【走向高考】高考物理总复习 选331课件.ppt

热点一分子动理论热力学定律与能量守恒本部分内容在高考中所占比例为6 10 左右 考查的形式主要是选择题或计算题 题目以中等难度为主 考查的热点为分子动理论的理解 如2010年江苏卷第12a 3 题 晶体和非晶体 如2010年新棵标全国卷33 1 题 热力学第一定律 如2010年江苏卷第12a 2 题 2010年广东卷第14题等 主要考查考生对知识的理解 分析综合 实验及估算能力 热点二气体本部分内容在高考中所占比例为6 10 考查的形式主要是选择题和计算题 题目难度中等 考查的热点是气体实验定律 如2010年新棵标全国卷33 2 题 山东卷第36题 气体的性质 气体的压强也是高考命题的热点 如2010年广东卷第15题 江苏卷第12a 1 题等 温故自查1 分子是具有各种物质的性质的最小粒子 或是 如金属 或是 如盐类 或是 如有机物 2 用油膜法测得分子直径 有机物质的大分子除外 的数量级为m 说明分子的体积极其微小 3 一般分子质量的数量级为kg 化学 原子 离子 分子 10 10 10 27 10 28 4 分子间有间隙 5 阿伏加德罗常数 1mol的任何物质都含有相同的粒子数 这个数的测量值 na mol 1 6 02 1023 考点精析阿伏加德罗常数的应用 阿伏加德罗常数是联系宏观世界和微观世界的桥梁 在此所指的微观物理量为 分子的体积v 分子的直径d 分子的质量m 宏观物理量为 物质的体积v 摩尔体积vmol 物质的质量m 摩尔质量mmol 物质的密度 在利用阿伏加德罗常数进行估算时 一是要正确选用公式 二是要注意建立恰当的物理模型 温故自查1 扩散现象 相互接触的物质彼此进入对方的现象 温度越高 扩散2 布朗运动 在显微镜下看到的悬浮在液体中的的永不停息的无规则运动 它是而产生的 颗粒越小 运动越 温度越高 运动越布朗运动液体分子的运动 是分子热运动的反映 越快 固体颗粒 大量的液体分子对固体颗粒的撞击 明显 激烈 不是 考点精析如何理解布朗运动 1 布朗运动是指悬浮小颗粒的运动 布朗运动不是一个单一的分子的运动 单个分子是看不见的 悬浮小颗粒是千万个分子组成的粒子 形成布朗运动的原因是悬浮小颗粒受到周围液体 气体分子紊乱的碰撞和来自各个方向碰撞效果的不平衡 因此 布朗运动不是分子运动 但它间接证明了周围液体 气体分子在永不停息地做无规则运动 2 布朗运动在相同温度下 悬浮颗粒越小 它的线度越小 表面积亦小 在某一瞬间跟它相撞的分子数越少 颗粒受到来自各个方向的撞击力越不平衡 另外 颗粒线度小 它的体积和质量比表面积减小得更快 因而冲击力引起的加速度更大 因此悬浮颗粒越小 布朗运动就越显著 3 相同的颗粒悬浮在同种液体中 液体温度升高 分子运动的平均速率大 对悬浮颗粒的撞击作用也越大 颗粒受到来自各个方向的撞击力越不平衡 由撞击力引起的加速度更大 所以温度越高 布朗运动就越显著 由此可见影响布朗运动是否剧烈的因素是温度高低及颗粒的大小 温故自查1 分子间同时存在相互作用的和 合力叫分子力 2 特点 分子间的引力和斥力都随分子间的增大而减小 随分子间距离的减小而增大 但斥力比引力变化更 引力 斥力 距离 快 考点精析1 分子力随分子间距离变化的规律分子间同时存在着引力和斥力 它们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 但斥力比引力变化得快 所以有以下几种情况 1 当r r0时 f引 f斥 对外表现的分子力f 0 分子处于平衡位置 其中r0大约为10 10m 2 当r r0时 f引 f斥 对外表现的分子力f为斥力 3 当r r0时 f引 f斥 对外表现的分子力f为引力 4 当分子间距离的数量级大于10 9m时 分子力已变得十分微弱 可以忽略不计 2 分子间的作用力跟距离的关系f为正值时 表示斥力 f为负值时 表示引力 如图所示 3 分子力本质上是电磁力分子是由原子组成的 原子内部有带正电的原子核和带负电的电子 分子间的作用力就是由这些带电粒子的相互作用引起的 4 用分子运动论看物体的固 液 气三态分子的无规则运动将使它们散开 是分子之间的相互作用力使分子聚集在一起 1 固体中 分子的作用力比较强大 绝大部分分子被束缚在平衡位置附近做微小振动 2 液态中 分子力的作用已不能把分子束缚在固定的平衡位置附近 平衡位置是变化的 分子还不能分散远离 3 气态中 分子无规则运动剧烈 分子的作用力微弱 分子可以到处移动 温故自查1 温度两种意义 宏观上表示物体的 微观上标志物体内分子热运动的它是物体分子的标志 冷热程度 剧烈程度 平均动能 2 两种温标摄氏温标t 单位 在1个标准大气压下 水的冰点作为 沸点作为 热力学温标t 单位k 把作为0k 绝对零度 0k 是的极限 只能接近不能达到 0 100 273 15 低温 考点精析1 平衡态与状态参量 1 系统 把所研究的对象称为系统 2 物理学中描述物体状态的常用参量为压强 体积 温度 通常用体积描述其几何性质 用压强描述其力学性质 用温度描述其热学性质 3 平衡态 对于一个不受外界影响的系统 无论其初始状态如何 经过足够长的时间后 必将达到一个宏观性质不再随时间变化的状态 这种状态叫平衡态 2 温度与温标 1 热平衡定律 如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡 那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡 2 处于热平衡的系统之间有 共同特性 即温度相同 3 为了定量描述温度 需引入温标 常见温标有摄氏温标和热力学温标 4 热力学温标单位为开 热力学温度与摄氏温度的换算关系为t t 273 15k 温故自查1 分子的平均动能 物体内分子动能的平均值叫分子平均动能 是分子平均动能的标志 温度越高 分子平均动能2 分子势能 由分子间的相互作用和决定的能量叫分子势能 分子势能的大小与物体的体积有关 1 当分子间的距离r r0时 分子势能随分子间的距离增大而增大 温度 越大 相对位置 2 当r r0时 分子势能随分子间的距离减小而增大 3 r r0时 分子势能最小 3 物体的内能 物体内所有分子的的总和叫物体的内能 4 改变物体的内能的两种方式是 动能和势能 做功和热传递 2 温度是物体分子平均动能大小的标志 如有甲乙两个物体 若甲的温度高于乙的温度 则甲物体分子的平均动能大于乙物体分子的平均动能 若温度相等则它们分子的平均动能是相等的 至于速率的大小 还要看它们分子质量的大小才能比较 3 温度是一个 统计 概念 它的对象是组成物体的分子整体 对单个分子说温度高低是没有意义的 故说此分子的温度升高是不科学的 4 分子平均动能与物体的机械运动状态无关 物体速度大 分子平均动能不一定大 2 分子势能的理解分子势能与分子之间的距离 宏观表现为物体的体积 有关 分子势能的大小随距离的变化如图所示 由图可知 1 当分子力为零时 即r r0时 分子势能不是为零 而是最小 2 当r r0 分子力表现为引力时 随着分子间的距离增大 分子需要不断克服分子力做功 分子势能增大 3 r r0 分子力表现为斥力 随着分子间距离减小 分子需要不断克服分子力做功 分子势能增大 4 分子势能的数值和其他势能一样 也具有相对意义 由图可知 选无穷远处为零分子势能时 分子势能可以大于零 可以小于零 也可以等于零 如果选r r0处为零势能点 则分子势能只能大于等于零 但是无论选哪个位置为零分子势能点 r r0处分子势能都最小 物体体积改变 物体的分子势能必定发生改变 大多数物质是体积越大 分子势能越大 也有少数反常物质 如冰 铸铁等 体积大 分子势能反而小 3 内能的决定因素物体的内能与物体的温度 体积 物态和分子数有关 一般说来物体的内能决定因素可从两个方面判定 微观决定因素 宏观决定因素 1 微观决定因素 分子的势能 分子的平均动能 分子的个数 2 宏观决定因素 物体的体积 物体的温度 物体所含物质的多少 即物质的量 实验目的1 知道本实验的原理及所需的器材 了解实验注意的事项 2 会正确测出一滴油酸酒精溶液中油酸的体积及形成油膜的面积 3 会计算分子的大小 处理好实验数据 4 领会本实验方法构思的特点 理解间接测量微观量的思想 实验原理油酸分子的一端具有亲水性 另一端具有憎水性 当把酒精稀释过的油酸滴在水面上时 油酸便在水面上散开 其中酒精溶于水 并很快挥发 在水面上形成有自由边界的一层纯油酸薄膜 形成单分子油膜 如果将油酸看作是球状模型 测出一定体积的油酸溶液在水面上形成的油膜面积 计算出油膜的厚度 这个厚度就等于分子的直径 实验器材盛水的容器 有溶液刻度并能使油滴溶液一滴一滴下落的滴管或注射器 一个量筒 按一定的比例 一般为1 200 稀释了的油酸溶液 带有坐标方格的透明有机玻璃盖板 面积略大于容器的上表面积 少量痱子粉或石膏粉 彩笔 实验步骤1 用注射器或滴管将一定容积的油酸溶液一滴一滴地滴入量筒 记下量筒内增加一定体积的滴数 求出一滴油酸溶液中所含纯油酸的体积v 注意事项1 痱子粉不要撒得太多 只要能够帮助看清油膜边界即可 2 滴入油酸溶液时 一定要细心 不要一下滴得太多 使油膜的面积过大 3 待测油酸面扩散后又收缩 要在稳定后再画轮廊 扩散后又收缩有两个原因 第一是水面受油酸滴冲击凹陷后恢复 第二是酒精挥发后液面收缩 4 利用坐标纸求油膜面积时 以边长1cm的正方形为单位 计算轮廓内正方形的个数时 大于半个的均算一个 5 当重做实验时 水从盘的一侧边缘倒出 在这侧面会残留油酸 用少量酒精清洗 并用脱脂棉擦去再用清水冲洗 这样可保持盘的清洁 误差分析1 由于我们是采用间接测量的方式测量分子的直径 实验室中配制的酒精溶液的浓度 油酸在水面展开的程度 油酸面积的计算都直接影响测量的准确程度 2 虽然分子直径的数量级应在10 10m 但中学阶段 对于本实验只要能测出油酸分子直径的数量级在10 9m上即可认为是成功的 命题规律利用阿伏加德罗常数是联系微观量和宏观量的桥梁 运用相应的公式求解或估算有关物理量 考例1 已知汞的摩尔质量为m 200 5 10 3kg mol 密度为 13 6 103kg m3 阿伏加德罗常数na 6 0 1023mol 1 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1cm3的汞中含有汞原子的个数 结果保留一位有效数字 2010 上海宝山期末 只要知道下列哪一组物理量 就可以估算出气体分子间的平均距离 a 阿伏加德罗常数 该气体的摩尔质量和质量b 阿伏加德罗常数 该气体的摩尔质量和密度c 阿伏加德罗常数 该气体的摩尔质量和体积d 该气体的密度 体积和摩尔质量 答案 b 命题规律对布朗运动的理解和通过布朗运动 扩散现象说明分子的热运动 考例2 2010 洛阳六校联考 关于布朗运动 下列说法中正确的是 a 布朗运动就是液体分子的无规则运动b 显微镜下观察到墨水中的小碳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c 液体的温度越高 布朗运动越激烈d 随着时间的推移 布朗运动逐渐变慢 最终停止 解析 布朗运动是悬浮在液体中的微粒的无规则运动 显微镜下观察到的布朗运动不是液体分子的无规则运动 微粒的运动反映了液体分子的无规则运动 a错误 b正确 微粒越小 布朗运动越显著 液体的温度越高 布朗运动越激烈 c正确 布朗运动永不停息 d错误 答案 bc 总结评述 布朗运动是肉眼直接看不到的 凡是肉眼直接看到的都不是布朗运动 像我们看到的空气中尘埃的运动就不是布朗运动 布朗运动不是分子的运动 扩散是分子的运动 在观察布朗运动的实验过程中 每隔30秒记录下颗粒的位置 最后将这些位置依次用直线连接 如图所示 则下列说法错误的是 a 由图可以看出布朗运动是无规则的b 图中连线就是颗粒无规则运动的轨迹c 若对比不同温度下的轨迹 可以看出温度高时布朗运动显著d 若对比不同颗粒大小时的轨迹 可以看出颗粒小时布朗运动显著 解析 由于不知道30秒内颗粒运动的真实轨迹 所以记录下的并不是颗粒的实际运动轨迹 故选项b错 答案 b 命题规律根据分子间的作用力与分子间距离的关系图线 确定分子间作用力随分子间距离的变化情况 同时判定分子力做功的情况 确定分子势能的变化 考例3 2010 全国 理综 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 解析 本题考查了分子 分子势能与分子间距离的关系 识别图象是解题的关键点 当r r1时 r减小 ep增大 说明克服分子间作用力做功 也说明分子间作用力为斥力 因此选项b正确 r1r2时 分子势能随分子间距离的增大而增大 说明分子力做负功 因此分子间作用力表现为引力 所以选项a d均错 r r2是分子间斥力与引力的临界点 此时分子间作用力为零 故选项c正确 答案 bc 如图所示 甲分子固定在坐标原点o 乙分子位于r轴上距原点r3的位置 虚线分别表示分子间斥力f斥和引力f引的变化情况 实线表示分子间的斥力与引力的合力f合的变化情况 若把乙分子由静止释放 则乙分子 a 从r3到r1做加速运动 从r1向o做减速运动b 从r3到r2做加速运动 从r2到r1做减速运动c 从r3到r1分子势能先减少后增加d 从r3到r1分子势能减少 答案 ad 解析 r1为斥力和引力相等的位置 大于r1表现为引力 所以r3到r1乙分子受引力作用加速 势能减少 从r1向o表现为斥力 做减速运动 则a d正确 命题规律根据分子平均动能 分子势能概念的理解以及内能的决定因素 判断有关说法或观点是否正确 考例4 关于物体的内能 下列说法正确的是 a 热水的内能一定比冷水的大b 当温度等于0 时 分子动能为零c 分子间距离为r0时 分子势能为零d 温度相等的氢气和氧气 它们的分子平均动能相等 解析 物体内能的多少除了与温度有关之外 还与物体的质量 体积等因素有关 仅根据某一个方面不能比较两个物体内能的大小 因此热水的内能不一定比冷水大 选项a的说法错误 0 是人为规定的一个温度标准 即使在零摄氏度以下 分子也在不停地做无规则运动 因此零摄氏度时分子动能不会等于零 选项b的说法错误 分子势能是相对的 零势能点的选取是任意的 在理论分析和计算中都以无穷远为零势能点 因此当分子间距离为r0时 分子势能不一定为零 选项c的说法错误 选项d的说法是正确的 因为 温度是分子平均动能的标志 这个结论在中学的知识范围内还不能严格的证明 要把它作为一个结论记