《高考风向标》高考物理一轮复习 专题十三 第1讲 分子动理论 内能课件

专题十三热学考纲考点要求热点考向1.分子动理论的基本观点和实验依据Ι1.本专题的命题多集中在分子动理论、估算分子数目和大小、热力学两大定律的应用、气体状态参量的意义及与热力学第一定律的综合，还有气体实验定律和气体状态方程的应用及图象表示气体状态的变化过程等知识点上，多以选择题的形式出现．2.对热学前面知识的考查往往在一题中容纳更多的知识点，把热学知识综合在一起进行考查，多以选择题和填空题的形式出现；对后者的考查多以计算题的形式出现，着重考查热学状态方程的应用．3.《物理课程新标准》在课程性质中指出：“高中物理课程有助于学生继续学习基本的物理知识与技能，增强创新意识和实践能力，发展探索自然、理解自然的兴趣与热情”.近两年来热学考题中还涌现了许多对热现象的自主学习和创新能力考查的新情景试题．同时，本考点还可以与生活、生产的实际相关联来考查热学知识在实际中的应用2.阿伏加德罗常数Ι3.气体分子运动速率的统计分布Ι4.温度是分子平均动能的标志、内能Ι5.固体的微观结构、晶体和非晶体Ι6.液晶的微观结构Ι7.液体的表面张力现象Ι8.气体实验定律Ι9.理想气体Ι10.饱和蒸汽、未饱和蒸汽和蒸汽压Ι11.相对湿度Ι12.热力学第一定律Ι13.能量守恒定律Ι14.热力学第二定律Ι15.实验：用油膜法估测分子的大小热学10～1010第1讲分子动理论内能考点1物体是由大量分子组成的

1．这里的分子是指构成物质的单元，可以是原子、离子，也可以是分子．在热运动中它们遵从相同的规律，所以统称为．分子体积和质量很小，分子直径数量级是m，分子质量数量级是kg.分子－10－27－2622.4×102．物体能被压、水与酒精混合后总体积比混合前两体积之和要小，表明分子间确实存在着．空隙3．阿伏加德罗常数：1mol的任何物质含有NA＝

.

个分子.1mol的任何气体，在标准状态下的体积是m3.分子的质量m0、分子的体积V0和分子的直径d称为微观物理量，物体的质量M、体积V、密度ρ、摩尔质量MA和摩尔体积VA称为宏观物理量，阿伏加德罗常数是联系宏观物理量与微观物理量的桥梁．－34．微观量与宏观量间的关系：6.02×1023D．Δ＝

1．(双选)若以μ表示水的摩尔质量，v表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ表示在标准状态下水蒸气的密度，NA为阿伏加德罗常数，m、Δ分别表示每个水分子的质量和体积，下面四个关系式中正确的有()ACA．NA＝vρ mB．ρ＝

μNAΔC．m＝

μNA

vNA

解析：水蒸气的摩尔体积与其密度的乘积是摩尔质量，摩尔质量除以一个分子的质量得阿伏加德罗常数，所以A表达式正确；B选项表达式得到的不是水蒸气的密度，则B不正确；C选项表达式量与阿伏加德罗常数的比值，可求得一个分子的质量，它对固、液、气三种状态下的物体求分子的质量都适用；D选项表达式是分子的体积，该式只适用于固体、液体，不适用于气体，则D不正确．

2．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.

考点2实验：用油膜法估测分子大小

1.实验原理 实验采用使油酸在水面上形成一层单分子油膜的方法估测分子的大小．把一滴用稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，其中的酒精溶于水，并很快挥发，在水面上形成如图13－1－1所示形状的一个单分子层油膜，实验中如果算出一定体积的油酸在水面上形成的单分子油膜的面积，即可算出油酸分子的大小．图13－1－12．注注意事事项(1)酒精精油酸酸溶液液的浓浓度以以小于于11000为宜．．(2)实验验前，，必须须把所所有的的实验验用具具擦洗洗干净净，实实验时时吸取取油酸、、酒精精和溶溶液的的移液大误差，影响实验结果． (3)痱子粉和油酸用量都不能太多，否则不易成功，撒痱子粉时一定要均匀． (4)待测油酸面扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓．扩散后又收缩有两个原因：一是水面受油酸滴冲击凹陷后又恢复；二是酒精挥发后液面收缩．求(10m)即即可．．(5)本实实验只只要求求估算算分子子大小小，实实验结结果的的数量量级符符合要要－103．误误差分分析(1)酒精精油酸酸溶液液的配配制体体积比比不准准确．．(2)测定定每一一滴酒酒精油油酸溶溶液的的体积积时造造成误误差；；(3)计算算油膜膜面积积时采采用正正方形形座标标纸““数格格子法法”，，会造造成误差差．4．难难点分分析(1)计算算每滴滴酒精精油酸酸溶液液中的的纯油油酸含含量，，是难难点之之一．．设溶液液浓度度为ρ，每滴滴体积积为V1，则每每滴溶溶液中中，纯纯油酸V0＝ρV1.ρ＝纯油酸酸量(2)对微观观问题题建立立物理理模型型是重重要的的物理理思维维方法法，也也是难点之之一．．应理理解本本实验验的物物理模模型：：视分分子为为一个个一个个紧挨挨的小球球或高高度等等于直直径的的柱体体，层，将油膜厚度视为分子的直径．假设设单单分分子子油油膜膜的的面面积积为为S，必必然然有有d＝.所以以，，““用用油油膜膜法法估估A．将将油油膜膜看看成成单单分分子子油油膜膜B．不不考考虑虑各各油油分分子子间间的的间间隙隙C．考考虑虑了了各各油油分分子子间间的的间间隙隙D．将将油油膜膜分分子子看看成成质质点点解析析：“用油油膜膜法法估估测测分分子子的的大大小小””的的原原理理是是将将一一滴滴油油酸酸(体积为为V)滴入入水水中中，，使使之之形形成成一一层层单单分分子子油油膜膜，，成成为为一一个个一一个个单单层排排列列的的球球形形体体．．显显然然，，球球形形体体的的直直径径即即为为单单分分子子油油膜膜的的厚厚度度d.S测分分子子的的大大小小””实实验验的的科科学学3．(双选)用油膜法法估测分分子直径径实验的的科学依依据是()AB4．(2010年黄冈中中学月考考)“用油膜法法估测分子的大大小”的的实验的方方法及步步骤如下下：①向体＝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，当当滴入n＝100滴时，测测得其体体积恰好好是V0＝1mL；③先往边边长为30cm～40cm的浅盘里里倒入2cm深的水，，然后将__________均匀地撒在水面面上；④用注射射器往水水面上滴滴一滴酒酒精油酸酸溶液，，待油酸酸薄膜形形状稳定后后，将事事先准备备好的玻玻璃板放放在浅盘盘上，并并在玻璃璃板上描下油酸酸膜的形形状；⑤将画画有油油酸膜膜轮廓廓的玻玻璃板板放在在坐标标纸上上，如如图13－1－2所示，，数出出轮廓廓范围围内小小方格格的个个数N，小20mm.图13－1－2根据以以上信信息，，回答答下列列问题题：(1)步骤③③中应应填写写：.(2)1滴酒精精油酸酸溶液液中纯纯油酸酸的体体积V′是________mL；(3)考点3扩散现现象、、布朗朗运动动和分分子间间相互互作用用力1．分子子不停停息地地做无无规则则热运运动(1)扩散现现象：：相互互接触触的物物体互互相进进入对对方的的现象象．温温度越，，扩散散越快快．(2)布朗运运动：：在显显微镜镜下看看到的的悬浮浮在液液体(或气体体)中的微小颗颗粒的的无规规则运运动．．颗粒粒越，，运运动越越明显显；温温度越越，，小高痱子粉粉或石石膏粉粉2×10－54.3×10－10高运动越越激烈烈．布布朗运运动是是液体体分子子永不不停息息地做做无规规则热热运动动的反映映，是是液体体分子子对微微小颗颗粒撞撞击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无无规规则则热热运运动动的的实实验验事事实实有有两两个个：：扩扩散现现象象和和布布朗朗运运动动．．①扩扩散散现现象象不不仅仅说说明明物物质质分分子子在在不不停停地地运运动动着着，，同同时时还还说说明分分子子与与分分子子之之间间有有空空隙隙，，扩扩散散现现象象是是分分子子永永停停息息地地做做无无规规则则运动动的的直直接接表表现现；；②布布朗朗运运动动是是固固体的无规则运动，但它说明分子在不停地做无规则运动，布朗运动是液体(或气体)分子无规则运动的间接反映．2．．分分子子间间存存在在着着相相互互作作用用力力(1)分分子子间间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．．从从理理论论上上讲讲，，任何何时时候候引引力力和和斥斥力力都都是是同同时时存存在在的的，，实实际际表表现现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．．图13－－1－－3离r0，分分子子间间距距离离为为r0的位位置置就就叫叫做做平平衡衡位(2)分分子子间间相相互互作作用用的的引引力力与与斥斥力力都都随随着着分分子子间间距距离离的的增增大大而减减小小，，只只是是斥斥力力－10m)当r＞r0时，F引＞F斥，对外表现的的分子力F为引力；当r＝r0时，F引＝F斥，对外表现的的分子力F＝0；当r＜r0时，F (4)分子力是一种短程作用力，当分子间距离的数量级大于

时，分子间的相互作用力已变得很小，可以忽略不计，可以认为此时分子间相互作用的引力和斥力都为零，这时物体处于气态并可以当成理想气体．在标准状态下，气体分子间的相互作用力可以不计计，就是因为为这时气体分分子间的距离离远大于分子子直径的缘故．中正确的是()CA．布朗运动就就是液体分子子的热运动B．布朗朗运动动图示示中不不规则则折线线表示示的是是液体体分子子的运运动轨轨迹C．当分分子间间的距距离变变小时时，分分子间间作用用力可能增大

D．物体温度改变时物体分子的平均动能不一定改变5．(单选)(上海2011届高三三期末末)关于分分子解析：：布朗运运动是是分子子热运运动的的间接接反映映；微微粒做做布朗朗运动没有有固定定的轨轨迹；；温度度是物物体分分子平平均动动能的的标志志，温温度改改变，其其分子子平均均动能能必定定改变变．6．(双选)下面关关于分分子力力的说说法中中正确确的有有()ABA．铁丝丝很难难被拉拉长，，这一一事实实说明明铁丝丝分子子间存存在引引力B．水很难难被压缩缩，这一一事实说说明水分分子间存存在斥力力C．将打气气管的出出口端封封住，向向下压活活塞，当当空气被被压缩到到一定程度度后很难难再压缩缩，这一一事实说说明这时时空气分分子间表表现为斥力D．磁铁可可以吸引引铁屑，，这一事事实说明明分子间间存在引引力解析：无论怎样压缩，气体分子间距离一定大于r0，所以气体分子间一定表现为引力．空气压缩到一定程度很难再压缩不是因为分子斥力的作用，而是气体分子频繁撞击活塞产生压强的结果，应该用压强增大解释，所以C不正确．磁铁吸引铁屑是磁场力的作用，不是分子力的作用，所以D也不正确．

7．(双选)如图13－1－4，关于分分子间的的作用力力的下列列说法正确的是是(r0为分子的的平衡位位置)()图13－1－4解析：关于分子子间的引引力和斥斥力的表表现可参参照分子子的“弹弹簧模型””，但同同时也应应明确分分子间的的合力无无论表现现为引力力或斥力．其间间的引力力和斥力力都是同同时存在在的，则则易分析析出A、B错误，C、D正确．答案：CDA．两个分分子间距距离小于于r0时，分子子间只有有斥力B．两个分分子间距距离大于于r0时，分子子间只有有引力C．两个分分子间距距离由较较远逐渐渐减小到到r＝r0的过程中中，分子力先增增大后减减小，表表现为引引力D．两个分分子间距距离由极极小逐渐渐增大到到r＝r0的过程中，，引力和斥力都都同时减小小，分子力力表现为斥斥力考点4物体的内能能1．分子动动能：温度度是大量物物体分子平平均动能的的标志．(1)温度度是大量分分子的平均均动能的标标志，对个个别分子来来讲是无意义的．．(2)温度度相同的不不同种类的的物质，它它们分子的的平均动能能相同，但由于不同同种类物质质的分子质质量不等，，所以，它它们分子的速率不同． (3)分子的平均动能与物体运动的速度无关． 2．分子势能：微观上与分子间的距离有关，宏观上与物体的体积有关．图13－－1－5(1)选取取分子间距距离为无穷穷远处分子子势能为零零，则分子子势能与分子间距距离的关系系如图13－1－－5所示示．(2)分子子力做正功功，分子势势能减小；；克服分子子力做功，，分子势能增大．．①当r＞r0时，分子力力表现为引引力，随着着r的增大，分分子引力做负功，，分子势能能增加；②当r＜r0时，分子力力表现为斥斥力，随着着r的减小，分分子斥力做负功，，分子势能能增加；③r＝r0时，分子势能最小，，但不为零零，为负值值，因为选选两分子相距无无穷远时的的分子势能能为0.3．物体的的内能(1)物体体内所有分分子的动能能与势能的的总和即为为物体的内内能．由于分子的的动能与温温度有关，，分子势能能与体积有有关，所以以一定质量的某种种物质的内内能由物体体的温度和和体积共同同决定的．．当然还和分子的的数目有关关．(2)内能能改变的两两种方式：：做功和热热传递．①做功是其其他形式的的能与内能能相互转化化的过程．．②热传递是是物体间内内能的转移移过程．③做功与热热传递在改改变物体内内能上是等等效的，但但在能量的的转化或转移移上有本质质的区别．．8．(单选)气体内能是所有气体分分子热运动动动能和势势能的总和，其大小小与气体的的状态有关关，分子热热运动的平平均动能与与分子间势能分别别取决于气气体的()AA．温度和体体积C．温度和压压强B．体积和压压强D．压强和温温度解析：由于温度是是分子平均均动能的标标志，所以以气体分子子的动能在宏观观上取决于于温度；分分子势能是是由分子间间引力和分分子间距离共同决决定，宏观观上取决于于气体的体体积．9．(单选)下列说法正正确的是()AA．温度是分分子平均动动能的标志志，物体温温度高，则则分子的平平均动能大B．温度是分分子平均动动能的标志志，温度升升高，则物物体的每一一个分子的动动能都增大大C．当某物体体内能增加加时，则该该物体的温温度一定升升高D．甲物体的的温度比乙乙物体的温温度高，则则甲物体分分子平均速速率比乙物体分分子平均速率率大解析：温度是大量分子平均动能的标志，对个别分子来讲没有意义；物体的内能包括分子动能和分子势能；不同物体的分子的质量不相同，所以无法靠温度来判断分子的平均速率．故BCD错误．

10．(双选)如图13－1－6甲分子固定在在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子子对乙分子的的作用力与两两分子间距离的关关系如图中曲线线所示，F>0为斥力，F<0为引力．a、b、c、d为x轴上四个特定定的位置．现现把乙分子从从a处由静静止释释放，，则以以下判断正正确的的是()图13－1－6A．乙分分子由由a到b做加速速运动，由b到c做减速速运动动B．乙分子由a到c做加速运动，

到达

c时速度最大C．乙分分子由由a到b的过程中，，两分子子间的分子势能一直直减小D．乙分分子由由b到d的过程中，两分子间的分子势能一直直增大BC解析：：乙分子子从a到b再到c的过程，分分子之之间均表现为引力，，显然乙分子子始终做加速速运动，且达到c点速度最最大，，故A错，B对．乙分分子由由a到b的过程中，，两分子间的引力力一直直做正功，，两分子间的分子子势能一直直减小，故故C正确．乙分分子由由b到c的过程中，，两分子间的引力力仍然然做正正功，，两分子间的分子子势能仍在在减小，由由c到d的过程中，两分子间的斥力力做负功，则分子势能增加加，故故D错．热点分子间间作用用力和和内能能【例1】(双选选)(2010年全全国国卷卷Ⅰ)图13－1－7为两分子子系统的势能能Ep与两分子子间距离离r的关系曲曲线．下下列说法法正确的的是()图13－1－7A．当r大于r1时，分子子间的作作用力表现为引力力B．当r小于r1时，分子子间的作作用力表现为斥斥力C．当r等于r2时，分子子间的作作用力为为零D．当由r1变到r2的过程中中，分子子间的作作用力做做负功BC要记住分分子间作作用力和和分子势势能的特特点和规规律，仔细地看看懂高中物理理课本中分子子间的作用力力跟距离的关关系图和两分子系系统的分子势势能跟距离的的关系图是一一种很有效、、很直观的方法．．解析：分子间距等于r0时分子势能最小，即r0＝

r2.当r小于r1时分子力表现为斥力；当r大于r1小于r2时分子力表现为斥力；当r大于r2时分子力表现为引力，A错BC对．在r由r1变到r2的过程中，分子斥力做正功分子势能减小，D错误．故选BC.

A．分子间作用用力先减小后后增大B．分子间作用用力先增大后后减小C．分子势能先先减小后增大大D．分子势能先先增大后减小小解析：设两分子平衡衡位置之间距距离为r0，分子间距从从r减小到r0过程，分子间间作用力表现现为引力，分分子力大小先先增大后减小；分子间间距从r0继续减小过程程，分子力表表现为斥力，，分子力大小增大．．当r＝r0时，分子力为为零，此时分分子势能最小小．故正确选项为为C.和分子势能能的变化，，下列正确确说法是()1．(单选)(2010年潮州二模模)在使两个分分子间的距距离由很远远C易错点：对对内能的涵涵义的理解解【例1】(单选)下列说法中中正确的是是()DA．温度低的的物体内能能小B．温度低的的物体分子子运动的平平均速率小小C．做加速运运动的物体体，由于速速度越来越越大，因此此物体分子子的平均动能能越来越大大D．温度低的的铜块与温温度高的铁铁块相比，，分子平均均动能小错解分析：：A，因为温度度低，平均均动能就小小，所以内内能就小，，所以应选A.B，由动能公公式Ek＝(1/2)mv2可知知，，速速率率越越小小动动能能就就越小小，，而而温温度度低低的的物物体体分分子子平平均均动动能能小小，，所所以以速速率率也也小小，，所所以以应选选B.C，由由加加速速运运动动的的规规律律我我们们了了解解到到，，物物体体的的速速度度大大小小由由初速速度度、、加加速速度度和和时间间决决定定，，随随着着时时间间的的推推移移，，速速度