(新高考)高考物理一轮复习课件第14章 第1讲 分子动理论　内能(含解析)

第1讲分子动理论内能第十四章热学【目标要求】1.掌握分子模型的构建与分子直径的估算方法，了解分子动理论的基本 观点.2.了解扩散现象并能解释布朗运动.3.知道分子力随分子间距离变化的图象.4.了解物体内能的决定因素.内容索引NEIRONGSUOYIN考点一微观量的估算考点二布朗运动与分子热运动考点三分子间的作用力和内能课时精练考点一微观量的估算011.分子的大小(1)分子的直径(视为球模型)：数量级为 m；(2)分子的质量：数量级为1026 kg.2.阿伏加德罗常数(1)1 mol的任何物质都含有相同的粒子数.通常可取NA mol1；(2)阿伏加德罗常数是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁.基础回扣10106.0210231.微观量与宏观量(1)微观量：分子质量m0、分子体积V0、分子直径d等.(2)宏观量：物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度、物体的体积V、摩尔体积Vmol等.2.分子的两种模型技巧点拨例1(多选)(2020黑龙江哈尔滨三中高三模拟)已知铜的摩尔质量为M(kg/mol)，铜的密度为(kg/m3)，阿伏加德罗常数为NA(mol1).下列判断正确的是例2(多选)若以表示水的摩尔质量，V表示在标准状况下水蒸气的摩尔体积，表示在标准状况下水蒸气的密度，NA表示阿伏加德罗常数，m0、V0分别表示每个水分子的质量和体积，下列关系式中正确的有由于水蒸气中水分子之间有空隙，所以NAV0V，则水蒸气的密度为 ，故B错误，C正确.1.(固体分子的估算)(多选)(2020河北省尚义县第一中学期中)已知阿伏加德罗常数NA6.01023 mol1，下列关于分子动理论的说法中正确的是A.把冰分子看成一个球体，不计冰分子间的空隙，由冰的密度 0.9103 kg/m3可估算出冰分子直径的数量级为1010 mB.布朗运动是指液体分子的无规则运动C.某油轮载有密度为0.9103 kg/m3的原油在海面上航行，由于故障 使部分原油泄漏，若共泄漏出原油9 000 kg，这次泄漏事故造成的最 大污染面积可达到1011 m2D.由某气体的密度、体积和摩尔质量可估算出该气体分子的直径跟进训练12将冰分子的摩尔质量M18103 kg/moL，NA6.01023 mol1和0.9103 kg/m3代入上式，可得d41010 m，故A正确；布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的无规则运动，反映了液体分子的无规则运动，故B错误；12已知该气体的密度、体积和摩尔质量，可以得到摩尔体积，但缺少阿伏加德罗常数，故不能算出分子间的平均距离，且由于气体间隙较大，不能估算出分子直径，故D错误.122.(气体分子的估算)(2020江苏通州区、海门市、启东市联考)某一体积为V的密封容器，充入密度为、摩尔质量为M的理想气体，阿伏加德罗常数为NA，则该容器中气体分子的总个数N_，分子间的平均距离d_.12解析气体的质量：mV12考点二布朗运动与分子热运动02基础回扣1.分子热运动分子做永不停息的无规则运动.2.扩散现象(1)扩散现象是相互接触的不同物质彼此进入对方的现象.(2)扩散现象就是分子的运动，发生在固体、液体、气体任何两种物质之间.(3)温度 ，扩散越快.越高3.布朗运动(1)布朗运动是悬浮在液体(或气体)中的微粒的无规则运动.(2)布朗运动不是分子的运动，但它反映了液体分子的无规则运动.(3)微粒 ，温度 ，布朗运动越明显.越小越高技巧点拨气体分子运动的速率分布图象气体分子间距离大约是分子直径的10倍，分子间作用力十分微弱，可忽略不计；分子沿各个方向运动的机会均等；分子速率的分布规律按“中间多、两头少”的统计规律分布，且这个分布状态与温度有关，温度升高时，平均速率会增大，如图1所示.图图13.(扩散现象)(多选)关于扩散现象，下列说法正确的是A.温度越高，扩散进行得越快B.扩散现象是不同物质间的一种化学反应C.扩散现象是由物质分子无规则运动产生的D.扩散现象在气体、液体和固体中都能发生E.液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的跟进训练3456解析根据分子动理论，温度越高，扩散进行得越快，故A正确；扩散现象不是化学反应，故B错误；扩散现象是由物质分子无规则运动产生的，故C正确；扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，故D正确；液体中的扩散现象不是由于液体的对流形成的，是液体分子无规则运动产生的，故E错误.34564.(布朗运动)关于布朗运动，下列说法中正确的是A.悬浮在液体中的微粒越大，布朗运动越明显B.温度越低，布朗运动越剧烈C.布朗运动是指液体分子的无规则运动D.液体分子的无规则运动是产生布朗运动的原因解析布朗运动是指悬浮在液体中的微粒的无规则运动，C错误；温度越高，布朗运动越剧烈，B错误；悬浮在液体中的微粒越小，布朗运动越明显，A错误；液体分子的无规则运动是产生布朗运动的原因，故D正确.34565.(分子热运动的理解)以下关于热运动的说法正确的是A.水流速度越大，水分子的热运动越剧烈B.水凝结成冰后，水分子的热运动停止C.水的温度越高，水分子的热运动越剧烈D.水的温度升高，每一个水分子的运动速率都会增大解析分子热运动与宏观运动无关，只与温度有关，故A错误；温度升高，分子热运动更剧烈，分子平均动能增大，并不是每一个分子运动速率都会增大，故C正确，D错误；水凝结成冰后，水分子的热运动不会停止，故B错误.34566.(气体分子运动速率分布规律)(多选)(2017全国卷33(1)氧气分子在0 和100 温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图2中两条曲线所示.下列说法正确的是A.图中两条曲线下的面积相等B.图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形C.图中实线对应于氧气分子在100 时的情形D.图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目E.与0 时相比，100 时氧气分子速率出现在0 400 m/s 区间内的分子数占总分子数的百分比较大图图23456解析根据图线的物理意义可知，曲线下的面积表示百分比的总和，所以图中两条曲线下的面积相等，选项A正确；温度是分子平均动能的标志，且温度越高，速率大的分子所占比例越大，所以图中实线对应于氧气分子平均动能较大的情形，虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形，选项B、C正确；根据曲线不能求出任意区间的氧气分子数目，选项D错误；由图线可知，与0 时相比，100 时氧气分子速率出现在0400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较小，选项E错误.345603考点三分子间的作用力和内能1.分子间的作用力分子间同时存在引力和斥力，且都随分子间距离的增大而 ，随分子间距离的减小而 ，但总是斥力变化得较快.2.分子动能与分子势能(1)分子平均动能所有分子动能的 .是分子平均动能的标志.基础回扣减小增大平均值温度(2)分子势能由分子间的 决定的能，在宏观上分子势能与物体 有关，在微观上与分子间的 有关.3.物体的内能(1)内能：物体中所有分子的 与 的总和.(2)决定因素：、和物质的量.(3)影响因素：物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小 ；(4)改变物体内能的两种方式：和 .相对位置体积距离热运动动能分子势能温度体积无关做功热传递4.温度(1)一切达到热平衡的系统都具有相同的 .(2)两种温标摄氏温标和热力学温标.关系：Tt273.15 K.温度1.分子间的作用力、分子势能与分子间距离的关系分子间的作用力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图线如图3所示(取无穷远处分子势能Ep0).技巧点拨图图3(1)当rr0时，分子间的作用力表现为引力，当r增大时，分子间的作用力做负功，分子势能增大.(2)当rr0时，分子间的作用力表现为斥力，当r减小时，分子间的作用力做负功，分子势能增大.(3)当rr0时，分子势能最小.2.分析物体内能问题的五点提醒(1)内能是对物体的大量分子而言的，不存在某个分子内能的说法.(2)内能的大小与温度、体积、物质的量和物态等因素有关.(3)通过做功或热传递可以改变物体的内能.(4)温度是分子平均动能的标志，相同温度的任何物体，分子的平均动能都相同.(5)内能由物体内部分子微观运动状态决定，与物体整体运动情况无关.任何物体都具有内能，恒不为零.例3(2020全国卷33(1)分子间作用力F与分子间距r的关系如图4所示，rr1时，F0.分子间势能由r决定，规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零.若一分子固定于原点O，另一分子从距O点很远处向O点运动，在两分子间距减小到r2的过程中，势能_(填“减小”“不变”或“增大”)；在间距由r2减小到r1的过程中，势能_(填“减小”“不变”或“增大”)；在间距等于r1处，势能_(填“大于”“等于”或“小于”)零.图图4减小减小小于解析分子势能与分子间距离变化的关系图象如图所示，两分子间距减小到r2的过程中及由r2减小到r1的过程中，分子间作用力做正功，分子势能减小；在间距等于r1处，分子势能最小，小于零.例4(多选)(2020山东烟台市检测)下列关于温度及内能的说法中正确的是A.温度是分子平均动能的标志，所以两个动能不同的分子相比，动能大 的分子温度高B.两个不同的物体，只要温度和体积相同，内能就相同C.质量和温度相同的冰和水，内能不同D.温度高的物体不一定比温度低的物体内能大解析温度是大量分子热运动的宏观体现，单个分子不能比较温度高低，选项A错误；物体的内能由温度、体积、物质的量及物态共同决定，选项B错误，C正确；质量不确定，只知道温度的关系，不能确定内能的大小，选项D正确.7.(气体的内能)(多选)(2018全国卷33(1)对于实际的气体，下列说法正确的是A.气体的内能包括气体分子的重力势能B.气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能C.气体的内能包括气体整体运动的动能D.气体的体积变化时，其内能可能不变E.气体的内能包括气体分子热运动的动能跟进训练789解析气体的内能不考虑气体自身重力的影响，故气体的内能不包括气体分子的重力势能，A项错误；实际气体的内能包括气体分子热运动的动能和分子势能两部分，B、E项正确；气体整体运动的动能属于机械能，不属于气体的内能，C项错误；气体体积变化时，分子势能发生变化，若气体温度也发生变化，则分子势能和分子动能的和可能不变，即内能可能不变，D项正确.7898.(分子间的作用力)(多选)(2020陕西渭南市高三月考)分子间存在着相互作用的引力和斥力，分子间实际表现出的作用力是引力与斥力的合力.图5甲是分子引力、分子斥力随分子间距离r的变化图象，图乙是实际分子力F随分子间距离r的变化图象(斥力以正值表示，引力以负值表示).将两分子从相距rr2处由静止释放，仅考虑这两个分子间的作用力，下列说法正确的是图图5789A.从rr2到rr1，分子间引力、斥力都在增大B.从rr2到rr1，分子间引力减小，斥力增大C.当rr0时，分子间的作用力表现为斥力D.从rr2到rr0，分子间的作用力一直做正功E.从rr2到rr0，分子势能先减小后增大789解析由题图甲可知，随分子间距离减小，分子间的引力和斥力都在增大，故A正确，B错误；由题图乙可知，当rr0时，分子间的作用力为正，即表现为斥力，故C正确；从rr2到rr0过程中，分子间的作用力表现为引力，故随着距离的减小，分子力一直做正功，动能增大，分子势能一直减小，故D正确，E错误.7899.(物体的内能)(多选)(2020贵州安顺市调研)关于物体的内能，下列说法正确的是A.物体内部所有分子动能的总和叫作物体的内能B.物体被举得越高，其分子势能越大C.一定质量的0 的冰融化为0 的水时，分子势能增加D.一定质量的理想气体放出热量，它的内能可能增加789解析物体的内能包括所有分子动能和分子势能，物体内部所有分子动能的总和只是内能的一部分，故A错误；物体被举得越高，其重力势能越大，与分子势能无关，故B错误；一定质量的0 的冰融化为0 的水时需要吸热，而此时分子平均动能不变，故分子势能增加，故C正确；一定质量的理想气体放出热量，如果同时有外界对它做功，且做功的量大于它放出的热量，它的内能就会增加，故D正确.