xx届高考物理基础知识要点复习 分子动理论内能

1 / 14 XX 届高考物理基础知识要点复习 分子动理论内能 本资料为 WoRD 文档，请点击下载地址下载全文下载地址 XX届高三物理一轮复习全案：第一章分子动理论内能（选修3-3） 【高考目标定位】 考纲点击 热点提示 1.分子动理论的基本观点和实验根据 2.阿伏伽德罗常数 3.气体分子运动速率的统计分析 4.温度是分子平均动能的标志、内能 5.固体分子微观结构、 晶体和非晶体 6.液体的微观结构 7.液体的表面张力现象 8.气体实验定律 9.理想气体 10.饱和蒸汽、未饱和蒸汽和饱和蒸汽压 11.相对湿度 12.热力学第一定律 13.能量守恒定律 2 / 14 14.热力学第二定律 15.要知道中学物理涉及的国际单位制的基本单位和其他物理量的单位、包括摄氏度、标准气压 实验：用油膜法估测分子的大小 1.考查阿伏伽德罗常数及分子大小、分子质量、分子数目等微观量的估算 2.考查分子的平均动能、热运动和布朗运动 3.分子力与分子势能的综合问题 4.考查内能的相关因素 5.考查晶体和非晶体的特点及液体表面张力产生的原因 6.气体实验定律的定量计算及图像的考查 7.封闭气体压强的求解 8.热力学第一定律与理想气体状态方程定性分析的综合 考查 9.考查热力学第二定律 10.能量守恒定律的综合运算 11.考查油膜法测分子直径的实验原理、操作步骤和数据的处理 12.饱和汽、未饱和汽压及相对湿度 【考纲知识梳理】 一、物质是由大量分子组成 3 / 14 1、分子体积很小，质量小。 2、油膜法测分子直径： 3、阿伏伽德罗常量： 4、微观物理量的估算问题： 二、布朗运动与扩散现象 1、扩散现象：相互接触的物体互相进入对方的现象，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花粉颗粒的永不停息的无规则运动，颗粒越小，运动越明显；温度越高，运动越激烈，布朗运动是液体分子永不停息地做无规则热动动的反映，是微观分子热运动造成的宏观现象。 布朗运动成因：液体分子无规则运动，对固体小颗粒碰撞不平衡。 影响布朗运动剧烈程度因素：微粒小，温度高，布朗运动剧烈 三、分子力与分子势能 1、分子间存在着相互作用的分子力。分子力有如下几 个特点：分子间同时存在引力和斥力；分子间的引力和斥力都随分子间的距离增大而减小，随分子距离4 / 14 的减小而增大，但斥力比引力变化更快。实际表现出来的是引力和斥力的合力。 （ 1）时（约几个埃， 1 埃 =米）， ，分子力 F=0。 （ 2）时，分子力 F 为斥力。 （ 3）时，分子力 F 为斥力。 时，、 f 斥速度减为零，分子力 F=0。 2、分子势能 （ 1）分子间由于存在相互作用而具有的，大小由分子间相对位置决定的能叫做分子势能。 （ 2）分子势能改变 与分子力做功的关系：分子力做功，分子势能减少；克服分子力做功，分子势能增加；且分子力做多少功，分子势能就改变多少。分子势能与分子间距的关系（如右图示）： 当 r时，分子力表现为引力，随着 r 的增大，分子引力做负功，分子势能增加； 当 r时，分子力表现为斥力，随着 r 的减小，分子斥力做负功，分子势能增加； r= 时，分子势能最小，但不为零，为负值，因为选两分子相距无穷远时的分子势能为零。对实际气体来说，体积增大，分子势能增加 ;体积缩小，分子势能减小。 四 、物体的内能和机械能的比较 五、温度和温标 1、温度：5 / 14 T（ t）意义：宏观上：表示物体的冷热程度联单微观上：标志物体分子平均动能的大小 2、两种温标： （ 1）摄氏温标 t：单位： 在 1atm 下，冰的熔点是 0 沸点是： 100 （ 2）热力学温标 T 单位： k（ SI 制的基本单位之一）把 273 作为 0k绝对零度（是低温的极限，只能无限接近、不能达到） 【要点名师精解】 类型一：阿伏伽德罗常数及微观量的计算 【例 1】已 知水的密度，其摩尔质量，阿伏加德罗常数。试求： 某人一口喝了的水，内含多少水分子？ 估计一个水分子的线度多大？ 解析：水的摩尔体积是 中的水含有的分子数为 把水分子看成 “ 球体 ” ，并设其直径为，则有 所以 类型二、对内能概念的理解 6 / 14 【例 2】下列说法中正确的是 A.物体自由下落时速度增大，所以物体内能也增大 B.物体的机械能为零时内能也为零 c.物体的体积减小温度不变时，物体内能一定减小 D.气体体积增大时气体分子势能一定增大 解：物体的机械能和内能是两个完全不同的概念。物体的动能由物体的宏观速率决定，而物体内分子的动能由分子热运动的速率决定。分子动能不可能为零（温度不可能达到绝对零度），而物体的动能可能为零。所以 A、 B 不正确。物体体积减小时，分子间距离减小，但分子势能不一定减小，例如将处于原长的弹簧压缩，分子势能将增大，所以 c 也不正确。由于气体分子间距离一定大于 r0，体积增大时分子间距离增大，分子力做负功，分子势能增 大，所以 D 正确。 【感悟高考真题】 1（ XX 全国卷 19 ）右图为两分子系统的势能 Ep 与两分子间距离 r 的关系曲线。下列说法正确的是 A当 r 大于r1 时，分子间的作用力表现为引力 B当 r 小于 r1 时，分子间的作用力表现为斥力 c当 r 等于 r2时，分子间的作用力为零 D在 r 由 r1 变到 r2 的过程中，分子间的作用力做负功【答案】 Bc 【解析】分子间距等于 r0时分子势能最小，即 r0=r2。当 r小于 r1 时分子力表现为斥力；当 r 大于 r1 小于 r2 时分子7 / 14 力表现为斥力；当 r 大于 r2 时分子力表 现为引力， A 错 Bc对。在 r 由 r1变到 r2的过程中，分子斥力做正功分子势能减小， D 错误。 【命题意图与考点定位】分子间距于分子力、分子势能的关系 2.（ XX 上海物理 14 ）分子间的相互作用力由引力与斥力共同产生，并随着分子间距的变化而变化，则 （ A）分子间引力随分子间距的增大而增大 （ B）分子间斥力随分子间距的减小而增大 （ c）分子间相互作用力随分子间距的增大而增大 （ D）分子间相互作用力随分子间距的减小而增大 答案： B 解析： 根据分子力和分子间距离关系图象，如图，选 B。 本题考查分子间相互作用力随分子间距的变化，图象的理解。 难度：中等。 3.（ 09 北京 13 ）做布朗运动实验，得到某个观测记录如图。图中记录的是（ D） A分子无规则运动的情况 B某个微粒做布朗运动的轨迹 c某个微粒做布朗运动的速度 时间图线 8 / 14 D按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线 解析：布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，而非分子的运动，故 A 项错误；既然无规则所以微粒没有固定的运动轨迹，故 B 项错误，对于某个微粒而言在不同时刻的速度大小和方向均是不确定的，所以无法确定其在某一个时刻的速度，故也就无法描绘其速度 -时间图线，故 c项错误；故只有 D 项正确。 4.（ 09 上海物理 2 ）气体内能是所有气体分子热运动动能和势能的总和，其大小与气体的状态有关，分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的（ A） A温度和体积 B体积和压强 c温度和压强 D压强和温度 解析：由于温度是分子平均动能的标志，所以气体分子的 动能宏观上取决于温度；分子势能是由于分子间引力和分子间距离共同决定，宏观上取决于气体的体积。因此答案 A 正确。 5.（ 09 江苏卷物理 ）（选修模块 3 3）（ 12 分）（ 1）若一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变，则在此过程中关于气泡中的气体，下列说法正确的是。（填写选项前的字母）（ A）气体分子间的作用力增大（ B）气体分子的平均速率增大（ c）气体分子的平均动能减小（ D）气体组成的系统地熵增加（ 2）若将气泡内的气体视为理想气体，气泡从湖底上升到湖面的过程中，对外界做了的功，则此过程中9 / 14 的气泡（填 “ 吸 收 ” 或 “ 放出 ” ）的热量是 j。气泡到达湖面后，温度上升的过程中，又对外界做了的功，同时吸收了的热量，则此过程中，气泡内气体内能增加了 j。（ 3）已知气泡内气体的密度为 /，平均摩尔质量为 /mol。阿伏加德罗常数，取气体分子的平均直径为，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）。 答案： A.(1)D； (2)吸收； (3)设气体体积为，液体体积为， 气体分子数 ,(或 ) 则（或） 解得 (都算对 ) 解析：（ 1）掌握分子动理论 和热力学定律才能准确处理本题。气泡的上升过程气泡内的压强减小，温度不变，由玻意尔定律知，上升过程中体积增大，微观上体现为分子间距增大，分子间引力减小，温度不变所以气体分子的平均动能、平均速率不变，此过程为自发过程，故熵增大。 D 项正确。 （ 2）本题从热力学第一定律入手，抓住理想气内能只与温度有关的特点进行处理。理想气体等温过程中内能不变，由热力学第一定律，物体对外做功，则一定同时从外界吸收热量，才能保证内能不变。而温度上升的过程，内能增加了。 （ 3）微观量的运算，注意从单位制检查运算结论， 最终结果只要保证数量级正确即可。设气体体积为，液体体积为，10 / 14 气体分子数 ,(或 ) 则（或） 解得 (都算对 ) 6.（ 08 北京卷） 15假如全世界 60 亿人同时数 1g 水的分子个数，每人每小时可以数 5000 个，不间断地数，则完成任务所需时间最接近 (阿伏加德罗常数 NA取 61023mol 1)() A 10年 B 1 千年 c 10 万年 D 1 千万年 答案： c 解析 ： 1g 水的分子个数个，则完成任务所需时间t=61018 小时，约为 1000年 。 7.（ 08天津卷）下列说法正确的是 () A布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映 B没有摩擦的理想热机可以把吸收的能量全部转化为机械能 c知道某物质的摩尔质量和密度可求出阿伏加德罗常数 D内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同 答案： D 解析 ：布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的运动，他反11 / 14 映的是液体无规则的运动，所以 A 错误；没有摩擦的理想热机不经过做功是不可能把 吸收的能量全部转化为机械能的 B错误，摩尔质量必须和分子的质量结合才能求出阿伏加德罗常数 c 错；温度是分子平均动能的标志，只要温度相同分子的平均动能就相同，物体的内能是势能和动能的总和所以 D正确 【考点精题精练】 1（ XX 福建省龙岩二中高三摸底考试 )一定质量的气体 (分子力及分子势能不计 )处于平衡状态 ，现设法使其温度升高同时压强减小，达到平衡状态 ，则在状态 变为状态 的过程（ BD） A气体分子的平均动能必定减小 B单位时间内气体分子对器壁单位面积的碰撞次数减少c气体的 体积可能不变 D气体必定吸收热量 2、（ XX 吉林市普通中学高三下学期期中）下列说法中正确的是 A扩散运动向着更为无序的方向进行，是可逆过程 B物体的内能取决于温度、体积和物质的量 c分子间作用力随分子间距离的增大而减小 D液晶对不同颜色光的吸收强度随电场强度的变化而变化 3、（ XX 江苏盐城中学高三一模）下列说法正确的是 A布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映 B没有摩擦的理想热机可以把内能全部转化为机械能 c 浸润与不浸润均是分子力作用的表现 12 / 14 D热力学温标的最低温度为 0k，它没有负值，它的单位是物理学的基本单位之一 4、（ XX 江苏盐城中学高三一模）质量 m=的氢气在某状态下的体积 V=，则此时氢气分子的平均间距为。（已知氢气的摩尔质量 m=2g/mol，阿伏加德罗常数 NA=1023mol -1）5、（ XX 山东省德州市高三一模）对一定质量的理想气体，下列说法正确的是 :A.气体的体积是所有气体分子的体积之和 B.气体温度越高，气体分子的热运动就越剧烈 c.气体对容器的压强是由大量气体 分子对容器不断碰撞而产生的 D.当气体膨胀时，气体分子的势能减小，因而气体的内能一定减少 答案： Bc 6下列说法中正确的是（ D） （ A）布朗运动是液体分子的无规则运动 （ B）液体很难被压缩的原因是：当液体分子距离减小时，分子间斥力增大，分子间的引力减小，所以分子力体现为斥力 （ c）每个分子的内能等于它的势能和动能的总和 （ D）物体的内能大小与其温度、体积及所含物质的量三者有关 7下列说法中正确的是 (cD)A理想气体在等温变化时，内能不改变 ，因而与外界不发生热量交换 B布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动 c质量13 / 14 一定的理想气体，压强不变时，温度越高，体积越大 D根据热力学第二定律可知，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体 8、（ XX 山东省济南市高三期末检测考试）为保证环境和生态平衡，在生产活动中严禁污染水源。在某一水库中，一艘快艇在水面上匀速行驶，速度为 8m/s。油箱突然破裂，柴油迅速流入水中，从漏油开始到船员堵住漏油共用分钟。漏出的油在水面上形成宽约为 100m 的长方形油层，漏出油的体积 10 3m3.则该油层的厚度约 为分子直径的多少倍？ （