《江苏专用2019版高考物理大一轮复习第13单元热学学案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《江苏专用2019版高考物理大一轮复习第13单元热学学案（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1第第 1313 单元单元 热学热学2014 年2015 年2016 年2017 年高考热点统计 要求 分子动理论33(1)33(1)33(1) 固体、液体和 气体33(1)33(1)33(1)33(1)33(1)33(1)33(2)33(1)气体实验定律、 状态方程3333(2)33(2)33(2)33333333(2)3333热力学定律和能 量守恒定律33(1)33(1)33(1)3333(2)3333考情分析1.本单元的主要内容是分子动理论的基本观点、固体和液体的基本性质、气体实 验定律和理想气体状态方程及热力学定律,分子动理论、阿伏伽德罗常数的应用、 气体实验定律及热力学第一定律的应用
2、是高考命题的热点. 2.扩散和布朗运动现象、阿伏伽德罗常数、分子力和分子势能、分子平均动能和 温度、气体压强的微观解释、油膜法测分子直径、晶体与液晶、液体的表面张力 等是本单元的基础知识,气体实验定律、理想气体状态方程与热力学定律是本单 元的重点知识,应用气体实验定律、热力学第一定律的解题方法是教学重点.第 32 讲 分子动理论 内能 用油膜法估测分子的大小一、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)阿伏伽德罗常数NA:1 mol 的任何物质所含的分子数,NA= mol-1. 2.分子永不停息地做无规则热运动 (1
3、)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 ,运动越剧烈. 3.分子力 (1)分子间同时存在着 和 ,实际表现的分子力是它们的 . (2)引力和斥力都随着距离的增大而 ,但分子间距离变化相等时斥力比引力变化得 . (3)分子间的作用力随分子间距离r变化的关系如图 32-1 所示:当rr0时,表现为 ;当r10r0时,分子力变得十分微弱,可忽略不计. 图 32-1 二、物体的内能 1.分子的平均动能:物体内所有分子动能的平
4、均值. 是分子平均动能的标志,物体温度升高,分子热运动 的 增大. 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 32-2 所示(规定分子间距离无 穷远时分子势能为零). 2图 32-2 3.物体的内能:物体中所有分子的热运动 与 的总和.物体的内能跟物体的 、 及物体的 都有关系. 三、用油膜法估测分子的大小 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,如果把分子看作 ,单层 分子油膜的厚度就可以看作油酸分子的直径,如图 32-3 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,则d= . 图 32-3 【思维辨析】 (1)布朗运
5、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)-33 =240 K.( ) (5)分子动能指的是由于分子定向移动具有的能.( ) (6)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.( ) (7)内能相同的物体,它们的分子平均动能一定相同.( ) 【思维拓展】 分子的体积如何表示?考点一 阿伏伽德罗常数的应用 宏观量与微观量的转换桥梁 作为宏观量的摩尔质量Mmol、摩尔体积Vmol、密度与作为微观量的分子直径d、分子质量m、分子体积V0都 可通过阿伏伽德罗常数联系起来.如图 32-4 所示.
6、图 32-4(1)一个分子的质量:m=.(2)一个分子所占的体积:V0=(估算固体、液体分子的体积或气体分子平均占有的空间).(3)1 mol 物体的体积:Vmol=.(4)质量为M的物体中所含的分子数:n=NA.3(5)体积为V的物体中所含的分子数:n=NA. 考向一 液体、固体分子模型 1 2017江苏卷 科学家可以运用无规则运动的规律来研究生物蛋白分子.资料显示,某种蛋白的摩尔质量为 66 kg/mol,其分子可视为半径为 310-9 m 的球,已知阿伏伽德罗常数为 6.01023 mol-1.请估算该蛋白的密度. (计算结果保留一位有效数字) 建模点拨 固体、液体分子一个一个紧密排列,
7、可将分子看成球体或立方体,如图 32-5 所示,分子间距等于小球的直径或立方体的棱长,所以d=(球体模型)或d=(立方体模型).图 32-5 考向二 气体分子模型 2 已知地球大气层的厚度h远小于地球半径R,空气平均摩尔质量为M,阿伏伽德罗常数为NA,地面大气压强为 p0,重力加速度大小为g.由此可估算得,地球大气层空气分子总数为 ,空气分子之间的平均距离为 . 建模点拨 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 32-6 所示,此时每个分子占有的空间视为棱长为d的立方体,所以d=.图 32-6考点二 分子动理论的应用 考向一 布
8、朗运动与分子热运动4项目布朗运动分子热运动 活动主体固体小颗粒分子区别是固体小颗粒的运动, 能通过光学显微镜直接 观察到是分子的运动,分子不论大小都 做热运动,热运动不能通过光学显 微镜直接观察到共同点都是永不停息地无规则运动,都随温度的升高而变得更 加剧烈,都是肉眼所不能看见的联系布朗运动是小颗粒受到周围做热运动的分子撞击作用 不平衡而引起的,它是分子做无规则运动的反映3 (多选) 2016江苏涟水中学质检 关于布朗运动,下列说法不正确的是( ) A.布朗运动就是液体分子的无规则运动 B.布朗运动就是悬浮的固体微粒分子的无规则运动 C.气体分子的运动是布朗运动 D.液体中的悬浮微粒越大,布朗
9、运动就越不明显 E.布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮微粒撞击作用的不平衡引起的 考向二 分子间的作用力与分子势能 4 (多选) 2017山西晋城二模 将一个分子P固定在O点,另一个分子Q从图中的A点由静止释放,两分子之 间的作用力与间距关系的图像如图 32-7 所示,则下列说法正确的是( )图 32-7 A.分子Q由A运动到C的过程中,先加速再减速 B.分子Q在C点时分子势能最小 C.分子Q在C点时加速度大小为零 D.分子Q由A点释放后运动到C点左侧的过程中,加速度先增大后减小再增大 E.该图能表示固、液、气三种状态下分子力随分子间距变化的规律 方法技巧 (1)分子势能在平衡位置有最小值,
10、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 看分子力的做功情况. 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. 考向三 物体的内能 1.物体的内能与机械能的比较内能机械能定义物体中所有分子热运动动能 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 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
11、 联系 在一定条件下可以相互转化,能的总量守恒2.内能和热量的比较内能热量 区别 是状态量,状态确定, 是过程量,它表示由5系统的内能随之确定. 一个物体在不同的状态 下有不同的内能于热传递而引起的内 能变化过程中转移的 能量联系在只有热传递改变物体内能的情况下,物体 内能的改变量在数值上等于物体吸收或放出的 热量5 (多选)关于物体的内能,下列说法不正确的是( ) A.温度相等的 1 kg 和 100 g 的水内能相同 B.物体内能增加,一定要从外界吸收热量 C.热量只能从内能多的物体转移到内能少的物体 D.在相同物态下,同一物体温度降低,它的内能会减少 E.物体运动时的内能不一定比静止时的
12、内能大 式题 (多选) 2017太原二模 如图 32-8 所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上,两分子之间的 相互作用力的合力F与两分子间距离x的关系如图中曲线所示,F0 表现为斥力,FT1.图 33-3 又如图乙所示,A、B两点的温度相等,从B状态到A状态压强增大,体积一定减小,所以V2r0时,分子间作用力的合力随分子间距离的增大先增大后减小,选项 C 错误;绝对零度永远不可能达到,选项 D 正确;用打气筒向篮球内充气时,气体压强增大,对活塞的压力增大,所以打气时需要用力推动活塞,选项 E 错误. 3.(多选) 2016唐山摸底 对于分子动理论和物体内能的理解,下列说法正确的是(
13、) A.温度高的物体内能不一定大,但分子平均动能一定大 B.外界对物体做功,物体内能一定增加 C.温度越高,布朗运动越显著 D.当分子间的距离增大时,分子间作用力的合力就一直减小 E.当分子间作用力表现为斥力时,分子势能随分子间距离的减小而增大 解析 ACE 温度高的物体分子平均动能一定大,但是内能不一定大,选项 A 正确;外界对物体做功,若物体向外 放热,其内能不一定增加,选项 B 错误;温度越高,布朗运动越显著,选项 C 正确;当分子间的距离增大时,分子间作 用力的合力可能先增大后减小,选项 D 错误;当分子间作用力表现为斥力时,分子势能随分子间距离的减小而增大,选 项 E 正确. 4.(
14、多选) 2016豫东、豫北名校联考 关于分子动理论的基本观点和实验依据,下列说法正确的是( ) A.大多数分子直径的数量级为 10-10 m B.扫地时扬起的尘埃在空气中的运动不是布朗运动 C.悬浮在液体中的微粒越大,布朗运动就越明显 D.在液体表面分子力表现为引力 E.随着分子间距离的增大,分子势能一定增大 解析 ABD 多数分子直径的数量级为 10-10 m,选项 A 正确;扫地时扬起的尘埃比做布朗运动的微粒大得多,而 且扬起的尘埃是空气的流动造成的,不是布朗运动,选项 B 正确;悬浮在液体中的微粒越大,液体分子的撞击对微 粒影响越小,布朗运动就越不明显,选项 C 错误;液体表面分子之间距
15、离较大,分子力表现为引力,选项 D 正确;分 子势能变化与分子力做功有关,在平衡距离以内斥力大于引力,分子力表现为斥力,若在此范围内分子间距离增大,分 子力做正功,分子势能减小;在平衡距离以外引力大于斥力,分子力表现为引力,若分子间距增大,分子力做负功, 分子势能增大,选项 E 错误. 5. 2016重庆九龙坡区期中 如图所示为布朗运动实验的观测记录,关于布朗运动的实验,下列说法正确的是 ( )A.图中记录的是分子无规则运动的情况 B.图中记录的是微粒做布朗运动的情况 C.实验中可以看到,悬浮微粒越大,布朗运动越明显 D.实验中可以看到,温度越高,布朗运动越激烈 E.布朗运动既能在液体中发生,
16、也能在气体中发生 解析 BDE 布朗运动不是分子的无规则运动,是悬浮在液体或气体中的微粒做的无规则运动,故 A 错误,B 正确.微 粒越小、温度越高,布朗运动越明显,故 C 错误,D 正确.布朗运动既能在液体中发生也能在气体中发生,故 E 正确. 6.两个相距较远的分子仅在分子力的作用下由静止开始运动,直至不再靠近.在此过程中,下列说法正确的是( ) A.分子力先增大,后一直减小 B.分子力先做正功,后做负功 C.分子动能先增大,后减小 D.分子势能先增大,后减小 E.分子势能和动能之和不变 解析 BCE 分子力F与分子间距r的关系是:当rr0时F为引力.综上可知,当 两分子由相距较远逐渐达到最近的过程中分子力是先变大
