高中物理復(fù)習(xí)14-1第1講分子動(dòng)理論內(nèi)能 課件

第1講分子動(dòng)理論內(nèi)能課

程

標(biāo)

準(zhǔn)素

養(yǎng)

目

標(biāo)1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)，估測(cè)油酸分子的大?。私夥肿觿?dòng)理論的基本觀點(diǎn)及實(shí)驗(yàn)證據(jù)．2．通過(guò)實(shí)驗(yàn)，了解擴(kuò)散現(xiàn)象．觀察并能解釋布朗運(yùn)動(dòng)．了解分子運(yùn)動(dòng)速率分布的統(tǒng)計(jì)規(guī)律和意義．3．了解內(nèi)能的概念及決定因素．物理觀念：(1)知道擴(kuò)散、布朗運(yùn)動(dòng)、熱運(yùn)動(dòng)及分子動(dòng)理論的基本觀點(diǎn)，氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，速率分布圖像．(2)知道分子動(dòng)能、分子勢(shì)能、物體內(nèi)能的概念，知道溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志，分子勢(shì)能跟物體體積有關(guān)．科學(xué)思維：(1)理解擴(kuò)散現(xiàn)象與布朗運(yùn)動(dòng)的成因，能用F-r圖像解釋分子力．(2)理解分子平均動(dòng)能與溫度的關(guān)系，分子勢(shì)能與物體體積的關(guān)系，并能解決相關(guān)的實(shí)際問(wèn)題．考點(diǎn)一

10－1010－26相同6.02×1023

答案：C

答案：C

考點(diǎn)二考點(diǎn)二布朗運(yùn)動(dòng)與分子熱運(yùn)動(dòng)【必備知識(shí)·自主落實(shí)】1．分子熱運(yùn)動(dòng)分子做永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)．2．?dāng)U散現(xiàn)象(1)擴(kuò)散現(xiàn)象是相互接觸的不同物質(zhì)彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象．(2)擴(kuò)散現(xiàn)象就是分子的運(yùn)動(dòng)，發(fā)生在固體、液體、氣體任何兩種物質(zhì)之間．(3)溫度________，擴(kuò)散越快．越高3．布朗運(yùn)動(dòng)(1)布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體(或氣體)中的微粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)．(2)布朗運(yùn)動(dòng)________分子的運(yùn)動(dòng)，但它反映了液體(或氣體)分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)．(3)微粒______，溫度______，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯．不是越小越高【注意】(1)擴(kuò)散現(xiàn)象直接反映了分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，布朗運(yùn)動(dòng)不是分子的運(yùn)動(dòng)，間接反映了液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)．(2)一縷陽(yáng)光射入教室內(nèi)，我們看到教室內(nèi)塵埃上下流動(dòng)不是布朗運(yùn)動(dòng)，做布朗運(yùn)動(dòng)的顆粒直徑大約在10－6m，人直接用肉眼是看不見的．【關(guān)鍵能力·思維進(jìn)階】4．[2024·?？谀M]關(guān)于擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是(

)A．?dāng)U散現(xiàn)象只能發(fā)生在液體或氣體中，不能發(fā)生在固體中B．布朗運(yùn)動(dòng)就是花粉分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)C．懸浮在一定溫度的液體中的固體小顆粒越大，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯D．?dāng)U散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)都能證明分子在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)答案：D解析：擴(kuò)散現(xiàn)象是指不同物質(zhì)彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象，可以發(fā)生在固體、液體、氣體任何兩種物質(zhì)之間，故A錯(cuò)誤．布朗運(yùn)動(dòng)是固體小顆粒受到的分子的撞擊不平衡產(chǎn)生的，是固體小顆粒的運(yùn)動(dòng)，不是花粉分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤．布朗運(yùn)動(dòng)是固體小顆粒受到的分子的撞擊不平衡產(chǎn)生的，固體小顆粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯，故C錯(cuò)誤．?dāng)U散現(xiàn)象直接反映了組成物質(zhì)的分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)；布朗運(yùn)動(dòng)間接證明了分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，故D正確．5．[2024·山東模擬預(yù)測(cè)]2023年3月底受冷空氣以及大風(fēng)天氣影響，全國(guó)各地均出現(xiàn)不同程度的沙塵天氣，內(nèi)蒙古、北京等中北部地區(qū)局部有強(qiáng)沙塵暴，甚至局部地區(qū)出現(xiàn)下“泥點(diǎn)”的惡劣天氣，山東、河南、安徽、江蘇等華東地區(qū)也都出現(xiàn)AQI(空氣質(zhì)量指數(shù))爆表達(dá)到500的現(xiàn)象，AQI指數(shù)中一項(xiàng)重要指標(biāo)就是大家熟知的PM2.5指數(shù)，PM2.5是指空氣中直徑小于或等于2.5μm的懸浮顆粒物，漂浮在空中，很難自然沉降到地面．對(duì)于上述天氣現(xiàn)象的解釋中正確的是(

)A．中北部地區(qū)出現(xiàn)的沙塵暴中的沙塵顆粒所做的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)是布朗運(yùn)動(dòng)B．一團(tuán)質(zhì)量不變的沙塵暴從溫度較低的地區(qū)吹到溫度較高的地區(qū)，溫度逐漸升高、風(fēng)速逐漸減小，其內(nèi)能逐漸減小C．PM2.5顆粒的尺寸與空氣中氧氣分子的尺寸數(shù)量級(jí)相當(dāng)D．PM2.5在空氣中的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)是由于大量空氣分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)對(duì)其撞擊的不平衡性引起的答案：D解析：布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體或氣體中的固體顆粒，受到液體或氣體分子的無(wú)規(guī)則撞擊所做的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，用肉眼無(wú)法觀察到布朗運(yùn)動(dòng)，沙塵暴的運(yùn)動(dòng)是氣流運(yùn)動(dòng)形成的，不是布朗運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；從低溫到高溫，內(nèi)能增加，內(nèi)能的宏觀表現(xiàn)是溫度，溫度越高，內(nèi)能越大，故B錯(cuò)誤；氧分子尺寸的數(shù)量級(jí)為10－10m，而PM2.5是指空氣中直徑小于或等于2.5μm的固體顆粒物，故C錯(cuò)誤；PM2.5在空氣中的運(yùn)動(dòng)是布朗運(yùn)動(dòng)，由空氣中大量空氣分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)對(duì)其撞擊的不平衡引起的，故D正確．故選D.6．下列四幅圖所涉及的物理知識(shí)，論述正確的是(

)A．圖甲表明晶體熔化過(guò)程中分子平均動(dòng)能不變B．圖乙水黽可以在水面自由活動(dòng)，說(shuō)明它所受的浮力大于重力C．圖丙是顯微鏡下三顆小炭粒的運(yùn)動(dòng)位置連線圖，連線表示小炭粒的運(yùn)動(dòng)軌跡D．圖丁中A是不潤(rùn)現(xiàn)象，B是浸潤(rùn)現(xiàn)象答案：A解析：晶體都有確定熔點(diǎn)，晶體熔化時(shí)吸收熱量但溫度不變，所以熔化過(guò)程分子平均動(dòng)能不變，故A正確；水黽可以在水面自由活動(dòng)，是因?yàn)樗谋砻鎻埩ΓQ直方向上其受到的液體表面的支持力的大小等于重力，故B錯(cuò)誤；圖丙是顯微鏡下三顆小炭粒的運(yùn)動(dòng)位置連線圖，每隔一段時(shí)間把觀察到的炭粒的位置記錄下來(lái)，然后用直線把這些位置依次連接成折線，所以布朗運(yùn)動(dòng)圖像反映每隔一段時(shí)間固體微粒的位置，而不是運(yùn)動(dòng)軌跡，故C錯(cuò)誤；浸潤(rùn)液體情況下容器壁對(duì)液體的吸引力較強(qiáng)，附著層內(nèi)分子密度較大，分子間距較小，故液體分子間作用力表現(xiàn)為斥力，附著層內(nèi)液面升高，浸潤(rùn)液體呈凹液面，不浸潤(rùn)液體呈凸液面，則圖丁中A是浸潤(rùn)現(xiàn)象，B是不浸潤(rùn)現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤．故選A.思維提升擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動(dòng)與熱運(yùn)動(dòng)的比較

擴(kuò)散現(xiàn)象布朗運(yùn)動(dòng)熱運(yùn)動(dòng)活動(dòng)主體分子固體微小顆粒分子區(qū)別是分子的運(yùn)動(dòng)，發(fā)生在固體、液體、氣體任何兩種物質(zhì)之間是比分子大得多的顆粒的運(yùn)動(dòng)，只能在液體、氣體中發(fā)生是分子的運(yùn)動(dòng)，不能通過(guò)光學(xué)顯微鏡直接觀察到共同點(diǎn)(1)都是無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)(2)都隨溫度的升高而更加激烈聯(lián)系擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動(dòng)都反映了分子做無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)考點(diǎn)三考點(diǎn)三分子力、分子勢(shì)能與物體內(nèi)能【必備知識(shí)·自主落實(shí)】1．分子間存在著相互作用力(1)分子間同時(shí)存在________和________，實(shí)際表現(xiàn)的分子力是它們的________．(2)引力和斥力都隨著距離的增大而________，但斥力比引力變化得________．(3)分子間的作用力隨分子間距離變化的關(guān)系如圖所示．引力斥力合力減小快2．溫度(1)溫度在宏觀上表示物體的冷熱程度，在微觀上表示分子的________．(2)溫度是決定一個(gè)系統(tǒng)與另一個(gè)系統(tǒng)是否達(dá)到熱平衡狀態(tài)的物理量，一切達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度．

溫度相同是熱平衡的標(biāo)志3．兩種溫標(biāo)(1)攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)的比較：兩種溫標(biāo)溫度的零點(diǎn)不同，同一溫度兩種溫標(biāo)表示的數(shù)值不同，但它們表示的溫度間隔是相同的．即兩種溫度的每一度大小相同(2)關(guān)系：T＝____________．平均動(dòng)能t＋273.15K4．分子的平均動(dòng)能：物體內(nèi)所有分子動(dòng)能的平均值叫分子的平均動(dòng)能．________是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度越高，分子做熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能越________．5．分子勢(shì)能：由分子間的相互作用和相對(duì)位置決定的勢(shì)能叫分子勢(shì)能．宏觀上，分子勢(shì)能的大小與物體的________有關(guān)．6．物體的內(nèi)能：物體中所有分子的熱運(yùn)動(dòng)的________與________的總和．物體的內(nèi)能跟物體的________和________都有關(guān)系．物體內(nèi)能的大小與物體機(jī)械能的大小沒(méi)有任何關(guān)系溫度大體積動(dòng)能分子勢(shì)能溫度體積【關(guān)鍵能力·思維進(jìn)階】分子力、分子勢(shì)能與分子間距離的關(guān)系項(xiàng)目分子間的相互作用力F分子勢(shì)能Ep與分子間距的關(guān)系圖像隨分子間距的變化情況r<r0F引和F斥都隨距離的增大而減小，隨距離的減小而增大，F(xiàn)引<F斥，F(xiàn)表示為斥力r增大，斥力做正功，分子勢(shì)能減?。籸減小，斥力做負(fù)功，分子勢(shì)能增加r>r0F引和F斥都隨距離的增大而減小，隨距離的減小而增大，F(xiàn)引>F斥，F(xiàn)表現(xiàn)為引力r增大，引力做負(fù)功，分子勢(shì)能增加；r減小，引力做正功，分子勢(shì)能減少r＝r0F引＝F斥，F(xiàn)＝0分子勢(shì)能最小，但不為零(取無(wú)窮遠(yuǎn)處的分子勢(shì)能為零)r>10r0(10－9m)F引和F斥都已十分微弱，可以認(rèn)為分子間沒(méi)有相互作用力分子勢(shì)能為零【注意】當(dāng)r＝r0時(shí)，分子力為零，但是分子間的F引、F斥都不為零，是二者的合力為零．例1[2023·海南卷]如圖為兩分子靠近過(guò)程中的示意圖，r0為分子間平衡距離，下列關(guān)于分子力和分子勢(shì)能的說(shuō)法正確的是(

)A．分子間距離大于r0時(shí)，分子間表現(xiàn)為斥力B．分子從無(wú)限遠(yuǎn)靠近到距離r0處的過(guò)程中分子勢(shì)能變大C.分子勢(shì)能在r0處最小D．分子間距離在小于r0且減小時(shí)，分子勢(shì)能在減小答案：C解析：分子間距離大于r0時(shí)，分子間表現(xiàn)為引力，A錯(cuò)；分子從無(wú)限遠(yuǎn)靠近到距離為r0的過(guò)程中，分子力表現(xiàn)為引力，分子力做正功，分子勢(shì)能變小，B錯(cuò)；分子間距離從r0減小的過(guò)程，分子力表現(xiàn)為斥力，分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能變大，結(jié)合B項(xiàng)分析可知，分子勢(shì)能在r0處最小，C對(duì)，D錯(cuò)．例2如圖所示，甲分子固定于坐標(biāo)原點(diǎn)，乙分子位于橫軸上，甲、乙兩分子間引力、斥力及分子勢(shì)能的大小變化情況分別如圖中三條曲線所示，A、B、C、D為橫軸上的四個(gè)特殊的位置；E為兩虛線a、b的交點(diǎn)，現(xiàn)把乙分子從A處由靜止釋放，則由圖像可知(

)A．虛線a為分子間斥力變化圖線，交點(diǎn)E的橫坐標(biāo)代表乙分子到達(dá)該點(diǎn)時(shí)分子力為零B．虛線b為分子間引力變化圖線，表明分子間引力隨距離增大而增大C．實(shí)線c為分子勢(shì)能的變化圖線，乙分子到達(dá)C點(diǎn)時(shí)分子勢(shì)能最小D．乙分子從A到C的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中一直做加速運(yùn)動(dòng)答案：A解析：分子間的引力和斥力都隨分子間距離r的增大而減小，隨分子間距離r的減小而增大，但斥力變化得快，故虛線a為分子間斥力變化圖線，虛線b為分子間引力變化圖線，交點(diǎn)E說(shuō)明分子間的引力、斥力大小相等，分子力為零，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；實(shí)線c為分子勢(shì)能的變化圖線，乙分子到達(dá)B點(diǎn)時(shí)分子勢(shì)能最小，為負(fù)值，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；乙分子從A到C的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，分子力先為引力后為斥力，分子力先做正功后做負(fù)功，速度先增大后