2018届高中物理第一轮专题复习全套学案：选修3-3(含答案解析)

第1课时 分子动理论 内能

导学目标 1.掌握分子动理论的内容，并能应用分析有关问题.2.理解温度与温标概念，会换算摄氏温度与热力学温度.3.理解内能概念，掌握影响内能的因素．

一、分子动理论

1．请你通过一个日常生活中的扩散现象来说明：温度越高，分子运动越激烈．

2．请描述：当两个分子间的距离由小于r0逐渐增大，直至远大于r0时，分子间的引力如何变化？分子间的斥力如何变化？分子间引力与斥力的合力又如何变化？

[知识梳理]

1．物体是由____________组成的

(1)多数分子大小的数量级为________ m.

(2)一般分子质量的数量级为________ kg.

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__________的永不停息地无规则运

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______，运动越剧烈．

3．分子间存在着相互作用力

(1)分子间同时存在________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________，但斥力比引力变化得______．

思考：为什么微粒越小，布朗运动越明显？

二、温度和温标

[基础导引]

天气预报某地某日的最高气温是27°C，它是多少开尔文？进行低温物理的研究时，热力学温度是2.5 K，它是多少摄氏度？

[知识梳理]

1．温度

温度在宏观上表示物体的________程度；在微观上是分子热运动的____________的标志．

2．两种温标

(1)比较摄氏温标和热力学温标：两种温标温度的零点不同，同一温度两种温标表示的数

值________，但它们表示的温度间隔是________的，即每一度的大小相同，Δt＝ΔT.

(2)关系：T＝____________.

三、物体的内能

[基础导引]

1．有甲、乙两个分子，甲分子固定不动，乙分子由无穷远处逐渐向甲靠近，直到不再靠近为止，在这整个过程中，分子势能的变化情况是() A．不断增大B．不断减小

C．先增大后减小D．先减小后增大

2．氢气和氧气的质量、温度都相同，在不计分子势能的情况下，下列说法正确的是() A．氧气的内能较大B．氢气的内能较大

C．两者的内能相等D．氢气分子的平均速率较大

1．分子的平均动能：物体内所有分子动能的平均值叫做分子的平均动能．________是分子热运动平均动能的标志，温度越高，分子做热运动的平均动能越______．

2．分子势能：由分子间的相互作用和相对位置决定的势能叫分子势能．分子势能的大小与物体的________有关．

3．物体的内能：物体中所有分子的热运动动能和分子势能的总和叫物体的内能．物体的内能跟物体的________和________都有关系．

考点一 微观量估算的基本方法 考点解读

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 m N A

. (2)分子的体积：V 0＝V m N A ＝M ρN 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 ＝ρV M ·N A

. 4．两种模型：(1)球体模型直径d ＝ 36V 0π；(2)立方体模型边长为d ＝3V 0. 特别提醒 1.固体和液体分子都可看成是紧密堆集在一起的．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．

典例剖析

例1 有一种气体，在一定的条件下可以变成近似固体的硬胶体．设该气体在某状态下的密度为ρ，摩尔质量为M ，阿伏加德罗常数为N A ，将该气体分子看做直径为D 的球体，体

积为16

πD 3，则该状态下体积为V 的这种气体变成近似固体的硬胶体后体积约为多少？ 方法突破

1．求解估算问题的关键是选择恰当的物理模型．

2．阿伏加德罗常数是联系宏观量(如体积、密度、质量)和微观量(如分子直径、分子体积、分子质量)的桥梁，用它可以估算分子直径、分子质量以及固体或液体分子的体积． 跟踪训练1 标准状态下气体的摩尔体积为V 0＝22.4 L/mol ，请估算教室内空气分子的平均间距d .设教室内的温度为0 ℃，阿伏加德罗常数N A ＝6×1023 mol －

1.(要写出必要的推算过程，计算结果保留1位有效数字)． 考点二 布朗运动和分子热运动的比较

考点解读

图1 图2

特别提醒 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，是液体分子无规则运动的反映．

典例剖析

例2 关于分子运动，下列说法中正确的是 ( )

A ．布朗运动就是液体分子的热运动

B ．布朗运动图中的不规则折线表示的是液体分子的运动轨迹

C ．当分子间的距离变小时，分子间作用力可能减小，也可能增大

D ．物体温度改变时，物体分子的平均动能不一定改变

跟踪训练2 在观察布朗运动时，从微粒在a 点开始计时，间隔30 s

记下微粒的一个位置得到b 、c 、d 、e 、f 、g 等点，然后用直线依次

连接，如图1所示，则下列说法正确的是 ( )

A ．微粒在75 s 末时的位置一定在cd 的中点上

B ．微粒在75 s 末时的位置可能在cd 的连线上，但不可能在cd 中点上

C ．微粒在前30 s 内的路程一定等于ab 的长度

D ．微粒在前30 s 内的位移大小一定等于ab 的长度

考点三 分子力与分子势能

考点解读

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

距离的增大而减小、随分子间距离的减小而增大，但总是斥力

变化得较快，如图2所示．

(1)当r ＝r 0时，F 引＝F 斥，F ＝0；

(2)当r

表现为斥力；

(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 表现为引力；

(4)当r >10r 0(10－9 m)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