2013年物理高考热点预测复习课件：7分子动理论 气体及热力学定律

做功W
外界对物体做功
物体对外界做功
物体从外界吸收热量
吸放热Q 物体向外界放出热量 物体内能增加 内能变化Δ U 物体内能减少
< Q__0
> Δ U__0 < Δ U__0
【热点考向1】
微观量的估算
【典题训练1】(2011·江苏高考)某同学在进行“用油膜法估 测分子的大小”的实验前，查阅数据手册得知：油酸的摩尔质 量M＝0.283 kg·mol-1，密度ρ =0.895×103 kg·m-3。若100滴 油酸的体积为1 mL，则1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积
下列说法正确的是(
)
A.转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量 B.转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身
C.转动的叶片不断搅动热水，水温升高
D.叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量
(2)如图所示，内壁光滑的气缸水平放置，一定质量的理想气
体被活塞密封在气缸内，外界大气压强为p0.现对气缸缓慢加 热，气体吸收热量Q后，体积由V1增大 为V2，则在此过程中，气体分子平均动 能________(选填“增大”“不变”或 “减小”)，气体内能变化了_________. 【解题指导】解答本题应注意理解以下两点： (1)永动机转动时能量的来源；
(2)影响理想气体内能大小的因素。
【解析】(1)该永动机叶片进入水中，吸收热量而伸展划水， 推动转轮转动，离开水面后向空气中放热，叶片形状迅速恢复，
所以转动的能量来自热水，由于不断向空气释放热量，所以水
温逐渐降低，A、B、C错，D对。 (2)气体做等压变化，体积变大，温度升高，平均动能增大， 内能的变化为ΔU=Q-p0(V2-V1)。 答案：(1)D (2)增大 Q-p0(V2-V1)
二、固体、液体和气体 1.晶体、非晶体分子结构不同，表现出的物理性质不同。其中 异性 同性 单晶体表现出各向_____，多晶体和非晶体表现出各向_____。 2．液晶是一种特殊的物质，既可以流动，又可以表现出单晶 体的分子排列特点，在光学、电学物理性质上表现出各向 异性 _____。 最小 3.液体的表面张力使液体表面有收缩到_____的趋势，表面张 相切 力的方向跟液面_____。
【解析】选B。1 mg水的分子个数 N＝n N A＝ m N A
【热点考向2】热力学定律、固液体的性质
【典题训练2】(2011·江苏高考)(1) 如图所示，一演示用的“永动机”转 轮由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端 装有用形状记忆合金制成的叶片。轻
推转轮后，进入热水的叶片因伸展而
“划水”，推动转轮转动。离开热水后，叶片形状迅速恢复， 转轮因此能较长时间转动。
(2)加强有关阿伏加德罗常数计算问题的训练；
(3)复习气体实验定律时要以实验过程为基础，多分析一 些综合性的实例，注意力学参量与热学参量的关系，注意对气 体状态的分析； (4)注意全面复习，要有重点但不能心存侥幸心理猜题押
宝。比如对固体、液体等识记性内容，也要复习到位。
复习本专题时，同时要注意以下几种方法的培养： (1)微观量的估算方法；
选考部分
专题七 分子动理论 气体及热力学定律
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【三年考情】
【命题分析】 综合分析近三年的各地高考题，高考命题在本专题主要涉
及以下规律：
1.本部分内容在高考中以选择、填空、实验和计算等各种 形式出现，难度中下，是高考选考内容。
2.高考命题主要围绕着以下考点进行：
(1)应用阿伏加德罗常数解决实际问题； (2)分子间的作用力；
三、热力学定律
1.物体的内能及内能变化 平均动能 温度变化引起物体分子_________的变化；体积变化，分子间 分子势能 的分子力做功，引起_________的变化，从而判定物体内能的 变化。
2.热力学第一定律 W＋Q (1)公式：Δ U＝_____。 (2)符号规定 > W__0 < W__0 > Q__0
Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ 能源的开发和应用Ⅰ
【考情快报】 1．考查分子动理论、估算分子数目和大小、热力学定律、内 能等知识点时，题型一般为选择题和填空题，考查气体实验定 律和气体状态方程的应用一般为计算题。 2．预计2013年高考对该讲的考查主要是： (1)考查分子动理论、分子力的特点、模型及宏观体现、内能 概念的理解及估算。
4.气体实验定律：气体的状态由热力学温度、体积和压强三个 物理量决定。
(1)等温变化：pV=C或p1V1=p2V2
(2)等容变化：p C 或 p1 p2
T1 T2 T V (3)等压变化： C 或 V1 V2 T1 T2 T (4)理想气体状态方程：pV C或 p1V1 p 2 V2 T1 T2 T
对气体做功，W>0。
2.晶体与非晶体
晶体 单 晶 体 多 晶 体 非 晶 体
外形
熔点 物理性质 原子排列 形成与转化 典型物质
规则
确定 各向异性 有规则，但多晶体每个晶体 间的排列
不规则
不确定 各向同性 无规则
同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出 现；有些非晶体在一定条件下也可转化为晶体
石英、云母、明矾、食盐、 硫酸铜、蔗糖、味精等
【解题指导】解答本题时应知道以下知识：
(1)多晶体和非晶体显示各向同性，只有单晶体才显示各向异 性。 (2)单晶体在某些物理性质上显示各向异性，并非所有的物理 性质均显示各向异性。 【解析】选C。多晶体和非晶体都显示各向同性，只有单晶体 显示各向异性，所以A、B错，C对。单晶体具有各向异性的特 性，仅是指某些物理性质，并不是所有的物理性质都是各向异
约是多少？(取NA＝6.02×1023 mol-1，球的体积V与直径D的关
系为 V＝ 1 D3， 结果保留一位有效数字) 【解题指导】一滴油酸所能形成的单分子油膜面积等于一滴油 酸体积除以直径，故应先求油酸分子直径和一滴油酸的体积。
6
【解析】一个油酸分子的体积 V M
N A 分子直径 D 3 6M ,最大面积 S V油 N A D
代入数据得：S=1×101 m2。
答案：1×101 m2
【拓展提升】 【考题透视】微观量的估算问题是近几年高考的热点，分析近 几年高考命题，命题规律主要有以下几点： (1)以选择题的形式考查，一般考查固体、液体分子微观量的
估算。
(2)气体微观量的估算主要集中在分子占有空间的估算上。
【借题发挥】解决估算类问题的三点注意 (1)固体、液体分子可认为紧靠在一起，可看成球体或立方体；
已 知 量
可 求 量 分子体积(占有空间的体积)
V0 Vmol NA
摩尔体积Vmol
摩尔质量Mmol
分子质量 m
Mmol NA
体积V和摩尔体积Vmol
分子数目n=
V Vmol M M mol
NA
质量M和摩尔质量Mmol
分子数目n=
NA
(2)油膜法估测分子的大小:分子很小，其直径的数量级为 10-10 _____m。 (3)估算微观量的两种模型
(2)气体压强的计算方法；
(3)气体实验定律的应用方法。
【考纲资讯】 物体是由大量分子组成的 阿伏加德罗常数Ⅰ
用油膜法估测分子的大小(实验、探究)
分子热运动 布朗运动
Ⅰ
Ⅰ Ⅰ Ⅰ
分子间的作用力 温度和内能 晶体和非晶体 晶体的微观结构
Ⅰ
液体的表面张力
Ⅰ
液晶 气体实验定律 理想气体 热力学第一定律 能量守恒定律 能源与环境
【借题发挥】 1.热力学第一定律的应用技巧
(1)应用热力学第一定律时，一要注意各符号正负的规定，二
要注意改变内能的两种方式：做功和热传递。不能认为物体吸 热(或对物体做功)，物体的内能就一定增加。 (2)若研究物体为气体，对气体做功的正负由气体的体积决定， 气体体积增大，气体对外做功，W<0；气体的体积减小，外界
(2)考查热力学第一、第二定律、能量守恒定律的理解及计算、
气体状态方程的应用。 (3)本部分考点与生活、生产实际相联系考查热学知识在实际 中的应用。
【体系构建】
【核心自查】 1.分子的大小 阿伏加德罗常数 (1)_______________是联系宏观世界和微观世界的桥梁。 表
示1 mol任何物质中含有相同的微粒个数，用NA表示， NA=6.02×1023 mol-1 __________________。
由 NA
2.假如全世界60亿人同时数质量为1 mg水的分子个数，每人每 小时可以数5 000个，不间断地数，阿伏加德罗常数NA取
6×1023 mol-1，则完成任务所需时间最接近(
A.1年 B.100年 C.1万年
)
D.1百万年
M 1103 6 1023 3 1019， 则完成任务所需时间 18 N 1106 6 t 1 10 h， 即 t 年 100年。 8 5 000 60 10 24 365
6V0 。 Hale Waihona Puke Baidu②立方体模型：边长为 d 3 V0。
①球体模型：直径为 d 3
2.说明分子永不停息地做无规则热运动的两个实例
(1)扩散现象：相互接触的物体互相进入对方的现象。温度
越快 越高，扩散_____。 无规则 (2)布朗运动：永不停息、_______的运动；颗粒越小，运动 剧烈 剧烈 越_____；温度越高，运动越_____；运动轨迹不确定。
性的，换言之，某一物理性质显示各向同性，并不意味着该物
质一定不是单晶体，所以D错。
【拓展提升】 【考题透视】热力学定律部分对热力学第一定律考查较频繁， 考查方式一种是以选择题的形式单独考查内能变化与做功、热 传递的关系，另一种是以计算题形式与气体性质结合进行考查； 对固体、液体性质的考查比较简单，但不能遗漏，备考中熟记 基础知识即可。
玻璃、蜂蜡、松 香等
【创新预测】
1.景颇族的祖先发明的点火器如图所示，用牛角做套筒，木制 推杆前端粘着艾绒。猛推推杆，艾绒即可点燃。对筒内封闭的
气体加压。在此压缩过程中(
A.气体温度升高，压强不变 B.气体温度升高，压强变大
3.分子间的相互作用力和分子势能
(1)分子力 合力 分子间的相互作用力是分子间引力与斥力的_____。分子间同 减小 时存在引力和斥力，分子间距增大，引力和斥力均_____，且 斥力 _____比引力变化更快。
(2)分子势能 分子力做功 分子势能的改变与___________有关。分子力做正功，分子势 减小 增大 能_____；分子力做负功，分子势能_____；当分子间距为r0 最小 时，分子势能_____，但不一定是零。
气体分子只能按立方体模型计算所占的空间。
(2)状态变化时分子数不变。 (3)阿伏加德罗常数是宏观与微观的联系桥梁，计算时要注意
抓住与其有关的三个量：摩尔质量、摩尔体积和物质的量。
【创新预测】 1.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，NA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，下面是四个关 系式： N A V，② ，③m ，④ V 。其中( ① A.①和②都是正确的 C.③和④都是正确的
【典题训练3】(2012·泰州一模)关于晶体和非晶体，下列说 法中正确的是( )
A.可以根据各向同性或各向异性来鉴别晶体和非晶体
B.一块均匀薄片，沿各个方向对它施加拉力，发现其强度一样， 则此薄片一定是非晶体 C.一个固体球，如果沿其各条直径方向的导电性不同，则该球 一定是单晶体
D.一块晶体，若其各个方向的导热性相同，则一定是多晶体
m NA
)
B.①和③都是正确的 D.①和④都是正确的
NA
NA
【解析】选B。此题考查阿伏加德罗常数的意义及其在宏观量 和微观量之间所起的桥梁作用。
V 故①③对；因水蒸气为气体，水分子间的空隙 ， m m 体积远大于分子本身体积，即VNA·Δ，④不对，而 ， ②也不对，故B项正确。 V N A
(3)热力学定律；
(4)固体、液体、气体的性质； (5)气体实验定律以及理想气体状态方程，以定量计算为 主，是高考考查的重点和热点。
【备考策略】 根据近三年高考命题特点和规律，可以预测2013年的高考 考查重点如下： (1)考查分子动理论； (2)考查气体状态方程与热力学定律的综合应用。 在重点复习以上知识的同时，需注意以下几点： (1)培养应用分子动理论的观点分析、解决热现象的能力；