2018年高考物理一轮复习专题11.1分子动理论内能教学案

1、专题11.1分子动理论内能考情解读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.重点知识梳理一、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：10直径数量级为10mi质量数量级为10-261027kg。(2)分子数目特别大：阿伏加德罗常数NA=6.02x1023mol1o2 .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

2、激烈。提示：运动轨迹不确定，只能用不同时刻的位置连线确定微粒做无规则运动。不能直接观察分子的无规则运动，而是用悬浮的固体小颗粒的无规则运动来反映液体分子的无规则运动。(3)热运动：物体分子永不停息地无规则运动，这种运动跟温度有关。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。4 .两种温标摄氏温标和热力学温标。关系：T=t+273.15K。5 .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

3、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。6 .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：微观上一一决定于分子间距离和分子排列情况；宏观上一一决定于体积和状态。7 .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温度和体积决定。高频考点突破高频考点一分子动理论和内能例1.(多选)关于对内能的理解，下列说法正确的是()A.系统的内能是由系统的状态决定的B.做功可

4、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C.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D.1g100C水的内能小于1g100C水蒸气的内能答案AD解折系统的内能是一个只侬就于系统自身状态的物理量，所以是由系院的状态决定的，A正确,做功和热传递I何以改变系统的内能，B错误；匿量和温度相同的氢气和氧气的平均动能相同"旦它们的物质的量不同,内不同'C错误f在1。七的水变成1W七水蒸气的过程中,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1g1的七水的内能小于1g100七水蒸气的内能JD正解.【变式探究】下列说法中正确的是()A.物体

5、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，其内能一定不变答案B解析温度是物体分子平均动能的标志，所以物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大，A错，B对；影响物体内能的因素是温度、体积和物质的量，所以只根据温度的变化情况无法判断内能的变化情况，CD错.高频考点二微观量的估算例2.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N,地面大气压强为伊，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.47tp0NR23Mgh答案MgpoNa一可认为

6、地球大气层对地球表面的压力是由其重力引起的，即刊乂放大气层的空气总后量加二笔£空气分子总数羽永=电喏出由于尿则大气层的总体积仁44%,每个分gMMg子所占空间设为一个徒长为父的正方体，则有川二心可得分子间的平均距离田二【变式探究】已知铜的摩尔质量为M(kg/mol),铜的密度为p(kg/m3),阿伏加德罗常数为N(molI.下列判断错误的是()A.kg铜所含的原子数为NAB. 1 m3铜所含的原子数为MNC. 1个铜原子的质量为1M(kg)ND. 1个铜原子的体积为丹(m3)pNa答案B1NA,_3.解析1kg铜所含的原子数n=mn=NM，a正确；同理，1m5铜所含的原子数B错误；1

7、个铜原子的质量no=M(kg),C正确；1个铜原子的体积V0=或=T(m3),D正确.NkppNa【方法技巧】分子的两种建模方法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=高频考点三布朗运动与分子热运动例3.多选）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.液体温度越高，悬浮颗粒越小，布朗运动越剧烈C.布朗运动是由于液体各部分的温度不同而引起的D.布朗运动是由于液体分子从各个方向对悬浮颗粒撞击作用的不平衡引起的答案BD一薛析布朗运动的研究对象是固悻小颗粒,而不是

8、液体分子，故人选项错俣宁影响布朗运动的因素是温度和固体小颗粒大小j温度越高、固体潮粒越小，布朗运动就越明显j故B选项正确j布朗运动是由于悬浮固体小颗粒受液体分子的碰撞作用不平衡而引起的，不是由液体含部分的温度不同而引起的,故C选项错谯，D选项正确.【变式探究】（多选）下列哪些现象属于热运动（）A.把一块平滑的铅板叠放在平滑的铝板上，经相当长的一段时间再把它们分开，会看到与它们相接触的面都变得灰蒙蒙的B.把胡椒粉末放入菜汤中，最后胡椒粉末会沉在汤碗底，但我们喝汤时尝到了胡椒的味道C.含有泥沙的水经一定时间会变澄清D.用砂轮打磨而使零件温度升高答案ABD解析热运动在微观上是指分子的运动，如扩散现象

9、，在宏观上表现为温度的变化，如“摩擦生热”、物体的热传递等，而水变澄清的过程是泥沙在重力作用下的沉淀，不是热运动，C错误.高频考点四分子力、分子势能与分子间距离的关系例4.清晨，草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠.这一物理过程中，水分子间的（）A.引力消失，斥力增大B.斥力消失，引力增大C.引力、斥力都减小D.引力、斥力都增大答案D解析当水汽凝结成水珠时，水分子之间的距离减小，分子间的引力和斥力同时增大，只是斥力比引力增加得更快一些.【变式探究】（多选）两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离的关系如图4中曲线所示，曲线与轴交点的横坐标为0.相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互

10、接近.若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是（）A.在r0阶段，F做正功，分子动能增加，势能减小B.在r0阶段，F做负功，分子动能减小，势能也减小C.在r=ro时，分子势能最小，动能最大D.在r=0时，分子势能为零E.分子动能和势能之和在整个过程中不变答案ACE解析由曰一r图可知在5阶段，当"底小时尸儆正动？分子势能减小了分子动能增加,故选项人正确.在f阶段，当漏小时尸做负动j分子势能增加，分子动能减小，故选项B错误.在片斗时？分子势能最小：但不为零动能最大，故选项C正确1D错误.在整个相互接近的过程中分子漏密唠能之和保持不变，故选项E正确，【举一反三】如图5所示，甲分子

11、固定于坐标原点O,乙分子从无穷远处由静止释放，在分子力的作用下靠近甲，图中点b是引力最大处，点d是两分子靠得最近处，则乙分子加速度最大处可能是（）A.点aB.点bC.点cD.点d答案D解析由分子力与分子之间距离的图象可以看出，在a、b、c、d四点中，乙分子在点d时分子力最大，根据牛顿第二定律知在点d时乙分子的加速度最大.1.12016北京卷】雾霾天气对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述，是特定气候条件与人类活动相互作用的结果.雾霾中，各种悬浮颗粒物形状不规则，但可视为密度相同、直径不同的球体，并用PM10PM2.5分别表示球体直径小于或等于10dm2.5的颗粒物（PM是颗粒物的英文缩写）.

12、某科研机构对北京地区的检测结果表明，在静稳的雾霾天气中，近地面高度百米的范围内，PM10的浓度随高度的增加略有减小，大于PM10的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小，且两种浓度分布基本不随时间变化.据此材料，以下叙述正确的是（）A. PM10表示直径小于或等于1.0X106m的悬浮颗粒物B. PM10受到的空气分子作用力的合力始终大于其受到的重力C. PM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动D. PM2.5浓度随高度的增加逐渐增大【答案】Ct解析】10|un=选项A不正题目的信息PM1。的浓度随高度的增加而略有减小，这表明PM10的分布具有任意性，也就是说受分子力和重力的大4联系具有任意性，选

13、项B不正确,PM10和大悬浮颗粒肉眼均不可见F而且受气体分子的撞击的影响较大，其运动具有很强的无规则性，可以认为是布朗运动，选项C正确.PM2一5与PM1G相比，密度相同颗粒更小，那么PM2.5他布朗运动更明显而分布应该更加均匀，不会高度越高浓度越大，选嗔D不正确.2.12016江苏卷】A.【选修3-3】（2）如图1-甲所示，在斯特林循环的p-V图像中，一定质量理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A,整个过程由两个等温和两个等容过程组成，BHC的过程中，单位体积中的气体分子数目（选填“增大”“减小”或“不变”），状态A和状态D的气体分子热运动速率的统计分布图像如图乙所示，则状态A

14、对应的是（选填“”或“”）.各速率区间的分子值图1-A.(2)【答案】不变【解析】BHC过程中由于气体分子总数不变，体积也不变，因此单位体积中的气体分子数目也不变.根据理想气体状态方程可得Ta<Td,而温度又是分子平均动能的标志，由图像可看出，图线表示速率较小的分子数目多，也就是分子平均动能较小，所以图线对应状态A3. 2016全国丙卷33(1)(多选)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

15、，内能一定增加解析气体的内能由物质的量、温度不q夬定,质量和温度都相同的气傀，内能可能不同n晚去A错俣。内能与物体的运动速度无关，说法B错误。气体被压缩时J同时对外传热，根据热力学第一定律知内能可肓环变，说法C正确。一定量的某种理想气体的内能只与温度有关，说法D正确.根据理想气体状态方程，一定量的某种理想气体在JE强不变的情况下"本积变大，则温度一定升高j内能一定熠加说法E正确立答案：CDE1.12015上海4】1.一定质量的理想气体在升温过程中A.分子平均势能减小B.每个分子速率都增大C.分子平均动能增大D.分子间作用力先增大后减小【答案】C【解析】一定质量的理想气体，分子势能不计

16、，故A错误；在升温过程中，分了的平均动能增大，但不是每个分子的动能增大，故B错误，C正确；理想气体的气体分子本身的体积和气体分子间的作用力都可以忽略不计的气体，故D错误。2.12015广东17】5.图6为某实验器材的结构示意图，金属内筒和隔热外筒间封闭了一定体积的空气，内筒中有水，在水加热升温的过程中，被封闭的空气茶hA.内能增大B.压强增大C.分子间引力和斥力都减小D.所有分子运动速率都增大【答案】AB【解析】当内筒中水加热升温时，金属内筒和隔热外筒间封闭的空气温度也将升高，其内能增大，故选项A正确；又由于其体积不变，根据查理定律可知，其压强也增大，故选项正确；因气体体积、分子数不变，即分子

17、间间距不变，因此分子间引力和斥力都不变，故选项C错误；温度升高，分子的热运动加剧，其平均速率增大，但分子的运动仍然为无规则运动，某时刻，对某个分子而言，其速率可能会很小，故选项D错误。3.12015福建29(1)16.下列有关分子动理论和物质结构的认识，其中正确的A.分子间距离减小时分子势能一定减小B.温度越高，物体中分子无规则运动越剧烈C.物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度无关D.非晶体的物理性质各向同性而晶体的物理性质都是各向异性【答案】B【解析】由图知，当分子间距离小于0时，分子势能随分子间距离的减小而增大，所以错误；由分子热运动理论知，温度越高，物体中分子无规则运动越剧烈，

18、所以B正确；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，故C错误；非晶体是各向同性的，故D错误。4.12015全国新课标H33（1）】8.关于扩散现象，下列说法正确的是。（填正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分。分）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【答案】ACDt解析】根据行动理论j温度越高，扩散进行得逋快j故A正确扩散现象不是化学反应,故B错误扩散现象是由物质分子无规则运动产生的

19、，故C正确，扩散现象在气体,液体和固体中都能发生，故D正确5诙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,被E错误，1 .（2014北京卷，13）下列说法中正确的是（）A.物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大8 .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，其内能一定不变解析温度是物体分子平均动能的标志，故A错，B对；内能大小由物质的量、温度及体积共同决定，故C、D错。答案B2. （2014上海卷，4）分子间同时存在引力和斥力，当分子间距增大时，分子间（）A.引力增大，斥力减小B.引力增大，斥力增大C.引力减小，斥力减小

20、D.引力减小，斥力增大解析分子间同0寸存在着引力和反力，当分子间距增大时，分子间的引力和后方都就小，但斥力变化的快，故A、口错误，C正确口答案C3. （2014福建卷I）（1）如图，横坐标v表示分子速率，纵坐标f（v）表示各等间隔速率区间的分子数占总分子数的百分比.图中曲线能正确表示某一温度下气体分子麦克斯韦速率分布规律的是.（填选项前的字母）A.曲线B.曲线C.曲线D.曲线【答案】（1）D【解析】（1）速率较大或较小的分子占少数，接近平均速率的分子占多数，分子速率不可能为0,也不可能为无穷大，因此只有曲线符合要求.押题专练1 .下列关于温度及内能的说法中正确的是（）A.温度是分子平均动能的标

21、志，所以两个动能不同的分子相比，动能大的温度高8 .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，内能是相同的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答案D解析温度是分子平均动能的标志，对个别分子没有意义，A项错误；物体的内能与物质的量、温度、体积有关，所以B项错误；质量和温度相同的冰和水，分子平均动能相同，但是分子势能不同，冰熔化为水要吸收热量，所以水的内能大，C项错误；一定质量的某种物质,即使温度不变，体积变化也会引起内能的变化，D项正确.2 .如图1所示，两个接触面平滑的铅柱压紧后悬挂起来，下面的铅柱不脱落，主要原因是（）1F-1:nnJABA

22、.铅分子做无规则热运动B.铅柱受到大气压力作用C.铅柱间存在万有引力作用D.铅柱间存在分子引力作用答案D解析当两个接触面平滑的铅柱压紧时，接触面上的分子与分子间的距离非常小，分子之间的作用力表现为引力，使铅柱不脱落.3 .下列四幅图中，能正确反映分子间作用力f和分子势能日随分子间距离变化关系的图线是（）答案B解析分子间作用力了的特点是：f时/表现为斥力,时片01为他时/表现为引力4分子势能场的特点是叶汴时所最小，因此只有B项正确.4 .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，p表示在标准状态下水蒸气的密度，NA表示阿伏加德罗常数，miv分别表示每个水分子的质量和体积，下面关系

23、错误的是（）A. NA=B.P - NAvC.P < 一NAvLID. m NA答案B解析由于Lpv,则NA=-m=pm,变形得出着,故A、D正确；由于分子之间有空隙，所以Nv<V,水的密度为P=与<由，故C正确，B错误.所以选B.VNAV5 .某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图3所示，图中f（v）表示v处单位速率区间内的分子数百分率，所对应的温度分别为、Tn、K,则（）图3B. Trn >Tn>TiD. Ti = Tu =A.Ti>Tn>TmC.Tn>Ti,Tn>Trn答案B解析因为温度是分子平均动能的标志，而分子平均动能取决

24、于分子平均速率，根据图象可以得出Tm>Tn>，所以本题选B.6.（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答案ACE一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正确宁外界对物体做功，若存在散热,物体内不一定增加,选项6年削吴i温度越高,布朗运动越显著.选项C正当分子间的距离增大时,分子间作用力可能先增大后演小？选项D错误,当分子间作用力表现为斥力时,分子势育题分子间距离的减小而增大选嗔E正确.7.（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（）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分子热运动C. PM2.5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