动能、重力势能和弹性势能的统称决定因素与物体的温度、体积、物态和分子数有关跟宏观运动状态、参考系和零势能点的选取有关量值任何物体都有内能可以为零测量无法测量可测量本质微观分子的运动和相互作用的结果宏观物体的运动和相互作用的结果运动形式热运动机械运动联系在一定条件下可以相互转化，能的总量守恒2.分析物体内能问题的技巧(1)内能是对物体的大量分子而言的，不存在某个分子内能的说法(2)决定内能大小的因素为温度、体积、分子数，还与物态有关系(3)通过做功或热传递可以改变物体的内能(4)温度是分子平均动能的标志，相同温度的任何物体，分子的平均动能相同41.物体的内能(多选)(2018江西赣州二模)关于物体的内能，下列说法正确的是()A相同质量的两种物质，升高相同的温度，内能的增量一定相同B物体的内能改变时温度不一定改变C内能与物体的温度有关，所以0 的物体内能为零D分子数和温度相同的物体不一定具有相同的内能E内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体解析：相同质量的同种物质，升高相同的温度，吸收的热量相同；相同质量的不同种物质，升高相同的温度，吸收的热量不同，故A错误；物体内能改变时温度不一定改变，比如零摄氏度的冰融化为零摄氏度的水，内能增加，B正确；分子永不停息地做无规则运动，任何物体内能不可能为零，故C错误；内能是分子热运动动能和分子势能之和，温度是分子热运动平均动能的标志，故分子数和温度相同的物体不一定有相同的内能，故D正确；内能小的物体温度可能高，内能大的物体温度可能低，故内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体，故E正确答案：BDE42.气体的内能(多选)(2016全国卷)关于气体的内能，下列说法正确的是()A质量和温度都相同的气体，内能一定相同B气体温度不变，整体运动速度越大，其内能越大C气体被压缩时，内能可能不变D一定量的某种理想气体的内能只与温度有关E一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加答案：CDE考点五实验：用油膜法估测分子的大小 (自主学习)51.用油膜法估测分子的大小油酸酒精溶液中每1 000 mL有油酸0.6 mL，用滴管向量筒内滴50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加1 mL.若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的单分子油膜的形状如图所示(1)若每一小方格的边长为30 mm，则油酸薄膜的面积为 m 2；(2)每一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为 m 3；(3)根据上述数据，估算出油酸分子的直径为 m .解析：(1)数出在油膜范围内的格数(面积大于半个格的算一个，不足半个的舍去不算)约为55个，油膜面积约为S55(3.0102 m)24.95102 m2.(2)因50滴油酸酒精溶液的体积为1 mL，且溶液含纯油酸的体积分数为n0.06%，故每滴油酸酒精溶液含纯油酸的体积为V0n0.06%1.21011 m3.(3)把油酸薄膜的厚度视为油酸分子的直径，可估算出油酸分子的直径为d m2.41010 m.答案：(1)4.95102(2)1.21011(3)2.4101052.用油膜法估测分子的大小用油膜法估测分子的大小实验器材有：浓度为0.05%(体积分数)的油酸酒精溶液、最小刻度为0.1 mL的量筒、盛有适量清水的浅盘、痱子粉、胶头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸(最小正方形边长为1 cm)(1)下面给出的实验步骤中，正确排序应为 (填序号)为估算油酸分子的直径，请补填最后一项实验步骤D.A待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上B用滴管将浓度为0.05%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入1 mL油酸酒精溶液的滴数NC将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上，用滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液，从低处向水面中央滴入一滴D .(2)利用以上测量数据，写出单个油酸分子直径的表达式为 解析：(1)根据实验原理可得，给出的实验步骤的正确排序为BCA，步骤D应为将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长为1 cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，算出油酸薄膜的面积S.(2)每滴油酸酒精溶液的体积为1滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积为V0.05%所以单个油酸分子的直径为d.答案：(1)BCA见解析(2)1(多选)(2015山东卷)墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀关于该现象的分析正确的是( BC )A混合均匀主要是由于碳粒受重力作用B混合均匀的过程中，水分子和碳粒都做无规则运动C使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速D墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的2下列说法正确的是( A )A0 的冰与0 的水分子的平均动能相同B温度高的物体内能一定大C分子间作用力总是随分子间距离的增大而减小D随着制冷技术的不断提高，绝对零度一定能在实验室中达到3分子势能与分子力随分子间距离r变化的情况如图甲所示现将甲分子固定在坐标原点O，乙分子只受两分子间的作用力沿x轴正方向运动，两分子间的分子势能Ep与两分子间距离x的变化关系如图乙所示设在移动过程中两分子所具有的总能量为0，则( D )A乙分子在P点时加速度最大B乙分子在Q点时分子势能最小C乙分子在Q点时处于平衡状态D乙分子在P点时分子动能最大4已知气泡内气体的密度为1.29 kg/m3，平均摩尔质量为0.029 kg/mol.阿伏加德罗常数NA6.021023 mol1，取气体分子的平均直径为21010 m若气泡内的气体能完全变为液体，请估算液体体积与原来气体体积的比值(结果保留一位有效数字)解析：设气体体积为V0，变为液体后体积为V1，气体分子数nNA，V1n，则d3NA1104.答案：1104A组基础题1下列说法正确的是( A )A液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动B液体分子的无规则运动称为布朗运动C物体从外界吸收热量，其内能一定增加D物体对外界做功，其内能一定减少2(2017北京卷)以下关于热运动的说法正确的是( C )A水流速度越大，水分子的热运动越剧烈B水凝结成冰后，水分子的热运动停止C水的温度越高，水分子的热运动越剧烈D水的温度升高，每一个水分子的运动速率都会增大3. 如图所示，用细线将一块玻璃板水平地悬挂在弹簧测力计下端，并使玻璃板贴在水面上，然后缓慢提起弹簧测力计，在玻璃板脱离水面的一瞬间，弹簧测力计读数会突然增大，主要原因是( D )A水分子做无规则热运动B玻璃板受到大气压力作用C水与玻璃间存在万有引力作用D水与玻璃间存在分子引力作用4(2014北京卷)下列说法中正确的是( B )A物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大B物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大C物体温度降低，其内能一定增大D物体温度不变，其内能一定不变5(多选)运用分子动理论的相关知识，下列说法正确的是( CDE )A气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数仅与单位体积内的分子数有关B某气体的摩尔体积为V，每个分子的体积为V0，则阿伏加德罗常数可表示为NAC阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到的尘埃运动不是布朗运动D生产半导体器件时需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，这可以在高温条件下利用分子的扩散来完成E降低气体的温度，气体分子热运动的剧烈程度就会减弱6(多选)我国已开展空气中PM2.5浓度的监测工作PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5 m的悬浮颗粒物，其飘浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后对人体形成危害矿物燃料燃烧的排放物是形成PM2.5的主要原因下列关于PM2.5的说法中正确的是( DE )APM2.5的尺寸与空气中氧分子的尺寸的数量级相当BPM2.5在空气中的运动属于分子热运动CPM2.5的运动轨迹只是由大量空气分子对PM2.5无规则碰撞的不平衡决定的D倡导低碳生活，减少煤和石油等燃料的使用，能有效减小PM2.5在空气中的浓度EPM2.5必然有内能7(多选)关于分子间作用力，下列说法中正确的是(r0为分子间的平衡位置)( BCD )A当分子间距离为r0时，它们之间既没有引力，也没有斥力B分子间的平衡距离r0可以近似看成分子直径的大小，其数量级为1010 mC两个分子间的距离由较大逐渐减小到rr0的过程中，分子力先增大后减小，分子力表现为引力D两个分子间的距离由极小逐渐增大到rr0的过程中，引力和斥力都同时减小，分子力表现为斥力B组能力题8. (多选)如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子沿x轴运动，两分子间的分子势能Ep与两分子间距离的变化关系如图中曲线所示图中分子势能的最小值为E0.若两分子所具有的总能量为0，则下列说法中正确的是( BD )A乙分子在P点(xx2)时，加速度最大B乙分子在P点(xx2)时，其动能为E0C乙分子在Q点(xx1)时，处于平衡状态D乙分子的运动范围为xx19(多选)(2018安阳检测)下列五幅图分别对应五种说法，其中正确的是( ACE )A分子并不是球形，但可以当作球形处理，这是一种估算方法B微粒的运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动C当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等D实验中要尽可能保证每颗玻璃球与电子秤碰撞时的速率相等E0 和100 氧气分子速率都呈现“中间多、两头少”的分布特点解析： A图是油膜法估测分子的大小，图中分子并不是球形，但可以当做球形处理，这是一种估算方法，选项A正确；B图中显示的是布朗运动，是悬浮微粒的无规则运动，不是物质分子的无规则热运动，故选项B错误；C图中，当两个相邻的分子间距离为r0时，分子力为零，此时它们间相互作用的引力和斥力大小相等，故选项C正确；D图中，分子的速率不是完全相等的，所以也不要求每颗玻璃球与电子秤碰撞时的速率相等，故选项D错误；E图是麦克斯韦速率分布规律的图解，0 和100 氧气分子速率都呈现“中间多、两头少”的分布特点，故选项E正确10(2019江苏高级中学检测)利用油膜法可以粗略测出阿伏加德罗常数，把密度0.8103 kg/m3的某种油，用滴管滴出一滴滴在水面上形成油膜，已知这滴油的体积为V0.5103 cm3，形成的油膜面积为S0.7 m2，油的摩尔质量M00.09 kg/mol.若把油膜看成是单分子层，每个油分子看成球形，那么：(1