高考物理总复习 选考部分 热学 基础课1 分子动理论 内能学案.doc

基础课1分子动理论内能 高考导航考点内容要求高考(全国卷)三年命题情况对照分析201520162017分子动理论与统计观点分子动理论的基本观点和实验依据卷t33(1)：晶体和非晶体的性质及区别t33(2)：活塞封闭气体的多状态变化卷t33(1)：扩散现象t33(2)：液体封闭气体的多状态变化卷t33(1)：内能及热力学定律t33(2)：水下气泡内外压强卷t33(1)：气体状态变化及图象t33(2)：等温下的变质量问题卷t33(1)：内能t33(2)：活塞与液柱封闭关联气体的多过程问题卷t33(1)：分子动理论、温度t33(2)：活塞封闭的两部分气体的状态变化卷t33(1)：内能、热力学第一定律t33(2)：热气球的受力平衡卷t33(1)：pv图象、热力学第一定律t33(2)：水银封闭气体的状态变化阿伏加德罗常数气体分子运动速率的统计分布温度、内能固体、液体与气体固体的微观结构、晶体和非晶体液晶的微观结构液体的表面张力现象气体实验定律理想气体饱和蒸汽、未饱和蒸汽、饱和蒸汽压相对湿度热力学定律与能量守恒热力学第一定律能量守恒定律热力学第二定律实验用油膜法估测分子的大小(说明：要求会正确使用温度计)知识排查分子动理论的基本观点、阿伏加德罗常数温度是分子平均动能的标志、内能用油膜法估测分子小题速练1.思考判断(1)1 g水含的水分子数与1 g酒精含的酒精分子数相等。()(2)若体积为v的氧气中含氧气分子个数为n，则每个氧气分子的体积近似为。()(3)布朗运动是花粉颗粒分子的运动。()(4)分子间同时存在着引力和斥力，当分子间距离增大，引力和斥力同时减小，若引力大于斥力，则分子力体现为引力。()(5)分子间存在分子势能，随着分子间距离增大分子势能增大。()(6)用油膜法测分子直径的方法，把酒精撒在水面上只要实验方法得当就可以测出酒精分子的直径。()答案(1)(2)(3) (4)(5)(6)2.(多选)关于温度和内能的理解，下列说法正确的是()a.温度是分子平均动能的标志，物体温度高，则物体的分子平均动能大b.系统的内能是由系统的状态决定的c.做功可以改变系统的内能，但是单纯地对系统传热不能改变系统的内能d.不计分子之间的分子势能，质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能e.1 g 100 水的内能小于1 g 100 水蒸气的内能解析温度是分子平均动能的标志，选项a正确；系统的内能是一个只依赖于系统自身状态的物理量，所以是由系统的状态决定的，选项b正确；做功和热传递都可以改变系统的内能，选项c错误；质量和温度相同的氢气和氧气的平均动能相同，但它们的物质的量不同，内能不同，选项d错误；在1 g 100 的水变成100 水蒸气的过程中，分子间距离变大，要克服分子间的引力做功，分子势能增大，所以1 g 100 水的内能小于1 g 100 水蒸气的内能，选项e正确。答案abe3.(多选)在“用单分子油膜估测分子大小”的实验中，下列说法正确的是()a.该实验是通过建立理想模型的方法进行测量的b.油酸溶液浓度越低越好，使之铺满整个水槽c.使用痱子粉是为了清晰地显示油膜边界d.计算油膜面积时舍去所有不足一格的方格，会使计算结果偏大e.重新实验时，不需要再清洗水槽解析利用油酸酒精溶液在平静的水面上形成单分子油膜，将油酸分子看做球形，测出一定体积的油酸酒精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所含油酸的体积，s为油膜面积，这个厚度就近似等于油酸分子的直径，即该实验是通过建立理想模型的方法进行测量的，选项a正确；油酸酒精溶液浓度越低，油酸分子占的面积越大，实验中不可让油酸铺满整个水槽，选项b错误；使用痱子粉是为了清晰地显示油膜边界，选项c正确；计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，使s偏小，则算出来的直径d偏大，选项d正确；重新实验时，需要用少量酒精清洗水槽，并用脱脂棉擦去，再用清水冲洗，保持清洁，选项e错误。答案acd微观量与宏观量1.微观量分子体积v0、分子直径d、分子质量m0。2.宏观量物体的体积v、摩尔体积vmol、物体的质量m、摩尔质量m、物质的密度。3.阿伏加德罗常数是联系微观量和宏观量的桥梁(1)一个分子的质量：m0；(2)一个分子的体积：v0，对于气体，分子间的距离比较大，v0表示气体分子占据的空间；(3)物质含有的分子数：nnana。4.分子模型(1)球体模型中的直径：d；(2)立方体模型中的边长：d。5.常识性的数据：室温取27 ，标准状况下的大气压p076 cmhg、温度t273 k、摩尔体积v22.4 l。1.(多选)钻石是首饰和高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为(单位为kg/m3)，摩尔质量为m(单位为g/mol)，阿伏加德罗常数为na。已知1克拉0.2克，则()a.a克拉钻石所含有的分子数为b.a克拉钻石所含有的分子数为c.每个钻石分子直径的表达式为(单位为m)d.每个钻石分子直径的表达式为(单位为m)e.每个钻石分子的质量为解析a克拉钻石物质的量(摩尔数)为n，所含分子数为nnna，选项a正确；钻石的摩尔体积v(单位为m3/mol)，每个钻石分子体积为v0，设钻石分子直径为d，则v0()3，联立解得d(单位为m)，选项c正确；根据阿伏加德罗常数的意义知，每个钻石分子的质量m，选项e正确。答案ace2.已知地球大气层的厚度h远小于地球半径r，空气平均摩尔质量为m，阿伏加德罗常数为na，地面大气压强为p0，重力加速度大小为g。由此可估算得，地球大气层空气分子总数为_，空气分子之间的平均距离为_。解析设大气层中气体的质量为m，由大气压强的产生知，mgp0s，即m分子数n，假设每个分子占据一个小立方体，各小立方体紧密排列，则小立方体边长即为空气分子平均间距，设为a，大气层中气体总体积为v，a，而v4r2h，所以a 。答案3.在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定。将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积。将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。完成下列填空：(1)上述步骤中，正确的顺序是_。(填写步骤前面的数字)(2)将1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液，测得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13 m2。由此估算出油酸分子的直径为_m。(结果保留一位有效数字)解析(1)依据实验顺序，首先配置混合溶液，然后在浅盘中放水和痱子粉，将一滴溶液滴入浅盘中，将玻璃板放在浅盘上获取油膜形状，最后用已知边长的坐标纸上的油膜形状来计算油膜的总面积，故正确的操作顺序为；(2)一滴油酸酒精溶液的体积为v cm3sd，其中s0.13 m2，故油酸分子直径d m51010 m。答案(1) (2)51010扩散现象、布朗运动与分子热运动扩散现象、布朗运动与热运动的比较现象扩散现象布朗运动热运动活动主体分子固体微小颗粒分子区别是分子的运动，发生在固体、液体、气体任何两种物质之间是比分子大得多的颗粒的运动，只能在液体、气体中发生是分子的运动，不能通过光学显微镜直接观察到共同点(1)都是无规则运动；(2)都随温度的升高而更加激烈联系扩散现象、布朗运动都反映了分子做无规则的热运动1.(2015全国卷)(多选)关于扩散现象，下列说法正确的是()a.温度越高，扩散进行得越快b.扩散现象是不同物质间的一种化学反应c.扩散现象是由物质分子无规则运动产生的d.扩散现象在气体、液体和固体中都能发生e.液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的解析根据分子动理论，温度越高，扩散进行得越快，故选项a正确；扩散现象是由物质分子无规则运动产生的，不是化学反应，故选项c正确、b错误；扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，故选项d正确；液体中的扩散现象不是由于液体的对流形成的，是液体分子无规则运动产生的，故e错误。答案acd2.(2018河北衡水模拟)(多选)关于布朗运动，下列说法正确的是()a.布朗运动是液体分子的无规则运动b.液体温度越高，布朗运动越剧烈c.布朗运动是由于液体各部分温度不同而引起的d.悬浮在液体中的固体小颗粒做布朗运动具有的能是机械能e.布朗运动是微观粒子的运动，其运动规律遵循牛顿第二定律解析布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，选项a错误；布朗运动的剧烈程度与温度有关，液体温度越高，布朗运动越剧烈，选项b正确；布朗运动是由于来自各个方向的液体分子对固体小颗粒撞击作用的不平衡引起的，选项c错误；悬浮在液体中的固体小颗粒做布朗运动具有的能是机械能，选项d正确；布朗运动是悬浮的固体小颗粒不停地做无规则的宏观的机械运动，故其运动规律遵循牛顿第二定律，选项e正确。答案bde3.(2018邯郸市一模)(多选)近期我国多个城市的pm2.5数值突破警戒线，受影响最严重的是京津冀地区，雾霾笼罩，大气污染严重。pm2.5是指空气中直径等于或小于2.5微米的悬浮颗粒物，飘浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后危害人体健康，矿物燃料的燃烧是形成pm2.5的主要原因。下列关于pm2.5的说法正确的是()a.pm2.5的尺寸与空气中氧分子的尺寸的数量级相当b.pm2.5在空气中的运动属于布朗运动c.温度越低pm2.5活动越剧烈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e.pm2.5中小一些的颗粒的运动比大一些的颗粒更为剧烈解析“pm2.5”是指直径小于等于2.5微米的颗粒物，其尺寸远大于空气中氧分子的尺寸的数量级，故选项a错误；pm2.5在空气中的运动是固体颗粒的运动，属于布朗运动，故选项b正确；大量空气分子对pm2.5无规则碰撞，温度越高，空气分子对颗粒的撞击越剧烈，则pm2.5的运动越激烈，故选项c错误；导致pm2.5增多的主要原因是矿物燃料的燃烧，故应该提倡低碳生活，可有效减小pm2.5在空气中的浓度，故选项d正确；pm2.5中小一些的颗粒，空气分子对其撞击更不均衡，故运动比大一些的颗粒更为剧烈，故选项e正确。答案bde分子力、分子势能和内能1.分子力及分子势能比较分子力f分子势能ep图象随分子间距离的变化情况rr0r增大，f先增大后减小，表现为引力r增大，f做负功，ep增大rr0f引f斥，f0ep最小，但不为零r10r0引力和斥力都很微弱，f0ep02.分析物体内能问题的四点提醒(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。1.(多选)关于物体的内能，下列叙述正确的是()a.温度高的物体比温度低的物体内能大b.物体的内能不可能为零c.内能相同的物体，它们的分子平均动能一定相同d.内能不相同的物体，它们的分子平均动能可能相同e.物体的内能与物体的温度、体积、物态和分子数有关解析温度高低反映分子平均动能的大小，但由于物体不同，分子数目不同，所处状态不同，无法反映内能大小，选项a错误；由于分子都在做无规则运动，因此，任何物体内能都不可能为零，选项b正确；内能相同的物体，它们的分子平均动能不一定相同，选项c错误；内能不同的两个物体，它们的温度可以相同，即它们的分子平均动能可以相同，选项d正确；物体的内能与物体的温度、体积、物态和分子数有关，故选项e正确。答案bde2.(2018江西南昌模拟)(多选)关于分子间的作用力，下列说法正确的是()a.若分子间的距离增大，则分子间的引力和斥力均减小b.若分子间的距离减小，则分子间的引力和斥力均增大c.若分子间的距离减小，则分子间的引力和斥力的合力一定增大d.若分子间的距离增大，则分子间的引力和斥力的合力一定减小e.若分子间的距离从无穷远处开始减小，则引力和斥力的合力先增大后减小再增大解析分子间的引力、斥力和合力与分子间距离的关系如图所示。若分子间的距离增大，则分子间的引力和斥力均减小，选项a正确；若分子间的距离减小，则分子间的引力和斥力均增大，选项b正确；若分子间的距离从大于r0的适当位置减小，则分子间引力和斥力的合力可能减小，选项c错误；若分子间的距离从r0的位置开始增大，则开始一段距离内分子间引力和斥力的合力增大，选项d错误；若分子间距离从无穷远处开始减小，则引力和斥力的合力先增大后减小最后再增大，故选项e正确。答案abe3.(2018随州调考)(多选)下列说法正确的是()a.显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性b.分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大c.分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大d.在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素e.当温度升高时，物体内每一个分子热运动的速率一定都增大答案acd4.(2018山东泰安模拟)(多选)甲分子固定在坐标原点o，只在两分子间的作用力作用下，乙分子沿x轴方向运动，两分子间的分子势能ep与两分子间距离x轴的变化关系如图1所示，设乙分子在移动过程中所具有的总能量为0，则下列说法正确的是()图1a.乙分子在p点时加速度为0b.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点时动能最大e.乙分子在p点时，分子间引力和斥力相等解析由题图可知，乙分子在p点时分子势能最小，此时乙分子受力平衡，甲、乙两分子间引力和斥力相等，乙分子所受合力为0，加速度为0，选项a、e正确；乙分子在q点时分子势能为0，大于乙分子在p点时的分子势能，选项b错误；乙分子在q点时与甲分子间的距离小于平衡距离，分子引力小于分子斥力，合力表现为斥力，所以乙分子在q点合力不为0，故不处于平衡状态，选项c错误；乙分子在p点时，其分子势能最小，由能量守恒可知此时乙分子动能最大，选项d正确。答案ade活页作业(时间：30分钟)a级：保分练1.(多选)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，分子间引力和斥力同时存在d.相距r1时的引力大于相距r2时的引力e.由题意知r1r2解析分子间的相互作用力由引力和斥力两部分组成，这两种力同时存在，实际的分子力是引力和斥力的合力，故选项a错误，c正确；分子间的引力和斥力都随着分子间距离的增加而减小，故相距为r2时分子间的斥力大于相距为r1时的斥力，相距r2时分子间的引力大于相距r1时的引力，故选项b正确，d错误；两个分子相距为r1时，分子间的相互作用力表现为引力，相距为r2时，表现为斥力，故r1r2，选项e正确。答案bce2.(多选)下列关于温度及内能的说法正确的是()a.温度是分子平均动能的标志，所以两个动能不同的分子相比，动能大的分子温度高b.两个不同的物体，只要温度和体积相同，内能就相同c.质量和温度相同的冰和水，内能可能不同d.一定质量的某种物质，即使温度不变，内能也可能发生变化e.温度高的物体不一定比温度低的物体内能大解析温度是大量分子热运动的客观体现，单个分子不能比较温度高低，选项a错误；物质的内能由温度、体积、物质的量共同决定，故选项b错误，c正确；一定质量的某种物质，温度不变而体积发生变化时，内能也可能发生变化，选项d正确；质量不确定，只知道温度的关系，不能确定内能的大小，故选项e正确。答案cde3.(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()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e.当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大解析温度高的物体分子平均动能一定大，但是内能不一定大，选项a正确；外界对物体做功，若物体同时向外散热，物体内能不一定增加，选项b错误；温度越高，布朗运动越显著，选项c正确；当分子间的距离增大时，分子间作用力可能先增大后减小，选项d错误；当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大，选项e正确。答案ace4.(多选)当两分子间距为r0时，它们之间的引力和斥力相等。关于分子之间的相互作用，下列说法正确的是 ()a.当两个分子间的距离小于r0时，分子间只存在斥力b.当两个分子间的距离大于r0时，分子间引力大于斥力c.两个分子间的距离由无限远逐渐减小到rr0的过程中，分子间相互作用力先增大后减小，表现为引力d.在使两个分子间的距离由很远(r109 m)减小到很难再靠近的过程中，分子间的作用力先减小后增大，分子势能不断增大e.两个分子间的距离等于r0时，分子势能最小解析当两个分子间的距离小于r0时，分子间斥力大于引力，选项a错误；当两个分子间的距离大于r0时，分子间斥力小于引力，选项b正确；两个分子间的距离由无限远逐渐减小到rr0的过程中，分子间相互作用力先增大后减小，表现为引力，选项c正确；在使两个分子间的距离由很远(r109 m)减小到很难再靠近的过程中，分子间的作用力先增大后减小再增大，分子势能先减小后增大，选项d错误；两个分子间的距离等于r0时，分子势能最小，选项e正确。答案bce5.(多选)关于热量、功和内能三个物理量，下列说法正确的是()a.热量、功和内能三者的物理意义相同，只是说法不同b.热量、功都可以作为物体内能变化的量度c.热量、功和内能的单位相同d.功由过程决定，而热量和内能由物体的状态决定e.物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加解析热量、功和内能是三个不同的物理量，它们的物理意义不同，故选项a错误；功与热量都是能量转化的量度，都可以作为物体内能变化的量度，故选项b正确；热量、功和内能的单位相同，都是焦耳，故选项c正确；功和热量由过程决定，内能由物体的状态决定，故选项d错误；由热力学第一定律可知，物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加，选项e正确。答案bce6.(2018河北唐山市一模改编)(多选)如图1所示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()图1a.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，分子势能ep最小d.r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做正功e.r由r2到无穷大的过程中，分子间的作用力做正功解析由图象可知分子间距离为r2时分子势能最小，r2是分子的平衡距离，当0rr2时分子力为引力，选项a错误，c正确；当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力，选项b正确；在r由r1变到r2的过程中，分子力为斥力，分子间距离增大，分子间的作用力做正功，选项d正确；在r由r2变大时，分子力表现为引力，r变大分子力做负功，选项e错误。答案bcd7.(多选)下列说法正确的是()a.只要知道水的摩尔质量和水分子的质量，就可以计算出阿伏加德罗常数b.悬浮微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多，布朗运动越明显c.在使两个分子间的距离由很远(r109 m)减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先减小后增大；分子势能不断增大d.温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，但并非所有分子的速率都增大e.物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度有关解析悬浮微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数越多，受力越趋于平衡，布朗运动越不明显，选项b错误；在使两个分子间的距离由很远(r109 m)减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先增大后减小再增大，分子势能先减小后增大，选项c错误。答案ade8.(2018山东潍坊模拟)在“用油膜法估测油酸分子直径”的实验中，某同学按如下操作：a.在量筒中滴入一滴已配制好的油酸酒精溶液，测出其体积；b.在装有水、撒适量痱子粉的浅盘中滴入一滴已配制好的溶液，使薄膜形状稳定；c.将玻璃板放在浅盘上，将油膜形状描绘在玻璃板上；d.将玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸体积和面积计算出油酸分子的直径。(1)其中有操作错误的步骤是_；(2)已知油酸酒精溶液中油酸体积占比例为k，n滴油酸溶液体积为v，一滴油酸溶液形成油膜的面积为s，则油酸分子的直径为_。解析(1)要测出一滴油酸酒精溶液的体积，即在量筒中滴入n滴油酸酒精溶液，测出其体积为v，则一滴该溶液的体积为v1，故有操作错误的步骤是a；(2)一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为v0，一滴油酸酒精溶液形成的油膜面积为s，那么油酸分子直径为d。答案(1)a(2)b级：拔高练9.(多选)关于分子动理论和物体的内能，下列说法正确的是()a.某种物体的温度为0 ，说明该物体中分子的平均动能为零b.物体的温度升高时，分子的平均动能一定增大，但内能不一定增大c.当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力都减小，但斥力减小得更快，所以分子间作用力总表现为引力d.10 g 100 的水的内能小于10 g 100 的水蒸气的内能e.两个铅块挤压后能紧连在一起，说明分子间有引力解析物体的温度为0 ，分子的平均动能不为零，分子在永不停息地做无规则运动，选项a错误；物体的温度升高时，分子的平均动能一定增大，但内能还与势能有关，内能有可能减小，选项b正确；当分子间的距离小于平衡距离r0时，分子间的作用力表现为斥力，大于r0时，分子间作用力表现为引力，选项c错误；在10 g 100 的水变成水蒸气时，分子间距增大，要克服分子间的引力做功，分子势能增大，所以10 g 100 的水的内能小于10 g 100 水蒸气的内能，选项d正确；两个铅块挤压后能紧连在一起