高中物理选修1热学基础及原子物理(讲义)(教师版)

1. 分子动理论
思考：布朗运动是分子热运动吗？它能说明什么问题？如何解释颗粒大小、温度等因素对布朗运 动的影响？
（教师可见内容） 问题：布朗运动是分子热运动吗？它能说明什么问题？如何解释颗粒大小、温度等因素对布朗运动的影 响？ 参考答案：被液体分子撞击的悬浮微粒做无规则运动的现象叫做布朗运动。所以，布朗运动不是微观分 子的热运动，布朗运动是分子处于不停顿无规则热运动的宏观表现，其特点是： ①无规则 ②颗粒越小，布朗运动越明显 颗粒越小，颗粒的表面积越小，同一瞬间，撞击颗粒的液体分子数越少，据统计规律，少量分子同时作 用于小颗粒时，它们的合力是不可能平衡的。而且，同一瞬间撞击的分子数越少，其合力越不平衡，又 颗粒越小，其质量越小，因而颗粒的加速度越大，运动状态越容易改变，故颗粒越小，布朗运动越明 显。 ③温度越高，布朗运动越剧烈
高三考经系列课程——物理
①光电效应方程及其所涉及的物理量（如：2018年武汉一模19题） ②气体实验定律和热力学定律结合（如：2018年济南二模33题） 易错点 气体分子体积的求解（如：2017年珠海一模33题） 思维导图
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一、热学基础
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标注 热学 > 热力学定律 > 热力学第一定律 热学 > 热力学定律 > 第二类永动机
方法点睛：
（教师可见内容）
方法点睛：
常见的坑：①气体体积是摩尔体积除分子体积
②布朗运动是分子热运动
③理想气体对外做功，内能不可能增大（
，本质是能量守恒）
④第二类永动机违反了能量守恒（哪个都不违反）
思考：物体的内能与那些因素有关？内能、温度和热量三者之间的关系是什么样的？
（教师可见内容） 问题：物体的内能与那些因素有关？内能、温度和热量三者之间的关系是什么样的？ 参考答案：物体的内能与内部所有分子热运动的动能和分子势能有关。其中内能是分子热运动能量的总 和，热量是当两个物体发生内能交换时，传递能量的多少。同一个物体的温度越高，内能越大
全国I卷
2018-33、2017-17 2017-33、2016-33
2016-35
频次 7次 12次 14次 5次 9次 4次 4次 11次 8次 9次 8次 3次 11次 14次 15次
考点分析
高频考点 ①热 学：布朗运动；温度和内能；分子力和分子势能；
气体实验定律；热力学定律；液体表面张力 ②原子物理：光电效应发生条件；光电效应图像；氢原子能级图；玻尔模型理论内容 考试难点
2 物体体积变化时，分子间距离会随之变化，分子势能也会发生变化．下图为分子势能与分子间距 离 的关系曲线，以下判断正确的是（ ）
A. 当
时，分子势能最小
B. 当
时，分子引力与斥力大小相等
C. 当
时，分子间作用力的合力表现为引力
D. 在 由 变到 的过程中，分子间作用力的合力做正功
E. 在 由 逐渐增大的过程中，分子间作用力的合力做负功
热学基础及原子物理（讲义）
考试数据
年全国I卷考频 ，各省市一二模共 套试卷中出现频率
知识模块 热学
原子物理
考点 布朗运动 温度和内能 分子间作用力 阿伏伽德罗常数 气体实验定律 压强的微观解释 饱和汽和饱和汽压 热力学第一定律 热力学第二定律 液体的表面张力 晶体和非晶体 物理学史 光电效应 玻尔模型 核反应
答案 BCD
解析 A．若气体的摩尔体积为 ，每个分子的体积为 ，由于气体分子之间的距离远大于分子的直 径所以阿伏伽德罗常数不能表示为 ，气体此式不成立，故A错误； B．布朗运动不是液体分子的运动，但它可以说明分子在永不停息地做无规则运动，故B正 确； 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，故C正确； D．做功和热传递都可以改变物体的内能，若理想气体对外做功，同时吸收热量，其内能可 能增大，故D正确； E．第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律．故E错误． 故选BCD．
答案 BCE
解析 A、B．由图象可知：分子间距离为 时分子势能最小，此时分子间的距离为平衡距离；分子
引力与斥力大小相等；故A错误，B正确；
C．当
时，分子间距离较大，分子间的作用力表现为引力，故C正确；
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D． 小于 时，分子间的作用力表现为斥力，距离减小的过程中做负功，故D错误； E．在 由 逐渐增大的过程中，分子间作用力为引力，故分子力的合力做负功，故E正确． 故选BCE． 标注 热学 Βιβλιοθήκη Baidu 分子动理论 > 分子间作用力 热学 > 分子动理论 > 分子势能
思考：油膜法测分子直径实验运用了哪些理想化的假设？
（教师可见内容）
问题：油膜法测分子直径实验运用了哪些理想化的假设?
参考答案：实验过程中，我们将油看成球形，认为分子是一个挨一个的，将油膜看成单分子层，分子大
小的估算
，
解题攻略
（教师可见内容）
①
原子质量：
原子体积：
原子个数：
，
② (1)当 ＞ 时，分子间表现为引力，分子间距离增大时，分子力做负功，分子势能正大，反之减少； （2）当 ＜ 时，分子间表现为斥力，分子间间距增大时，分子力做正功，分子势能减少，反之增大； （3）当 ＞ 时，分子力为零，分子势能最小，但不一定为零（与零势能面的选取有关）
思考：平衡态和热平衡是同样的意思吗？
（教师可见内容） 问题：平衡态和热平衡是同样的意思吗？
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参考答案： 平衡态：是指一个系统温度、体积、压强等参数都达到稳定，无外界影响不再变化，我们称之为这个系 统达到平衡态，平衡态值的是一个系统 热平衡：如果两个系统接触后不发生热传导，则称这两个系统处于热平衡，热平衡是相对两个系统而言 的
参考板书 & 学生记录
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1 下列说法中正确的是（ ） A. 某气体的摩尔体积为 ，每个分子的体积为 ，则阿伏伽德罗常数可表示为 B. 布朗运动不是液体分子的运动，但它可以说明分子在永不停息地做无规则运动 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. 理想气体对外做功，其内能可能增大 E. 第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第一定律