高考物理一轮复习第十四章第1节分子动理论内能课件

第十四章热学课标要求热点考向1.认识分子动理论的基本观点，知道其实验依据.知道阿伏加德罗常数的意义2.了解分子运动速率的统计分布规律.认识温度是分子平均动能的标志.理解内能的概念3.用分子动理论和统计观点解释气体压强4.通过调查，了解日常生活中表现统计规律的事例5.了解固体的微观结构.会区别晶体和非晶体，列举生活中常见的晶体和非晶体1.掌握分子动理论的基本内容2.知道内能的概念，会分析分子力、分子势能随分子间距离的变化课标要求热点考向6.了解材料科学技术的有关知识及应用，体会它们的发展对人类生活和社会发展的影响7.了解液晶的微观结构.通过实例了解液晶的主要性质及其在显示技术中的应用8.通过实验，观察液体的表面张力现象，解释表面张力产生的原因，交流讨论日常生活中表面张力现象的实例9.通过实验，了解气体实验定律，知道理想气体模型.用分子动理论和统计观点解释气体压强和气体实验定律3.学会用油膜法估测分子大小，理解间接测量微观量的原理及方法4.正确区分晶体、非晶体(续表)课标要求热点考向10.通过有关史实，了解热力学第一定律和能量守恒定律的发现过程.体会科学探索中的挫折和失败对科学发现的意义11.认识热力学第一定律.理解能量守恒定律.用能量守恒观点解释自然现象.体会能量守恒定律是最基本、最普遍的自然规律之一12.通过自然界中宏观过程的方向性，了解热力学第二定律.初步了解熵是反映系统无序程度的物理量5.理解表面张力并会解释有关现象6.掌握气体的三个实验定律，会用三个实验定律分析气体状态变化问题(续表)课标要求热点考向13.认识能源和环境与人类生存的关系，知道可持续发展的重大意义14.讨论能源开发和利用带来的问题及应该采取的对策.具有保护环境的意识15.尝试估计一些厂矿、交通工具及家用电器的能源消耗.具有可持续发展的责任感和节约能源的意识.注意自然资源的循环利用7.知道改变内能的两种方式，理解热力学第一定律，掌握能量守恒定律及其应用8.知道与热现象有关的宏观物理过程的方向性，了解热力学第二定律(续表)第1节分子动理论内能NA＝__________mol－1.10－1010－26一、分子动理论1.物体是由大量分子组成的.(1)分子直径大小的数量级为________m.(2)一般分子质量的数量级为________kg.(3)阿伏加德罗常数NA

：1mol的任何物质所含的分子数，6.02×1023

2.分子永不停息地做无规则热运动. (1)扩散现象：相互接触的物体的分子或原子彼此进入对方的现象.温度越________，扩散越快. (2)布朗运动：在显微镜下看到的悬浮在液体中的微小颗粒的永不停息的无规则运动.布朗运动反映了__________的无规则运动，颗粒越______，运动越明显；温度越高，运动越激烈.高液体分子小3.分子力.引力合力减小增大

(1)分子间同时存在着________和斥力，实际表现的分子力是它们的________. (2)分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而________，随分子间距离的减小而________，但斥力比引力变化得快.斥力零

(3)分子间的作用力随分子间距离r变化的关系如图14-1-1所示：当r＜r0

时，表现为________；当r＝r0

时，分子力为_______；当r＞r0时，表现为引力；当r＞10r0

时，分子力变得十分微弱，可忽略不计.图14-1-1二、物体的内能温度间距动能

1.分子的平均动能：物体内所有分子动能的平均值.______是分子平均动能的标志，物体温度升高，表明分子热运动的平均动能增大.分子势能

2.分子势能：与分子________有关.分子势能的大小随分子间距离的变化曲线如图14-1-2所示(规定分子间距离无穷远时分子势能为零).图14-1-2

3.物体的内能：物体中所有分子热运动的______与__________的总和.物体的内能跟物体的分子数、分子势能及温度都有关系.三、用油膜法估测分子的大小单层分子V S

将油酸滴在水面上，让油酸尽可能散开，可认为油酸在水面上形成_________油膜，如果把分子看成球形，单层分子油膜的厚度就可以看成油酸分子的直径，如图14-1-3所示，测出油酸的体积V和油膜的面积S，就可以算出分子的直径d＝________.

图14-1-3【基础自测】1.判断下列题目的正误.(1)布朗运动是液体分子的无规则运动.()(2)温度越高，布朗运动越剧烈.()(3)分子间的引力和斥力都随分子间距的增大而增大.()(4)温度升高，所有分子运动的速率都会变大.()(5)当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大.()答案：(1)×

(2)√

(3)×

(4)×

(5)√2.(多选)关于布朗运动的叙述，下列说法正确的是()

A.悬浮小颗粒的运动是杂乱无章的

B.液体的温度越低，悬浮小颗粒的运动越缓慢.当液体的温度降到零摄氏度时，固体小颗粒的运动就会停止

C.被冻结的冰块中的小炭粒不能做布朗运动，是因为在固体中不能发生布朗运动

D.做布朗运动的固体颗粒越小，布朗运动越明显

解析：布朗运动的特征之一就是无规则性，故A正确.布朗运动的剧烈程度与温度有关，当温度越低时，布朗运动越不明显，但不会停止，故B错误.布朗运动只能发生在液体或气体中，在固体中不能发生，并不是因为固体分子不运动，任何物质的分子都在永不停息地运动，故C正确.布朗运动的明显程度受颗粒大小的影响，颗粒越小，受力越不容易平衡，运动越剧烈，故D正确.答案：ACD3.关于扩散现象，下列说法正确的是()A.只有气体和液体才能发生扩散现象B.扩散现象使人们直接看到了分子的运动C.扩散现象说明分子是整体定向移动的D.温度越高，分子热运动越剧烈，扩散现象越明显答案：D)4.以下现象中能说明分子间存在斥力的是(A.气体总是很容易充满容器B.水的体积很难被压缩C.两根玻璃棒用力挤压不能黏合在一起D.破镜不能重圆答案：B热点1阿伏加德罗常数及微观量的计算[热点归纳]宏观量与微观量的相互关系.(1)微观量：分子体积V0、分子质量m0.(2)宏观量：物体的体积V、摩尔体积Vmol、物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ.(3)相互关系.

考向1固体、液体物态下分子模型

固体、液体分子一个一个紧密排列，可将分子看成球形或立方体形，如图14-1-4所示，分子间距等于小球的直径或立方体的图14-1-4

【典题1】如图14-1-5所示，雨后，湖中荷叶上有1滴体积约为0.1cm3

的水珠，已知水的密度ρ＝1.0×103

kg/m3，水的摩尔质量M＝1.8×10-2

kg/mol，试估算：(结果保留2位有效数字)图14-1-5(1)该滴水珠含有的水分子数.(2)一个水分子的直径大小.方法技巧分子大小、分子体积、分子质量属于微观量，直接测量它们的数值非常困难，可以借助较易测量的宏观量结合摩尔体积、摩尔质量等来估算这些微观量，其中阿伏加德罗常数是联系宏观量和微观量的桥梁和纽带.考向2气体物态下分子模型

气体分子不是一个一个紧密排列的，它们之间的距离很大，所以气体分子的大小不等于分子所占有的平均空间.如图14-1-6所图14-1-6【典题2】(2021

广东汕头模拟)肺活量是在标准大气压p0＝1atm下人一次尽力呼出空气的体积.

(1)某实验小组在学习气体实验定律后，设计了“吹气球法”的小实验来粗测肺活量，如图14-1-7.甲同学通过气球口用力一口气向气球内吹气(吹气前气球内部的空气可忽略不计).气球没有被吹爆，此时气球可近似看成球形，半径为r，球内空气的压强为p＝1.5atm，空气可看作理想气体，设整个过程温度保持不变，球

(2)某游泳运动员的肺活量为6L.在标准状态下.空气的摩尔体积为22.4L/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023

mol-1，则该运动员一次能呼出的空气分子数为多少？(结果保留2位有效数字)图14-1-7×6.0×1023解：(1)甲同学呼出气体做等温变化，设肺活量为V0，有p0V0＝pV将p＝1.5p0代入可得V0＝2πr3.(2)6L空气的摩尔数m＝

622.4mol含有的分子数n＝

622.4解得n＝1.6×1023.易错点拨固体和液体分子都可看成是紧密堆积在一起的.分子的体积V0＝Vmol

NA，仅适用于固体和液体，对气体不适用.热点2布朗运动与分子热运动[热点归纳]1.布朗运动.(1)研究对象：悬浮在液体或气体中的小颗粒；(2)运动特点：无规则、永不停息；(3)相关因素：颗粒大小、温度；(4)物理意义：说明液体或气体分子做永不停息的无规则热运动.2.扩散现象：相互接触的物体分子彼此进入对方的现象.产生原因：分子永不停息地做无规则运动.现象扩散现象布朗运动热运动活动主体分子微小固体颗粒分子区别分子的运动，发生在固体、液体、气体任何两种物质之间比分子大得多的微粒的运动，只能在液体、气体中发生分子的运动，不能通过光学显微镜直接观察到共同点①都是无规则运动；②都随温度的升高而更加激烈联系扩散现象、布朗运动都反映分子做无规则的热运动3.扩散现象、布朗运动与热运动的比较.

【典题3】(2022

年广东韶关模拟)某些病毒可通过高浓度气溶胶颗粒传播.气溶胶是指在气体中稳定分散悬浮的液态或固体小颗粒，这些小颗粒长时间地在空气中做无规则运动，这种运动________(填“是”或“不是”)分子热运动，温度________(填“越高”或“越低”)，气溶胶颗粒的直径_______(填“越大”或“越小”)，小颗粒运动得越激烈.

解析：布朗运动是固体小颗粒的运动，不是分子的运动，所以这种运动不是分子热运动.温度越高，固体小颗粒越小，布朗运动越激烈、越明显.所以温度越高，气溶胶颗粒的直径越小，小颗粒运动得越激烈.答案：不是越高越小物理量分子力F分子势能Ep图像热点3分子间的作用力与分子势能[热点归纳]物理量分子力F分子势能Ep随分子间距离的变化情况r＜r0F随

r增大而减小，表现为斥力r增大，F做正功，Ep减小r＞r0r增大，F先增大后减小，表现为引力r增大，F做负功，Ep增大r＝r0F引＝F斥，F＝0Ep最小，但不为零r＞10r0引力和斥力都很微弱，F＝0Ep＝0(续表)

考向1分子力

【典题4】(2023年北京石景山一模)分子间的作用力F与分子间距离r的关系如图14-1-8所示，r0

为分子间的平衡位置.下列说法正确的是()A.当r＝r0

时，分子间的作用力最小B.当r＝r1

时，分子间的作用力最小C.分子间的作用力总是随分子间距离增大而减小图14-1-8D.分子间的作用力总是随分子间距离增大而增大

解析：r0为分子间的平衡位置，此位置分子斥力与引力等大反向，合力为0，即当r＝r0时，分子间的作用力最小，A正确.

答案：A易错点拨根据分子力随距离变化的图像看分子力的大小时，要注意分子力的正负只表示方向不表示大小.考向2分子势能

【典题5】(2022

年广东六校联考)如图14-1-9所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子沿x轴运动，两分子间的分子势能Ep

与分子间距离的关系如图14-1-9所示.图中分子势能的最小值为－E0.乙分子在P点(x＝x2)时，甲、乙分子间的引力__________(填“大于”“小于”或“等于”)斥力.当乙分子从Q点(x＝x1)运动到P点(x＝x2)的过程中，分子力对乙做__________(填“正功”“负功”或“不做功”).图14-1-9

解析：乙分子在P点(x＝x2)时，分子势能最小，则所受分子力合力为零，分子间引力等于分子间斥力.乙分子从Q点运动到P点过程中，分子势能减小，分子力做正功.答案：等于正功

考向3分子力做功与分子势能

【典题6】(2022年广东茂名月考)两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图14-1-10中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0.相距很远的两分子，不考虑其他影响，仅在分子力作用下，由静止开始相互接近，在接近过程中，分子引力____________________，分子势能_____________，分子动能______________.(以上三空均填“逐渐变大”“逐渐减小”“先增大后减小”或“先减小后增大”)图14-1-10

解析：从相距很远到开始相互接近的过程中，在有分子力的情况下，分子引力一直增大.r0

是分子的平衡距离，当r大于r0时，分子力表现为引力，分子力做正功，分子动能增加，分子势能减小.当r小于r0

时，分子间的作用力表现为斥力，分子力做负功，分子动能减小，分子势能增加，所以在r＝r0时，分子势能最小，动能最大.所以分子势能先减小后增大，分子动能先增大后减小.答案：逐渐增大先减小后增大先增大后减小方法技巧(1)分子势能在平衡位置有最小值，无论分子间距离如何变化，靠近平衡位置，分子势能减小，反之增大. (2)判断分子势能的变化有两种方法： ①看分子力的做功情况. ②直接由分子势能与分子间距离的关系图线判断，但要注意其和分子力与分子间距离的关系图线的区别.项目内能机械能定义物体中所有分子热运动的动能与分子势能的总和物体的动能、重力势能和弹性势能的统称决定因素与物体的温度、体积、物态和分子数有关跟宏观运动状态、参考系和零势能点的选取有关量值任何物体都有内能可以为零热点4物体的内能[热点归纳]物体的内能与机械能的比较：项目内能机械能测量无法测量可测量本质微观分子的运动和相互作用的结果宏观物体的运动和相互作用的结果运动形式热运动机械运动联系在一定条件下可以相互转化，能的总量守恒(续表)【典题7】(多选)关于物体的内能，下列说法正确的是()

A.相同质量的两种物质，升高相同的温度，内能的增量一定相同

B.物体的内能改变时温度不一定改变

C.内能与物体的温度有关，所以0℃的物体内能为零

D.分子数和温度相同的物体不一定具有相同的内能

解析：相同质量的同种物质，升高相同的温度，吸收的热量相同.相同质量的不同种物质，升高相同的温度，吸收的热量不同，故A错误.物体内能改变时温度不一定改变，比如零摄氏度的冰熔化为零摄氏度的水，内能增加，B正确.分子永不停息地做无规则运动，任何物体内能不可能为零，故C错误.内能是分子热运动动能和分子势能之和，温度是分子热运动平均动能的标志，故分子数和温度相同的物体不一定有相同的内能，故D正确.答案：BD热点5实验：用油膜法估测分子的大小[热点归纳]1.原理与操作.2.处理与分析.(1)数据处理.①将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积.

②根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V，然后根据纯油酸的体积V和薄膜的面积S，算出油酸薄膜的厚是否为

10-10m，若不是

10-10m需重做实验.(2)注意事项.①将所有的实验用具擦洗干净，吸取油酸、酒精和溶液的移液管要分别专用，不能混用.②痱子粉和油酸的用量都不可太大，否则不易成功.③油酸酒精溶液的浓度以小于0.1%为宜.④浅盘中的水离盘口面的距离应较小，并要水平放置，以便准确地画出薄膜的形状，画线时视线应与板面垂直.⑤要待油膜形状稳定后再画轮廓.⑥滴油酸酒精溶液的滴口应在离水面1cm之内，否则油膜难以形成.(3)误差分析.①纯油酸体积的计算引起误差.②油膜面积的计算造成误差.a.油膜形状的画线造成误差.b.数格子所造成的误差.【典题8】(2023

年黑龙江鸡西月考)某小组的同学做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验.

(1)该小组的同学用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数