（全国通用）高三物理复习能力提升 （题组扣点+课堂探究+高考模拟+练出高分）第8章 第1课时 分子动理论 内能.doc

（全国通用）2014届高三物理复习能力提升 （题组扣点+课堂探究+高考模拟+练出高分）第8章 第1课时 分子动理论 内能考点内容要求考纲解读物质是由大量分子组成的，阿伏加德罗常数，分子的热运动，布朗运动，分子间的相互作用力1.本部分考点内容的要求全是级，即理解物理概念和物理规律的确切含义，理解物理规律的适用条件，以及它们在简单情况下的应用题型多为选择题和填空题绝大多数选择题只要求定性分析，极少数填空题要求应用阿伏加德罗常数进行计算(或估算)2高考热学命题的重点内容有：(1)分子动理论要点，分子力、分子大小、质量、数目估算；(2)内能的变化及改变内能的物理过程以及气体压强的决定因素；(3)理想气体状态方程和用图象表示气体状态的变化；(4)热现象实验与探索过程的方法3近两年来热学考题中还涌现了许多对热现象的自主学习和创新能力考查的新情景试题多以科技前沿、社会热点及与生活生产联系的问题为背景来考查热学知识在实际中的应用.分子热运动的动能，温度是物体分子热运动平均动能的标志，物体分子间的相互作用势能，物体的内能做功和热传递是改变物体内能的两种方式，热量，能量守恒定律热力学第一定律热力学第二定律永动机不可能制成绝对零度不可达到能源的开发和利用，能源的利用与环境保护气体的状态和状态参量，热力学温度气体的体积、温度、压强之间的关系气体分子运动的特点气体压强的微观意义实验：用油膜法估测分子的大小第1课时分子动理论内能考纲解读1.掌握分子动理论的基本内容.2.知道内能的概念.3.会分析分子力、分子势能随分子间距离的变化1微观量的估算已知铜的摩尔质量为m(kg/mol)，铜的密度为(kg/m3)，阿伏加德罗常数为na(mol1)下列判断错误的是()a1 kg铜所含的原子数为b1 m3铜所含的原子数为c1个铜原子的质量为(kg)d1个铜原子的体积为(m3)答案b解析1 kg铜所含的原子数nna，a正确；同理1 m3铜所含的原子数nna，b错误；1个铜原子的质量m0(kg)，c正确；1个铜原子的体积v0(m3)，d正确2分子热运动与布朗运动的理解下列关于布朗运动的说法，正确的是()a布朗运动是液体分子的无规则运动b布朗运动是指悬浮在液体中的固体分子的无规则运动c布朗运动说明了液体分子与悬浮颗粒之间存在着相互作用力d观察布朗运动会看到，悬浮的颗粒越小，温度越高，布朗运动越剧烈答案d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，小颗粒由许多分子组成，所以布朗运动不是分子的无规则运动，也不是指悬浮颗粒内固体分子的无规则运动，故a、b选项错误布朗运动虽然是由液体分子与悬浮颗粒间相互作用引起的，但其重要意义是反映了液体分子的无规则运动，而不是反映分子间的相互作用，故c选项错误观察布朗运动会看到固体颗粒越小，温度越高，布朗运动越剧烈故d选项正确3分子间作用力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解析根据分子动理论，分子间的引力和斥力是同时存在的，分子间的引力和斥力都随分子间距的增大而减小、随分子间距的减小而增大分子间的作用力指的是引力和斥力的合力分子间作用力随分子间距的增大先减小后增大后再减小当分子间距rr0时，分子间的作用力为0，所以b正确4物体的内能关于物体的内能，以下说法正确的是()a不同物体，温度相等，内能也相等b所有分子的势能增大，物体内能也增大c温度升高，分子平均动能增大，但内能不一定增大d只要两物体的质量、温度、体积相等，两物体的内能一定相等答案c考点梳理1物体是由大量分子组成的(1)多数分子大小的数量级为1010 m.(2)一般分子质量的数量级为1026 kg.2分子永不停息地做无规则热运动(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无规则运动布朗运动反映了液体内部的分子的无规则运动颗粒越小，运动越明显；温度越高，运动越剧烈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5用功能观点分析分子力做功与分子势能的变化有甲、乙两个分子，甲分子固定不动，乙分子由无穷远处逐渐向甲靠近，直到不再靠近为止，在整个过程中，分子势能的变化情况是()a不断增大 b不断减小c先增大后减小 d先减小后增大答案d解析分子力做功与分子势能变化的关系和弹簧相似，即分子力做正功分子势能减小，分子力做负功分子势能增大当乙分子由无穷远处向r0移动时，分子力做正功，分子势能减小；当乙分子由r0向甲分子继续靠近时，要克服分子斥力做功，分子势能增大所以移动的整个过程，分子势能是先减小后增大，当分子间的距离为r0时，分子势能最小本题正确选项为d.6建立分子模型求分子体积或占据空间设某种物质的摩尔质量为，原子间的平均距离为d，已知阿伏加德罗常数为na，则该物质的密度可表示为()a bc d答案ab解析分子为球体时，1 mol物质的体积为d3na，则/(d3na)6/(d3na)，故a正确分子为正方体时，1 mol物质的体积为d3na，则/(d3na)，故b正确方法提炼1功是能量转化的量度当分子力做正功时，分子势能减小；当分子力做负功时，分子势能增大2分子的两种模型：(1)对于固体、液体，分析分子的直径时，可建立球体模型，分子直径d .(2)对于气体，分析分子间的平均距离时，可建立立方体模型，相邻分子间的平均距离为d.考点一微观量的估算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vm、物体的质量m、摩尔质量m、物体的密度.3关系(1)分子的质量：m0.(2)分子的体积：v0.(3)物体所含的分子数：nnana或nnana.4两种模型(1)球体模型直径为d .(2)立方体模型边长为d.特别提醒1.固体和液体分子都可看成是紧密堆积在一起的分子的体积v0，仅适用于固体和液体，对气体不适用2对于气体分子，d的值并非气体分子的大小，而是两个相邻的气体分子之间的平均距离例1空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器(铜管)液化成水，经排水管排走，空气中水分越来越少，人会感觉干燥某空调工作一段时间后，排出液化水的体积v1.0103 cm3.已知水的密度1.0103 kg/m3、摩尔质量m1.8102 kg/mol，阿伏加德罗常数na6.01023 mol1.试求：(结果均保留一位有效数字)(1)该液化水中含有水分子的总数n；(2)一个水分子的直径d.解析(1)水的摩尔体积为vm m3/mol1.8105 m3/mol水分子总数为n31025(个)(2)建立水分子的球体模型，有d3，可得水分子直径：d 41010(m)答案(1)31025个(2)41010 m突破训练1已知汞的摩尔质量为m200.5103 kg/mol，密度为13.6103 kg/m3，阿伏加德罗常数为na6.01023 mol1.求：(1)一个汞原子的质量(用相应的字母表示即可)；(2)一个汞原子的体积(结果保留一位有效数字)；(3)体积为1 cm3的汞中汞原子的个数(结果保留一位有效数字)答案(1)(2)21029 m3(3)41022个解析(1)一个汞原子的质量为m0(2)一个汞原子的体积为v0 m321029 m3(3)1 cm3的汞中含汞原子个数n个41022个考点二布朗运动与分子热运动布朗运动热运动活动主体固体小颗粒分子区别是固体小颗粒的运动，是比分子大得多的分子团的运动，较大的颗粒不做布朗运动，但它本身的以及周围的分子仍在做热运动是指分子的运动，分子无论大小都做热运动，热运动不能通过光学显微镜直接观察到共同点都是永不停息的无规则运动，都随温度的升高而变得更加激烈，都是肉眼所不能看见的联系布朗运动是由于小颗粒受到周围分子做热运动的撞击力而引起的，它是分子做无规则运动的反映特别提醒1.扩散现象直接反映了分子的无规则运动，并且可以发生在固体、液体、气体任何两种物质之间2布朗运动不是分子的运动，是液体分子无规则运动的反映例2关于布朗运动，以下说法正确的是()a布朗运动就是液体分子的扩散现象b布朗运动就是固体小颗粒中分子的无规则运动，它说明分子永不停息地做无规则运动c布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，它是液体分子无规则运动的反映d扫地时，在阳光照射下，看到尘埃飞舞，这是尘埃在做布朗运动解析布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的运动，而不是固体分子的运动，但它是液体分子无规则热运动的反映，b项错误，c项正确；扩散现象是一种物质的分子进入另一种物质的过程，不是布朗运动，a项错误；能做布朗运动的颗粒非常小，用肉眼看不到，空中飞舞的尘埃颗粒要大得多，所以不是布朗运动，d项错误答案c突破训练2在观察布朗运动时，从微粒在a点开始计时，间隔30 s记下微粒的一个位置得到b、c、d、e、f、g等点，然后用直线依次连接，如图1所示，则下列说法正确的是()a微粒在75 s末时的位置一定在cd的中点上 图1b微粒在75 s末时的位置可能在cd的连线上，但不可能在cd中点上c微粒在前30 s内的路程一定等于ab的长度d微粒在前30 s内的位移大小一定等于ab的长度答案d解析b、c、d、e、f、g等点分别是粒子在t30 s、60 s、90 s、120 s、150 s、180 s时的位置，但并不一定沿着折线abcdefg运动，故选d.考点三分子间作用力分子间总是同时存在着相互作用的引力和斥力，“分子力”是引力与斥力的合力分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小、随分子间距离的减小而增大，但总是斥力变化得较快如图2所示(1)当rr0时，f引f斥，f0； 图2(2)当rr0时，f引和f斥都随距离的减小而增大，但f引r0时，f引和f斥都随距离的增大而减小，但f引f斥，f表现为引力；(4)当r10r0(109 m)时，f引和f斥都已经十分微弱，可以认为分子间没有相互作用力(f0)例3关于分子间的相互作用力，以下说法中正确的是()a当分子间距离rr0时，分子力为零，说明此时分子间既不存在引力，也不存在斥力b分子力随分子间距离的变化而变化，当rr0时，随着距离的增大，分子间的引力和斥力都增大，但引力比斥力增大得快，故分子力表现为引力c当分子间的距离r109 m时，分子间的作用力可以忽略不计解析分子间距离为r0时分子力为零，并不是分子间无引力和斥力，a错误；当rr0时，随着距离的增大，分子间的引力和斥力都减小，但斥力比引力减小得快，故分子力表现为引力，b错误答案cd突破训练3两个分子相距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，则下面说法正确的是()a相距为r1时，分子间没有斥力存在b相距为r2时，分子间的斥力大于相距为r1时的斥力c相距为r2时，分子间没有引力存在d相距为r1时，分子间的引力大于相距为r2时的引力答案b解析两个分子相距为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，因分子间同时存在引力和斥力，则选项a、c错误；因分子间相距为r2时，表现为斥力，随着距离的增大分子间的斥力减小，则分子间的斥力大于相距为r1时的斥力；分子间相距为r1时，表现为引力，随着距离的增大，分子间的引力减小，则分子间的引力小于相距为r2时的引力，故选项b正确，选项d错误.35用统计规律法理解温度的概念对微观世界的理解离不开统计的观点单个分子的运动是不规则的，但大量分子的运动是有规律的，如对大量气体分子来说，朝各个方向运动的分子数目相等，且分子的速率按照一定的规律分布宏观物理量与微观物理量的统计平均值是相联系的，如温度是分子热运动平均动能的标志但要注意：统计规律的适用对象是大量的微观粒子，若对“单个分子”谈温度是毫无意义的例4关于温度的概念，下列说法中正确的是()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物体温度高，则物体每一个分子的动能都大c某物体内能增大时，其温度一定升高d甲物体温度比乙物体温度高，则甲物体的分子平均速率比乙物体的大解析物质分子由于不停地运动而具有的能叫分子动能分子的运动是杂乱的，同一物体内各个分子的速度大小和方向是不同的从大量分子的总体来看，速率很大和速率很小的分子数比较少，具有中等速率的分子数比较多在研究热现象时，有意义的不是一个分子的动能，而是大量分子的平均动能从分子动理论观点来看，温度是物体分子热运动平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能就越大；反之亦然注意同一温度下，不同物质分子的平均动能都相同，但由于不同物质的分子质量不尽相同，所以分子运动的平均速率不尽相同答案a36用类比法理解分子力做功与分子势能变化的关系1重力做正功，重力势能减小；重力做负功，重力势能增大同样，分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增大因此我们可用类比法理解分子力做功与分子势能变化的关系2分子势能分子势能是由分子间相对位置而决定的势能，它随着物体体积的变化而变化，与分子间距离的关系为：(1)当rr0时，分子力表现为引力，随着r的增大，分子引力做负功，分子势能增大；(2)当r0为斥力，fr0时，分子力表现为引力；当rr0时分子力表现为引力，在无穷远处分子力趋于零，分子间距由较大逐渐减小到rr0的过程中，分子力先增大后减小，c对；r10r0处)分子势能为零当两分子逐渐靠近时(rr0)，分子