通用版2018高考物理一轮复习第13章热学第1节课时提能练35分子动理论内能

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2018届高考物理一轮总复习热学第1讲分子动理论、内能课后提能演练(选修3-3)

分子动理论、内能一、选择题：在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～9题有多项符合题目要求．1．从下列哪一组物理量可以算出氧气的摩尔质量( )A．氧气的密度和阿伏加德罗常数B．氧气分子的体积和阿伏加德罗常数C．氧气分子的质量和阿伏加德罗常数D．氧气分子的体积和氧气分子的质量【答案】C【解析】摩尔质量M、氧气分子的质量m和阿伏加德罗常数N A的关系是M＝N A·m，故选项C正确．2．如图所示，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( )A．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】D3．下列有关温度的各种说法中正确的是( )A．温度低的物体内能小B．温度低的物体，其分子运动的平均速率也必然小C．做加速运动的物体，由于速度越来越大，因此物体分子的平均动能越来越大D．0 ℃的铁和0 ℃的冰，它们的分子平均动能相同【答案】D4．下列关于热力学温标的说法不正确的是( )A．热力学温度的零度是－273.15 ℃，叫绝对零度B．热力学温度的每一度的大小和摄氏温度是相同的C．绝对零度是低温的极限，永远达不到D．1 ℃就是1 K【答案】D【解析】热力学温度和摄氏温度的每一度大小是相同的，两种温度的区别在于它们的零值规定不同，所以选项A、B、C正确；据T＝(273.15＋t) K知1 ℃为274.15 K，所以选项D不正确．5．雨滴下落，温度逐渐升高，在这个过程中，有关说法正确的是( )A．雨滴内分子的势能都在减小，动能在增加B．雨滴内每个分子的动能都在不断增加C．雨滴内水分子的平均速率不断增大D．雨滴内水分子的势能在不断增大【答案】C6．下列关于分子力和分子势能的说法中，正确的是( )A．当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而增大B．当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小C．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大D．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而减小【答案】C7．关于布朗运动，下列说法正确的是( )A．布朗运动是指悬浮在液体中的微粒分子的无规则运动B．布朗运动的无规则性反映了液体分子运动的无规则性C．液体温度越高，布朗运动越剧烈D．悬浮微粒越小，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越少，布朗运动越不明显【答案】BC8．关于分子动理论的基本观点和实验依据，下列说法正确的是( )A．多数分子大小的数量级为10－10 mB．扩散现象证明，物质分子永不停息地做无规则运动C．悬浮在液体中的微粒越大，布朗运动就越明显D．分子之间同时存在着引力和斥力E．随着分子间的距离增大，分子势能一定增大【答案】ABD【解析】多数分子大小的数量级为10－10 m，选项A正确；扩散现象证明，物质分子永不停息地做无规则运动，选项B正确；悬浮在液体中的微粒越小，布朗运动就越明显，选项C错误；分子之间同时存在着引力和斥力，选项D正确；若分子间的距离小于平衡位置距离，则随着分子间的距离增大，分子势能减小，选项E错误．9．两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为r 0.相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近．若两分子相距无穷远处时分子势能为零，下列说法正确的是( )A ．在r >r 0阶段，F 做正功，分子动能增加，势能减小B ．在r <r 0阶段，F 做负功，分子动能减小，势能也减小C ．在r ＝r 0时，分子势能最小，动能最大D ．在r ＝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】在r >r 0阶段，两分子间的斥力和引力的合力F 表现为引力，两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近，F 做正功，分子动能增加，势能减小，选项A 正确；在r <r 0阶段，两分子间的斥力和引力的合力F 表现为斥力，F 做负功，分子动能减小，势能增大，选项B 错误；在r ＝r 0时，分子势能最小，动能最大，选项C 正确；在整个过程中，只有分子力做功，分子动能和势能之和保持不变，在r ＝r 0时，分子势能为负值，选项D 错误，E 正确．二、非选择题10．在标准状况下，有体积为V 的水和体积为V 的可认为是理想气体的水蒸气．已知水的密度为ρ，阿伏加德罗常数为N A ，水的摩尔质量为M A ，在标准状况下水蒸气的摩尔体积为V A ，求：(1)标准状况下水分子与水蒸气分子的平均动能的大小关系；(2)它们中各有多少个水分子．【答案】(1)相等 (2)ρV M A N A V V AN A 【解析】(1)温度是分子平均动能的标志．标准状况下，水和水蒸气的温度相同，因此它们分子的平均动能相等．(2)对体积为V 的水，质量为m ＝ρV① 分子个数为N ＝m M A N A② 解①②得N ＝ρV M AN A 对体积为V 的水蒸气，分子个数为N ′＝V V AN A ．。

高考物理一轮复习第十三章热学第1讲分子动理论内能用油膜法估测分子的大小教学案(含解析)

第1讲分子动理论内能用油膜法估测分子的大小➢教材知识梳理一、分子动理论1．物体是由大量分子组成的(1)分子直径大小的数量级为________ m.(2)一般分子质量的数量级为________ kg.(3)阿伏伽德罗常数N A：1 mol的任何物质所含的分子数，N A＝________mol－1.2．分子永不停息地做无规则热运动(1)扩散现象：相互接触的物体的分子或原子彼此进入对方的现象．温度越________，扩散越快．(2)布朗运动：在显微镜下看到的悬浮在液体中的颗粒的永不停息的无规则运动．布朗运动反映了________的无规则运动，颗粒越________，运动越明显；温度越________，运动越激烈．3．分子力(1)分子间同时存在着________和________，实际表现的分子力是它们的________．(2)引力和斥力都随着距离的增大而________，但分子间距离变化相等时斥力比引力变化得________．(3)分子间的作用力随分子间距离r变化的关系如图13321所示：当r＜r0时，表现为________；当r＝r0时，分子力为________；当r＞r0时，表现为________；当r＞10r0时，分子力变得十分微弱，可忽略不计．13321二、物体的内能1．分子的平均动能：物体内所有分子动能的平均值．________是分子平均动能的标志，物体温度升高，表明分子热运动的________增大．2．分子势能：与分子________有关．分子势能的大小随分子间距离的变化曲线如图13322所示(规定分子间距离无穷远时分子势能为零)．133223．物体的内能：物体中所有分子的热运动________与________的总和．物体的内能跟物体的________、________及物体的________都有关系．三、用油膜法估测分子的大小将油酸滴在水面上，让油酸尽可能散开，可认为油酸在水面上形成________油膜，如果把分子看作________，单层分子油膜的厚度就可以看作油酸分子的直径，如图13323所示，测出油酸的体积V和油膜的面积S，就可以算出分子的直径d＝________．图13323一、1.(1)10－10(2)10－26(3)6.02×10232．(1)高(2)液体分子小高3．(1)引力斥力合力(2)减小快(3)斥力零引力二、1.温度平均动能 2.间距3．动能分子势能温度体积摩尔数(或分子数)三、单层分子球形V S【思维辨析】(1)布朗运动是液体分子的无规则运动．( )(2)温度越高，布朗运动越剧烈．( )(3)分子间的引力和斥力都随分子间距的增大而增大．( )(4)－33 ℃＝240 K．( )(5)分子动能指的是由于分子定向移动具有的能．( )(6)当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大．( )(7)内能相同的物体，它们的分子平均动能一定相同．( )答案：(1)(×)(2)(√)(3)(×)(4)(√) (5)(×)(6)(√)(7)(×)【思维拓展】分子的体积如何表示？答案：(1)球体模型：将分子视为球体，V 0＝43πd 23(d 表示分子直径)； (2)立方体模型：将分子视为立方体V 0＝d 3(d 表示分子间距)．固体、液体分子体积V 0＝V N A(V 表示摩尔体积)，但对气体V 0表示一个气体分子平均占据的体积，因为气体分子之间的间隙不能忽略．➢ 考点互动探究考点一宏观量与微观量的转换桥梁作为宏观量的摩尔质量M mol 、摩尔体积V mol 、密度ρ与作为微观量的分子直径d 、分子质量m 、分子体积V 0都可通过阿伏伽德罗常数联系起来．如图13324所示．图13324(1)一个分子的质量：m ＝M mol N A. (2)一个分子所占的体积：V 0＝V mol N A(估算固体、液体分子的体积或气体分子平均占有的空间)．(3)1 mol 物质的体积：V mol ＝M mol ρ. (4)质量为M 的物体中所含的分子数：n ＝M M molN A . (5)体积为V 的物体中所含的分子数：n ＝ρV M molN A . 考向一液体、固体分子模型1 [2016·江苏扬州期末] 目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术．实验发现，在水深300 m 处，二氧化碳将变成凝胶状态，当水深超过2500 m 时，二氧化碳会浓缩成近似固体的硬胶体．设在某状态下二氧化碳气体的密度为ρ，摩尔质量为M ，阿伏伽德罗常数为N A ，将二氧化碳分子看作直径为D 的球，则在该状态下体积为V 的二氧化碳气体变成硬胶体后体积为多少？[解析] 二氧化碳气体变成硬胶体后，可以看成是分子一个个紧密排列在一起的，故体积为V 的二氧化碳气体质量为m ＝ρV ，所含分子数为N ＝m M N A ＝ρV MN A ，变成硬胶体后体积为V ′＝N ·16πD 3＝πρVN A D 36M .■ 方法总结固体、液体分子一个一个紧密排列，可将分子看成球体或立方体，如图13325所示，分子间距等于小球的直径或立方体的棱长，所以d ＝36V π(球体模型)或d ＝3V(立方体模型)．图13325考向二气体分子模型2 [2015·海南卷] 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 ，阿伏伽德罗常数为N A ，地面大气压强为p 0，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________．答案： 4πR 2p 0N A Mg 3Mgh p 0N A[解析] (1)大气压是由地球大气层的重力产生，设大气层质量为m ，地球表面积为S ，可知mg ＝p 0S ，S ＝4πR 2，大气分子数n ＝m M N A ＝p 0SN A Mg ＝4πR 2p 0N A Mg ，气体分子间距大，所以把每一个气体分子平均占据的空间认为是一个立方体模型，立方体边长即为分子间平均距离假设为a ，因为大气层的厚度远小于地球半径，所以大气层每一层的截面积都为地球的表面积S ，大气层体积V ＝Sh ＝4πR 2h ，V ＝na 3，联立以上各式得a ＝3Mgh p 0N A .■ 方法总结气体分子不是一个一个紧密排列的，它们之间的距离很大，所以气体分子的大小不等于分子所占有的平均空间．如图13326所示，此时每个分子占有的空间视为棱长为d 的立方体，所以d ＝3V.图13326考点二分子动理论的应用考向一布朗运动与分子热运动项目布朗运动分子热运动] (多选)关于布朗运动，下列说法不正确的是( ) A．布朗运动就是液体分子的无规则运动B．布朗运动就是悬浮微粒的固体分子的无规则运动C．气体分子的运动是布朗运动D．液体中的悬浮微粒越大，布朗运动就越不明显E．布朗运动是液体分子从各个方向对悬浮微粒撞击作用的不平衡引起的答案：ABC[解析] 布朗运动是液体分子撞击悬浮微粒的不平衡引起的，间接反映了液体分子的无规则运动，选项A、B错误，E正确；气体分子的运动不是布朗运动，选项C错误；布朗运动的剧烈程度与液体的温度以及颗粒的大小有关，液体中的悬浮微粒越大，布朗运动就越不明显，选项D正确．考向二分子间的作用力与分子势能多选)两个相距较远的分子仅在分子力的作用下由静止开始运动，直至不再靠近．在此过程中，下列说法正确的是( )A．分子力先增大，后一直减小B．分子力先做正功，后做负功C．分子动能先增大，后减小D．分子势能先增大，后减小E．分子势能和动能之和不变答案：BCE[解析] 分子力F与分子间距r的关系是：当r＜r0时F为斥力；当r＝r0时F＝0；当r ＞r0时F为引力．综上可知，当两分子由相距较远逐渐达到最近的过程中分子力是先变大再变小后又变大，选项A错误；分子力为引力时做正功，分子势能减小，分子力为斥力时做负功，分子势能增大，故选项B正确，D错误；因仅有分子力作用，故只有分子动能与分子势能之间发生转化，即分子势能减小时分子动能增大，分子势能增大时分子动能减小，其总和不变，选项C、E均正确．■ 方法规律(1)分子势能在平衡位置有最小值，无论分子间距离如何变化，靠近平衡位置，分子势能减小，反之增大．(2)判断分子势能的变化有两种方法①看分子力的做功情况．②直接由分子势能与分子间距离的关系图线判断，但要注意其和分子力与分子间距离的关系图线的区别．考向三物体的内能1．物体的内能与机械能的比较联系在一定条件下可以相互转化，能的总量守恒2.内能和热量的比较内能热量区别是状态量，状态确定系统的内能随之确定．一个物体在不同的状态下有不同的内能是过程量，它表示由于热传递而引起的内能变化过程中转移的能量联系在只有热传递改变物体内能的情况下，物体内能的改变量在数值上等于物体吸收或放出的热量5 (多选)关于物体的内能，下列说法正确的是( )A．温度相等的1 kg和100 g的水内能相同B．物体内能增加，一定要从外界吸收热量C．热量只能从内能多的物体转移到内能少的物体D．在相同物态下，同一物体温度降低，它的内能会减少E．物体运动时的内能不一定比静止时的内能大答案：DE[解析] 影响内能大小的因素是体积、温度、物态和分子总数，1 kg水和100 g水的质量不同，水分子总数不同，所以内能不同，故选项A错误；改变内能有两种方式：做功和热传递，所以物体内能增加，不一定要从外界吸收热量，也可以是外界对物体做功，选项B 错误；热量能从内能多的物体转移到内能少的物体，也能从内能少的物体转移到内能多的物体，选项C错误；在相同物态下，同一物体温度降低，分子的平均动能减小，内能减少，选项D正确；物体运动的快慢与分子运动的快慢无关，物体运动快，分子的平均动能不一定大，内能不一定大，选项E正确．考点三用油膜法测量分子的大小测量方法：图13327(1)油膜体积的测定——积聚法：由于一滴纯油酸中含有的分子数仍很大，形成的单层分子所占面积太大，不便于测量，故实验中先把油酸溶于酒精中稀释，测定其浓度，再测出1 mL 油酸酒精溶液的滴数，取一滴用于实验，最后计算出一滴溶液中含有的纯油酸的体积作为油膜的体积．(2)油膜面积的测定：如图13327所示，将画有油酸薄膜轮廓的有机玻璃板取下放在坐标格纸上，以边长为1 cm 的方格为单位，数出轮廓内正方形的格数(不足半格的舍去，超过半格的计为1格)，计算出油膜的面积S.某同学做“用油膜法估测分子的大小”的实验．(1)每滴油酸酒精溶液的体积为V 0，将该溶液滴一滴到水面上，稳定后形成油膜的面积为S.已知500 mL 油酸酒精溶液中含有纯油酸1 mL ，则油酸分子直径大小的表达式为d ＝________．(2)该同学做完实验后，发现自己所测的分子直径d 明显偏大．出现这种情况的原因可能是________．A ．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算B ．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化，但该同学并未发觉，仍按未挥发时的浓度计算(油酸仍能充分散开)C ．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分散开D ．计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理答案：(1)V 0500S (2)AC [解析] (1)油酸酒精溶液中油酸的浓度为1500，一滴油酸酒精溶液滴入水中，酒精溶于水，油酸浮在水面上形成单层分子膜，故有Sd ＝1500V 0，解得d ＝V 0500S. (2)将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算，则计算公式变为d ＝V 0S，结果将明显偏大，选项A 正确；油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化，测量结果偏小，选项B 错误；水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开，由计算公式可知选项C 正确；计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理，会有一定影响，但是结果不会明显偏大，选项D 错误．利用油膜法估测油酸分子的大小，实验器材有：浓度为0.05%(体积分数)的油酸酒精溶液、最小刻度为0.1 mL 的量筒、盛有适量清水的规格为30 cm ×40 cm 的浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、有机玻璃板、彩笔、坐标纸．(1)下面是实验步骤，请填写所缺的步骤C.A ．用滴管将浓度为0.05%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入1 mL 油酸酒精溶液时的滴数N ；B ．将痱子粉均匀地撒在浅盘内的水面上，用滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液，从靠近水面处向浅盘中央一滴一滴地滴入油酸酒精溶液，直到油酸薄膜有足够大的面积且不与器壁接触为止，记下滴入的滴数n ；C ．________________________________________________________________________；D ．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长为1 cm 的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，算出油酸薄膜的面积S(单位：cm 2)．(2)用已给的和测得的物理量表示单个油酸分子的大小为________(单位：cm)．答案：(1)待薄膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上(2)n ×0.05%NS[解析] (1)待薄膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上．(2)每滴油酸酒精溶液的体积为1N cm 3，n 滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积为V ＝n N×0.05% cm 3，所以单个油酸分子的大小d ＝V S ＝n ×0.05%NS(cm)． ■ 规律总结1．注意事项 (1)油酸在水面上形成油膜时先扩散后收缩，要在稳定后再画轮廓．(2)在有机玻璃板上描绘油酸薄膜轮廓时动作要轻而迅速，视线要始终与玻璃板垂直．2．误差分析(1)油酸酒精溶液配制后长时间放置，溶液的浓度容易改变，会给实验带来较大误差；(2)利用小格子数计算轮廓面积时，轮廓的不规则性容易带来计算误差；(3)测量量筒内溶液增加1 mL的滴数时，产生误差；(4)油膜形状的画线误差．【教师备用习题】1．(多选)[2016·威海模拟改编] 下列关于分子运动的说法不正确的是( )A．气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，仅与单位体积内的分子数有关B．布朗运动是液体分子的运动，它说明分子不停息地做无规则热运动C．当分子间的引力和斥力平衡时，分子势能最小D．如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体的平均动能一定增大，因此压强也必然增大E．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同[解析] ABD 气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，除了与单位体积内的分子数有关外，还与分子的平均速率有关；布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动，是液体分子热运动的体现，它说明分子不停息地做无规则热运动；当分子间的引力和斥力平衡时，即r＝r0时，分子势能最小；如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体分子的平均动能一定增大，压强不一定增大；根据内能的物理意义及温度是分子热运动的平均动能的标志可知，内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同．综上所述选项A、B、D不正确．2．(多选)[2016·潍坊一模改编] 下列说法正确的是( )A．0 ℃的冰与0 ℃的水分子的平均动能相同B．质量相等的两个物体，温度高的内能不一定大C．分子间作用力的合力总是随分子间距离的增大而减小D．即使制冷技术不断提高，绝对零度也不能达到E．用打气筒向篮球充气时需要用力，说明气体分子间有斥力[解析] ABD 温度是分子平均动能的标志，选项A正确；物体的内能与温度、体积、物质的量均有关，质量相等的两个物体，温度高的内能不一定大，选项B正确；当r＜r0时，分子间作用力的合力随分子间距离的增大而减小，当r＞r0时，分子间作用力的合力随分子间距离的增大先增大后减小，选项C错误；绝对零度永远不可能达到，选项D正确；用打气筒向篮球充气时，气体压强增大，对活塞的压力增大，所以打气时需要用力推动活塞，选项E错误．3．(多选)[2016·唐山摸底] 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，分子间作用力的合力就一直减小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] ACE 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，若物体向外散热，其内能不一定增加，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，分子间作用力的合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．4．(多选)[2016·豫东、豫北名校联考] 关于分子动理论的基本观点和实验依据，下列说法正确的是( )A．大多数分子直径的数量级为10－10 mB．扫地时扬起的尘埃在空气中的运动不是布朗运动C．悬浮在液体中的微粒越大，布朗运动就越明显D．在液体表面分子力表现为引力E．随着分子间距离的增大，分子势能一定增大[解析] ABD 多数分子直径的数量级为10－10 m，选项A正确；扫地时扬起的尘埃比做布朗运动的微粒大得多，而且扬起的尘埃是空气的流动造成的，不是布朗运动，选项B正确；悬浮在液体中的微粒越大，液体分子的撞击对微粒影响越小，布朗运动就越不明显，选项C 错误；液体表面分子之间距离较大，分子力表现为引力，选项D正确；分子势能变化与分子力做功有关，在平衡距离以内斥力大于引力，分子力表现为斥力，若在此范围内分子间距离增大，分子力做正功，分子势能减小；在平衡距离以外引力大于斥力，分子力表现为引力，若分子间距增大，分子力做负功，分子势能增大，选项E错误．5．(多选)[2016·陕西三模改编] 如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x 轴上，两分子之间的相互作用力的合力F与两分子间距离x的关系如图中曲线所示，F＞0表现为斥力，F＜0表现为引力，a、b、c、d为x轴上四个特定的位置，现把乙分子从a处由静止释放，则( )A．乙分子从a到b做加速运动，由b到c做减速运动B．乙分子从a到c做加速运动，经过c点时速度最大C．乙分子由a到c的过程中，两分子组成的系统的分子势能一直减少D．乙分子由a到d的过程中，两分子组成的系统的分子势能一直减少E．乙分子位于c点时，两分子组成的系统的分子势能最小[解析] BCE 根据图像可以看出分子力的大小变化，在横轴下方的为引力，上方的为斥力，分子力做正功，分子势能减小，分子力做负功，分子势能增大，从a到b分子乙受到引力作用，从静止开始做加速运动；从b到c仍受引力继续加速，选项A错误；从a到c一直受引力，故一直加速，所以到c点时，速度最大，选项B正确；从a到c的过程中，分子乙受到引力作用，力的方向与运动方向一致，故分子力做正功，所以分子势能减小，选项C 正确；从a到c分子力做正功，分子势能减小，从c到d分子力做负功，分子势能增加，选项D错误，选项E正确．。

高考物理一轮复习第13章热学第1讲分子动理论内能学案新人教版-新人教版高三全册物理学案

第13章热学2．要求会正确使用温度计。

第1讲分子动理论内能主干梳理对点激活知识点分子动理论Ⅰ1．物体是由大量分子组成的(1)分子的大小0110－10 m；②分子质量：数量级是10－26 kg；③测量方法：油膜法。

(2)阿伏加德罗常数1 mol任何物质所含有的粒子数，N A026.02×1023mol－1。

阿伏加德罗常数是联系宏观物理量与微观物理量的桥梁。

2．分子做永不停息的无规则运动(1)扩散现象03不同物质能够彼此进入对方的现象。

04无规则运动产生的。

温度越高，扩散现象越明显。

(2)布朗运动05无规则运动。

②成因：液体分子无规则运动，对固体微粒撞击作用不平衡造成的。

06越小，温度07越高，布朗运动越明显。

08液体分子运动的无规则性。

(3)热运动09无规则运动。

②特点：温度越高，分子无规则运动越激烈。

3．分子间的相互作用力(1)引力和斥力同时存在，都随分子间距离的增大而10减小，随分子间距离的减小而11增大，12斥力比引力变化更快。

(2)分子力随分子间距离的变化图象如图所示。

(3)分子力的特点①r＝r0时(r0的数量级为10－10 m)，F引＝F斥，分子力F＝0；②r<r0时，F引<F斥，分子力F表现为13斥力；③r>r0时，F引>F斥，分子力F表现为14引力；④r>10r0时，F引、F斥都已十分微弱，可认为分子力F＝150。

知识点温度、内能Ⅰ1．温度01热平衡的系统都具有相同的温度。

2．两种温标摄氏温标和热力学温标。

关系：T＝02t＋273.15 K。

3．分子的动能(1)03分子热运动所具有的动能；(2)平均动能是所有分子热运动的动能的平均值，04温度是分子热运动的平均动能的标志；(3)05总和。

4．分子的势能(1)定义：由于分子间存在着引力和斥力，06相互位置决定的能。

(2)分子势能的决定因素微观上——决定于07分子间距离；宏观上——决定于物体的08体积。

2018版高考物理一轮复习第十二章热学第1节分子动理论内能(选修33)

第1节分子动理论内能第十二章 ⎪⎪⎪热学[选修3－3][全国卷考情分析]未曾独立命题的考点命题概率较小的考点近几年高考考查频率较高的考点阿伏加德罗常数(Ⅰ)气体分子运动速率的统计分布(Ⅰ) 液晶的微观结构(Ⅰ)液体的表面张力现象(Ⅰ)饱和蒸气、未饱和蒸气、饱和蒸气压(Ⅰ)能量守恒定律(Ⅰ) 中学物理中涉及的国际单位制的基本单位和其他单位，例如摄氏度、标准大气压(Ⅰ)温度、内能(Ⅰ)'16甲卷T 33(1)(5分)， '16丙卷T 33(1)(5分)分子动理论的基本观点和实验依据(Ⅰ)'15Ⅱ卷T 33(1)(5分)， '13Ⅰ卷T 33(1)(6分)， '13Ⅱ卷T 33(1)(5分)固体的微观结构、晶体和非晶体(Ⅰ)'15Ⅰ卷T 33(1)(5分)， '14Ⅱ卷T 33(1)(5分) 气体实验定律(Ⅱ) '16甲卷T 33(2)(10分)， '16乙卷T 33(2)(10分)， '15Ⅰ卷T 33(2)(10分)， '15Ⅱ卷T 33(2)(10分)，'14Ⅰ卷T 33(2)(9分)， '14Ⅱ卷T 33(2)(10分)， '13Ⅰ卷T 33(2)(9分)， '13Ⅱ卷T 33(2)(10分)理想气体(Ⅰ) '16甲卷T 33(1)(5分)，'16丙卷T 33(1)(5分) 相对湿度(Ⅰ) '14Ⅱ卷T 33(1)(5分) 温度、内能(Ⅰ) '16甲卷T 33(1)(5分)， '16丙卷T 33(1)(5分) 热力学第二定律(Ⅰ) '16乙卷T 33(1)(5分)实验十三：用油膜法估测分子的大小热力学第一定律(Ⅰ)'16甲卷T 33(1)(5分)， '16乙卷T 33(1)(5分)， '14Ⅰ卷T 33(1)(6分) 常考角度(1)布朗运动与分子热运动(2)对分子力和分子势能的理解(3)对气体实验定律及热力学图像的考查(4)对固体和液体的考查 (5)对热力学定律的考查 (6)气体实验定律与热力学定律的综合第1节分子动理论__内能(1)布朗运动是液体分子的无规则运动。

高考物理一轮复习第十三章热学第1节分子动理论内能教案鲁科版-鲁科版高三全册物理教案

第十三章热学2018级某某省普通高中教学指导意见与2021年选择考预测内容标准1.认识分子动理论的基本观点,知道其实验依据.知道阿伏伽德罗常数的意义.2.了解分子运动速率的统计分布规律.认识温度是分子平均动能的标志.理解内能的概念.3.用分子动理论和统计观点解释气体压强.4.通过调查,了解日常生活中表现统计规律的事例.5.通过实验,了解气体实验定律,知道理想气体模型.用分子动理论和统计观点解释气体压强和气体实验定律.6.通过有关史实,了解热力学第一定律和能量守恒定律的发现过程.体会科学探索中的挫折和失败对科学发现的意义.7.认识热力学第一定律.理解能量守恒定律.用能量守恒观点解释自然现象.体会能量守恒定律是最基本、最普遍的自然规律之一.8.通过自然界中宏观过程的方向性,了解热力学第二定律.实验:用油膜法估测分子的大小选择考预测3考查2个题目,在全国卷中都是(1小1大,即一题选择、一题计算),而在某某卷中则两题都是选择题,为了33和34的等值评价,某某卷的两个选择题属于容易题,难度都在0.5以上.2021年选择性考试改为某某本省自主命题且实行单科考试后,考试时长和试题题量均会相应增加,选修33和3 4 都变成必考题.预计2021年的考试中,分子动理论、气体实验定律、气体状态变化的图象及热力学第一定律等知识,必定出现在试题中,题型一般以选择题形式出现,通常一个题目中同时考查多个知识点,考查的知识面较大,但难度小.而气体实验定律中“气缸模型”“液柱模型”“充(放)气模型”等,有可能与物体平衡问题结合出现在计算题中.实验“油膜法估测分子的大小”可不做深入挖掘.[全国卷考情分析]——供老师参考考点内容要求高考(全国卷)三年命题情况对照分析2017 2018 2019分子动理论的基本观点和实验依据ⅠⅠ卷T33(1):气体热现象的微观解释T33(2):活塞封闭的两部分气体的状态变化Ⅱ卷T33(1):内能、热力学第一定律T33(2):热气球的受力平衡Ⅲ卷T33(1):p V图象、热力学第一定律T33(2):水银封闭气体的状态变化Ⅰ卷T33(1):T V图象、内能、热力学第一定律T33(2):玻意耳定律、关联气体的状态变化Ⅱ卷T33(1):实际气体的内能T33(2):活塞与气缸封闭气体的等容、等压变化Ⅲ卷T33(1):p V图象、热力学定律T33(2):水银柱封闭关联气体的等温变化Ⅰ卷T33(1):热力学第一定律T33(2):变质量问题Ⅱ卷T33(1):理想气体状态方程、p V图象T33(2):气缸内气体的动态变化与平衡问题Ⅲ卷T33(1):用油膜法估测分子大小T33(2):理想气体状态方程应用阿伏伽德罗常数Ⅰ气体分子运动速率的统计分布Ⅰ温度、内能Ⅰ气体实验定律Ⅱ理想气体Ⅰ热力学第一定律Ⅰ能量守恒定律Ⅰ热力学第二定律Ⅰ中学物理中涉及的国际单位制的基本单位和其他单位,例如摄氏度、标准大气压(说明:知道国际单位制中规定的单位符号)Ⅰ实验:用油膜法估测分子的大小第1节分子动理论内能一、分子动理论的基本内容(1)分子很小①分子直径的数量级为10-10 m.②质量数量级为10-27~10-25 kg.(2)阿伏伽德罗常数①1 mol的任何物质都含有相同的粒子数,通常可取N A=6.02×1023mol-1.②阿伏伽德罗常数是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁.(1)扩散现象并不是外界作用引起的,也不是化学反应的结果,而是由物质分子的无规则运动越高,扩散越快.(2)布朗运动①布朗运动是固体颗粒的运动,反映了液体内部分子的无规则运动.②微粒越小,布朗运动越明显;温度越高,布朗运动越剧烈.(3)热运动:分子永不停息的无规则运动叫做热运动.分子的无规则运动和温度有关,温度越高,分子无规则运动越剧烈.(1)引力和斥力同时存在,都随距离的增大而减小,斥力变化更快.(2)分子力的特点①r=r0时(r0的数量级为10-10 m),f引=f斥,分子力f=0;②r<r0时,f引<f斥,分子力f表现为斥力;③r>r0时,f引>f斥,分子力f表现为引力;④r>10r0时,分子力很弱,可以忽略不计.二、温度和物体的内能一切达到热平衡的系统都具有相同的温度.2.两种温标:摄氏温标和热力学温标.关系:T=t+273K.(1)分子热运动的平均动能是所有分子的动能的平均值,温度是分子热运动的平均动能的标志.(2)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.(1)意义:由于分子间存在着分子力,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①微观上:决定于分子间距离.②宏观上:决定于体积.(1)概念理解:物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和,是状态量.(2)决定因素:对于给定的物体,其内能大小由物体的温度和体积决定,即由物体内部状态决定.(3)影响因素:物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小无关.(4)改变物体内能的两种方式:做功和热传递.(1)布朗运动是液体分子的无规则运动.( ×)(2)1 g水含的水分子数与1 g水蒸气含的水分子数相等.( √)(3)分子间的引力和斥力都随分子间距的增大而增大.( ×)(4)分子动能指的是由于分子定向移动具有的能.( ×)(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)内能相同的物体,它们的分子平均动能一定相同.( ×)2.根据分子动理论,下列说法正确的是( D)B.显微镜下观察到的墨水中的小碳粒所做的不停的无规则运动,就是分子的运动D.分子势能随着分子间距离的增大,可能先减小后增大解析:由于气体分子的间距大于分子直径,故气体分子的体积小于气体的摩尔体积与阿伏伽德罗常数之比,故A错误;显微镜下观察到的墨水中的小碳粒所做的不停的无规则运动,是布朗运动,它是分子无规则运动的体现,但不是分子的运动,故B错误;若分子间距离从平衡位置开始增大,则引力与斥力的合力先增大后减小,故C错误;若分子间距是从小于平衡距离开始变化,则分子力先做正功再做负功,故分子势能先减小后增大,故D正确.3.(2019·延庆一模)飞机从地面由静止起飞,随后在高空飞行,乘客小明随身携带了一个茶杯,以下说法中正确的是( D)A.飞机飞行的速度越大,组成茶杯的分子平均动能越大B.飞机飞行的高度越高,组成茶杯的分子势能越大C.倒入热水后的茶杯温度升高,组成茶杯的每个分子速率都会增大D.倒入热水后的茶杯温度越高,组成茶杯的分子热运动越剧烈解析:飞机飞行速度大,高度高,机械能大,而微观粒子的分子动能和分子势能与宏观物体的机械能无关,选项A,B错误;温度是分子平均动能的标志,倒入热水后的茶杯温度升高,组成茶杯的分子平均速率会增大,但并非每个分子的速率都增大,选项C错误;温度高,分子热运动剧烈,选项D正确.4.(2019·某某奉贤一模)下列现象能说明分子间存在斥力的是( A)解析:液体难被压缩,是由于分子间存在斥力,故A正确;将破碎的玻璃用力挤在一起,却不能将它们粘合在一起,是由于分子之间的距离较大,引力比较小,不能说明分子之间存在斥力,故B错误;气体压缩要用力,是由于气体压强的原因,不能说明分子间存在斥力,故C 错误;用斧子花很大的力气才能把柴劈开,说明分子间存在引力而不是斥力,故D 错误.考点一微观量的估算分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m 0.物体的体积V 、摩尔体积V mol 、物体的质量m 、摩尔质量M 、物质的密度ρ.(1)一个分子的质量:m 0=AM N . (2)一个分子的体积:V 0=mol A V N =AMN ,对于气体,分子间的距离比较大,V 0表示气体分子占据的空间.(3)物质含有的分子数:N=m M N A =mol V V N A .(1)固体和液体:固体、液体分子一个一个紧密排列,可将分子看成球体或立方体,如图所示.分子间距等于球体的直径或立方体的棱长,球体分子模型直径d=036πV ,立方体分子模型棱长d=30V .(2)气体:气体分子不是一个一个紧密排列的,它们之间的距离很大,所以利用d=30V 算出的不是分子直径,而是气体分子间的平均距离.[例1] 很多轿车中设有安全气囊以保障驾乘人员的安全.轿车在发生一定强度的碰撞时,利用叠氮化钠(NaN 3)爆炸产生的气体(假设都是N 2)充入气囊.若氮气充入后安全气囊的容积V=56 L,囊中氮气密度ρ=2.5 kg/m 3,已知氮气摩尔质量M=0.028 kg/mol,阿伏伽德罗常数N A =6×1023mol -1.试估算:(1)囊中氮气分子的总个数N;(2)囊中氮气分子间的平均距离.(结果保留一位有效数字) 解析:(1)设N 2的物质的量为n,则n=VMρ氮气分子的总个数N=n·N A =VMρN A代入数据得N=3×1024(个). (2)每个分子所占的空间V 0=V N设分子间平均距离为a,则有V 0=a 3, 即a=30V =代入数据得a≈0.3×10-10m. 答案:(1)3×1024个 (2)0.3×10-10m微观量估算注意事项(1)微观量的估算应利用阿伏伽德罗常数,依据分子数N 与物质的量n 之间的关系N=n·N A ,并结合密度公式进行分析计算.(2)对液体、固体物质可忽略分子之间的间隙;对气体物质分子之间的距离远大于分子大小,气体的体积与分子数比值不等于气体分子的体积,仅表示一个气体分子平均占据的空间大小.题组训练m,密度为ρ,则该气体单位体积分子数为(阿伏伽德罗常数为N A )( ABC )A.AmN V B.mMmV C.AN Mρ D.AN mρ解析:1摩尔该气体的体积为V m ,则单位体积分子数为n=AmN V ,气体的摩尔质量为M,分子质量为m,则1 mol 气体的分子数为N A =Mm,可得n=m M mV ,单位体积的质量等于单位体积乘以密度,质量除以摩尔质量等于摩尔数,则有n=AN Mρ,故D 错误,A,B,C 正确.2.(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ρ(单位为kg/m 3),摩尔质量为M(单位为g/mol),阿伏伽德罗常数为N A .已知1克拉=,则( AC )A 0.2aN M AaN M33A 610πM N ρ-⨯(单位为m)A 6πMN ρ(单位为m) 解析:a 克拉钻石物质的量为n=,所含分子数为N=nN A =,选项A 正确,B 错误;钻石的摩尔体积V=310M ρ-⨯(单位为m 3/mol),每个钻石分子的体积为V 0=A V N =3A 10M N ρ-⨯,设钻石分子的直径为d,则V 0=34π()32d ,联立解得33A 610πM N ρ-⨯(单位为m),选项C 正确,D 错误.考点二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)都随温度的升高而变得更加剧烈联系扩散现象、布朗运动都反映了分子做无规则的热运动[例2] (2019·某某某某模拟改编)如图所示,是关于布朗运动的实验,下列说法正确的是( D )C.实验中可以看到,微粒越大,布朗运动越明显D.实验中可以看到,温度越高,布朗运动越剧烈解析:图中记录的是每隔若干时间微粒位置的连线,不是微粒的运动轨迹,也不是分子无规则运动的情况,且在此段时间内微粒的运动情况不得而知,虽然图示所反映的不是微粒的轨迹,但却可以看出其运动的无规则性,做布朗运动的微粒都很小,微粒做布朗运动的根本原因是各个方向的液体分子对它的碰撞不平衡,因此,只有微粒越小、温度越高时液体分子对它的碰撞越不平衡,布朗运动才越剧烈,选项D正确.扩散现象与布朗运动的本质区别(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、液体和气体任何两种物质之间.(2)布朗运动不是分子的运动,也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.[针对训练] (2015·全国Ⅱ卷,33,改编)(多选)关于扩散现象,下列说法正确的是( ACD) A.温度越高,扩散进行得越快D.扩散现象在气体、液体和固体中都能发生解析:扩散现象是分子无规则热运动的反映,C正确;温度越高,分子热运动越剧烈,扩散越快,A 正确;气体、液体、固体的分子都在不停地进行着热运动,扩散现象在气体、液体和固体中都能发生,D正确;在扩散现象中,分子本身结构没有发生变化,不属于化学反应,B错误.考点三分子力、分子势能与分子间距离的关系分子力及分子势能比较分子力f 分子势能E p 图象随分子间距离的变化情况r<r0f随r增大而减小,表现为斥力r增大,f做正功,E p减小r>r0r增大,f先增大后减小,表现为引力r增大,f做负功,E p增大r=r0f引=f斥,f=0 E p最小,但不为零r>10r0引力和斥力都很微弱,f=0E p=0[例3](2019·某某某某模拟)(多选)将一个分子P固定在O点,另一个分子Q从图中的A点由静止释放,两分子之间的作用力与间距关系的图象如图所示,则下列说法正确的是( BCD )A.分子Q由A运动到C的过程中,先加速再减速D.分子Q由A点释放后运动到C点左侧的过程中,加速度先增大后减小再增大解析:分子Q由A运动到C的过程中,一直受引力作用,速度一直增大,动能增加,分子势能减少,在C点的分子势能最小,选项A错误,B正确;分子Q在C点时受到的分子力为零,故在C点时的加速度大小为零,选项C正确;分子Q由A点释放后运动到C点过程中,受到先增大后减小的引力,然后再向C点左侧运动时则受到逐渐增大的斥力,故加速度先增大后减小再增大,选项D正确.(1)分子势能在平衡位置有最小值,无论分子间距离如何变化,靠近平衡位置,分子势能减小,反之增大.(2)判断分子势能的变化有两种方法①看分子力的做功情况.②直接由分子势能与分子间距离的关系图线判断,但要注意其和分子力与分子间距离的关系图线的区别.题组训练1.p随分子间距离r变化的图象,取r趋近于无穷大时E p为零.通过功能关系可以从分子势能的图象中得到有关分子力的信息,则下列说法正确的是( D)A.假设将两个分子从间距为r=r2处释放,它们将相互远离B.假设将两个分子从间距为r=r2处释放,它们将相互靠近C.假设将两个分子从间距为r=r1处释放,它们的加速度先增大后减小D.假设将两个分子从间距为r=r1处释放,当r=r2时它们的速度最大解析:由图可知,两个分子从间距为r=r2处的分子势能最小,则分子之间的距离为平衡距离,分子之间的作用力恰好为0.结合分子之间的作用力的特点可知,当分子间距离等于平衡距离时,分子力为零,分子势能最小,所以假设将两个分子从间距为r=r2处释放,它们既不会相互远离,也不会相互靠近,故A,B错误;由于r1<r2,可知分子在间距为r=r1处时分子之间的作用力表现为斥力,释放后分子之间的距离将增大,分子力减小,加速度减小,分子力做正功,分子的速度增大;当分子之间的距离大于r2时,分子之间的作用力表现为引力,随距离的增大,分子力做负功,分子的速度减小,所以当间距为r=r2时它们的速度最大,故C错误,D正确.2.(2019·某某某某质检改编)(多选)分子力F与分子间距离r的关系如图所示,曲线与横轴交点的坐标为r0,两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动,直至不能再靠近.在此过程中,下列说法正确的是( AC)A.r=r0时,分子动能最大B.r=r0时,分子势能最大C.r>r0阶段,F做正功,分子动能增加,分子势能减小D.r<r0阶段,F做负功,分子动能减小,分子势能减小解析:r>r0阶段,分子力表现为引力,且由图象可知,在两分子相互靠近的过程中,F先增大后减小;在两分子相互靠近的过程中,分子力做正功,分子动能增加,分子势能减小;在r<r0阶段,分子力表现为斥力,在两分子相互靠近的过程中,分子力做负功,分子动能减小,分子势能增加;在r=r0时,分子势能最小,分子动能最大.故A,C正确,B,D错误.考点四物体的内能[例4] (2018·全国Ⅱ卷,33,改编)(多选)对于实际的气体,下列说法正确的是( BCD ) C.气体的体积变化时,其内能可能不变解析:气体的内能不考虑气体自身重力的影响,故气体的内能不包括气体分子的重力势能,选项A错误;实际气体的内能包括气体的分子动能和分子势能两部分,选项B,D正确;气体体积变化时,分子势能发生变化,气体温度也可能发生变化,但分子势能和分子动能的和可能不变,选项C正确.[针对训练] (2019·某某六校联考改编)关于内能,下列说法正确的是( D)A.若把氢气和氧气看成理想气体,则具有相同体积、相同质量和相同温度的氢气和氧气内能相等0 ℃水的分子势能比0 ℃冰的分子势能小C.物体吸收热量后,内能一定增加100 ℃的水吸收热量后变成100 ℃的水蒸气,则吸收的热量大于增加的内能解析:具有相同体积、相同质量和相同温度的氢气和氧气,分子的平均动能相等,氢气分子数较多,内能较大,选项A错误;相同质量的0 ℃的水和0 ℃的冰的温度相同,分子平均动能相同,由于0 ℃的冰需要吸收热量才能融化为0 ℃的水,根据能量守恒定律,一定质量的0 ℃ 的水的分子势能比0 ℃的冰的分子势能大,选项B错误;根据热力学第一定律,物体吸收热量,若同时对外做功,其内能不一定增加,选项C错误;一定质量的100 ℃ 的水吸收热量后变成100 ℃的水蒸气,由于体积增大,对外做功,根据热力学第一定律,吸收的热量等于气体对外做的功和增加的内能,所以吸收的热量大于增加的内能,选项D正确.1.(2017·卷,13)以下关于热运动的说法正确的是( C)A.水流速度越大,水分子的热运动越剧烈B.水凝结成冰后,水分子的热运动停止C.水的温度越高,水分子的热运动越剧烈D.水的温度升高,每一个水分子的运动速率都会增大解析:温度是分子平均动能的标志,温度越高,分子的平均动能越大,分子运动越剧烈,但并不是每个分子的运动速率都会增大,故选项C正确,D错误;水分子的热运动剧烈程度只与温度有关,与水流速度无关,选项A错误;分子永不停息地做无规则运动,选项B错误.2.(2018·卷,14)关于分子动理论,下列说法正确的是( C)解析:在其他条件不变的情况下,温度越高,气体扩散得越快,选项A错误;布朗运动是颗粒的运动,从侧面反映了液体分子的无规则运动,选项B错误;分子间同时存在着引力和斥力,选项C 正确;分子间的引力总是随着分子间距的增大而减小,选项D错误.3.(2012·某某卷,29)关于热力学定律和分子动理论,下列说法正确的是( D)A.一定量气体吸收热量,其内能一定增大C.若两分子间距离增大,分子势能一定增大D.若两分子间距离减小,分子间引力和斥力都增大解析:改变内能的方式有热传递和做功,如果吸热比对外做功要少得话,物体的内能会减小,所以A错误;在引起变化的条件下,热量可以从低温物体传给高温物体,如空调等,所以B错误;在分子力为斥力时距离增大,分子势能减小,C错误;D正确.4.(2013·某某卷,29)下列四幅图中,能正确反映分子间作用力f和分子势能E p随分子间距离r变化关系的图线是( B)解析:当r<r0时,分子力表现为斥力,随分子间距离r增大,分子势能E p减小.当r>r0时,分子力表现为引力,随分子间距离r增大,分子势能E p增大.当r=r0时,分子力为零,此时分子势能最小.故选项B正确.。

高考物理一轮复习讲义第13章第1讲分子动理论内能

五年高考(全国卷)命题分析五年常考热点五年未考重点分子动理论内能实验:油膜法估测分子的大小201920182017201620153卷33(1)2卷33(1)1卷33(1)3卷33(1)2卷33(1)1.微观量的估算问题2.分子力及分子势能3.气体实验定律的微观解释4.饱和汽、饱和汽压和相对湿度固体和液体的性质20151卷33(1)热学图象问题2019201820162卷33(1)1卷33(1)、3卷33(1)2卷33(1)气体实验定律的应用(液体封闭类)20192018201720153卷33(2)3卷33(2)3卷33(2)2卷33(2)气体实验定律的应用(活塞封闭类)201920182017201620151卷33(2),2卷33(2)1卷33(2)、2卷33(2)1卷33(2)3卷33(2)1卷33(2)热力学定律的理解和应用2019201720161卷33(1)2卷33(1)、3卷33(1)1卷33(1)热学综合问题201720162卷33(2)1卷33(2)、2卷33(2)1.考查方式:从近几年高考题来看,对于热学内容的考查,形式比较固定,一般第(1)问为选择题,5个选项,并且是对热学单一知识点从不同角度设计问题;第(2)问计算题始终围绕气体性质进行命题,且为液体封闭或活塞封闭的两类模型的交替命题.2.命题趋势:明年的命题仍将是坚持以上考查方式的特点和规律,在创设新情景和题给信息方面可能有突破.第1讲分子动理论内能一、分子动理论1．物体是由大量分子组成的(1)分子的大小①分子的直径(视为球模型):数量级为10－10 m;②分子的质量:数量级为10－26 kg.(2)阿伏加德罗常数①1 mol的任何物质都含有相同的粒子数．通常可取N A＝6.02×1023 mol－1;②阿伏加德罗常数是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁．2．分子永不停息地做无规则运动(1)扩散现象①定义:不同物质能够彼此进入对方的现象;②实质:扩散现象并不是外界作用引起的,也不是化学反应的结果,而是由分子的无规则运动产生的物质迁移现象,温度越高,扩散现象越明显．(2)布朗运动①定义:悬浮在液体中的小颗粒的无规则运动;②实质:布朗运动反映了液体分子的无规则运动;③特点:颗粒越小,运动越明显;温度越高,运动越剧烈．(3)热运动①分子的永不停息的无规则运动叫做热运动;②特点:分子的无规则运动和温度有关,温度越高,分子运动越激烈．3．分子间同时存在引力和斥力(1)物质分子间存在空隙,分子间的引力和斥力是同时存在的,实际表现出的分子力是引力和斥力的合力;(2)分子力随分子间距离变化的关系: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,但斥力比引力变化得快;(3)分子力与分子间距离的关系图线(如图1所示)图1由分子间的作用力与分子间距离的关系图线可知:①当r＝r0时,F引＝F斥,分子力为零;②当r＞r0时,F引＞F斥,分子力表现为引力;③当r＜r0时,F引＜F斥,分子力表现为斥力;④当分子间距离大于10r0(约为10－9 m)时,分子力很弱,可以忽略不计．自测1(多选)(2020·河南九师联盟质检)关于分子力和分子势能,下列说法正确的是() A．当分子力表现为引力时,分子之间只存在引力B．当分子间距离为r0时,分子之间引力和斥力均为零C．分子之间的斥力随分子间距离的减小而增大D．当分子间距离为r0时,分子势能最小E．当分子间距离由r0逐渐增大时(小于10r0),分子势能增大答案CDE解析分子力表现为引力时,分子之间的引力大于斥力,并非分子之间只存在引力,选项A错误;当分子间距离为r0时,分子之间引力和斥力相等,分子力为零,选项B错误;分子之间的斥力随分子间距离的减小而增大,选项C正确;当分子间距离为r0时,分子势能最小,选项D正确;当分子间距离由r0逐渐增大时(小于10r0),因分子力表现为引力,分子力做负功,则分子势能增大,选项E正确．二、温度和内能1．温度一切达到热平衡的系统都具有相同的温度．2．两种温标摄氏温标和热力学温标．关系:T＝t＋273.15 K.3．分子的动能(1)分子动能是分子热运动所具有的动能;(2)分子热运动的平均动能是所有分子热运动动能的平均值,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．4．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①微观上:决定于分子间距离和分子排列情况;②宏观上:决定于体积和状态．5．物体的内能(1)概念理解:物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和,是状态量;(2)决定因素:对于给定的物体,其内能大小由物体的温度和体积决定,即由物体内部状态决定;(3)影响因素:物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小无关;(4)改变物体内能的两种方式:做功和热传递．自测2(多选)(2019·湖北鄂南高中、华师一附中等八校第一次联考)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增大,但引力增大得更快,所以分子力表现为引力D．10 g 100 ℃水的内能小于10 g 100 ℃水蒸气的内能E．两个铝块挤压后能紧连在一起,说明分子间有引力答案BDE解析某种物体的温度是0 ℃,不是物体中分子的平均动能为零,故A错误;温度是分子平均动能的标志,故物体的温度升高时,分子的平均动能一定增大,内能的多少还与分子势能及物质的多少有关,所以内能不一定增大,故B正确;当分子间的距离增大时,分子间的引力和斥力均减小,斥力减小得快,故C错误;温度是分子平均动能的标志,所以10 g 100 ℃的水的分子平均动能等于10 g 100 ℃的水蒸气的分子平均动能,同样温度的水变为同样温度的水蒸气要吸收热量,所以10 g 100 ℃水的内能小于10 g 100 ℃水蒸气的内能,故D正确;两个铅块相互紧压后能紧连在一起,说明分子间有引力,故E正确．1．求解分子直径时的两种模型(对于固体和液体) (1)把分子看成球形,d ＝36V 0π. (2)把分子看成小立方体,d ＝3V 0.提醒:对于气体,利用d ＝3V 0算出的不是分子直径,而是气体分子间的平均距离． 2．宏观量与微观量的相互关系(1)微观量:分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m 0.(2)宏观量:物体的体积V 、摩尔体积V mol 、物体的质量m 、摩尔质量M 、物体的密度ρ. (3)相互关系①一个分子的质量:m 0＝M N A ＝ρV molN A.②一个分子的体积:V 0＝V mol N A ＝MρN A (注:对气体,V 0为分子所占空间体积)．③物体所含的分子数:N ＝V V mol ·N A ＝m ρV mol ·N A 或N ＝m M ·N A ＝ρVM·N A .例1 (2019·湖北武汉市四月调研)如图2是某教材封面的插图,它是通过扫描隧道显微镜拍下的照片:48个铁原子在铜的表面排列成圆圈,构成了“量子围栏”．为了估算铁原子直径,查到以下数据:铁的密度ρ＝7.8×103 kg/m 3,摩尔质量M ＝5.6×10－2 kg/mol,阿伏加德罗常数N A ＝6.0×1023 mol －1.若将铁原子简化为球体模型,铁原子直径的表达式D ＝________,铁原子直径约为________ m(结果保留一位有效数字)．图2答案36M πρN A3×10－10 解析每个铁原子的体积:V 0＝M ρN A ,将铁原子看成球体,则V 0＝16πd 3,联立解得d ＝36MπρN A,代入数据:d ＝36×5.6×10－23.14×7.8×103×6×1023m ≈3×10－10 m. 变式1 (2019·江苏通州区、海门市、启东市联考)某一体积为V 的密封容器,充入密度为ρ、摩尔质量为M 的理想气体,阿伏加德罗常数为N A .则该容器中气体分子的总个数N ＝________.现将这部分气体压缩成液体,体积变为V 0,此时分子中心间的平均距离d ＝________.(将液体分子视为立方体模型) 答案 ρVN A M3V 0MρVN A解析气体的质量:m ＝ρV气体分子的总个数:N ＝nN A ＝m M N A ＝ρVM N A该部分气体压缩成液体,分子个数不变设每个液体分子的体积为V 1,则N ＝V 0V 1又V 1＝d 3 联立解得:d ＝ 3V 0MρVN A.拓展点实验:用油膜法估测分子的大小1．实验原理实验采用使油酸在水面上形成一层单分子油膜的方法估测分子的大小．当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时,油酸就在水面上散开,其中的酒精溶于水,并很快挥发,在水面上形成如图3甲所示形状的一层纯油酸薄膜．如果算出一定体积的油酸在水面上形成的单分子油膜的面积,即可算出油酸分子的大小．用V 表示一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积,用S 表示单分子油膜的面积,用d 表示分子的直径,如图乙所示,则d ＝VS.图32．实验器材盛水浅盘、注射器(或滴管)、容量瓶、坐标纸、玻璃板、痱子粉(或细石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩笔． 3．实验步骤(1)用稀酒精溶液及清水清洗浅盘,充分洗去油污、粉尘,以免给实验带来误差．(2)配制油酸酒精溶液,取纯油酸1 mL,注入500 mL 的容量瓶中,然后向容量瓶内注入酒精,直到液面达到500 mL 刻度线为止,摇动容量瓶,使油酸充分溶解在酒精中,这样就得到了500 mL 含1 mL 纯油酸的油酸酒精溶液．(3)用注射器(或滴管)将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,并记下量筒内增加一定体积V n 时的滴数n .(4)根据V 0＝V nn算出每滴油酸酒精溶液的体积V 0.(5)向浅盘里倒入约2 cm 深的水,并将痱子粉或细石膏粉均匀地撒在水面上． (6)用注射器(或滴管)将一滴油酸酒精溶液滴在水面上．(7)待油酸薄膜的形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上,并将油酸膜的形状用彩笔画在玻璃板上． (8)将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,算出油酸薄膜的面积S (求面积时以坐标纸上边长为1 cm 的正方形为单位计算轮廓内正方形的个数,不足半个的舍去,多于半个的算一个)． (9)根据油酸酒精溶液的配制比例,算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V ,并代入公式d ＝V S算出油酸薄膜的厚度d .(10)重复以上实验步骤,多测几次油酸薄膜的厚度,并求平均值,即为油酸分子直径的大小． 4．注意事项(1)注射器针头高出水面的高度应在1 cm 之内,当针头靠水面很近(油酸未滴下之前)时,会发现针头下方的粉层已被排开,这是针头中酒精挥发所致,不影响实验效果．(2)待测油酸薄膜扩散后又会收缩,要在油酸薄膜的形状稳定后再画轮廓．扩散后又收缩有两个原因:①水面受油酸液滴冲击凹陷后又恢复;②酒精挥发后液面收缩．(3)当重做实验时,将水从浅盘的一侧边缘倒出,在这侧边缘会残留油酸,可用少量酒精清洗,并用脱脂棉擦去,再用清水冲洗,这样做可保持浅盘的清洁．(4)本实验只要求估测分子的大小,实验结果的数量级符合要求即可．例2 (2019·全国卷Ⅲ·33(1))用油膜法估算分子大小的实验中,首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液,稀释的目的是____________________________．实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积,可以__________________________. 为得到油酸分子的直径,还需测量的物理量是____________________．答案使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中,测出1 mL 油酸酒精溶液的滴数,得到一滴溶液中纯油酸的体积单分子层油膜的面积解析实验前将油酸稀释,目的是使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜．可以用累积法测量多滴溶液的体积后计算得到一滴溶液中纯油酸的体积．油酸分子直径等于一滴溶液中纯油酸的体积与形成的单分子层油膜的面积之比,即d ＝VS ,故除测得一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积外,还需要测量单分子层油膜的面积．变式2 在“用油膜法估测分子的大小”实验中,(1)该实验中的理想化假设是________． A ．将油膜看成单分子层油膜 B ．不考虑各油酸分子间的间隙 C ．不考虑各油酸分子间的相互作用力 D ．将油酸分子看成球形(2)实验中使用到油酸酒精溶液,其中酒精溶液的作用是________． A ．可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓 B ．对油酸溶液起到稀释作用 C ．有助于测量一滴油酸的体积 D ．有助于油酸的颜色更透明便于识别(3)某老师为本实验配制油酸酒精溶液,实验室配备的器材有:面积为0.22 m 2的蒸发皿、滴管、量筒(50滴溶液滴入量筒体积约为1毫升)、纯油酸和无水酒精若干．已知分子直径数量级为10－10m,则该老师配制的油酸酒精溶液浓度(油酸与油酸酒精溶液的体积比)至多为________‰(保留两位有效数字)．答案 (1)ABD (2)B (3)1.1解析 (3)根据题意可知,形成的油膜的面积不能超过蒸发皿的面积,当油膜面积等于蒸发皿的面积时,油酸酒精溶液浓度最大．一滴油酸的体积V 0＝dS ＝10－10m ×0.22 m 2＝2.2×10－11m 3,一滴油酸酒精溶液的体积V ＝150cm 3＝2×10－8 m 3,则此油酸酒精溶液的浓度至多为V 0V＝1.1 ‰. 变式3 (2019·重庆市部分区县第一次诊断)在“用油膜法估测分子的大小”的实验时,用注射器将一滴油酸酒精溶液滴入盛水的浅盘里,把玻璃板放在浅盘上并描画出油酸膜的轮廓,如图4.图中正方形小方格的边长为1 cm,该油酸膜的面积是________ m 2,若一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是7×10－6 mL,则油酸分子的直径是________ m(计算结果保留1位有效数字)．图4答案 1.16×10－2(1.14×10－2～1.18×10－2) 6×10－10解析面积超过小正方形一半的正方形的个数为116个,则油酸膜的面积约为S ＝116× 10－4m 2＝1.16×10－2m 2;油酸分子直径d ＝V S ＝7×10－6×10－61.16×10－2 m ≈6×10－10 m.1．布朗运动(1)研究对象:悬浮在液体中的小颗粒;(2)运动特点:无规则、永不停息;(3)相关因素:颗粒大小、温度;(4)物理意义:说明液体分子做永不停息的无规则的热运动．2．扩散现象:相互接触的物体分子彼此进入对方的现象．产生原因:分子永不停息地做无规则运动．3．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微小固体颗粒分子区别分子的运动,发生在固体、液体、气体任何两种物质之间比分子大得多的微粒的运动分子的运动,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、布朗运动都反映分子做无规则的热运动例3(多选)下列选项正确的是()A．液体温度越高,悬浮颗粒越小,布朗运动越剧烈B．布朗运动是指悬浮在液体中固体颗粒的分子的无规则运动C．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的D．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的E．当分子间距增大时,分子间的引力和斥力都减小答案ADE解析温度越高,分子热运动越剧烈,悬浮在液体中的颗粒越小,撞击越容易不平衡,则它的布朗运动就越显著,A正确;布朗运动是悬浮微粒的无规则运动,不是分子的无规则运动,B错误;扩散现象是由物质分子无规则运动产生的,C错误,D正确;当分子间距增大时,分子间的引力和斥力都减小,E正确．变式4(多选)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．布朗运动的激烈程度与温度有关,这说明分子运动的激烈程度与温度有关D．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生E．布朗运动就是热运动答案ACD变式5(多选)(2017·全国卷Ⅰ·33(1))氧气分子在0 ℃和100 ℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图5中两条曲线所示．下列说法正确的是()图5A．图中两条曲线下的面积相等B．图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形C．图中实线对应于氧气分子在100 ℃时的情形D．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目E．与0 ℃时相比,100 ℃时氧气分子速率出现在0～400 m/s 区间内的分子数占总分子数的百分比较大答案ABC解析根据图线的物理意义可知,曲线下的面积表示百分比的总和,所以图中两条曲线下的面积相等,选项A正确;温度是分子平均动能的标志,且温度越高,速率大的分子所占比例越大,所以图中实线对应于氧气分子平均动能较大的情形,虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形,选项B、C正确;根据曲线不能求出任意区间的氧气分子数目,选项D错误;由图线可知,与0 ℃时相比,100 ℃时氧气分子速率出现在0～400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较小,选项E错误．变式6(多选)(2019·江苏卷·13A(1))在没有外界影响的情况下,密闭容器内的理想气体静置足够长的时间后,该气体()A．分子的无规则运动停息下来B．每个分子的速度大小均相等C．分子的平均动能保持不变D．分子的密集程度保持不变答案CD解析分子的无规则运动永不停息,分子的速率分布呈中间多两头少,不可能每个分子的速度大小均相等,选项A、B错误;根据温度是分子平均动能的标志可知,只要温度不变,分子的平均动能就保持不变,又由于体积不变,所以分子的密集程度保持不变,选项C、D正确．1．分子力、分子势能与分子间距离的关系分子力F、分子势能E p与分子间距离r的关系图线如图6所示(取无穷远处分子势能E p＝0)．图6(1)当r＞r0时,分子力表现为引力,当r增大时,分子力做负功,分子势能增加．(2)当r＜r0时,分子力表现为斥力,当r减小时,分子力做负功,分子势能增加．(3)当r＝r0时,分子势能最小.2．内能和机械能的区别能量定义决定因素量值测量转化内能物体内所有分子的动能和势能的总和由物体内部分子微观运动状态决定,与物体整体运动情况无关任何物体都具有内能,恒不为零无法测量,其变化量可由做功和热传递来量度在一定条件下可相互转化机械能物体的动能及重力势能和弹性势能的总和与物体宏观运动状态、参考系和零势能面的选取有关,和物体内部分子运动情况无关可以为零可以测量例4(多选)(2019·福建宁德市5月质检)分子力F与分子间距离r的关系如图7所示,曲线与横轴交点的坐标为r0,两个相距较远(r1)的分子仅在分子力作用下由静止开始运动,直至不能再靠近．在此过程中,下列说法正确的是()图7A．r＝r0时,分子动能最大B．r＝r0时,分子势能最大C．r>r0阶段,F做正功,分子动能增加,分子势能减小D．r<r0阶段,F做负功,分子动能减小,分子势能减小E．r>r0阶段,F先增大后减小答案ACE解析r＞r0阶段,分子力表现为引力,在两分子相互靠近的过程中,分子力做正功,分子动能增加,分子势能减小;在r＜r0阶段,分子力表现为斥力,在两分子相互靠近的过程中,分子力做负功,分子动能减小,分子势能增加;故在r＝r0时,分子势能最小,分子动能最大,故A、C正确,B、D 错误;由题图可知,E正确．变式7(2019·江苏卷·13A(2))由于水的表面张力,荷叶上的小水滴总是球形的．在小水滴表面层中,水分子之间的相互作用总体上表现为________(选填“引力”或“斥力”)．分子势能E p和分子间距离r的关系图象如图8所示,能总体上反映小水滴表面层中水分子E p的是图中________(选填“A”“B”或“C”)的位置．图8答案引力C解析在小水滴表面层中,分子之间的距离较大,水分子之间的作用力表现为引力．由于平衡位置对应的分子势能最小,在小水滴表面层中,分子之间的距离较大,所以能总体上反映小水滴表面层中水分子势能E p的是题图中C的位置．变式8(多选)(2019·陕西第二次质检)如图9所示是分子间作用力跟距离的关系．下列有关说法正确的是()图9A．分子间距离为r0时,分子间既有斥力作用,也有引力作用B．分子间距离为r0时,分子势能最小C．分子间距离为r0时,分子势能为零D．物体间的扩散作用主要是分子间斥力作用的结果E．某物体中的分子势能总和与该物体体积大小有关答案ABE解析分子间同时存在引力和斥力,设分子平衡距离为r0,分子间距离为r,当r>r0时分子力表现为引力,r越大,分子势能越大;当r<r0时分子力表现为斥力,r越小,分子势能越大;当r＝r0时分子力为0,分子势能最小但不为零,故选项A、B正确,C错误;物体间的扩散作用主要是分子在不停地做无规则运动的结果,故选项D错误;对于一个质量确定的物体来说,其分子势能总和跟物体的体积大小有关,故选项E正确．例5(多选)(2018·全国卷Ⅱ·33(1))对于实际的气体,下列说法正确的是()A．气体的内能包括气体分子的重力势能B．气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能C．气体的内能包括气体整体运动的动能D．气体的体积变化时,其内能可能不变E．气体的内能包括气体分子热运动的动能答案BDE解析气体的内能不考虑气体自身重力的影响,故气体的内能不包括气体分子的重力势能,A 项错误;实际气体的内能包括气体分子热运动的动能和分子势能两部分,B、E项正确;气体整体运动的动能属于机械能,不属于气体的内能,C项错误;气体体积变化时,分子势能发生变化,若气体温度也发生变化,则分子势能和分子动能的和可能不变,即内能可能不变,D项正确．变式9(2019·北京卷·15)下列说法正确的是()A．温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度B．内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和C．气体压强仅与气体分子的平均动能有关D．气体膨胀对外做功且温度降低,分子的平均动能可能不变答案A解析温度是分子平均动能的标志,A项正确;内能是物体内所有分子的分子动能和分子势能的总和,B项错误;气体压强不仅与分子的平均动能有关,还与分子的密集程度有关,C项错误;温度降低,则分子的平均动能变小,D项错误．1．(多选)“墨滴入水,扩而散之,徐徐混匀”．关于该现象的分析正确的是( )A ．混合均匀主要是由于碳粒受重力作用B ．混合均匀的过程中,水分子和碳粒都做无规则运动C ．使用碳粒更小的墨汁,混合均匀的过程进行得更迅速D ．墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应而引起的答案 BC解析根据分子动理论的知识可知,最后混合均匀是扩散现象,水分子做无规则运动,碳粒做布朗运动,由于布朗运动的剧烈程度与颗粒大小和温度有关,颗粒越小,运动越明显,所以使用碳粒更小的墨汁,布朗运动会更明显,则混合均匀的过程进行得更迅速,故选B 、C.2．(多选)(2020·陕西咸阳市质检)关于布朗运动,下列说法中正确的是( )A ．布朗运动是分子的运动,牛顿运动定律不再适用B ．布朗运动是分子无规则运动的反映C ．悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动是布朗运动D ．布朗运动的激烈程度跟温度有关,所以布朗运动也叫做热运动E ．布朗运动的明显程度与颗粒的体积和质量大小有关答案 BCE解析布朗运动是悬浮颗粒的运动,这些颗粒不是微观粒子,牛顿运动定律仍适用,故A 错误;悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动是布朗运动,是分子不停地做无规则运动的反映,其本身不是分子的热运动,故B 、C 正确,D 错误;布朗运动的明显程度与颗粒的体积和质量大小有关,体积和质量越小,布朗运动越剧烈,故E 正确．3．(多选)已知阿伏加德罗常数为N A (mol －1),某物质的摩尔质量为M (kg /mol),该物质的密度为ρ(kg/m 3),则下列叙述中正确的是( )A ．1 kg 该物质所含的分子个数是ρN AB ．1 kg 该物质所含的分子个数是1MN A C ．该物质1个分子的质量是ρN A D ．该物质1个分子占有的空间是M ρN AE ．该物质的摩尔体积是M ρ答案 BDE解析 1 kg 该物质的物质的量为1M ,所含分子数目为:n ＝N A ·1M ＝N A M,故A 错误,B 正确;每个分子的质量为:m 0＝M N A ,故C 错误;每个分子所占空间为:V 0＝m 0ρ＝M ρN A,故D 正确;该物质的摩尔体积。

2018高考物理大一轮复习领航课件：第十三章热学(选修3-3) -第1节

课时规范训练
主干回顾夯基固源考点透析题组冲关
课时规范训练
第1节分子动理论内能
油膜法
越高
越高减小
增大
越小
温度
平均值
相对位置体积
距离

温度
热运动动能分子势能体积
冰点
－273.15
√ × ×
× √
×
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，是比是指分子的运动，分子无论
分子大得多的分子团的运动，大小都做热运动，热运动不
较大的颗粒不做布朗运动，能通过光学显微镜直接观察
但它本身的以及周围的分子到
仍在做热运动
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不均衡而引起的，它是分子做无规则运动的反映

(新课标)2018年高考物理一轮复习第十三章热学第一节分子动理论内能试题

第十三章热学分子动理论的基本观近几年高考阿伏加德罗常数气体分子运动速率的温度、内能固体的微观结构、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、未饱和蒸相对湿度热力学第一定律能量守恒定律热力学第二定律单位制：中学物理中涉(实验：用油膜法估测分子的大小)一、分子动理论1．物体是由大量分子组成的(1)分子的大小①分子直径：数量级是10－10 m；②分子质量：数量级是10－26 kg；③测量方法：油膜法．(2)阿伏加德罗常数：1 mol任何物质所含有的粒子数，N A＝6.02×1023 mol－1.2．分子热运动：一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动．(1)扩散现象：相互接触的不同物质彼此进入对方的现象．温度越高，扩散越快，可在固体、液体、气体中进行．(2)布朗运动：悬浮在液体(或气体)中的微粒的无规则运动，微粒越小，温度越高，布朗运动越显著．3．分子力：分子间同时存在引力和斥力，且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．1.判断正误(1)质量相等的物体含有的分子个数不一定相等．( )(2)组成物体的每一个分子运动是有规律的．( )(3)布朗运动是液体分子的运动．( )(4)分子间斥力随分子间距离的减小而增大，但分子间引力却随分子间距离的减小而减小．( )(5)分子间无空隙，分子紧密排列．( )提示：(1)√(2)×(3)×(4)×(5)×二、温度1．意义：宏观上表示物体的冷热程度(微观上表示物体中分子平均动能的大小)．2．两种温标(1)摄氏温标和热力学温标的关系T＝t＋273.15_K．(2)绝对零度(0 K)：是低温极限，只能接近不能达到，所以热力学温度无负值．三、内能1．分子动能(1)意义：分子动能是分子热运动所具有的动能；(2)分子平均动能：所有分子动能的平均值．温度是分子平均动能的标志．2．分子势能：由分子间相对位置决定的能，在宏观上分子势能与物体体积有关，在微观上与分子间的距离有关．3．物体的内能(1)内能：物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和． (2)决定因素：温度、体积和物质的量．2.下列说法正确的是( )A ．内能不同的物体，温度可能相同B ．温度低的物体内能一定小C ．同温度、同质量的氢气和氧气，氢气的分子动能大D ．一定质量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气，其分子之间的势能增加E ．物体机械能增大时，其内能一定增大提示：选ACD.物体的内能大小是由温度、体积、分子数共同决定的，内能不同，物体的温度可能相同，故A 正确；温度低的物体，分子平均动能小，但分子数可能很多，故B 错误；同温度、同质量的氢气与氧气分子平均动能相等，但氢气分子数多，故总分子动能氢气的大，故C 正确；当分子平均距离r ≥r 0，物体膨胀时分子势能增大，故D 正确；机械能增大，若物体的温度、体积不变，内能则不变，故E 错误．对分子动理论的考查【知识提炼】一、宏观量与微观量的关系1．微观量：分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m 0.2．宏观量：物体的体积V 、摩尔体积V m 、物体的质量m 、摩尔质量M 、物体的密度ρ. 3．关系(1)分子的质量：m 0＝M N A ＝ρV mN A .(2)分子的体积：V 0＝V m N A ＝MρN A.(3)物体所含的分子数：N ＝V V m ·N A ＝m ρV m ·N A 或N ＝m M ·N A ＝ρVM·N A .4．两种模型(1)球体模型直径为d ＝ 36V 0π.(2)立方体模型边长为d ＝3V 0.二、分子力、分子势能与分子间距离的关系1．分子力曲线与分子势能曲线：分子力F 、分子势能E p 与分子间距离r 的关系图线如图所示(取无穷远处分子势能E p ＝0)：2．分子力、分子势能与分子间距离的关系(1)当r>r0时，分子力为引力，当r增大时，分子力做负功，分子势能增加．(2)当r<r0时，分子力为斥力，当r减小时，分子力做负功，分子势能增加．(3)当r＝r0时，分子势能最小．【典题例析】(2015·高考全国卷Ⅱ)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[审题指导] 扩散现象是分子热运动的直接证据，是分子无规则运动的直接表现，且与温度有关．[解析] 扩散现象是分子无规则热运动的反映，C正确、E错误；温度越高，分子热运动越激烈，扩散越快，A正确；气体、液体、固体的分子都在不停地进行着热运动，扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，D正确；在扩散现象中，分子本身结构没有发生变化，不属于化学变化，B错误．[答案] ACD【跟进题组】考向1 微观量的计算1．(2015·高考海南卷)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 A，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：可认为地球大气层对地球表面的压力是由其重力引起的，即mg＝p0S＝p0×4πR2，故大气层的空气总质量m＝4πp0R2g，空气分子总数N＝mMN A＝4πp0N A R2Mg.由于h≪R，则大气层的总体积V＝4πR2h，每个分子所占空间设为一个棱长为a的正方体，则有Na3＝V，可得分子间的平均距离a＝3Mghp0N A.答案：4πp 0N A R2Mg 3Mgh p 0N A考向2 布朗运动与分子热运动2．(2016·高考北京卷)雾霾天气是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PM10、PM2.5分别表示球体直径小于或等于10 μm 、2.5 μm 的颗粒物(PM 是颗粒物的英文缩写)．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1.0×10－6m 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所受到的重力 C ．PM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动 D ．PM2.5的浓度随高度的增加逐渐增大解析：选C.PM10表示直径小于或等于1.0×10－5m 的悬浮颗粒物，A 项错误；PM10悬浮在空气中，受到的空气分子作用力的合力等于其所受到的重力，B 项错误；由题意推断，D 项错误；PM10和大颗粒物的悬浮是由于空气分子的撞击，故它们都在做布朗运动，C 项正确．考向3 分子力、分子势能与分子间距离的关系3．两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近．在此过程中，下列说法正确的是( )A ．分子力先增大，后一直减小B ．分子力先做正功，后做负功C ．分子动能先增大，后减小D ．分子势能先增大，后减小E ．分子势能和动能之和不变解析：选BCE.分子力F 与分子间距r 的关系是：当r <r 0时F 为斥力；当r ＝r 0时，F ＝0；当r >r 0时F 为引力．综上可知，当两分子由相距较远逐渐达到最近过程中分子力是先变大再变小又变大，A 项错误；分子力为引力时做正功，分子势能减小，分子力为斥力时做负功，分子势能增大，故B 项正确、D 项错误；因仅有分子力作用，故只有分子动能与分子势能之间发生转化，即分子势能减小时分子动能增大，分子势能增大时分子动能减小，其总和不变，C 、E 项均正确．1．分子热运动的特点液体、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．2．判断分子势能变化的两种方法(1)根据分子力做功判断．分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增加．(2)利用分子势能与分子间距离的关系图线判断．但要注意此图线和分子力与分子间距离的关系图线形状虽然相似但意义不同，不要混淆．物体的内能【知识提炼】1．内能和热量的比较2.(2015·高考江苏卷)在装有食品的包装袋中充入氮气，可以起到保质作用．某厂家为检测包装袋的密封性，在包装袋中充满一定量的氮气，然后密封进行加压测试．测试时，对包装袋缓慢地施加压力．将袋内的氮气视为理想气体，则加压测试过程中，包装袋内壁单位面积上所受气体分子撞击的作用力________(选填“增大”“减小”或“不变”)，包装袋内氮气的内能________(选填“增大”“减小”或“不变”)．[审题指导] 对理想气体，由于没有分子势能，所以内能由分子动能即温度决定．又因密封测试，则物质的量不变，所以内能不变．[解析] 对氮气加压后，气体内部的压强增大，由F＝pS知，单位面积上所受气体分子撞击的作用力增大．由于加压过程是缓慢的，氮气的温度保持不变，所以氮气的内能不变．[答案] 增大不变【跟进题组】考向1 温度与分子平均动能的关系1．密闭在钢瓶中的理想气体，温度升高时压强增大．从分子动理论的角度分析，这是由于分子热运动的________增大了．该气体在温度T1、T2时的分子速率分布图象如图所示，则T1________(选填“大于”或“小于”)T2.解析：理想气体温度升高，分子平均动能增大，对容器壁的撞击力增大，体积不变，压强增大．温度越高，分子平均速率越大，即速率较大区间的分子数占总分子数的百分比明显增大，故T1小于T2.答案：平均动能小于考向2 内能的决定因素2．(2016·高考全国卷丙)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，内能一定增加解析：选CDE.温度相同的气体分子平均动能相同，仅质量相同，分子质量不同的气体，所含分子数不同，气体的动能也不同，所以内能不一定相同，A项错误；气体的内能与整体运动的机械能无关，B项错误；理想气体等温压缩过程中，其内能不变，C项正确；理想气体不考虑分子间相互作用力，分子势能为零，一定量的气体，分子数量一定，温度相同时分子平均动能相同，由于内能是所有分子热运动的动能与分子势能的总和，所以D项正确；由盖－吕萨克定律可知，一定量的理想气体在等压膨胀过程中，温度一定升高，则其内能一定增加，E项正确．分析物体的内能问题应当明确以下四点(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，温度相同的任何物体，分子的平均动能相同．实验：用油膜法估测分子的大小【知识提炼】1．实验原理：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，测出一定体积油酸溶液在水面上形成的油膜面积，用d ＝VS计算出油膜的厚度，其中V 为一滴油酸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．2．实验步骤(1)取1 mL(1 cm 3)的油酸溶于酒精中，制成N mL 的油酸酒精溶液，则油酸的纯度为1N.(2)往边长为30～40 cm 的浅盘中倒入约2 cm 深的水，然后将痱子粉(或细石膏粉)均匀地撒在水面上．(3)用滴管(或注射器)向量筒中滴入n 滴配制好的油酸酒精溶液，使这些溶液的体积恰好为1 mL ，算出每滴油酸酒精溶液的体积V 0＝1nmL.(4)用滴管(或注射器)向水面中央滴入一滴配制好的油酸酒精溶液，油酸就在水面上慢慢散开，形成单分子油膜．(5)待油酸薄膜形状稳定后，将一块较大的玻璃板盖在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上．(6)将玻璃板取出放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积S . 3．数据处理(1)计算一滴溶液中油酸的体积：V ＝1Nn(mL)．(2)计算油膜的面积：利用坐标纸求油膜面积时，以边长为1 cm 的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，大于半个的算一个．(3)计算油酸的分子直径：d ＝VS(注意单位统一)．【典题例析】在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每104mL 溶液中有纯油酸6 mL ，用注射器测得1 mL 上述溶液为75滴．把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔在玻璃板上描出油膜的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，坐标中正方形方格的边长为1 cm.则(1)油酸薄膜的面积是________cm2.(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是______mL.(取一位有效数字)(3)按以上实验数据估测出油酸分子直径约为______m．(取一位有效数字)[解析] (1)根据数方格数的原则“多于半个的算一个，不足半个的舍去”可查出共有115个方格，故油膜的面积：S＝115×1 cm2＝115 cm2.(2)一滴油酸酒精溶液的体积：V′＝175mL，一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积：V＝6104V′＝8×10－6 mL.(3)油酸分子的直径：d＝VS＝8×10－12115×10－4m≈7×10－10 m.[答案] (1)115±3(2)8×10－6(3)7×10－10(1)在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，已经准备的器材有：油酸酒精溶液、滴管、浅盘和水、玻璃板、彩笔，要完成本实验，还缺少的器材有________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.(2)如图所示的四个图反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的四个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是________(用字母符号表示)．解析：(1)为算出一滴油酸酒精溶液的体积需用到量筒；为界定油酸膜的边界要用到痱子粉或细石膏粉；为准确知道油酸膜的面积，要用到坐标纸．(2)实验时应先确定一滴油酸酒精溶液的体积，然后取一滴油酸酒精溶液滴在水面上形成单分子油膜后，将玻璃板放在浅盘上描下油酸膜的形状，最后将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算油酸膜的面积，故操作的先后顺序是dacb.答案：(1)量筒、痱子粉或细石膏粉、坐标纸(2)dacb1．若以μ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，ρ为在标准状态下水蒸气的密度，N A 为阿伏加德罗常数，m 、Δ分别表示每个水分子的质量和体积，下面关系式中正确的是( )A ．N A ＝ρV mB ．ρ＝μN A ΔC ．m ＝μN AD ．Δ＝V N AE ．ρ＝μV解析：选ACE.由N A ＝μm ＝ρV m，故A 、C 对；因水蒸气为气体，水分子间的空隙体积远大于分子本身体积，即V ≫N A ·Δ，D 错；而ρ＝μV ≪μN A ·Δ，B 错，E 对． 2．(高考上海卷)分子间同时存在着引力和斥力，当分子间距增加时，分子间的( )A ．引力增加，斥力减小B ．引力增加，斥力增加C ．引力减小，斥力减小D ．引力减小，斥力增加解析：选C.分子间同时存在着引力和斥力，当分子间距离增加时，分子间的引力和斥力同时减小．3．(2017·河北保定期末)我国已开展空气中PM2.5溶液的监测工作．PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5 μm 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和气流运动决定的D ．倡导低碳生活，减小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必然有内能解析：选CDE.PM2.5的尺寸比空气中氧分子的尺寸大得多，A 错误；PM2.5在空气中的运动不属于分子热运动，B 错误；PM2.5的运动轨迹是由大量空气分子对PM2.5无规则碰撞的不平衡和气流的运动决定的，C 正确；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，PM2.5必然有内能，D 、E 正确．4.两个相邻的分子之间同时存在着引力和斥力，它们随分子之间距离r的变化关系如图所示．图中虚线是分子斥力和分子引力曲线，实线是分子合力曲线．当分子间距为r ＝r 0时，分子之间合力为零，则下列关于该两分子组成系统的分子势能E p 与两分子间距离r 的关系曲线，可能正确的是( )解析：选BCE.由于r ＝r 0时，分子之间的作用力为零，当r ＞r 0时，分子间的作用力为引力，随着分子间距离的增大，分子力做负功，分子势能增加，当r ＜r 0时，分子间的作用力为斥力，随着分子间距离的减小，分子力做负功，分子势能增加，故r ＝r 0时，分子势能最小．综上所述，选项B 、C 、E 正确，选项A 、D 错误．5．在“用单分子油膜估测分子大小”的实验中，某同学的操作步骤如下：①取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液；②在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积；③在浅盘内盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定；④在浅盘上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜的面积．改正其中的错误：________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. 解析：用单分子油膜法估测分子的大小：首先精确取1 mL 的油酸，用无水酒精按1∶200的体积比稀释成油酸酒精溶液，并测出一滴的体积V ，在盛水盘中倒入2 cm 深的蒸馏水，为观测油膜的面积，在水面上轻撒一层薄薄的痱子粉，在水盘中央轻滴一滴油酸酒精溶液，于是油酸在水面上迅速散开，等到油膜不再扩大时，用一块透明塑料(或玻璃)板盖在水盘上描出油膜的轮廓图，把这块玻璃放在方格纸上(绘图纸)，数出油膜面的格数，然后算出油膜的面积S ，于是可求出油膜的厚度h ＝d ＝V S.答案：②在量筒中滴入N 滴溶液③在水面上先撒上痱子粉6．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V ＝1.0×103 cm 3.已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m 3、摩尔质量M ＝1.8×10－2 kg/mol ，阿伏加德罗常数N A ＝6.0×1023 mol －1.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V m ＝M ρ＝1.8×10－21.0×103 m 3/mol ＝1.8×10－5 m 3/mol 水分子总数为 N ＝VN A V m ＝1.0×103×10－6×6.0×10231.8×10－5≈3×1025(个)． (2)建立水分子的球体模型，有V m N A ＝16πd 3，可得水分子直径：d ＝ 36V m πN A＝ 36×1.8×10－53.14×6.0×1023 m ≈4×10－10 m. 答案：(1)3×1025个 (2)4×10－10 m一、选择题1．下列说法正确的是( )A ．1 g 水中所含的分子数目和地球的总人口数差不多B ．布朗运动就是物质分子的无规则热运动C ．一定质量的理想气体压强增大，其分子的平均动能可能减小D ．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是气体分子的无规则的热运动造成的E ．0 ℃的铁和0 ℃的冰，它们的分子平均动能相等解析：选CDE.水的摩尔质量是18 g/mol ，1 g 水中含有的分子数为：n ＝118×6.0×1023≈3.3×1022个，地球的总人数约为70亿，选项A 错误；布朗运动是悬浮在液体(气体)中的固体颗粒受到液体(气体)分子撞击作用的不平衡造成的，不是物体分子的无规则热运动，选项B 错误；温度是分子的平均动能的标志，气体的压强增大，温度可能减小，选项C 正确；气体分子间距大于10r 0，分子间无作用力，打开容器，气体散开是气体分子的无规则运动造成的，选项D 正确；铁和冰的温度相同，分子平均动能必然相等，选项E 正确．2．(2017·东北三校联考)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(r >10－9 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 ．一定质量的理想气体经等温压缩后，其压强一定增大解析：选ADE.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，B错误；在使两个分子间的距离由很远(r>10－9 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，C错误．3.用显微镜观察水中的花粉，追踪某一个花粉颗粒，每隔10 s记下它的位置，得到了a、b、c、d、e、f、g等点，再用直线依次连接这些点，如图所示．则下列说法中正确的是( )A．花粉颗粒的运动就是热运动B．这些点连接的折线就是这一花粉颗粒运动的轨迹C．在这六段时间内花粉颗粒运动的平均速度大小不等D．从花粉颗粒处于a点开始计时，经过36 s，花粉颗粒可能不在de连线上E．花粉颗粒在第三个10 s内的平均速率可能比第四个10 s内的平均速率大解析：选CDE.热运动是分子的运动，而不是固体颗粒的运动，故A项错误；既然无规则，微粒在每个10秒内也是做无规则运动，并不是沿连线运动，故B错误；在这6段时间内的位移大小并不相同，故平均速度大小不等，故C正确；由运动的无规则性知，D正确；由题图知第三个10秒内的平均速度小于第四个10秒内的平均速度，但这两段时间的平均速率大小关系不能确定，E正确．4.两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0.相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近．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r＞r0阶段，F做正功，分子动能增大，势能减小B．在r＜r0阶段，F做负功，分子动能减小，势能也减小C．在r＝r0时，分子势能最小，动能最大D．在r＝r0时，分子势能为零E．分子动能和势能之和在整个过程中保持不变解析：选ACE.在r>r0阶段，F表现为引力，当r减小时F做正功，分子动能增大，势能减小，A正确；在r<r0阶段，F表现为斥力，当r减小时F做负功，分子动能减小，势能增大，B错误；在r＝r0时，分子势能最小，动能最大，C正确；在r＝r0时，分子势能最小，但不为零，D错误；在整个相互接近的过程中，分子动能和势能之和保持不变，E正确．5．(2017·云南昭通质检)下列说法中正确的是( )A．温度高的物体比温度低的物体热量多B．温度高的物体不一定比温度低的物体的内能多C．温度高的物体比温度低的物体分子热运动的平均动能大D．相互间达到热平衡的两物体的内能一定相等E ．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大解析：选BCE.热量是在热传递过程中传递的能量，不是状态量，选项A 错误；物体的内能与物体的温度、体积等有关，温度高的物体不一定比温度低的物体的内能多，温度是分子平均动能的标志，温度高的物体比温度低的物体分子热运动的平均动能大，选项B 、C 正确；相互间达到热平衡的两物体的温度一定相等，内能不一定相等，选项D 错误；由分子势能与分子间距的关系可知，分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大，选项E 正确．6.(2017·郑州质检)如图为两分子系统的势能E p 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r 1时，分子间的作用力表现为引力B ．当r 小于r 1时，分子间的作用力表现为斥力C ．当r 等于r 1时，分子间势能E p 最小D ．当r 由r 1变到r 2的过程中，分子间的作用力做正功E ．当r 等于r 2时，分子间势能E p 最小解析：选BDE.由题图知：r ＝r 2时分子势能最小，E 对，C 错；平衡距离为r 2，r ＜r 2时分子力表现为斥力，A 错，B 对；r 由r 1变到r 2的过程中，分子势能逐渐减小，分子力做正功，D 对．7．(2017·西安模拟)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中做了哪些科学的近似( )A ．把在水面上尽可能扩散开的油膜视为单分子油膜B ．把形成油膜的分子看做紧密排列的球形分子C ．将油膜视为单分子油膜，但需要考虑分子间隙D ．将油酸分子视为立方体模型解析：选AB.“用油膜法估测分子的大小”实验中，必须将分子视为球形，并且不考虑分子间隙；水面上的膜为单分子油膜．只有如此，油膜的厚度才能视为分子直径，即d ＝V S.二、非选择题8．油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL 油酸酒精溶液中含有油酸 0.6 mL ，现用滴管向量筒内滴加50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加了1 mL ，若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大的盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的油膜的形状如图所示．若每一小方格的边长为25 mm ，试问：。

2018高考物理(人教)一轮复习：第十三章热学13.1

例 1 (2017· 唐山模拟)(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 μm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的大小比空气中氧分子大得多 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在空气中的浓度 E．PM2.5必然有内能
3．分子的动能 (1)分子动物是分子热运动所具有的动能； (2)分子热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．
4．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——决定于分子间距离和分子排列情况；宏观上——决定于体积和状态． (3)分子力、分子势能与分子间距离的关系
考点一分子动理论的基本观点及微观量的估算 1.物体是由大量分子组成的 (1)分子很小－10 ①直径数量级为10 m. ②质量数量级为10－27～10－26kg. (2)分子数目特别大：－1 23 阿伏加德罗常数NA＝6.02×10 mol .
(3)微观量的估算方法 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ρ. M ρVm a．分子的质量：m＝N ＝ N . A A Vm M b．分子的体积：V0＝ N ＝ ρN .对气体，V0表示分子占据的 A A 空间．

全程复习构想近年高考物理复习十三章热学 1 分子动理论内能课时作业新人教版(2021年整理

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分子动理论内能一、选择题(每小题有多个选项符合题目要求)1．（2017·东城二模改编）下列说法中正确的是（)A．液体分子的无规则运动称为布朗运动B．液体中悬浮微粒越小,布朗运动越显著C．布朗运动是液体分子热运动的反映D．分子间的引力总是大于斥力E．分子间同时存在引力和斥力解析：布朗运动是由于悬浮的微粒受到各个方向液体分子的不平衡撞击而形成的，故布朗运动是液体分子热运动的反映，悬浮颗粒越小，布朗运动越明显，选项A错误,选项B、C正确；分子间的引力可以大于斥力也可以小于斥力,选项D错误；分子间同时存在引力和斥力，选项E 正确．答案：BCE2．下列说法正确的是（)A．热量可能从低温物体传递到高温物体B．对物体做功不能使物体的温度升高C．机械能大的物体内能一定大D．温度相同的氢气和氮气，氢气分子和氮气分子的平均速率不同E．温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大解析：在引起其他变化的情况下,热量可以从低温物体传递到高温物体,A正确；对物体做功可以使物体温度升高，B错误；机械能与内能没有必然的联系,C错误；温度相同的氢气和氮气,平均动能相同，但由于气体分子的质量不同，故气体分子的平均速率不同,D正确；内能不仅与温度有关，还与物体的体积有关，温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大,E 正确．答案：ADE3．如图所示是分子间引力或斥力大小随分子间距离变化的图象，由此可知( )A．ab表示引力图线B．cd表示引力图线C．当分子间距离r等于两图线交点e的横坐标时,分子力一定为零D．当分子间距离r等于两图线交点e的横坐标时，分子势能一定最小E．当分子间距离r等于两图线交点e的横坐标时，分子势能一定为零解析:在F－r图象中，随r增大，斥力变化快，所以ab为引力图线，A对，B错；两图象相交点e为分子所受的引力和斥力大小相等,即分子受力平衡位置,分子力为0，分子势能最小，但不一定为0，故C、D对,E错．答案：ACD4．（2017·东北三校二联）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（r〉10－9m）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．一定质量的理想气体经等温压缩后,其压强一定增大解析：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，B错误；在使两个分子间的距离由很远(r〉10－9m）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，C错误．答案：ADE5．(2017·广东佛山二模)以下说法中正确的是（）A．物体的体积增大，其分子的总势能一定增大B．从微观来看,气体压强的大小跟气体分子的平均动能以及分子的密集程度有关C．用油膜法可以估测分子的直径D．一定质量的理想气体,气体温度每升高1 K所吸收的热量与气体经历的过程无关E．英国物理学家焦耳通过实验测定了功与热量间的定量关系解析:物体的体积增大,其分子的总势能不一定增大，例如一定质量的0℃的水变成0℃的冰，体积变大了，但是分子的总势能是减小的，所以A错误；根据热力学第一定律可知,一定质量的理想气体，气体温度每升高1 K所吸收的热量与气体经历的过程有关系，则D错误．答案:BCE6．(多选)(2017·安阳模拟）下列五幅图分别对应五种说法，其中正确的是( )A。

2018届高考物理一轮总复习热学第1讲分子动理论、内能课件(选修3-3)

【答案】1.4×1017 个
解：1 g 酒精的分子数为 m 1 n＝M×NA＝46×6.02×1023 个≈1.3×1022 个故一次呼吸吸入的酒精分子数为
－6 300 × 10 V n′＝V ×n＝ ×1.3×1022 个≈1.4×1017 个． 2.8×10 0
练 1 (多选)某气体的摩尔质量为 M，摩尔体积为 V，密度为 ρ，每个分子的质量和体积分别为 m 和 V0，则阿伏加德罗常数 NA 可表示为( V A．NA＝V 0 M C．NA＝ m ρV B ． N A＝ m M D．NA＝ρV 0 )
要求 Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ
新课标卷真题
命题热点由于考点比较分散，主要侧重于分子动理论、微观量的估算及气体实验定律的应用，高考中有选择和计算题型，难度中等偏下，预计2018年高考仍将以热力学定律、气体状态方程的应用、分子动理论为重点进行考查.
2014Ⅱ卷33题 2014Ⅱ卷33题 2016Ⅰ卷、Ⅱ卷， 2014Ⅰ卷， 2013Ⅱ卷33题 2016Ⅰ卷33题
越高越小越高减小
• 二、温度 • 1．意义：宏观上表示物体的冷热程度(微观上标志物体中分子平均动能的大小)． • 2．两种温标 t＋273.15 K • (1)摄氏温标和热力学温标的关系：T＝_________________. • (2)绝对零度(0 K)：是低温极限，只能接近不能达到，所以热力学温度无负值．
• 布朗运动是指悬浮在液体(或气体)里的固体微粒的无规则运动，不是分子本身的运动．它是由于液体(或气体)分子无规则运动对固体微粒碰撞的不均匀所造成的．因此它间接反映了液体(或气体)分子的无序运动．即小颗粒的运动是液体分子无规则运动的反映．人们在显微镜下观察到的运动不是分子运动，而是布朗运动．同理，人们看到的“灰尘飞扬”“米粒翻滚”都属于物质的运动，也不是布朗运动，更不是分子的运动，布朗运动和分子运动我们肉眼是看不见的.

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