【物理】2018届一轮复习人教版第12章第1讲分子动理论内能学案

【物理】2018届一轮复习人教版第12章第1讲分子动理论内能学案

选考部分 第十二章 热学 ‎【研透全国卷】‎ 在新课标省区的高考中，对该部分内容的考查只在选考题部分出现，考查的知识不会面面俱到，重点考查分子动理论、阿伏加德罗常数的应用、气体实验定律及热力学第一定律等知识.‎ 预测在2018年高考中，对本部分内容的考查仍将以分子动理论、热力学定律及气体状态方程的应用为主.‎ 考点 内容 要求 题型 选考实验 一、分子动理论、内能 分子动理论的基本观点和实验依据 Ⅰ 选择 ‎1.实验内容 用油膜法估测分子的大小 ‎2.命题形式 填空 阿伏加德罗常数 Ⅰ 气体分子运动速率的统计分布 Ⅰ 温度是分子平均动能的标志、内能 Ⅰ 中学物理中涉及的国际单位制的基本单位和其他物理量的单位 Ⅰ 二、固体、液体和气体 固体的微观结构、晶体和非晶体 Ⅰ 选择、‎ 填空、‎ 计算 液晶的微观结构 Ⅰ 液体的表面张力现象 Ⅰ 气体实验定律 Ⅰ 理想气体 Ⅰ 饱和汽、未饱和汽、饱和汽压 Ⅰ 相对湿度 Ⅰ 三、热力学定律与能量守恒定律 热力学第一定律 Ⅰ 选择、‎ 填空 能量守恒定律 Ⅰ 热力学第二定律 Ⅰ 第1讲　分子动理论　内能 ‎(实验：用油膜法估测分子的大小)‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ 知识点一　分子动理论 ‎1.物体是由大量分子组成的 ‎(1)分子的大小 ‎①分子直径：数量级是　　　　m.‎ ‎②分子质量：数量级为10－26 kg.‎ ‎③测量方法：油膜法.‎ ‎(2)阿伏加德罗常数：1 mol任何物质所含有的粒子数，NA＝　　　　 mol－1.‎ ‎2.分子热运动：一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动.‎ ‎(1)扩散现象：相互接触的不同物质彼此进入对方的现象.温度　　　　，扩散越快，可在固体、液体、气体中进行.‎ ‎(2)布朗运动：悬浮在液体(或气体)中的微粒的无规则运动，微粒　　　　，温度　　　　，布朗运动越显著.‎ ‎3.分子力：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增大，但总的来讲斥力变化得较快.‎ 答案：1.(1)10－10　(2)6.02×1023　2.(1)越高　(2)越小　越高　3.减小 知识点二　温度 ‎1.意义：宏观上表示物体的冷热程度(微观上表示物体中分子平均动能的大小).‎ ‎2.两种温标 ‎(1)摄氏温标和热力学温标的关系T＝　　　　.‎ ‎(2)绝对零度(0 K)：是低温极限，只能接近不能达到，所以热力学温度无负值.‎ 答案：2.(2)t＋273.15 K 知识点三　内能 ‎1.分子动能 ‎(1)意义：分子动能是　　　　　　所具有的动能.‎ ‎(2)分子平均动能：所有分子动能的平均值.　　　　是分子平均动能的标志.‎ ‎2.分子势能：由分子间　　　　决定的能，在宏观上分子势能与物体的　　　　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.‎ 答案：1.(1)分子热运动　(2)温度　2.相对位置　体积　距离　3.(1)热运动动能　分子势能　(2)温度　体积 ‎(1)温度越高，扩散现象越明显.(　　)‎ ‎(2)布朗运动是液体分子的无规则运动.(　　)‎ ‎(3)分子间的引力和斥力都随分子间距的减小而增大.(　　)‎ ‎(4)－‎33 ℃‎＝240 K.(　　)‎ ‎(5)物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大.(　　)‎ ‎(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)物体温度不变，其内能一定不变.(　　)‎ 答案：(1)√　(2) 　(3)√　(4)√　(5)  ‎(6)√　(7)  考点　微观量与宏观量 ‎1.微观量 分子体积V0、分子直径d、分子质量m0.‎ ‎2.宏观量 物体的体积V、摩尔体积Vm、物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ.‎ ‎3.关系 ‎(1)分子的质量：m0＝＝.‎ ‎(2)分子的体积：V0＝＝.‎ ‎(3)物体所含的分子数：N＝·NA＝·NA或N＝·NA＝·NA.‎ ‎4.分子的两种模型 ‎(1)球体模型直径d＝.(常用于固体和液体)‎ ‎(2)立方体模型边长d＝.(常用于气体)‎ 考向1　固体、液体模型 ‎[典例1]　空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器(铜管)液化成水，经排水管排走，空气中水分越来越少，人会感觉干燥.某空调工作一段时间后，排出液化水的体积V＝1.0×‎103 cm3.已知水的密度ρ＝1.0×‎103 kg/m3、摩尔质量M＝1.8×10－‎2 kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023 mol－1.试求：(结果均保留一位有效数字)‎ ‎(1)该液化水中含有水分子的总数N；‎ ‎(2)一个水分子的直径d.‎ ‎[解析]　(1)水的摩尔体积为 Vm＝＝ m3/mol＝1.8×10－‎5 m3‎/mol 水分子总数为 N＝＝≈3×1025(个).‎ ‎(2)建立水分子的球体模型，有＝πd3，可得水分子直径：d＝＝ m≈4×10－‎10 m.‎ ‎[答案]　(1)3×1025个　(2)4×10－‎‎10 m 考向2　气体模型 ‎[典例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，阿伏加德罗常数为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　　　　.‎ ‎[解析]　可认为地球大气层对地球表面的压力是由其重力引起的，即mg＝p0S＝p0×4πR2，故大气层的空气总质量m＝，空气分子总数N＝NA＝.由于h≪R ‎，则大气层的总体积V＝4πR2h，每个分子所占空间设为一个棱长为a的正方体，则有Na3＝V，可得分子间的平均距离a＝.‎ ‎[答案]　　 ‎1.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＝，仅适用于固体和液体，对气体不适用.‎ ‎2.对于气体分子，d＝的值并非气体分子的大小，而是两个相邻的气体分子之间的平均距离.‎ 考点　对分子热运动的理解 ‎1.扩散现象：指相互接触的不同物质彼此进入对方的现象.温度越高，扩散越快；扩散可在固体、液体、气体中进行.‎ ‎2.布朗运动：指悬浮在液体(或气体)中的微粒的无规则运动.微粒越小，温度越高，布朗运动越显著.‎ ‎3.扩散现象、布朗运动与分子热运动的比较 类别 扩散现象 布朗运动 分子热运动 活动 主体 分子 固体微小颗粒 分子 区别 分子的运动，发生在固体、液体、气体等任何两种物质之间 微小颗粒的运动，是比分子大得多的分子团的运动，较大的颗粒不做布朗运动，但它本身的以及周围的分子仍在做热运动 指分子的运动，分子无论大小都做热运动，热运动不能通过光学显微镜直接观察到 观察 裸眼可见 光学显微镜 电子显微镜或扫描隧道显微镜 共同 点 都是永不停息的无规则运动，都随温度的升高而变得更加激烈 联系 布朗运动是由于微小颗粒受到周围分子做热运动的撞击力而引起的，它是分子做无规则运动的反映 考向1　布朗运动与热运动的比较 ‎[典例3]　关于分子热运动和布朗运动，下列说法正确的是(　　)‎ A.布朗运动是指在显微镜中看到的液体分子的无规则运动 B.布朗运动间接反映了分子在永不停息地做无规则运动 C.悬浮颗粒越大，同一时刻与它碰撞的液体分子越多，布朗运动越显著 D.当物体温度达到‎0 ℃‎时，物体分子的热运动就会停止 ‎[解析]　布朗运动是指在显微镜中看到的悬浮小颗粒的无规则运动，A错误；布朗运动间接反映了液体分子运动的无规则性，B正确；悬浮颗粒越大，液体分子对它的撞击作用的不平衡性越小，布朗运动越不明显，C错误；热运动在 ‎0 ℃‎时不会停止，D错误.‎ ‎[答案]　B 考向2　布朗运动与扩散现象的比较 ‎[典例4]　(多选)下列有关扩散现象与布朗运动的叙述中，正确的是(　　)‎ A.扩散现象与布朗运动都能说明分子在做永不停息的无规则运动 B.扩散现象与布朗运动没有本质的区别 C.扩散现象突出说明了物质的迁移规律，布朗运动突出说明了分子运动的无规则性规律 D.扩散现象和布朗运动都与温度有关 E.布朗运动是扩散的形成原因，扩散是布朗运动的宏观表现 ‎[解析]　扩散现象与布朗运动都能说明分子在做永不停息的无规则运动，故A正确；扩散是物质分子的迁移，布朗运动是宏观颗粒的运动，是两种完全不同的运动，故B错误；两个实验现象说明了分子运动的两个不同规律，则C正确；两种运动随温度的升高而加剧，所以都与温度有关，D正确；布朗运动与扩散的成因均是分子的无规则运动，两者之间不具有因果关系，故E错误.‎ ‎[答案]　ACD 布朗运动、分子热运动、扩散现象的辨析：布朗运动是布朗颗粒(线度约10－6 m)在液体分子撞击下的无规则运动，布朗运动并不是分子热运动，但它反映了分子永不停息地做无规则运动；扩散现象是液体分子直接运动的结果.‎ 考点　分子力、分子势能与分子间距离的关系 ‎1.分子力曲线与分子势能曲线：分子力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图线如图所示(取无穷远处分子势能Ep＝0)：‎ ‎　　‎ 分子力曲线　　　　　分子势能曲线 ‎2.分子力、分子势能与分子间距离的关系 ‎(1)当r>r0时，分子力为引力，当r增大时，分子力做负功，分子势能增加.‎ ‎(2)当rr0时，分子间作用力随分子间距的增大而减小 ‎[解析]　分子力和分子间距离的关系图象如图所示，根据该图象可判断分子间引力随分子间距的增大而减小，分子间斥力随分子间距的减小而增大，A、B正确；当rr0时，分子力随分子间距的增大先增大后减小，故E错误.‎ ‎[答案]　ABD 考向2　分子力做功与分子势能 ‎[典例6]　(多选)分子力比重力、引力等要复杂得多，分子势能跟分子间的距离的关系也比较复杂.图示为分子势能与分间距离的关系图象，用r0表示分子引力与分子斥力平衡时的分子间距，设r→∞时，Ep＝0，则下列说法正确的是(　　)‎ A.当r＝r0时，分子力为零，Ep＝0‎ B.当r＝r0时，分子力为零，Ep为最小 C.当r0r0(平衡位置)时，分子力表现为引力，且随着分子间距离的增大，分子力先增大后减小.‎ ‎(2)当r＝r0(平衡位置)时分子势能最小，因为不管分子间距离由r0增大还是减小，分子力都要做负功，分子势能都要增加.‎ ‎(3)当r

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