《高考風(fēng)向標(biāo)》高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題十三 第1講 分子動理論 內(nèi)能課件

專題十三熱學(xué)考綱考點要求熱點考向1.分子動理論的基本觀點和實驗依據(jù)Ι1.本專題的命題多集中在分子動理論、估算分子數(shù)目和大小、熱力學(xué)兩大定律的應(yīng)用、氣體狀態(tài)參量的意義及與熱力學(xué)第一定律的綜合，還有氣體實驗定律和氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用及圖象表示氣體狀態(tài)的變化過程等知識點上，多以選擇題的形式出現(xiàn)．2.對熱學(xué)前面知識的考查往往在一題中容納更多的知識點，把熱學(xué)知識綜合在一起進行考查，多以選擇題和填空題的形式出現(xiàn)；對后者的考查多以計算題的形式出現(xiàn)，著重考查熱學(xué)狀態(tài)方程的應(yīng)用．3.《物理課程新標(biāo)準(zhǔn)》在課程性質(zhì)中指出：“高中物理課程有助于學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)基本的物理知識與技能，增強創(chuàng)新意識和實踐能力，發(fā)展探索自然、理解自然的興趣與熱情”.近兩年來熱學(xué)考題中還涌現(xiàn)了許多對熱現(xiàn)象的自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力考查的新情景試題．同時，本考點還可以與生活、生產(chǎn)的實際相關(guān)聯(lián)來考查熱學(xué)知識在實際中的應(yīng)用2.阿伏加德羅常數(shù)Ι3.氣體分子運動速率的統(tǒng)計分布Ι4.溫度是分子平均動能的標(biāo)志、內(nèi)能Ι5.固體的微觀結(jié)構(gòu)、晶體和非晶體Ι6.液晶的微觀結(jié)構(gòu)Ι7.液體的表面張力現(xiàn)象Ι8.氣體實驗定律Ι9.理想氣體Ι10.飽和蒸汽、未飽和蒸汽和蒸汽壓Ι11.相對濕度Ι12.熱力學(xué)第一定律Ι13.能量守恒定律Ι14.熱力學(xué)第二定律Ι15.實驗：用油膜法估測分子的大小熱學(xué)10～1010第1講分子動理論內(nèi)能考點1物體是由大量分子組成的

1．這里的分子是指構(gòu)成物質(zhì)的單元，可以是原子、離子，也可以是分子．在熱運動中它們遵從相同的規(guī)律，所以統(tǒng)稱為．分子體積和質(zhì)量很小，分子直徑數(shù)量級是m，分子質(zhì)量數(shù)量級是kg.分子－10－27－2622.4×102．物體能被壓、水與酒精混合后總體積比混合前兩體積之和要小，表明分子間確實存在著．空隙3．阿伏加德羅常數(shù)：1mol的任何物質(zhì)含有NA＝

.

個分子.1mol的任何氣體，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積是m3.分子的質(zhì)量m0、分子的體積V0和分子的直徑d稱為微觀物理量，物體的質(zhì)量M、體積V、密度ρ、摩爾質(zhì)量MA和摩爾體積VA稱為宏觀物理量，阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀物理量與微觀物理量的橋梁．－34．微觀量與宏觀量間的關(guān)系：6.02×1023D．Δ＝

1．(雙選)若以μ表示水的摩爾質(zhì)量，v表示在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的摩爾體積，ρ表示在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的密度，NA為阿伏加德羅常數(shù)，m、Δ分別表示每個水分子的質(zhì)量和體積，下面四個關(guān)系式中正確的有()ACA．NA＝vρ mB．ρ＝

μNAΔC．m＝

μNA

vNA

解析：水蒸氣的摩爾體積與其密度的乘積是摩爾質(zhì)量，摩爾質(zhì)量除以一個分子的質(zhì)量得阿伏加德羅常數(shù)，所以A表達式正確；B選項表達式得到的不是水蒸氣的密度，則B不正確；C選項表達式量與阿伏加德羅常數(shù)的比值，可求得一個分子的質(zhì)量，它對固、液、氣三種狀態(tài)下的物體求分子的質(zhì)量都適用；D選項表達式是分子的體積，該式只適用于固體、液體，不適用于氣體，則D不正確．

2．利用阿伏加德羅常數(shù)，估算在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下相鄰氣體分子間的平均距離D.

考點2實驗：用油膜法估測分子大小

1.實驗原理 實驗采用使油酸在水面上形成一層單分子油膜的方法估測分子的大小．把一滴用稀釋過的油酸滴在水面上時，油酸就在水面上散開，其中的酒精溶于水，并很快揮發(fā)，在水面上形成如圖13－1－1所示形狀的一個單分子層油膜，實驗中如果算出一定體積的油酸在水面上形成的單分子油膜的面積，即可算出油酸分子的大?。畧D13－1－12．注注意事事項(1)酒精精油酸酸溶液液的濃濃度以以小于于11000為宜．．(2)實驗驗前，，必須須把所所有的的實驗驗用具具擦洗洗干凈凈，實實驗時時吸取取油酸、、酒精精和溶溶液的的移液大誤差，影響實驗結(jié)果． (3)痱子粉和油酸用量都不能太多，否則不易成功，撒痱子粉時一定要均勻． (4)待測油酸面擴散后又收縮，要在穩(wěn)定后再畫輪廓．?dāng)U散后又收縮有兩個原因：一是水面受油酸滴沖擊凹陷后又恢復(fù)；二是酒精揮發(fā)后液面收縮．求(10m)即即可．．(5)本實實驗只只要求求估算算分子子大小小，實實驗結(jié)結(jié)果的的數(shù)量量級符符合要要－103．誤誤差分分析(1)酒精精油酸酸溶液液的配配制體體積比比不準(zhǔn)準(zhǔn)確．．(2)測定定每一一滴酒酒精油油酸溶溶液的的體積積時造造成誤誤差；；(3)計算算油膜膜面積積時采采用正正方形形座標(biāo)標(biāo)紙““數(shù)格格子法法”，，會造造成誤差差．4．難難點分分析(1)計算算每滴滴酒精精油酸酸溶液液中的的純油油酸含含量，，是難難點之之一．．設(shè)溶液液濃度度為ρ，每滴滴體積積為V1，則每每滴溶溶液中中，純純油酸V0＝ρV1.ρ＝純油酸酸量(2)對微觀觀問題題建立立物理理模型型是重重要的的物理理思維維方法法，也也是難點之之一．．應(yīng)理理解本本實驗驗的物物理模模型：：視分分子為為一個個一個個緊挨挨的小球球或高高度等等于直直徑的的柱體體，層，將油膜厚度視為分子的直徑．假設(shè)設(shè)單單分分子子油油膜膜的的面面積積為為S，必必然然有有d＝.所以以，，““用用油油膜膜法法估估A．將將油油膜膜看看成成單單分分子子油油膜膜B．不不考考慮慮各各油油分分子子間間的的間間隙隙C．考考慮慮了了各各油油分分子子間間的的間間隙隙D．將將油油膜膜分分子子看看成成質(zhì)質(zhì)點點解析析：“用油油膜膜法法估估測測分分子子的的大大小小””的的原原理理是是將將一一滴滴油油酸酸(體積為為V)滴入入水水中中，，使使之之形形成成一一層層單單分分子子油油膜膜，，成成為為一一個個一一個個單單層排排列列的的球球形形體體．．顯顯然然，，球球形形體體的的直直徑徑即即為為單單分分子子油油膜膜的的厚厚度度d.S測分分子子的的大大小小””實實驗驗的的科科學(xué)學(xué)3．(雙選)用油膜法法估測分分子直徑徑實驗的的科學(xué)依依據(jù)是()AB4．(2010年黃岡中中學(xué)月考考)“用油膜法法估測分子的大大小”的的實驗的方方法及步步驟如下下：①向體＝500mL；②用注射射器吸取取①中配配制好的的酒精油油酸溶液液，把它它一滴一一滴地滴入入小量筒筒中，當(dāng)當(dāng)?shù)稳雗＝100滴時，測測得其體體積恰好好是V0＝1mL；③先往邊邊長為30cm～40cm的淺盤里里倒入2cm深的水，，然后將__________均勻地撒在水面面上；④用注射射器往水水面上滴滴一滴酒酒精油酸酸溶液，，待油酸酸薄膜形形狀穩(wěn)定后后，將事事先準(zhǔn)備備好的玻玻璃板放放在淺盤盤上，并并在玻璃璃板上描下油酸酸膜的形形狀；⑤將畫畫有油油酸膜膜輪廓廓的玻玻璃板板放在在坐標(biāo)標(biāo)紙上上，如如圖13－1－2所示，，數(shù)出出輪廓廓范圍圍內(nèi)小小方格格的個個數(shù)N，小20mm.圖13－1－2根據(jù)以以上信信息，，回答答下列列問題題：(1)步驟③③中應(yīng)應(yīng)填寫寫：.(2)1滴酒精精油酸酸溶液液中純純油酸酸的體體積V′是________mL；(3)考點3擴散現(xiàn)現(xiàn)象、、布朗朗運動動和分分子間間相互互作用用力1．分子子不停停息地地做無無規(guī)則則熱運運動(1)擴散現(xiàn)現(xiàn)象：：相互互接觸觸的物物體互互相進進入對對方的的現(xiàn)象象．溫溫度越，，擴散散越快快．(2)布朗運運動：：在顯顯微鏡鏡下看看到的的懸浮浮在液液體(或氣體體)中的微小顆顆粒的的無規(guī)規(guī)則運運動．．顆粒粒越，，運運動越越明顯顯；溫溫度越越，，小高痱子粉粉或石石膏粉粉2×10－54.3×10－10高運動越越激烈烈．布布朗運運動是是液體體分子子永不不停息息地做做無規(guī)規(guī)則熱熱運動動的反映映，是是液體體分子子對微微小顆顆粒撞撞擊作作用的的不平平衡造造成的的．(3)分分子子永永不不停停息息地地做做無無規(guī)規(guī)則則熱熱運運動動的的實實驗驗事事實實有有兩兩個個：：擴擴散現(xiàn)現(xiàn)象象和和布布朗朗運運動動．．①擴擴散散現(xiàn)現(xiàn)象象不不僅僅說說明明物物質(zhì)質(zhì)分分子子在在不不停停地地運運動動著著，，同同時時還還說說明分分子子與與分分子子之之間間有有空空隙隙，，擴擴散散現(xiàn)現(xiàn)象象是是分分子子永永停停息息地地做做無無規(guī)規(guī)則則運動動的的直直接接表表現(xiàn)現(xiàn)；；②布布朗朗運運動動是是固固體的無規(guī)則運動，但它說明分子在不停地做無規(guī)則運動，布朗運動是液體(或氣體)分子無規(guī)則運動的間接反映．2．．分分子子間間存存在在著著相相互互作作用用力力(1)分分子子間間相相互互作作用用力力既既有有引引力力，，又又有有斥斥力力．．從從理理論論上上講講，，任何何時時候候引引力力和和斥斥力力都都是是同同時時存存在在的的，，實實際際表表現(xiàn)現(xiàn)出出的的分分子子力力是是引力力和和斥斥力力的的合合力力．．圖13－－1－－3離r0，分分子子間間距距離離為為r0的位位置置就就叫叫做做平平衡衡位(2)分分子子間間相相互互作作用用的的引引力力與與斥斥力力都都隨隨著著分分子子間間距距離離的的增增大大而減減小小，，只只是是斥斥力力－10m)當(dāng)r＞r0時，F(xiàn)引＞F斥，對外表現(xiàn)的的分子力F為引力；當(dāng)r＝r0時，F(xiàn)引＝F斥，對外表現(xiàn)的的分子力F＝0；當(dāng)r＜r0時，F(xiàn) (4)分子力是一種短程作用力，當(dāng)分子間距離的數(shù)量級大于

時，分子間的相互作用力已變得很小，可以忽略不計，可以認(rèn)為此時分子間相互作用的引力和斥力都為零，這時物體處于氣態(tài)并可以當(dāng)成理想氣體．在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，氣體分子間的相互作用力可以不計計，就是因為為這時氣體分分子間的距離離遠大于分子子直徑的緣故．中正確的是()CA．布朗運動就就是液體分子子的熱運動B．布朗朗運動動圖示示中不不規(guī)則則折線線表示示的是是液體體分子子的運運動軌軌跡C．當(dāng)分分子間間的距距離變變小時時，分分子間間作用用力可能增大

D．物體溫度改變時物體分子的平均動能不一定改變5．(單選)(上海2011屆高三三期末末)關(guān)于分分子解析：：布朗運運動是是分子子熱運運動的的間接接反映映；微微粒做做布朗朗運動沒有有固定定的軌軌跡；；溫度度是物物體分分子平平均動動能的的標(biāo)志志，溫溫度改改變，其其分子子平均均動能能必定定改變變．6．(雙選)下面關(guān)關(guān)于分分子力力的說說法中中正確確的有有()ABA．鐵絲絲很難難被拉拉長，，這一一事實實說明明鐵絲絲分子子間存存在引引力B．水很難難被壓縮縮，這一一事實說說明水分分子間存存在斥力力C．將打氣氣管的出出口端封封住，向向下壓活活塞，當(dāng)當(dāng)空氣被被壓縮到到一定程度度后很難難再壓縮縮，這一一事實說說明這時時空氣分分子間表表現(xiàn)為斥力D．磁鐵可可以吸引引鐵屑，，這一事事實說明明分子間間存在引引力解析：無論怎樣壓縮，氣體分子間距離一定大于r0，所以氣體分子間一定表現(xiàn)為引力．空氣壓縮到一定程度很難再壓縮不是因為分子斥力的作用，而是氣體分子頻繁撞擊活塞產(chǎn)生壓強的結(jié)果，應(yīng)該用壓強增大解釋，所以C不正確．磁鐵吸引鐵屑是磁場力的作用，不是分子力的作用，所以D也不正確．

7．(雙選)如圖13－1－4，關(guān)于分分子間的的作用力力的下列列說法正確的是是(r0為分子的的平衡位位置)()圖13－1－4解析：關(guān)于分子子間的引引力和斥斥力的表表現(xiàn)可參參照分子子的“彈彈簧模型””，但同同時也應(yīng)應(yīng)明確分分子間的的合力無無論表現(xiàn)現(xiàn)為引力力或斥力．其間間的引力力和斥力力都是同同時存在在的，則則易分析析出A、B錯誤，C、D正確．答案：CDA．兩個分分子間距距離小于于r0時，分子子間只有有斥力B．兩個分分子間距距離大于于r0時，分子子間只有有引力C．兩個分分子間距距離由較較遠逐漸漸減小到到r＝r0的過程中中，分子力先增增大后減減小，表表現(xiàn)為引引力D．兩個分分子間距距離由極極小逐漸漸增大到到r＝r0的過程中，，引力和斥力都都同時減小小，分子力力表現(xiàn)為斥斥力考點4物體的內(nèi)能能1．分子動動能：溫度度是大量物物體分子平平均動能的的標(biāo)志．(1)溫度度是大量分分子的平均均動能的標(biāo)標(biāo)志，對個個別分子來來講是無意義的．．(2)溫度度相同的不不同種類的的物質(zhì)，它它們分子的的平均動能能相同，但由于不同同種類物質(zhì)質(zhì)的分子質(zhì)質(zhì)量不等，，所以，它它們分子的速率不同． (3)分子的平均動能與物體運動的速度無關(guān)． 2．分子勢能：微觀上與分子間的距離有關(guān)，宏觀上與物體的體積有關(guān)．圖13－－1－5(1)選取取分子間距距離為無窮窮遠處分子子勢能為零零，則分子子勢能與分子間距距離的關(guān)系系如圖13－1－－5所示示．(2)分子子力做正功功，分子勢勢能減??；；克服分子子力做功，，分子勢能增大．．①當(dāng)r＞r0時，分子力力表現(xiàn)為引引力，隨著著r的增大，分分子引力做負(fù)功，，分子勢能能增加；②當(dāng)r＜r0時，分子力力表現(xiàn)為斥斥力，隨著著r的減小，分分子斥力做負(fù)功，，分子勢能能增加；③r＝r0時，分子勢能最小，，但不為零零，為負(fù)值值，因為選選兩分子相距無無窮遠時的的分子勢能能為0.3．物體的的內(nèi)能(1)物體體內(nèi)所有分分子的動能能與勢能的的總和即為為物體的內(nèi)內(nèi)能．由于分子的的動能與溫溫度有關(guān)，，分子勢能能與體積有有關(guān)，所以以一定質(zhì)量的某種種物質(zhì)的內(nèi)內(nèi)能由物體體的溫度和和體積共同同決定的．．當(dāng)然還和分子的的數(shù)目有關(guān)關(guān)．(2)內(nèi)能能改變的兩兩種方式：：做功和熱熱傳遞．①做功是其其他形式的的能與內(nèi)能能相互轉(zhuǎn)化化的過程．．②熱傳遞是是物體間內(nèi)內(nèi)能的轉(zhuǎn)移移過程．③做功與熱熱傳遞在改改變物體內(nèi)內(nèi)能上是等等效的，但但在能量的的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移移上有本質(zhì)質(zhì)的區(qū)別．．8．(單選)氣體內(nèi)能是所有氣體分分子熱運動動動能和勢勢能的總和，其大小小與氣體的的狀態(tài)有關(guān)關(guān)，分子熱熱運動的平平均動能與與分子間勢能分別別取決于氣氣體的()AA．溫度和體體積C．溫度和壓壓強B．體積和壓壓強D．壓強和溫溫度解析：由于溫度是是分子平均均動能的標(biāo)標(biāo)志，所以以氣體分子子的動能在宏觀觀上取決于于溫度；分分子勢能是是由分子間間引力和分分子間距離共同決決定，宏觀觀上取決于于氣體的體體積．9．(單選)下列說法正正確的是()AA．溫度是分分子平均動動能的標(biāo)志志，物體溫溫度高，則則分子的平平均動能大B．溫度是分分子平均動動能的標(biāo)志志，溫度升升高，則物物體的每一一個分子的動動能都增大大C．當(dāng)某物體體內(nèi)能增加加時，則該該物體的溫溫度一定升升高D．甲物體的的溫度比乙乙物體的溫溫度高，則則甲物體分分子平均速速率比乙物體分分子平均速率率大解析：溫度是大量分子平均動能的標(biāo)志，對個別分子來講沒有意義；物體的內(nèi)能包括分子動能和分子勢能；不同物體的分子的質(zhì)量不相同，所以無法靠溫度來判斷分子的平均速率．故BCD錯誤．

10．(雙選)如圖13－1－6甲分子固定在在坐標(biāo)原點O，乙分子位于x軸上，甲分子子對乙分子的的作用力與兩兩分子間距離的關(guān)關(guān)系如圖中曲線線所示，F(xiàn)>0為斥力，F(xiàn)<0為引力．a(chǎn)、b、c、d為x軸上四個特定定的位置．現(xiàn)現(xiàn)把乙分子從從a處由靜靜止釋釋放，，則以以下判斷正正確的的是()圖13－1－6A．乙分分子由由a到b做加速速運動，由b到c做減速速運動動B．乙分子由a到c做加速運動，

到達

c時速度最大C．乙分分子由由a到b的過程中，，兩分子子間的分子勢能一直直減小D．乙分分子由由b到d的過程中，兩分子間的分子勢能一直直增大BC解析：：乙分子子從a到b再到c的過程，分分子之之間均表現(xiàn)為引力，，顯然乙分子子始終做加速速運動，且達到c點速度最最大，，故A錯，B對．乙分分子由由a到b的過程中，，兩分子間的引力力一直直做正功，，兩分子間的分子子勢能一直直減小，故故C正確．乙分分子由由b到c的過程中，，兩分子間的引力力仍然然做正正功，，兩分子間的分子子勢能仍在在減小，由由c到d的過程中，兩分子間的斥力力做負(fù)功，則分子勢能增加加，故故D錯．熱點分子間間作用用力和和內(nèi)能能【例1】(雙選選)(2010年全全國國卷卷Ⅰ)圖13－1－7為兩分子子系統(tǒng)的勢能能Ep與兩分子子間距離離r的關(guān)系曲曲線．下下列說法法正確的的是()圖13－1－7A．當(dāng)r大于r1時，分子子間的作作用力表現(xiàn)為引力力B．當(dāng)r小于r1時，分子子間的作作用力表現(xiàn)為斥斥力C．當(dāng)r等于r2時，分子子間的作作用力為為零D．當(dāng)由r1變到r2的過程中中，分子子間的作作用力做做負(fù)功BC要記住分分子間作作用力和和分子勢勢能的特特點和規(guī)規(guī)律，仔細(xì)地看看懂高中物理理課本中分子子間的作用力力跟距離的關(guān)關(guān)系圖和兩分子系系統(tǒng)的分子勢勢能跟距離的的關(guān)系圖是一一種很有效、、很直觀的方法．．解析：分子間距等于r0時分子勢能最小，即r0＝

r2.當(dāng)r小于r1時分子力表現(xiàn)為斥力；當(dāng)r大于r1小于r2時分子力表現(xiàn)為斥力；當(dāng)r大于r2時分子力表現(xiàn)為引力，A錯BC對．在r由r1變到r2的過程中，分子斥力做正功分子勢能減小，D錯誤．故選BC.

A．分子間作用用力先減小后后增大B．分子間作用用力先增大后后減小C．分子勢能先先減小后增大大D．分子勢能先先增大后減小小解析：設(shè)兩分子平衡衡位置之間距距離為r0，分子間距從從r減小到r0過程，分子間間作用力表現(xiàn)現(xiàn)為引力，分分子力大小先先增大后減??；分子間間距從r0繼續(xù)減小過程程，分子力表表現(xiàn)為斥力，，分子力大小增大．．當(dāng)r＝r0時，分子力為為零，此時分分子勢能最小?。收_選項為為C.和分子勢能能的變化，，下列正確確說法是()1．(單選)(2010年潮州二模模)在使兩個分分子間的距距離由很遠遠C易錯點：對對內(nèi)能的涵涵義的理解解【例1】(單選)下列說法中中正確的是是()DA．溫度低的的物體內(nèi)能能小B．溫度低的的物體分子子運動的平平均速率小小C．做加速運運動的物體體，由于速速度越來越越大，因此此物體分子子的平均動能能越來越大大D．溫度低的的銅塊與溫溫度高的鐵鐵塊相比，，分子平均均動能小錯解分析：：A，因為溫度度低，平均均動能就小小，所以內(nèi)內(nèi)能就小，，所以應(yīng)選A.B，由動能公公式Ek＝(1/2)mv2可知知，，速速率率越越小小動動能能就就越小小，，而而溫溫度度低低的的物物體體分分子子平平均均動動能能小小，，所所以以速速率率也也小小，，所所以以應(yīng)選選B.C，由由加加速速運運動動的的規(guī)規(guī)律律我我們們了了解解到到，，物物體體的的速速度度大大小小由由初速速度度、、加加速速度度和和時間間決決定定，，隨隨著著時時間間的的推推移移，，速速度