高考物理總復(fù)習(xí)第十一章熱學(xué)選修第31講分子動(dòng)理論內(nèi)能市賽課公開課一等獎(jiǎng)省名師獲獎(jiǎng)?wù)n件

熱學(xué)(選修3－3)第十一章第31講分子動(dòng)理論內(nèi)能1/37考綱要求考情分析命題趨勢(shì)1.微觀量估算Ⅰ2．分子力、分子勢(shì)能與分子間距關(guān)系Ⅰ3．物體內(nèi)能·全國(guó)卷Ⅲ，33(1)·廣東卷，17·山東卷，37(1)·福建卷，29(1)·海南卷，17(1)高考對(duì)本部分知識(shí)考查主要以選擇題或填空題形式出現(xiàn)，且為選考內(nèi)容．高考只要求了解物理概念和物理規(guī)律確實(shí)切含義，了解物理規(guī)律適用條件.2/37欄目導(dǎo)航板塊一板塊二板塊三板塊四3/371．分子動(dòng)理論基本觀點(diǎn)和試驗(yàn)依據(jù)、阿伏加德羅常數(shù)(1)物體是由大量分子組成①分子大小a．分子直徑(視為球模型)：數(shù)量級(jí)為_________m：b．分子質(zhì)量：數(shù)量級(jí)為10－26kg.考點(diǎn)分子動(dòng)理論內(nèi)能10－104/37②阿伏加德羅常數(shù)a．1mol任何物質(zhì)都含有相同粒子數(shù)．通常可取NA＝___________mol－1；b．阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)絡(luò)宏觀物理量和微觀物理量橋梁．(2)分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)①擴(kuò)散現(xiàn)象a．定義：_________物質(zhì)能夠彼此進(jìn)入對(duì)方現(xiàn)象；b．實(shí)質(zhì)：擴(kuò)散現(xiàn)象并不是外界作用引發(fā)，也不是化學(xué)反應(yīng)結(jié)果，而是由分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生物質(zhì)遷移現(xiàn)象，溫度_________，擴(kuò)散現(xiàn)象越顯著．6.02×1023不一樣越高5/37②布朗運(yùn)動(dòng)a．定義：懸浮在液體中_________永不停息地?zé)o規(guī)則運(yùn)動(dòng)；b．實(shí)質(zhì)：布朗運(yùn)動(dòng)反應(yīng)了_________無規(guī)則運(yùn)動(dòng)；c．特點(diǎn)：顆粒越_____，運(yùn)動(dòng)越顯著，溫度越______，運(yùn)動(dòng)越猛烈．③熱運(yùn)動(dòng)a．分子永不停息地做_________運(yùn)動(dòng)叫做熱運(yùn)動(dòng)；b．特點(diǎn)：分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)和溫度相關(guān)，溫度越高，分子運(yùn)動(dòng)越激烈．小顆粒液體分子小高無規(guī)則6/37(3)分子間同時(shí)存在引力和斥力①物質(zhì)分子間存在空隙，分子間引力和斥力是______存在，實(shí)際表現(xiàn)出分子力是引力和斥力_______；②分子力隨分子間距離改變關(guān)系：分子間引力和斥力都隨分子間距離增大而_______，隨分子間距離減小而_______，但斥力比引力改變得______；③分子力與分子間距離關(guān)系圖線由分子間作用力與分子間距離關(guān)系圖線(如圖所表示)可知：a．當(dāng)r＝r0時(shí)，F(xiàn)引＝F斥，分子力為______；b．當(dāng)r>r0時(shí)，F(xiàn)引>F斥，分子力表現(xiàn)為______；c．當(dāng)r<r0時(shí)，F(xiàn)引<F斥，分子力表現(xiàn)為______；d．當(dāng)分子間距離大于10r0(約為10－9m)時(shí)，分子力很弱，能夠忽略不計(jì)．同時(shí)協(xié)力減小增大快零引力斥力7/372．溫度是分子平均動(dòng)能標(biāo)志內(nèi)能(1)溫度一切到達(dá)熱平衡系統(tǒng)都含有相同______．(2)兩種溫標(biāo)攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)．關(guān)系：T＝t＋273.15K.(3)分子動(dòng)能①分子動(dòng)能是_______________所含有動(dòng)能；②分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能是全部分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能平均值，______是分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能標(biāo)志；③分子熱運(yùn)動(dòng)總動(dòng)能是物體內(nèi)全部分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能______．溫度分子熱運(yùn)動(dòng)溫度總和8/37(4)分子勢(shì)能①意義：因?yàn)榉肿娱g存在著引力和斥力，所以分子含有由它們____________決定能．②分子勢(shì)能決定原因a．微觀上：決定于_______________和分子排列情況，b．宏觀上：決定于______和狀態(tài)．相對(duì)位置分子間距離體積9/37(5)物體內(nèi)能①概念了解：物體中全部分子熱運(yùn)動(dòng)_____與_________總和，是狀態(tài)量；②決定原因：對(duì)于給定物體，其內(nèi)能大小由物體______和______決定，即由物體內(nèi)部狀態(tài)決定；③影響原因：物體內(nèi)能與物體位置高低、運(yùn)動(dòng)速度大小______．④改變物體內(nèi)能兩種方式：______和___________．動(dòng)能分子勢(shì)能溫度體積無關(guān)做功熱傳遞10/371．判斷正誤(1)溫度越高，擴(kuò)散現(xiàn)象越顯著．(

)(2)布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)．(

)(3)分子間引力和斥力都隨分子間距減小而增大．(

)(4)－33℃＝240K．(

)(5)物體溫度降低，其分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能增大．(

)(6)當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子勢(shì)能隨分子間距離增大而增大．(

)(7)物體溫度不變，其內(nèi)能一定不變．(

)11/372．(微觀量估算)已知地球半徑為6.4×103km，水摩爾質(zhì)量為1.8×10－2kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)為6.02×1023mol－1.構(gòu)想將1kg水均勻地分布在地球表面，則1cm2地球表面上分布水分子數(shù)目約為()A．7×103個(gè) B．7×106個(gè)C．7×1010個(gè) D．7×1012個(gè)3．(多項(xiàng)選擇)(內(nèi)能了解)關(guān)于對(duì)內(nèi)能了解，以下說法正確是(

)A．系統(tǒng)內(nèi)能是由系統(tǒng)狀態(tài)決定B．做功能夠改變系統(tǒng)內(nèi)能，不過單純地對(duì)系統(tǒng)傳熱不能改變系統(tǒng)內(nèi)能C．不計(jì)分子之間分子勢(shì)能，質(zhì)量和溫度相同氫氣和氧氣含有相同內(nèi)能D．1g100℃水內(nèi)能小于1g100℃水蒸氣內(nèi)能BAD12/37一微觀量預(yù)計(jì)13/3714/37微觀量求解方法(1)分子大小、分子體積、分子質(zhì)量屬微觀量，直接測(cè)量它們數(shù)值非常困難，能夠借助較易測(cè)量宏觀量結(jié)合摩爾體積、摩爾質(zhì)量等來估算這些微觀量，其中阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)絡(luò)宏觀量和微觀量橋梁和紐帶．(2)建立適當(dāng)物理模型，通常把固體、液體分子模擬為球形或小立方體形．氣體分子所占據(jù)空間則建立立方體模型．15/37[例1](·江蘇鹽城模擬)年2月，美國(guó)科學(xué)家創(chuàng)造出一個(gè)利用細(xì)菌將太陽能轉(zhuǎn)化為液體燃料“人造樹葉”系統(tǒng)，使太陽能取代石油成為可能．假設(shè)該“人造樹葉”工作一段時(shí)間后，能將10－6g水分解為氫氣和氧氣．已知水密度ρ＝1.0×103kg/m3，摩爾質(zhì)量M＝1.8×10－2kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.0×1023mol－1.試求：(結(jié)果均保留一位有效數(shù)字)(1)被分解水中含有水分子總數(shù)N；(2)一個(gè)水分子體積V.16/37答案：

(1)3×1016個(gè)(2)3×10－29m317/371．熱運(yùn)動(dòng)(1)定義：分子永不停息無規(guī)則運(yùn)動(dòng)．(2)特點(diǎn)：溫度越高，分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)越猛烈．2．布朗運(yùn)動(dòng)在顯微鏡下看到懸浮在液體中小顆粒永不停息無規(guī)則運(yùn)動(dòng)．布朗運(yùn)動(dòng)間接反應(yīng)了分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，微粒越小，運(yùn)動(dòng)越顯著；溫度越高，運(yùn)動(dòng)越猛烈．二分子熱運(yùn)動(dòng)與布朗運(yùn)動(dòng)18/373．布朗運(yùn)動(dòng)與分子熱運(yùn)動(dòng)比較布朗運(yùn)動(dòng)分子熱運(yùn)動(dòng)共同點(diǎn)都是無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，都隨溫度升高而變得愈加猛烈不一樣點(diǎn)小顆粒運(yùn)動(dòng)分子運(yùn)動(dòng)使用光學(xué)顯微鏡觀察使用電子顯微鏡觀察聯(lián)絡(luò)布朗運(yùn)動(dòng)是因?yàn)樾☆w粒受到周圍分子熱運(yùn)動(dòng)撞擊力而引發(fā)，反應(yīng)了分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)19/37[例2](多項(xiàng)選擇)以下哪些現(xiàn)象屬于熱運(yùn)動(dòng)(

)A．把一塊平滑鉛板疊放在平滑鋁板上，經(jīng)相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間再把它們分開，會(huì)看到與它們相接觸面都變得灰蒙蒙B．把胡椒粉末放人菜湯中，最終胡椒粉末會(huì)沉在湯碗底，但我們喝湯時(shí)嘗到了胡椒味道C．含有泥沙水經(jīng)一定時(shí)間會(huì)變澄清D．用砂輪打磨而使零件溫度升高解析：熱運(yùn)動(dòng)在微觀上是指分子運(yùn)動(dòng)，如擴(kuò)散現(xiàn)象，在宏觀上表現(xiàn)為溫度改變，如“摩擦生熱”、物體熱傳遞等，而水變澄清過程是泥沙在重力作用下沉淀，不是熱運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤．ABD20/37對(duì)分子勢(shì)能了解分子勢(shì)能與分子間距離(宏觀表現(xiàn)為物體體積)相關(guān)，分子勢(shì)能大小隨距離改變?nèi)鐖D所表示，由圖可知：三分子與分子勢(shì)能1．當(dāng)分子力為零時(shí)，即r＝r0時(shí)，分子勢(shì)能不是零，而是最?。?．當(dāng)r>r0時(shí)，分子力表現(xiàn)為引力，伴隨分子間距離增大，分子需要不停克服分子力做功，分子勢(shì)能增大．21/373．當(dāng)r<r0時(shí)，分子力表現(xiàn)為斥力，伴隨分子間距離減小，分子需要不?？朔肿恿ψ龉?，分子勢(shì)能增大．4．分子勢(shì)能數(shù)值和其它勢(shì)能－樣，也含有相對(duì)意義，由圖可知，選無窮遠(yuǎn)處為零分子勢(shì)能時(shí)，分子勢(shì)能能夠大于零，能夠小于零，也能夠等于零；但假如選r＝r0處為零勢(shì)能點(diǎn)，則分子勢(shì)能只能大于零．不過不論選哪個(gè)位置為零勢(shì)能點(diǎn)，在r＝r0處罰子勢(shì)能都是最?。?．物體體積改變，物體分子勢(shì)能必定發(fā)生改變．22/37[例3](多項(xiàng)選擇)(·福建福州市模塊驗(yàn)收測(cè)試)兩分子間斥力和引力協(xié)力F與分子間距離r關(guān)系如圖中曲線所表示，曲線與r軸交點(diǎn)橫坐標(biāo)為r0.相距很遠(yuǎn)兩分子在分子力作用下，由靜止開始相互靠近．若兩分子相距無窮遠(yuǎn)時(shí)分子勢(shì)能為零，以下說法正確是(

)A．在r>r0階段，F(xiàn)做正功，分子動(dòng)能增加，勢(shì)能減小B．在r<r0階段，F(xiàn)做負(fù)功，分子動(dòng)能減小，勢(shì)能也減小C．在r＝r0時(shí)，分子勢(shì)能最小，動(dòng)能最大D．在r＝r0時(shí)，分子勢(shì)能為零E．分子動(dòng)能和勢(shì)能之和在整個(gè)過程中不變ACE23/37解析：由Ep－r圖可知：在r>r0階段，當(dāng)r減小時(shí)F做正功，分子勢(shì)能減小，分子動(dòng)能增加，故A正確；在r<r0階段，當(dāng)r減小時(shí)F做負(fù)功，分子勢(shì)能增加，分子動(dòng)能減小，故B錯(cuò)誤；在r＝r0時(shí)，分子勢(shì)能最小，但不為零，動(dòng)能最大，故C正確，D錯(cuò)誤；在整個(gè)相互靠近過程中，分子動(dòng)能和勢(shì)能之和保持不變，故E正確．24/37C25/372．(·上海青浦質(zhì)檢)因?yàn)閮蓚€(gè)分子間距離發(fā)生改變而使得分子勢(shì)能變小，則能夠判定在這一過程中()A．分子間相互作用力一定做了功B．兩分子間相互作用力一定增大C．兩分子間距離一定變大D．兩分子間相互作用力一定是引力A26/373．如圖所表示，甲分子固定于坐標(biāo)原點(diǎn)O，乙分子從無窮遠(yuǎn)處由靜止釋放，在分子力作用下靠近甲，圖中點(diǎn)b是引力最大處，點(diǎn)d是兩分子靠得最近處，則乙分子加速度最大處可能是()A．點(diǎn)a

B．點(diǎn)b

C．點(diǎn)c

D．點(diǎn)d解析：由分子力與分子之間距離圖象能夠看出．在a、b、c、d四點(diǎn)中，乙分子在點(diǎn)d時(shí)分子力最大，依據(jù)牛頓第二定律知在點(diǎn)d時(shí)乙分子加速度最大．D27/374．(多項(xiàng)選擇)(·浙江寧波質(zhì)檢)以下說法正確是(

)A．溫度低物體內(nèi)能一定小B．溫度低物體分子運(yùn)動(dòng)平均速率小C．溫度升高，分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能一定增大，但并非全部分子速率都增大D．外界對(duì)物體做功時(shí)，物體內(nèi)能不一定增加CD28/37解析：因?yàn)閮?nèi)能大小與物體溫度、質(zhì)量和體積都相關(guān)，如一杯熱水內(nèi)能必定小于一座冰山，溫度低物體內(nèi)能不一定小，故A錯(cuò)誤；溫度是分子平均動(dòng)能標(biāo)志，溫度低物體分子運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能一定小，但溫度低物體內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)平均速率不一定比溫度高物體內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)平均速率小，這是因?yàn)闇囟鹊臀矬w分子可能質(zhì)量較小，其平均速率反而更大，故B錯(cuò)誤；溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能越大，分子平均速率增大，這是統(tǒng)計(jì)規(guī)律，詳細(xì)到少數(shù)個(gè)別分子，其速率改變不確定，所以仍可能有分子運(yùn)動(dòng)速率是非常小，故C正確；外界對(duì)物體做功時(shí)，若同時(shí)散熱，由熱力學(xué)第一定律知物體內(nèi)能不一定增加，故D正確．29/37[例1](·福建廈門質(zhì)檢·6分)做布朗運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)，得到某個(gè)觀察統(tǒng)計(jì)如圖所表示．圖中統(tǒng)計(jì)是(

)A．分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)情況B．某個(gè)微粒做布朗運(yùn)動(dòng)軌跡C．某個(gè)微粒做布朗運(yùn)動(dòng)速度－時(shí)間圖線D．按等時(shí)間間隔依次統(tǒng)計(jì)某個(gè)運(yùn)動(dòng)微粒位置連線30/37[答題送檢]····································來自閱卷名師匯報(bào)錯(cuò)誤致錯(cuò)原因扣分A把布朗運(yùn)動(dòng)當(dāng)成份子運(yùn)動(dòng)，錯(cuò)選A－6B把布朗運(yùn)動(dòng)當(dāng)成有規(guī)律運(yùn)動(dòng)，錯(cuò)選B31/37[規(guī)范答題]

[解析]

圖中軌跡不是微粒運(yùn)動(dòng)軌跡，是按等時(shí)間間隔依次統(tǒng)計(jì)某個(gè)運(yùn)動(dòng)微粒位置連線，D正確．[答案]

D32/371．(多項(xiàng)選擇)(·山東卷)墨滴入水，擴(kuò)而散之，漸漸混勻．關(guān)于該現(xiàn)象分析正確是(

)A．混合均勻主要是因?yàn)樘剂Ｊ苤亓ψ饔肂．混合均勻過程中，水分子和碳粒都做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)C．使用碳粒更小墨汁，混合均勻過程進(jìn)行得更快速D．墨汁擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)是因?yàn)樘?/p>