2013届高考物理一轮 专题32 分子动理论 气体学案 新课标.pdf

2013 届高三新课标物理一轮原创精品学案 专题 32 分子动理论 气 体 2013 届高三新课标物理一轮原创精品学案 专题 32 分子动理论 气 体 教学目标 教学目标 1 知道分子动理论的内容 2 能够用分子动理论的相关知识分析有关热现象 3 气体实验定律 能够运用气体状态方程分析解决有关问题 本讲重点 本讲重点 分子动理论的内容 气体实验定律 本讲难点 本讲难点 1 用分子动理论的相关知识分析有关热现象 2 运用气体状态方程分析解决有关问题 考点点拨 考点点拨 1 分子动理论 2 物体的内能 3 气体实验定律和理想气体状态方程 4 气体热现象的的微观意义 第一课时 2 单分子油膜法测定分子的直径2 单分子油膜法测定分子的直径 把在水面上尽可能散开的油膜视为 把形成单分子油膜的分子视为排列的形分子 把分子看作小球 这就是分子的 理想化模型 利用单分子油膜法可测定分子的直径d V S 其中V是 S是水面上形成的 单分子油膜的 2 气体的体积 压强 温度间的关系 一定质量的气体 在温度不变的情况下 体积减小时 增大 压强 写出玻意耳定律的公式 一定质量的气体 在压强不变的情况下 温度升高 增大 体积 写出盖 吕萨克定律的公式 一定质量的气体 在体积不变的情况下 温度升高 增大 压强 写出查理定律的公式 3 理想气体状态方程为 二 重难点阐释 二 重难点阐释 布朗运动是指悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动 关于布朗运动 要注意以下几点 形成条件是 只要微粒足够小 微粒越小 温度越高 布朗运动越激烈 观察到的是固 体微粒 不是液体 不是固体分子 的无规则运动 反映的是液体分子运动的无规则性 实验中描绘出的是某固体微粒每隔 30 秒的位置的连线 不是该微粒的运动轨迹 二 高考要点精析二 高考要点精析 例 1 根据水的密度为 1 0 10 3kg m3和水的摩尔质量 M 1 8 10 2kg 利用阿伏加 德罗常数 估算水分子的质量和水分子的直径 解析 每个水分子的质量m M NA 1 8 10 2 6 02 1023 3 0 10 26kg 水的摩尔体积 V M 把水分子看作一个挨一个紧密排列的小球 则每个分子的体积为v V NA 而根据球体积 的计算公式 用d表示水分子直径 v 4 r 3 3 d3 6 得 d 4 10 10 m 例 2 下面关于分子力的说法中正确的有 A 铁丝很难被拉长 这一事实说明铁丝分子间存在引力 B 水很难被压缩 这一事实说明水分子间存在斥力 C 将打气管的出口端封住 向下压活塞 当空气被压缩到一定程度后很难再压缩 这一事 实说明这时空气分子间表现为斥力 D 磁铁可以吸引铁屑 这一事实说明分子间存在引力 例 3 观察布朗运动时 下列说法中正确的是 A 温度越高 布朗运动越明显 B 大气压强的变化 对布朗运动没有影响 C 悬浮颗粒越大 布朗运动越明显 D 悬浮颗粒的布朗运动 就是构成悬浮颗粒的物质的分子热运动 解析 A 选项正确 布朗运动是悬浮的固体小颗粒的运动 间接的反映了液体分子的运动 其剧烈程度与温 度 颗粒大小有关 温度越高 布朗运动越明显 颗粒越小 布朗运动越 明显 点评 学生容易出现的错误 认为大气压强的变化对布朗运动会产生影响 把布朗运动和分 子热运动混为一谈 考点精炼 考点精炼 1 利用阿伏加德罗常数 估算在标准状态下相邻气体分子间的平均距离D 来源 2 从下列哪一组数据可以算出阿伏伽德罗常数 A 水的密度和水的摩尔质量 B 水的摩尔质量和水分子的体积 来源 C 水分子的体积和水分子的质量 D 水分子的质量和水的摩尔质量 3 如图所示 设有一分子位于图中的坐标原点O处不动 另一分子 可位于x轴上不同位置处 图中纵坐标表示这两个分子间分子力的 大小 两条曲线分别表示斥力和引力的大小随两分子间距离变化的 关系 e为两曲线的交点 则 A ab表示吸力 cd表示斥力 e点的横坐标可能为 10 15m B ab表示斥力 cd表示吸力 e点的横坐标可能为 10 10m 来源 C ab表示吸力 cd表示斥力 e点的横坐标可能为 10 10m D ab表示斥力 cd表示吸力 e点的横坐标可能为 10 15m 二 物体的内能 考点点拨 二 物体的内能 考点点拨 物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能 物体的内能跟物体的温 度和体积都有关系 温度升高时物体内能增加 体积变化时 物体内能变化 分析分子势能的变化是可以通过分析分子力做功的情况来确定 例 4 下列说法中正确的是 A 物体自由下落时速度增大 所以物体内能也增大 B 物体的机械能为零时内能也为零 C 物体的体积减小温度不变时 物体内能一定减小 D 气体体积增大时气体分子势能一定增大 考点精 考点精 炼炼 4 关于分子势能的下面说法中 正确的是 A 当分子距离为r0 平衡距离 时分子势能最大 B 当分子距离为r0 平衡距离 时分子势能最小 但不一定为零 C 当分子距离为r0 平衡距离 时 由于分子力为零 所以分子势能为零 D 分子相距无穷远时分子势能为零 在相互靠近到不能再靠近的过程中 分子势 能逐渐增 大 第二课时 三 气体实验定律和理想气体状态方程 三 气体实验定律和理想气体状态方程 考点点拨 考点点拨 考点点拨 考点点拨 例 5 一定质量的理想气体 要使气体温度在经过不同的状态变化过程后返回初始状态的 温度 可能的过程是 A 先等压膨胀 后等容降压 B 先等压压缩 后等容降压 C 先等容升压 后等压膨胀 D 先等容降压 后等压压缩 解析 本题采用图解法直观 先作出气体的p V图线 如图 设气体的初状态为Q 作出过Q 的等温线 双曲线 然后画 A 选项的过程图线如 其中平行V 轴为等压膨胀过程 平行p轴线段为等容降压过程 可见过程图 能与等温线相交 即能 返回到Q状态的温度 故 A 选项正确 同理可作出 B C D 三选项的图线分别如图 都不能与过Q点的等温线相交 故 B C D 选项不正确 答案 A 例 6 如图所示 表示一定质量的理想气体沿箭头所示的方向发生状态变化的过程 则该 气体压强变化情况是 A 从状态c到状态d 压强减小 B 从状态d到状态a 压强增大 C 从状态a到状态b 压强增大 D 从状态b到状态c 压强不变 例 7 甲 乙两个相同的密闭容器中分别装有等质量的同种气体 已知甲 乙容器中气体 的压强分别为p甲 p乙 且p甲 p乙 则 A 甲容器中气体的温度高于乙容器中气体的温度 B 甲容器中气体的温度低于乙容器中气体的温度 C 甲容器中气体分子的平均动能小于乙容器中气体分子的平均动能 D 甲容器中气体分子的平均动能大于乙容器中气体分子的平均动能 考点精炼 考点精炼 5 一定质量的理想气体处于某一平衡状态 此时其压强为p0 有人设计了四种途径 使气 体经过每种途径后压强仍为p0 这四种途径是 先保持体积不变 降低压强 再保持温度 不变 压缩体积 先保持体积不变 使气体升温 再保持温度不变 让体积膨胀 先保持 温度不变 使体积膨胀 再保持体积不变 使气体升温 先保持温度不变 压缩气体 再 保持体积不变 使气体降温 可以断定 2004 年 全国 A 不可能B 不可能 C 不可能D 都可能 6 一定质量的理想气体 2003 年 江苏 A 先等压膨胀 再等容降温 其温度必低于起始温度 B 先等温膨胀 再等压压缩 其体积必小于起始体积 C 先等容升温 再等压压缩 其温度有可能等于起始温度 D 先等容加热 再绝热压缩 其内能必大于起始内能 四 气体热现象的的微观意义 考点点拨 四 气体热现象的的微观意义 考点点拨 1 气体分子运动的特点 大量分子做无规则运动 速率有大有小 但分子的速率却按一 定的规律分布 温度越高 分子的热运动越激烈 2 气体热现象的的微观意义 从微观的角度看 气体的压强是 大量气体分子频繁撞击器 壁而产生的 气体分子的平均动能决定于温度 分子的密集程度决定于体积 所以 气体压 强与温度和体积有关 一定质量的气体 温度保持不变时 分子的平均动能是一定的 体 积保持不变时 分子的密集程度保持不变 温度升高时 分子的平均动能增大 考点精炼 考点精炼 7 一定质量气体作等容变化 温度降低时 气体的压强减小 这时 A 分子平均动能减小 B 分子与器壁碰撞时 对器壁的总冲量减小 C 分子平均密度变小了 D 单位时间内分子对器壁单位面积的碰撞次数减少 8 一定质量的理想气体 体积变大的同时 温度也升高了 那么下面判断正确的是 A 气体分子平均动能增大 B 单位体积内分子数目增多 C 气体的压强一定保持不变 D 气体的压强可能变大 5 D解析 四种途径的变化过程 均有可能使 T pV 的值保持恒定 符合气体的性质规律 故 D 项正确 三 考点落实训练三 考点落实训练 1 关于布朗运动 如下说法中正确的是 A 布朗运动是在显微镜中看到的液体分子的无规则运动 B 布朗运动是液体分子无规则运动的反映 C 悬浮微粒越小 布朗运动越显著 D 液体温度越高 布朗运动越显著 2 把表面光滑的铅块放在铁块上 经过几年后将它们分开 发现铅块中含有铁 而铁块中 也含有铅 这种现象说明 A 物质分子之间存在着相互作用力B 分子之间存在空隙 C 分子在永不停息地运动D 分子的引力大于斥力 5 对于液体和固体 如果用M表示摩尔质量 表示物质密度 V表示摩尔体积 V0表示 分子体积 NA表示阿伏加德罗常数 那么下列关系式中正确的是 A V V0 NAB 0 V V NAC M VmolD M Vmol 6 对一定量的气体 它的压强 体积和温度存在某些关系 关于它们关系的表述 正确的 是 来源 A 温度不变时 体积减小 压强增大 B 体积不变时 温度升高 压强减小 C 体积减小时 温度一定升高 D 温度升高时 压强可能减小 7 根据分子动理论 物质分子间距离为r0时分子所受到的引力与斥力相等 以下关于分子 势能的说法正确的是 A 当分子间距离是r0时 分子具有最大势能 距离增大或减小时势能都变小 B 当分子间距离是r0时 分子具有最小势能 距离增大或减小