专题111 分子动理论 内能教学案 2017年高考物理一轮复习资料原卷版
2017版高考一轮：11.1《分子动理论、内能》教学案高考物理模拟试卷
第 1 讲分子动理论内能考纲下载： 1.分子动理论的基本看法和实验依照(Ⅰ) 2.阿伏加德罗常数(Ⅰ ) 3．气体分子运动速率的统计散布(Ⅰ ) 4.温度是分子均匀动能的标记、内能(Ⅰ )骨干知识·练中回扣——忆教材夯基提能1．分子动理论的基本看法和实验依照、阿伏加德罗常数(1) 物体是由大批分子构成的①分子的大小－ 10a．分子的直径 (视为球模型 ) ：数目级为10 m；－ 26b．分子的质量：数目级为10 kg。
②阿伏加德罗常数a． 1 mol 的任何物质都含有同样的粒子数。
往常可取N A＝× 1023 mol －1；b．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) 分子永不暂停地做无规则运动①扩散现象a．定义：不一样物质能够相互进入对方的现象；b．本质：扩散现象其实不是外界作用惹起的，也不是化学反响的结果，而是由分子的无规则运动产生的物质迁徙现象，温度越高，扩散现象越显然。
②布朗运动a．定义：悬浮在液体中的小颗粒的永不暂停地无规则运动；b．本质：布朗运动反应了液体分子的无规则运动；c．特色：颗粒越小，运动越显然；温度越高，运动越强烈。
③热运动a．分子永不暂停地做无规则运动叫做热运动；b．特色：分子的无规则运动和温度相关，温度越高，分子运动越强烈。
(3)分子间同时存在引力和斥力①物质分子间存在缝隙，分子间的引力和斥力是同时存在的，本质表现出的分子力是引力和斥力的协力；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由分子间的作使劲与分子间距离关系图线(如下图 )可知：a．当 r＝ r0时， F 引＝ F 斥，分子力为零；b．当 r>r 0时， F 引 >F 斥，分子力表现为引力；c．当 r<r 0时， F 引 <F 斥，分子力表现为斥力；d．当分子间距离大于10r 0(约为 10－9 m)时，分子力很弱，能够忽视不计。
高考物理一轮复习分子动理论内能教案(含解析)沪科版
【创新设计】2016届高考物理一轮复习分子动理论内能教案（含解析）沪科版第1课时分子动理论内能[知识梳理]知识点一、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：①直径数量级为10－10m。
②质量数量级为10－26～10－27kg。
(2)分子数目特别大：阿伏加德罗常数N A＝6.02×1023mol－1。
2．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：①永不停息、无规则运动。
②颗粒越小，运动越明显。
③温度越高，运动越激烈。
提示：①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。
②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减小，随分子间距离的减小而增大，斥力比引力变化更快。
(2)分子力的特点：①r＝r0时(r0的数量级为10－10m)，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，F引、F斥迅速减为零，分子力F＝0。
(3)分子力随分子间距离的变化图像如图1所示。
图1知识点二、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。
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。
【名校专用】新课标高考物理一轮复习第十二章热学第1讲分子动理论内能教案
第十二章热学【研透全国卷】在新课标省区的高考中，对该部分内容的考查只在选考题部分出现，考查的知识不会面面俱到，重点考查分子动理论、阿伏加德罗常数的应用、气体实验定律及热力学第一定律等知识.预测在2018年高考中，对本部分内容的考查仍将以分子动理论、热力学定律及气体状态方程的应用为主.(实验：用油膜法估测分子的大小)知识点一分子动理论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m.②分子质量：数量级为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＝ 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，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，温度，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，随分子间距离的减小而增大，但总的来讲斥力变化得较快.答案：1.(1)10－10(2)6.02×1023 2.(1)越高(2)越小越高 3.减小知识点二温度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＝.(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.答案：2.(2)t＋273.15 K知识点三内能1.分子动能(1)意义：分子动能是所具有的动能.(2)分子平均动能：所有分子动能的平均值. 是分子平均动能的标志.2.分子势能：由分子间决定的能，在宏观上分子势能与物体的有关，在微观上与分子间的有关.3.物体的内能(1)内能：物体中所有分子的与的总和.(2)决定因素：、和物质的量.答案：1.(1)分子热运动(2)温度 2.相对位置体积距离 3.(1)热运动动能分子势能(2)温度体积(1)温度越高，扩散现象越明显.( )(2)布朗运动是液体分子的无规则运动.( )(3)分子间的引力和斥力都随分子间距的减小而增大.( )(4)－33 ℃＝240 K.( )(5)物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大.( )(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)物体温度不变，其内能一定不变.( )答案：(1)√(2) (3)√(4)√(5)(6)√(7)考点微观量与宏观量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.分子的两种模型(1)球体模型直径d ＝36V 0π.(常用于固体和液体)(2)立方体模型边长d ＝3V 0.(常用于气体)考向1 固体、液体模型[典例1] 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 ＝1.0×103cm 3.已知水的密度ρ＝1.0×103kg/m 3、摩尔质量M ＝1.8×10－2kg/mol ，阿伏加德罗常数N A ＝6.0×1023mol －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 ＝Mρ＝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 mπN A＝36×1.8×10－53.14×6.0×1023 m≈4×10－10m. [答案] (1)3×1025个 (2)4×10－10m考向2 气体模型[典例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 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 .[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 ＝p 0S ＝p 0×4πR 2，故大气层的空气总质量m ＝4πp 0R 2g ，空气分子总数N ＝m M N A ＝4πp 0N A R 2Mg.由于h ≪R ，则大气层的总体积V ＝4πR 2h ，每个分子所占空间设为一个棱长为a 的正方体，则有Na 3＝V ，可得分子间的平均距离a ＝3Mghp 0N A. [答案]4πp 0N A R2Mg3Mghp 0N A1.固体和液体分子都可看成是紧密堆积在一起的.分子的体积V 0＝V m N A，仅适用于固体和液体，对气体不适用.2.对于气体分子，d ＝3V 0的值并非气体分子的大小，而是两个相邻的气体分子之间的平均距离.考点对分子热运动的理解1.扩散现象：指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；扩散可在固体、液体、气体中进行.2.布朗运动：指悬浮在液体(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.扩散现象、布朗运动与分子热运动的比较考向1 布朗运动与热运动的比较[典例3] 关于分子热运动和布朗运动，下列说法正确的是( )A.布朗运动是指在显微镜中看到的液体分子的无规则运动B.布朗运动间接反映了分子在永不停息地做无规则运动C.悬浮颗粒越大，同一时刻与它碰撞的液体分子越多，布朗运动越显著D.当物体温度达到0 ℃时，物体分子的热运动就会停止[解析] 布朗运动是指在显微镜中看到的悬浮小颗粒的无规则运动，A错误；布朗运动间接反映了液体分子运动的无规则性，B正确；悬浮颗粒越大，液体分子对它的撞击作用的不平衡性越小，布朗运动越不明显，C错误；热运动在0 ℃时不会停止，D错误.[答案] B考向2 布朗运动与扩散现象的比较[典例4] (多选)下列有关扩散现象与布朗运动的叙述中，正确的是( )A.扩散现象与布朗运动都能说明分子在做永不停息的无规则运动B.扩散现象与布朗运动没有本质的区别C.扩散现象突出说明了物质的迁移规律，布朗运动突出说明了分子运动的无规则性规律D.扩散现象和布朗运动都与温度有关E.布朗运动是扩散的形成原因，扩散是布朗运动的宏观表现[解析] 扩散现象与布朗运动都能说明分子在做永不停息的无规则运动，故A正确；扩散是物质分子的迁移，布朗运动是宏观颗粒的运动，是两种完全不同的运动，故B错误；两个实验现象说明了分子运动的两个不同规律，则C正确；两种运动随温度的升高而加剧，所以都与温度有关，D正确；布朗运动与扩散的成因均是分子的无规则运动，两者之间不具有因果关系，故E错误.[答案] ACD布朗运动、分子热运动、扩散现象的辨析：布朗运动是布朗颗粒(线度约10－6 m)在液体分子撞击下的无规则运动，布朗运动并不是分子热运动，但它反映了分子永不停息地做无规则运动；扩散现象是液体分子直接运动的结果.考点分子力、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)：分子力曲线分子势能曲线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.考向1 分子间作用力的特点[典例5] (多选)分子间的相互作用力由引力与斥力共同产生，并随着分子间距的变化而变化，则下列说法正确的是( )A.分子间引力随分子间距的增大而减小B.分子间斥力随分子间距的减小而增大C.分子间相互作用力随分子间距的增大而减小D.当r<r0时，分子间作用力随分子间距的减小而增大E.当r>r0时，分子间作用力随分子间距的增大而减小[解析] 分子力和分子间距离的关系图象如图所示，根据该图象可判断分子间引力随分子间距的增大而减小，分子间斥力随分子间距的减小而增大，A、B正确；当r<r0时分子力(图中实线)随分子间距的减小而增大，故D正确；当r>r0时，分子力随分子间距的增大先增大后减小，故E错误.[答案] ABD考向2 分子力做功与分子势能[典例6] (多选)分子力比重力、引力等要复杂得多，分子势能跟分子间的距离的关系也比较复杂.图示为分子势能与分间距离的关系图象，用r0表示分子引力与分子斥力平衡时的分子间距，设r→∞时，E p＝0，则下列说法正确的是( )A.当r ＝r 0时，分子力为零，E p ＝0B.当r ＝r 0时，分子力为零，E p 为最小C.当r 0<r <10r 0时，E p 随着r 的增大而增大D.当r 0<r <10r 0时，E p 随着r 的增大而减小E.当r <r 0时，E p 随着r 的减小而增大[解析] 由E p r 图象可知，r ＝r 0时，E p 最小，再结合F r 图象可知此时分子力为0，则A 项错误，B 项正确；结合F r 图象可知，在r 0<r <10r 0内分子力表现为引力，在间距增大过程中，分子引力做负功，分子势能增大，则C 项正确，D 项错误；结合F r 图象可知，在r <r 0时分子力表现为斥力，在间距减小过程中，分子斥力做负功，分子势能增大，则E 项正确.[答案]BCE分子力和分子势能的分析技巧(1)当r >r 0(平衡位置)时，分子力表现为引力，且随着分子间距离的增大，分子力先增大后减小.(2)当r ＝r 0(平衡位置)时分子势能最小，因为不管分子间距离由r 0增大还是减小，分子力都要做负功，分子势能都要增加.(3)当r <r 0(平衡位置)时，分子力表现为斥力，且随着分子间距离的增大，分子力逐渐增大，分子力做负功，分子势能增加.考点温度和内能1.对内能的理解(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，相同温度的任何物体，分子的平均动能相同. 2.内能和热能的比较考向1 对温度的理解[典例7] 关于温度的概念，下列说法中正确的是( )A.温度是分子平均动能的标志，物体温度高，则物体的分子平均动能大B.物体温度高，则物体每一个分子的动能都大C.某物体内能增大时，其温度一定升高D.甲物体温度比乙物体温度高，则甲物体的分子平均速率比乙物体的大[解析] 温度是分子平均动能的标志.温度升高，分子的平均动能增大，但不是每个分子的动能都增大.[答案] A考向2 对内能的理解[典例8] (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.1 g 100 ℃水的内能小于1 g 100 ℃水蒸气的内能[解析] 系统的内能是一个只依赖于系统自身状态的物理量，所以是由系统的状态决定的，A正确；做功和热传递都可以改变系统的内能，B错误；质量和温度相同的氢气和氧气的平均动能相同，但它们的物质的量不同，内能不同，C错误；在1 g 100 ℃的水变成100 ℃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1 g 100 ℃水的内能小于1 g 100 ℃水蒸气的内能，D正确.[答案] AD考向3 对温度、内能、分子动理论的理解[典例9] (2017·河北唐山摸底)(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[解析] 温度高的物体分子平均动能一定大，但内能不一定大，选项A正确；外界对物体做功，若物体散热，物体内能不一定增加，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.[答案] ACE物体的内能在宏观上与温度、体积及物质的量有关；在微观上与分子的平均动能、分子间距及分子个数有关，物体的内能永远不为零.考点实验：用油膜法估测分子的大小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 ＝V S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)在方盘中盛入适量的水(约2 cm 深)，使水处于稳定状态.(2)用注射器(或胶头滴管)取事先配好的油酸酒精溶液，逐滴滴入量筒，记下量筒中滴入1 mL 溶液所需加入溶液的滴数.(3)将痱子粉均匀地撒在水面上.(4)用注射器(或胶头滴管)靠近水面将一滴油酸酒精溶液滴在水面上. (5)待油酸膜的面积稳定后，把玻璃板放在方盘上，用笔描绘出油酸膜的形状. 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 ＝V S(注意单位统一). 4.注意事项(1)将所有的实验用具擦洗干净，吸取油酸、酒精和溶液的移液管要分别专用，不能混用. (2)痱子粉和油酸的用量都不可太大，否则不易成功. (3)油酸酒精溶液的浓度以小于0.1%为宜.(4)浅盘中的水离盘口面的距离应较小，并要水平放置，以便准确地画出薄膜的形状，画线时视线应与板面垂直.(5)要待油膜形状稳定后再画轮廓.考向1 对实验原理和操作的考查[典例10] (2017·广西南宁模拟)“用油膜法估测分子的大小”实验的简要步骤如下：A.将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数(不足半个的舍去，多于半个的算一个)，再根据方格的边长求出油酸膜的面积S .B.将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上.C.用浅盘装入2 cm 深的水.D.用公式d ＝VS求出薄膜厚度，即油酸分子直径的大小. E.根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V . 上述步骤中有步骤遗漏或步骤不完整的，请指出： (1)____________________________________________. (2)___________________________________________. 上述实验步骤的合理顺序是 .[解析] (1)C 步骤中，要在水面上撒上痱子粉或细石膏粉.(2)实验时，还需要：F.用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时液滴的数目.实验步骤的合理顺序是CFBAED. [答案] 见解析考向2 对数据处理的考查[典例11] 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 cm 2.(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 cm 2＝115 cm 2.(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 ′＝8×10－6mL. (3)油酸分子的直径：d ＝V S ＝8×10－12115×10－4 m ＝7×10－10 m. [答案] 115 (2)8×10－6(3)7×10－101.液体分子间距离很小，将油膜分子看做球体模型，油膜厚度就近似为油膜分子直径.2.从模型建立到油膜面积的测量，每一环节都存在测量误差，应该尽量提高读数的准确性.1.[固体球模型]已知铜的摩尔质量为M (kg/mol)，铜的密度为ρ(kg/m 3)，阿伏加德罗常数为N A (mol －1).下列判断错误的是( )A.1 kg 铜所含的原子数为N A MB.1 m 3铜所含的原子数为MN AρC.1个铜原子的质量为MN A(kg) D.1个铜原子的体积为MρN A(m 3)答案：B 解析：1 kg 铜所含的原子数N ＝1M N A ＝N A M，A 正确；同理，1 m 3铜所含的原子数N＝ρM N A ，B 错误；1个铜原子的质量m 0＝M N A (kg)，C 正确；1个铜原子的体积V 0＝m 0ρ＝M ρN A (m 3)，D 正确.2.[布朗运动](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 解析：布朗运动的研究对象是固体小颗粒，而不是液体分子，故A选项错误；影响布朗运动的因素是温度和固体小颗粒大小，温度越高、固体小颗粒越小，布朗运动就越明显，故B选项正确；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，不是由液体各部分的温度不同而引起的，故C选项错误，D选项正确.3.[分子力的特点]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.4.[分子力与分子间距离的关系](多选)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，分子势能一定为零答案：ACD 解析：在Fr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.5.[用油膜法估测分子大小]在用“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：①往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上.②用注射器将事先配制好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定.③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小.④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积.⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上. 完成下列填空：(1)上述步骤中，正确的顺序是 .(填写步骤前面的数字)(2)将1 cm 3的油酸溶于酒精，制成300 cm 3的油酸酒精溶液；测得1 cm 3的油酸酒精溶液有50滴.现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13 m 2.由此估算出油酸分子的直径为 m.(结果保留一位有效数字)答案：(1)④①②⑤③ (2)5×10－10解析：根据纯油酸的体积V 和油膜面积S ，可计算出油膜的厚度d ，把油膜厚度d 视为油酸分子的直径，则d ＝V S ，每滴油酸酒精溶液的体积是150cm 3，而1 cm 3的油酸溶于酒精，制成 300 cm 3 的油酸酒精溶液，则一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积是V ＝1300×150 cm 3，则根据题目要求保留一位有效数字可知油酸分子的直径为5×10－10m.。
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 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[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 M N 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[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] (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2.内能和热量的比较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 ×40cm 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 ＝r 0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10－10m，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 第十二章 热学 第一节 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
第一节 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)分子大小． ①分子直径的数量级：10－10m ．②油膜法测分子直径：d ＝V S；V 是油滴的体积，S 是水面上形成单分子油膜的面积． (2)一般分子质量的数量级：10－26kg.(3)阿伏加德罗常数：1 mol 任何物质含有的分子数，N A ＝6.02×1023mol －1． 2．分子永不停息地做无规则热运动(1)扩散现象：不同物质相互接触时彼此进入对方的现象，温度越高，扩散越快． (2)布朗运动：是指悬浮在液体或气体中“小颗粒”的无规则运动，布朗运动间接反映了液体或气体分子的无规则热运动．①成因：液体分子无规则运动，对固体小颗粒碰撞不平衡造成的．②特点：永不停息、无规则运动；颗粒越小，运动越剧烈；温度越高，运动越剧烈；运动轨迹不确定．3．分子间存在着引力和斥力(1)分子间同时存在相互作用的引力和斥力，分子力为它们的合力． (2)分子力的特点(r 0的数量级为10－10m)．①F 引、F 斥随r 增大而减小，随r 减小而增大，但斥力比引力变化更快．③分子力的作用使分子聚集在一起，而分子的无规则运动使它们趋于分散，正是这两个因素决定了物体的气、液、固三种不同的状态．1．根据分子动理论，下列说法正确的是( )A．一个气体分子的体积等于气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比B．显微镜下观察到的墨水中的小炭粒所做不停地无规则运动，就是分子的运动C．分子间的相互作用的引力和斥力一定随分子间的距离增大而增大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加德罗常数之比，故A错误；显微镜下观察到的墨水中的小炭粒不停地无规则运动，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；分子间的相互作用力随分子间距离增大而减小，但斥力减小得更快，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．答案：D二、物体的内能1．分子的平均动能(1)概念：物体内所有分子动能的平均值．(2)大小的标志：温度是分子平均动能大小的标志，温度越高，分子的平均动能越大．2．分子势能(1)概念：由分子间的相互作用和相对位置决定的能量．(2)分子势能大小的相关因素．①微观上：分子势能的大小与分子间距有关．如图所示，当r＝r0时，分子势能最小．②宏观上：与物体体积有关．大多数物体是体积越大，分子势能越大，也有少数物体，比如“冰”，体积变大，分子势能反而变小．3．物体的内能(1)定义：物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和叫作物体的内能．(2)决定内能的因素．①微观上：分子动能、分子势能、分子个数．②宏观上：温度(T)、体积(V)、物质的量(n)．(3)改变内能的两种方式：做功和热传递．(4)内能与机械能的区别．①物体内能是物体内大量分子所具有动能和势能的总和，宏观上取决于物质的量(n)、温度(T)、体积(V)．②物体机械能是物体整体运动(或弹性形变)具有的动能和势能的总和，取决于质量(m)、速度(v)、高度(h)、形变(Δx)．4．温度和温标(1)温度．①温度在宏观上表示物体的冷热程度；在微观上表示分子的平均动能．②温度是决定一个系统与另一个系统是否达到热平衡状态的物理量，一切达到热平衡的系统都具有相同的温度．(2)两种温标．2．(多选)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．1 g 100 ℃水的内能小于1 g 100 ℃水蒸气的内能解析：系统的内能是一个只依赖于系统自身状态的物理量，所以是由系统的状态决定的，A 正确；做功和热传递都可以改变系统的内能，B 错误；质量和温度相同的氢气和氧气的平均动能相同，但它们的物质的量不同，内能不同，C 错误；在1 g 100 ℃的水变成100 ℃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1 g 100 ℃水的内能小于1 g 100 ℃水蒸气的内能，D 正确．答案：AD物质是由分子原子构成的，分子在永不停息地做无规则热运动，其对应的能量是分子的动能和势能，物体内所有分子动能和势能的总和被称之为该物体的内能．考点一 微观量的估算 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 、物质的密度ρ. 3．宏观量与微观量的转换 (1)一个分子的质量：m 0＝M N A. (2)一个分子的体积：V 0＝V mol N A ＝M ρN A.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 ＝VV molN A . 4．两种分子模型(1)固体和液体：固体、液体分子一个一个紧密排列，可将分子看成球形或立方体，如图所示．分子间距等于小球的直径或立方体的棱长，球体分子模型直径d ＝36V 0π，立方体分子模型棱长d ＝3V 0.(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 ＝3V 0算出的不是分子直径，而是气体分子间的平均距离．典例 (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)，阿伏加德罗常数为N A .已知1克拉＝0.2克，则( )A ．a 克拉钻石所含有的分子数为0.2aN AMB ．a 克拉钻石所含有的分子数为aN AMC ．每个钻石分子直径的表达式为 36M ×10－3N A ρπ(单位为m)D ．每个钻石分子直径的表达式为6MN A ρπ(单位为m) E ．每个钻石分子的质量为MN A(单位为g )[思维点拨] (1)求解分子大小常用哪两种模型，本题应是球形还是小立方体型． (2)宏观量与微观量之间关系是什么．解析：a 克拉钻石物质的量(摩尔数)为n ＝0.2a M ，所含分子数为N ＝nN A ＝0.2aN AM，选项A正确，B 错误；钻石的摩尔体积V mol ＝M ×10－3ρ(单位为m 3/mol)，每个钻石分子体积为V 0＝V mol N A＝M ×10－3N A ρ，设钻石分子直径为d ，则V 0＝43π⎝ ⎛⎭⎪⎫d 23，联立解得d ＝36M ×10－3N A ρπ(单位为m)，选项C 正确，D 错误；根据阿伏加德罗常数的意义知，每个钻石分子的质量m ＝MN A(单位为g )，选项E 正确．答案：ACE微观量的求解方法1．分子大小、分子体积、分子质量属微观量，直接测量它们的数值非常困难，可以借助较易测量的宏观量结合摩尔体积、摩尔质量等来估算这些微观量，其中阿伏加德罗常数是联系宏观量和微观量的桥梁和纽带．2．建立合适的物理模型，通常把固体、液体分子模拟为球体或立方体．气体分子所占据的空间可模拟为立方体模型．考点二布朗运动与分子热运动1.布朗运动(1)研究对象：悬浮在液体或气体中的小颗粒；(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：说明液体或气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，称为扩散现象．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1.0×10－6 m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[思维点拨]对于信息题，不要过多注意题目的长度，一定要仔细阅读题文，从题文中找出相应的信息．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，形成的原因是由于液体分子对悬浮微粒的无规则撞击．布朗运动既不是颗粒分子的运动，也不是液体分子的运动，而是液体分子无规则运动的反映．解析：PM10表示直径小于或等于1.0×10－5 m的悬浮颗粒物，A错误；来自各个方向的空气分子对PM10的撞击不平衡，使PM10做布朗运动，是不规则的运动，故加速度大小和方向不断变化，所以合力可以大于、小于或等于其重力的大小，故B错误，C正确；根据题干可推测，PM2.5的浓度应随高度增加而减小，故D错误．答案：C扩散现象与布朗运动本质区别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、气体任何两种物质之间．2．布朗运动不是分子的运动，我们也无法直接观察分子的无规则运动，而是通过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．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＝0E p最小，但不为零r>10r0引力和斥力都很微弱，F＝0E p＝0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，分子动能增加，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不变[思维点拨](1)试分析分子做功与分子势能变化的关系．(2)试分析r＝r0时分子力和分子势能的特点．(3)只有分子力做功时的功能关系是什么．解析：由E p-r图象可知：在r>r0阶段，当r减小时F做正功，分子势能减小，分子动能增加，故A正确；在r<r0阶段，当r减小时F做负功，分子势能增加，分子动能减小，故B错误；在r＝r0时，分子势能最小，但不为零，动能最大，故C正确，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，故E正确．答案：ACE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，如图所示．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．考点四物体的内能1.内能与机械能的比较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[思维点拨]气体分子间距离较大，决定气体的内能的因素有哪些？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、E正确；气体整体运动的动能属于机械能，不是气体的内能，选项C错误；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，即分子势能和分子动能的和可能不变，选项D正确．答案：BDE分析物体的内能问题的技巧分析物体的内能问题应当明确以下几点：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，相同温度的任何物体，分子的平均动能均相同．1.(多选)(2019·河北衡水模拟)关于布朗运动，下列说法正确的是( )A．布朗运动是液体分子的无规则运动B．液体温度越高，布朗运动越剧烈C．布朗运动是由于液体各部分温度不同而起引的D．悬浮在液体中的固体小颗粒做布朗运动具有的能是机械能E．布朗运动是宏观物体的运动，其运动规律遵循牛顿第二定律解析：布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，A错误；布朗运动的剧烈程度与温度有关，液体温度越高，布朗运动越剧烈，B正确；布朗运动是由于来自各个方向的液体分子对固体小颗粒撞击作用的不平衡引起的，C错误；悬浮在液体中的固体小颗粒做布朗运动具有的能是机械能，D正确；布朗运动是悬浮的固体小颗粒不停地做无规则的宏观的机械运动，故其运动规律遵循牛顿第二定律，E正确．答案：BDE2．(多选)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解析：扩散现象与温度有关，温度越高，扩散进行得越快，选项A正确；扩散现象是由于分子的无规则运动引起的，不是一种化学反应，选项B、E错误，选项C正确；扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，选项D正确．答案：ACD3.(多选)(2019·山东济宁模拟)将一个分子P固定在O点，另一分子Q放在图中的A点，两分子之间的作用力与其间距的关系图线如图所示，虚线1表示分子间相互作用的斥力，虚线2表示分子间相互作用的引力，实线3表示分子间相互作用的合力．如果将分子Q从A点无初速度释放，分子Q仅在分子力的作用下始终沿水平方向向左运动，则下列说法正确的是( )A．分子Q由A点运动到C点的过程中，先加速再减速B．分子Q在C点的分子势能最小C．分子Q在C点的加速度大小为零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E．该图能表示固、液、气三种状态下分子力的变化规律解析：C点为斥力和引力相等的位置，C点的右侧分子间作用力的合力表现为引力，C点的左侧分子间作用力的合力表现为斥力，因此分子Q由A点运动到C点的过程中，分子Q 一直做加速运动，分子的动能一直增大，分子势能一直减小，当分子Q运动到C点左侧时，分子Q做减速运动，分子动能减小，分子势能增大，即分子Q在C点的分子势能最小，A错误，B正确；C点为分子引力等于分子斥力的位置，即分子间作用力的合力为零，则分子Q在C点的加速度大小为零，C正确；分子Q由A点释放后运动到C点左侧的过程中，由题图可知分子间作用力的合力先增大后减小再增大，则加速度先增大后减小再增大，D正确；气体分子间距较大，分子间作用力很弱，不能用题图表示气体分子间作用力的变化规律，E错误．答案：BCD4．(多选)关于分子间相互作用力与分子间势能，下列说法正确的是( )A．在10r0距离范围内，分子间总存在着相互作用的引力B．分子间作用力为零时，分子间的势能一定是零C．当分子间作用力表现为引力时，分子间的距离越大，分子势能越小D．分子间距离越大，分子间的斥力越小E．两个分子间的距离变大的过程中，分子间引力变化总是比斥力变化慢解析：在10r0距离范围内，分子间总存在着相互作用的引力和斥力，选项A正确；分子间作用力为零时，分子间的势能最小，但不是零，选项B错误；当分子间作用力表现为引力时，随分子间的距离增大，克服分子力做功，故分子势能增大，选项C错误；分子间距离越大，分子间的引力和斥力都是越小的，选项D正确；两个分子间的距离变大的过程中，分子间引力变化总是比斥力变化慢，选项E正确．答案：ADE5．下列说法正确的是( )A．液体中悬浮的小颗粒的无规则运动称为布朗运动B．液体分子的无规则运动称为布朗运动C．物体从外界吸收热量，其内能一定增加D．物体对外界做功，其内能一定减少答案：A6．(多选)(2019·河南洛阳四校联考)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．温度相同的氢气和氧气的分子平均速率一定不同D ．0 ℃的冰熔化成0 ℃的水，内能不变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：ACE7．用放大600倍的显微镜观察布朗运动，估计放大后的小颗粒(碳)体积为0.1×10－9 m 3，碳的密度为2.25×103 kg/m 3，摩尔质量是1.2×10－2 kg/mol ，阿伏加德罗常数为6.02×1023 mol －1，则：(1)该小碳粒含分子数约为多少个？(保留一位有效数字)(2)假设小碳粒中的分子是紧挨在一起的，试估算碳分子的直径．解析：(1)设小颗粒棱长为a ，放大600倍后，则其体积为V ＝(600 a )3＝0.1×10－9 m 3.实验体积为V ′＝a 3＝10－16216 m 3， 质量为m ＝ρV ′＝1.0×10－15 kg ，含分子数为n ＝m M N A ＝1.0×10－151.2×10－2×6.02×1023个＝5×1010个． (2)将碳分子看成球体模型，则有V ′n ＝43π⎝ ⎛⎭⎪⎫d 23＝πd 36， 得d ＝36V ′n π＝36×10－162165×1010×3.14 m ＝2.6×10－10 m. 答案：(1)5×1010个 (2)2.6×10－10 m8．(2019·福建泉州模拟)2015年2月，美国科学家创造出一种利用细菌将太阳能转化为液体燃料的“人造树叶”系统，使太阳能取代石油成为可能．假设该“人造树叶”工作一段时间后，能将10－6 g 的水分解为氢气和氧气．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)被分解的水中含有水分子的总数N ；(2)一个水分子的体积V 0.解析：(1)水分子数： N ＝mN A M ＝10－6×10－3×6.0×10231.8×10－2个≈3×1016个． (2)水的摩尔体积V mol ＝Mρ，一个水分子的体积V 0＝V mol N A ＝M ρN A ＝ 1.8×10－21.0×103×6.0×1023 m 3＝3×10－29 m 3. 答案：(1)3×1016个 (2)3×10－29 m 3。
高考物理一轮复习分子动理论内能教学案新人教版
第1节 分子动理论 内能知识点一| 分子动理论的基本内容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10－26kg ； 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(1)一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动。
(2)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。
(3)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。
[判断正误](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。
(×)考法1 微观量的估算1．铜摩尔质量为M ，密度为ρ，阿伏加德罗常数为N A 。
1个铜原子所占的体积是( )A ．M ρN AB ．ρM N A C.ρN A M D.M ρA [铜的摩尔体积V mol ＝M ρ，则一个铜原子所占的体积为V 0＝V mol N A ＝M ρN A，A 正确。
] 2．(多选)(2016·上海高考)某气体的摩尔质量为M ，分子质量为m 。
若1摩尔该气体的体积为V m ，密度为ρ，则该气体单位体积分子数为(阿伏加德罗常数为N A )( )A ．N AV m B ．M mV m C.ρN A M D.ρN A mABC [1摩尔该气体的体积为V m ，则单位体积分子数为n ＝N A V m ；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 ＝M m ，可得n ＝M mV m；气体的密度为ρ，则1摩尔该气体的体积V m ＝M ρ，则有n ＝ρN A M，故D 错误，A 、B 、C 正确。
分子运动论--内能教案
2、此实验说明了什么?小结：扩散现象：相互接触的，彼此进入对方的现象叫扩散。
扩散现象说明：分子在不停的做。
扩散现象还可以说明分子间有；★演示实验：教师演示：影响物体扩散快慢的因素（在凉水和热水中分别滴入一滴红墨水）学生观察思考：墨水在哪杯水中扩散的更快？是什么因素导致的？结论：扩散的快慢受影响，越高，扩散的越快。
★学生活动五：阅读分子间的作用力1、图13.1-4能说明什么？2、扩散现象说明分子在不停地运动，那么固体和液体中的分子为什么不会飞散开，而总是聚合在一起保持一定的体积呢？3、为什么压缩固体和液体很困难呢？小结：1、分子之间有相互作用的和。
并且同时存在的。
2、当两分子间的距离很小时，作用力现为；3、当两分子间的距离很大时，作用力表现为；4、当分子间的距离很大时，分子间的相互作用力变得十分微弱，可近似认为分子间无相互_____________ 。
【训练拓展】1、铁棍很难被拉伸，说明分子间存在____________________ ，水很难被压缩，说明分子间存在___________________ 。
（均选填“引力”、“斥力”）2、“破镜难圆”说明：当相邻分子间相距很远时，分子间的作用力将变【分层检测】1、我们在大扫除的时候，看见灰尘在空气中飞舞，能说明分子在永不停息的运动中吗？___________________________2、常见的物质是由大量的、组成的，分子间有，分子在不停的做，分子间存在相互作用的力和力。
这就是分子动理论的内容。
3、下列现象说明分子间存在斥力的是（）A、固体和液体很难被压缩B、红墨水滴入热水中很快散开C、酒精和水混合后总体积变小D、长期堆放煤炭的墙角，墙壁内部也变黑了⑵ 在热传递过程中，高温物体热量，温度，内能；低温物体热量，温度，内能。
（热传递的条件存在温差）2、演示压缩空气引火仪的实验：在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花，把活塞迅速压下去，观察发生的现象，原因：，说明：。
高三物理一轮复习《分子动理论 内能》学案
高三物理一轮复习《分子动理论 内能》复习案【学习目标】1、从分子的大小理解物质是由大量分子组成的，能够应用阿伏加德罗常数进行宏观量和微观量间的计算。
2、从扩散现象和布朗运动理解分子的热运动。
3、理解分子间的引力和斥力随分子间距离的变化规律。
4、理解物体的内能及其改变的方式。
【学习重点和难点】1、应用阿伏加德罗常数进行宏观量和微观量间的计算。
2、分子间的引力和斥力随分子间距离的变化规律及其应用。
3、理解物体的内能【使用说明及学法指导】先通读教材有关内容，进行知识梳理归纳，再认真限时完成课前预习部分内容，并将自己的疑问记下来（写上提示语、标记符号）。
【课前预习案】一、物质是由大量分子组成的1、分子的大小(1)两种模型（只适用于固体、液体，不适用于气体） ①球体模型直径036V d π= ②立方体模型边长：30d V =(2)对于气体，分子间距离比较大，处理方法是建立立方体模型，从而计算出两气体分子间的平均间距30d V =(3)分子直径的数量级是___________。
2、阿伏加德罗常数（1）1 mol 的任何物质所含的粒子数是相同的，用符号N A 表示，N A ＝___ mol －1，是宏观量和微观量之间的桥梁。
（2）微观量和宏观量的关系：微观量：分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m 0 物体所含的分子数：A A m V n N N M Mρ== 或A A m m V m n N N V V ρ==（适用于固、液、气体）二、分子的热运动1、扩散现象：不同的物质在相互接触时彼此进入对方的现象叫做____________现象。
2、布朗运动：（1）悬浮在液体（气体）中的微粒在显微镜下观察，可以发现，微粒在做永不停息的无规则的运动，微粒的这种运动叫做___________运动。
（2）布朗运动的理解研究对象：悬浮在液体、气体中的_____________。
特点：永不停息、无规则、颗粒越小现象越_________、温度越高运动越_______、需要用_____________才能观察到。
高考物理一轮复习 第十四章 热学 第1讲 分子动理论 内能学案
第1讲分子动理论内能板块一主干梳理·夯实基础【知识点1】分子动理论Ⅰ1．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＝6.02×1023mol－1。
2．分子做永不停息的无规则运动(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：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产生的。
(2)布朗运动①定义：悬浮在液体中的微粒的永不停息的无规则运动。
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。
③特点：永不停息，无规则；微粒越小，温度越高，布朗运动越显著。
④结论：反映了液体分子的无规则运动。
(3)热运动①定义：分子永不停息的无规则运动。
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减小，随分子间距离的减小而增大，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表现为斥力；③r>r0时，F引>F斥，分子力F表现为引力；④r>10r0时，F引、F斥迅速减为零，分子力F＝0。
【知识点2】温度是分子平均动能的标志、内能Ⅰ1．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)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)定义：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。
高三物理一轮复习第11章第1课时分子动理论、内能导学案(无答案)
第1课时 分子动理论 内能【考纲解读】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．【知识要点】一．微观量的估算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．关系(1)分子的质量：m 0＝ ＝ .(2)分子的体积：V 0＝ ＝ .(3)物体所含的分子数：N ＝ ·N A ＝ 或N ＝ ＝ .4．两种模型(1)球体模型直径为d ＝ 36V 0π.(适用于：固体、液体) (2)立方体模型边长为d ＝3V 0.(适用于：气体) 特别提醒 1.固体和液体分子都可看成是紧密堆积在一起的．分子的体积V 0＝V mol N A，仅适用于固体和液体，对气体不适用． 2．对于气体分子，d ＝3V 0的值并非气体分子的大小，而是两个相邻的气体分子之间的平均距离．二．布朗运动与分子热运动三．分子间的作用力与分子势能1．分子间的相互作用力分子力是引力与斥力的合力．分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而 ，随分子间距离的减小而 ，但总是斥力变化得 ，如图所示．(1)当r ＝r 0时，F 引＝F 斥，F ＝ ；(2)当r <r 0时，F 引和F 斥都随距离的减小而增大，但F 引＜F 斥，F 表现为 ；(3)当r ＞r 0时，F 引和F 斥都随距离的增大而减小，但F 引＞F 斥，F 表现为 ；(4)当r ＞10r 0(10－9m)时，F 引和F 斥都已经十分微弱，可以认为分子间没有相互作用力(F ＝0)．2．分子势能分子势能是由分子间相对位置而决定的势能，它随着物体体积的变化而变化，与分子间距离的关系为：(1)当r >r 0时，分子力表现为引力，随着r 的增大，分子引力做 ，分子势能 ；(2)r <r 0时，分子力表现为斥力，随着r 的减小，分子斥力做 ，分子势能 ；(3)当r ＝r 0时，分子势能 ，但不一定为零，可为负值，因为可选两分子相距无穷远时分子势能为零；(4)分子势能曲线如图所示．【典型例题】例1．已知铜的摩尔质量为M (kg/mol)，铜的密度为ρ(kg/m 3)，阿伏加德罗常数为N A (mol －1)．下列判断错误的是( )A ．1 kg 铜所含的原子数为N A MB ．1 m 3铜所含的原子数为MN A ρC ．1个铜原子的质量为MN A(kg)D ．1个铜原子的体积为M ρN A (m 3) 例2．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例3．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【拓展训练】1．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V 0，则阿伏加德罗常数N A 不可能表示为( )A ．N A ＝V V 0B ．N A ＝ρV mC ．N A ＝M mD ．N A ＝M ρV 02．若以M 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表示在标准状态下水蒸气的密度，N A 表示阿伏加德罗常数，m 、V 0分别表示每个水分子的质量和体积，下面关系错误的有( )A ．N A ＝ρV mB ．ρ＝M N A V 0C ．ρ＜M N A V 0D ．m ＝M N A3．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，而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4．下列关于布朗运动的叙述中正确的是( )A ．悬浮小颗粒的运动是杂乱无章的B ．液体的温度越低，悬浮小颗粒的运动越缓慢，当液体的温度到0℃时，固体小颗粒的运动就会停止C ．被冻结在冰块中的小碳粒不能做布朗运动，是因为冰中的水分子不运动D ．做布朗运动的固体颗粒越小，布朗运动越明显5．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6．如图所示，甲分子固定于坐标原点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d7．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．下列说法中正确的是( )A ．当r 大于r1时，分子间的作用力表现为引力B ．当r 小于r 1时，分子间的作用力表现为斥力C ．当r 等于r 2时，分子间的作用力为零D ．在r 由r 1变到r 2的过程中，分子间的作用力做负功8．(2013·新课标Ι·33(1))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9．(2013·福建·29(1))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( )10．给一定质量的温度为0 ℃的水加热，在水的温度由0 ℃上升到4 ℃的过程中，水的体积随着温度的升高反而减小，我们称之为“反常膨胀”．某研究小组通过查阅资料知道：水分子之间存在着一种结合力，这种结合力可以形成多分子结构，在这种结构中，水分子之间也存在着相互作用的势能．在水反常膨胀的过程中，体积减小是由于水分子之间的结构发生了变化，但所有水分子间的总势能是增大的．关于这个问题，下列说法中正确的是( ) A．水分子的平均动能减小，吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功B．水分子的平均动能减小，吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功C．水分子的平均动能增大，吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功D．水分子的平均动能增大，吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功11．下列说法正确的是( )A．知道某物质的摩尔质量和密度可求出阿伏加德罗常数B．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映C．分子a从远处趋近固定不动的分子b，当a到达受b的作用力为零处时，a的动能最大D．为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量12．有关分子的热运动和内能，下列说法正确的是( )A．一定质量的气体，温度不变，分子的平均动能不变B．物体的温度越高，分子热运动越剧烈C．物体的内能是物体中所有分子热运动动能和分子势能的总和D．布朗运动是由悬浮在液体中的微粒之间的相互碰撞引起的13．下列说法正确的是( )A．显微镜下观察到墨水中的小炭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B．分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大C．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大D．当温度升高时，物体内每一个分子热运动的速率一定都增大14．如图所示，食盐(NaCl)的晶体是由钠离子(图中)和氯离子(图中●)组成的．这两种离子在空间中三个互相垂直的方向上，都是等距离地交错排列的．已知食盐的摩尔质量是M，食盐的密度是ρ，阿伏加德罗常数为N A，在食盐晶体中两个距离最近的氯离子与钠离子中心间的距离为多少？。
物理第一轮总复习精讲分子动理论 内能学习教案
D．布朗运动是由液体分子从各个方 向对悬 浮粒子 撞击作 用的不 平衡引 起的
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【解析】布朗运动的研究对象是固体 小颗粒 ，而不 是液体 分子， 故A选 项错误 ；布朗 运动的 影响因 素是温 度和颗 粒大小 ，温度 越高、 颗粒越 小，布 朗运动 越明显 ，故B选 项正确 ；布朗 运动是 由于固 体小颗 粒受液 体分子 的碰撞 作用不 平衡(pínghéng )而引 起的， 而不是 由液体 各部分 的温度 不同而 引起的 ，故C选项错 误，D选 项正确 ．
这两种分子模型计算出的直径数量级相同．
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(2)抓住一个桥梁 阿伏加德罗常数 NA 是一个联系宏观量与微观量的 桥梁．如作为宏观量的摩尔质量 M、摩尔体积 Vmol、 密度 ρ 和作为微观量的分子直径 d、分子质量 m、每个 分子的体积 V0 都可通过阿伏加德罗常数联系起来. ①一个分子的质量：m＝NMA. ②一个分子所占的体积：V0＝VNmAol(在固体、液体中 可近似为一个分子的体积)． ③1 mol 物质的体积：Vmol＝ρM. ④单位质量的物体中所含的分子数：n＝NMA.
2．分子势能
(1)概念：由分子间的相互作用和
决定的能量( néngliàng) ．
(2)决定分子势能大小的因素
①微观上：分子势能的大小与
有关．
温度(wēndù)
平均值
分子间距离
分子间距离
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当分子间距离改变时，分子力做
功，分子势能也相应(xiāngy īng)变化．分子
3．物体的内能
(1)定义：物体内所有分子的
和
高三物理一轮复习精品课件4：11.1分子动理论 内能
球表面上分布的水分子数目约为( B )
A．7×103个
B．7×106个
C．7×1010个
D．7×1012个
[解析]1 kg 水中的水分子总数 n＝MmNA＝1.8×110－2×6.02×1023 个＝13×1026 个 地球表面积 S＝4πR2＝4×3.14×(6.4×106)2 m2≈5×1018 cm2 则 1 cm2 的地球表面上分布的水分子数 n′＝nS≈7×106 个，故选项 B 正确．
典例 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 cm3.已 知水的密度 ρ＝ 1.0×103 kg/m3、摩尔质量M＝1.8×10－2 kg/mol，阿伏 加德罗常数NA＝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.
4．两种模型
(1)球体模型直径为 d＝ 3 6πV0.
(2)立方体模型边长为 d＝3 V0. 特别提醒：(1)固体和液体分子都可看成是紧密堆积在一起 的．分子的体积 V0＝VNmA，仅适用于固体和液体，对气体不适 用．
(2)对于气体分子，d＝ 3 V0的值并非气体分子的大小，而是 两个相邻的气体分子之间的平列说法正确的 是( AB ) A．－33.15 ℃＝240 K B．温度变化1 ℃，也就是温度变化1 K C．摄氏温度和热力学温度的零度是相同的 D．温度由t ℃升到2t ℃时，对应的热力学温度由T K升至2T K
5.关于物体的内能，下列说法中正确的是( B )
A．温度升高时，每个分子的动能都增大 B．温度升高时，分子的平均动能增大 C．机械能越大，分子的平均动能就越大 D．机械能越大，物体的内能就越大
高三物理教案：分子动理论复习学案
高三物理教案：分子动理论复习学案
【摘要】步入高中，相比初中更为紧张的学习随之而来。
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本文题目：高三物理教案：分子动理论复习学案
1.本章主要是研究物体的组成、分子热运动、分子间的作用力以及物体的内能。
2.本章主要内容为分子动理论，以分子动理论为基础，将宏观物理量温度和物体的内能联系起来。
属模块中高考必考内容。
3.高考中以选择题形式考查对基础知识的理解，以计算题形式进行宏观量与微观量间的计算。
第一课时分子动理论
【教学要求】
1.知道物体是由大量分子组成的，理解阿伏加德罗常数。
2.知道分子热运动，分子热运动与布朗运动关系。
2017年高考物理一轮复习精品资料专题11.1分子动理论内能(教学案)Word版含解析
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．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：①直径数量级为10－10m。
②质量数量级为10－26～10－27kg。
(2)分子数目特别大：阿伏加德罗常数N A＝6.02×1023mol－1。
2．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：①永不停息、无规则运动。
②颗粒越小，运动越明显。
③温度越高，运动越激烈。
提示：①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。
②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。
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。
5．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。
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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．一、分子动理论的基本观点、阿伏加德罗常数．物体是由大量分子组成的1 分子很小：(1)10－m。
10①直径数量级为2726－－kg。
～10②质量数量级为10(2)分子数目特别大：231－10。
mol＝阿伏加德罗常数N6.02×A2．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：①永不停息、无规则运动。
②颗粒越小，运动越明显。
③温度越高，运动越激烈。
提示：①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。
②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。
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；[来源:]宏观上——决定于体积和状态。
5．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。
高频考点一分子动理论和内能的基本概念[来源:]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．1 g 100 ℃水的内能小于1 g 100 ℃水蒸气的内能【变式探究】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，其内能一定不变高频考点二微观量的估算例2．(2015·海南单科·15(1))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p，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0A______，空气分子之间的平均距离为______．31－．下N(mol)，阿伏加德罗常数为ρ(kg/mol)【变式探究】已知铜的摩尔质量为M，铜的密度为(kg/m)A)(列判断错误的是N A铜所含的原子数为A．1 kg MMN A3 1 m铜所含的原子数为B．ρM(kg)1个铜原子的质量为C．N A M3)个铜原子的体积为(mD．1ρN A【方法技巧】分子的两种建模方法3V60.＝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dNπA3V0＝.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dN A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【变式探究】(多选)下列哪些现象属于热运动() *]科学*[来源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D ．引力、斥力都增大C．引力、斥力都减小【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r的关系如图4中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为r.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0子势能为零，下列说法正确的是()图4A．在r>r阶段，F做正功，分子动能增加，势能减小0B．在r<r阶段，F做负功，分子动能减小，势能也减小0C．在r＝r时，分子势能最小，动能最大0D．在r＝r时，分子势能为零0E．分子动能和势能之和在整个过程中不变【举一反三】如图5所示，甲分子固定于坐标原点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()图5A．点a B．点b C．点c D．点d1．【2016·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()6－m1.0×10的悬浮颗粒物．APM10表示直径小于或等于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2．【2016·江苏卷】A．【选修3-3】[来源:]D和C、B依次经过状态A图像中，一定质量理想气体从状态V- p甲所示，在斯特林循环的1-如图(2)．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，B→C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对应的是________(选填“①”或“②”).图1-1.【2015·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2.【2015·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A．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3.【2015·福建·29（1）】6．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4.【2015·全国新课标Ⅱ·33（1）】8．关于扩散现象，下列说法正确的是。
（填正确答案标，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0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．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的C．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2．(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D．引力减小，斥力增大3．（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①B．曲线②C．曲线③D．曲线④1．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志，所以两个动能不同的分子相比，动能大的温度高B．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()1图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3．下列四幅图中，能正确反映分子间作用力f和分子势能E随分子间距离r变化关系的图线是() p4．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表示在标准状态下水蒸气的密度，N表示阿伏加德罗常数，m、v分别表示每个水分子的质量和体积，下面关系错误的是()AρVμB．ρ＝．N＝A A vmN AμμC．ρ<m＝．D vNN AA5．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T、T、T，则()ⅢⅡⅠ图3A．T>T>TB．T>T>T ⅠⅡⅡⅢⅢⅠD．T＝T＝T T，>C．TTT>ⅢⅠⅠⅡⅡⅡⅢ6．(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[来源:.]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 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)(的说法中正确的是PM2.5的主要原因．下列关于PM2.5放物是形成．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在空气中的浓度E．PM2.5必然有内能8．(多选)以下说法中正确的是()A．物体运动的速度越大，其内能越大B．分子的热运动是指物体内部分子的无规则运动C．微粒的布朗运动的无规则性，反映了液体内分子运动的无规则性D．若外界对物体做正功，同时物体从外界吸收热量，则物体的内能必增加E．温度低的物体，其内能必小9．(多选)若以V表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ表示在标准状态下水蒸气的密度，M 表示水的摩尔质量，M表示一个水分子的质量，V表示一个水分子的体积，N表示阿伏加德罗常数，则下列关系A00式正确的是()MVB．V＝A．V＝0ρN A MMD．ρ＝C．M＝0VNN0AAρV E．＝N A M010．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，该气体在温度为T、T时的分子速率分布图象如图4所示，则T________T(填“大2121于”或“小于”)．图411．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33.已知水的密度cmρ1.0×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＝10＝332231－－结果均保留一位(＝N6.0×10 mol试求：.，阿伏加德罗常数1.8×M1.0×10 kg/m、摩尔质量＝10 kg/mol A有效数字)(1)该液化水中含有水分子的总数N；.d一个水分子的直径(2)．。