【物理】2018届一轮复习人教版热学学案
专题 热学
知识导图
热学是北京高考每年必考内容，大部分都会以选择题（6分）出现，也有可能考实验（油膜法测分子直径）。
2016年
第8题
6分
考查分子热运动和分子力，与实际生活结合（雾霾）
2015年
第1题
6分
考查热力学第一定律
2014年
第1题
6分
考查分子内能
2013年
第1题
6分
考查分子的热运动和热力学第一定律
NA=
教学目标
1. 熟记并会运用分子动理论，分子内能及热力学定律这几个常考考点。
1. 理解并会计算分子直径。
题型分类及方法点拨
类型一 分子的动理论
方法点拨：这部分主要考查：①分子的热运动：扩算现象就是分子的热运动；布朗运动间接反应分子的热运动，它是悬浮在液体中的固体小颗粒的运动；②阿伏伽德罗常量的计算，注意气体分子有空隙。
例题1：已知油酸的摩尔质量为，密度为，阿佛加德罗常数为。若用表示一个油酸分子的质量，用表示一个油酸分子的体积。则下列表达式中正确的是（ ）
A． B． C． D．
练习1. 关于布朗运动，下列说法正确的是（ ）
A. 布朗运动是液体分子的无规则运动
B. 液体温度越高，布朗运动会越激烈
C. 布朗运动是由于液体各部分温度不同而引起的
D. 悬浮在液体中的颗粒作布朗运动具有的能是内能
练习2. 雾霾天气对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述，是特定气候条件与人类活动相互作用的结果。雾霾中，各种悬浮颗粒物形状不规则，但可视为密度相同、直径不同的球体，并用 PM10 、PM2.5 分别表示直径小于或等于 10μm 、2.5μm 的颗粒物（PM 是颗粒物的英文缩写）。某科研机构对北京地区的检测结果表明，在静稳的雾霾天气中，近地面高度百米的范围内，PM10 的浓度随高度的增加略有减小，大于PM10 的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小，且两种浓度分布基本不随时间变化。据此材料，以下叙述正确的是 ( )
A. PM10 表示直径小于或等于 1.0×10-6m 的悬浮颗粒物
B. PM10 受到的空气分子作用力的合力始终大于其受到的重力
C. PM10 和大悬浮颗粒物都在做布朗运动
D. PM2.5 浓度随高度的增加逐渐增大
类型二 分子的作用力
方法点拨：分子的引力和斥力同时存在，随着分子间距的增加，分子的引力和斥力都减小，斥力减小的快；随着分子间距的减小，分子的引力和斥力都增加，斥力增加的快。
① r
引力②r=r0时，斥力=引力③r>r0时，斥力<引力。
例题2：关于分子间的作用力，下列说法正确的是（ ）
A．分子间只存在引力
B．分子间只存在斥力
C．分子间同时存在引力和斥力
D．分子间不可能同时存在引力和斥力
练习1：甲和乙两个分子，设甲固定不动，乙从无穷远处（此时分子间的分子力可忽略，取无穷远时它们的分子势能为0）逐渐向甲靠近直到不能再靠近的过程中（ ）
A．分子间的引力和斥力都在减小
B．分子间作用力的合力一直增大
C．分子间的力先做负功后做正功
D．分子势能先减小后增大
练习2：分子间作用力与分子间距离的关系图线如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．分子之间的斥力和引力不是同时存在
B．分子之间的斥力和引力大小都随分子间距离的增加而减小
C．分子之间的距离减小时，分子力一直在减小
D．分子间距离增大时，分子间引力增大，分子间斥力减小
类型三 分子内能
方法点拨：这部分考点关键点是温度物体平均动能的标志，温度升高，只能说平均动能增大，不能说每个分子的动能都增大，也不能说分子的总动能增加（密闭空间除外）；分子势能与分子力做功有关，分子力做正功，分子势能减小，做负功，分子势能增加。
例题3：下列说法中正确的是 ( )
A. 物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大
B. 物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大
C. 物体温度降低，其内能一定增大
D. 物体温度不变，其内能一定不变
练习1：由于分子间存在着分子力，而分子力做功与路径无关，因此分子间存在与其相对距离有关的分子势能。如图所示为分子势能Ep随分子间距离r变化的图象，取r趋近于无穷大时Ep为零。通过功能关系可以从分子势能的图象中得到有关分子力的信息，则下列说法正确的是（ ）
r11
r
O
R2222222
Ep
A．假设将两个分子从r=R处释放，它们将相互远离
B．假设将两个分子从r=R处释放，它们将相互靠近
C．假设将两个分子从r=r处释放，它们的加速度先增大后减小
D．假设将两个分子从r=r处释放，当r=R时它们的速度最大
练习2：给一定质量、温度为0℃的水加热，在水的温度由0℃上升到4℃的过程中，水的体积随着温度升高反而减小，我们称之为“反常膨胀”。某研究小组通过查阅资料知道：水分子之间存在一种结合力，这种结合力可以形成多分子结构，在这种结构中，水分了之间也存在相互作用的势能。在水反常膨胀的过程中，体积减小是由于水分子之间的结构发生了变化，但所有水分子间的总势能是增大的。关于这个问题的下列说法中正确的是
A．水分子的平均动能减小，吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功
B．水分子的平均动能减小，吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功
C．水分子的平均动能增大，吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功
D．水分子的平均动能增大，吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功
类型四 热力学定律
方法点拨：这部分主要考做功和热传递是改变内能的两种方式，它们在改变内能上是等效。理想气体状态方程：或，也是考点之一。
例题4: 下列说法正确的是 ( )
A. 物体放出热量，其内能一定减小
B. 物体对外做功，其内能一定减小
C. 物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加
D. 物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变
练习1：对一定质量的气体，下列说法中正确的是
A. 外界对气体做功，内能一定增大
B. 气体从外界吸收热量后，内能一定增大
C. 分子密集程度一定，温度越高，气体的压强越小
D. 温度一定，分子密集程度越大，气体的压强越大
练习2：在一定温度下，当气体的体积减小时，气体的压强增大，这是由于 ( )
A. 单位体积内的分子数变大，单位时间对器壁碰撞的次数增多
B. 气体分子密度变大，分子对器壁的吸引力变大
C. 每个分子对器壁的平均撞击力变大
D. 气体分子的密度变大，单位体积内分子的重量变大
类型五 油膜法测分子直径
方法点拨：这个实验主要考查分子直径的计算，注意要分步求，先求酒精油酸溶液的浓度，再求出一滴油酸分子的体积，然后数出一滴油酸分子的小格数，求出面积，最后用公式d=求出分子直径。
例题5在做“用油膜法估测分子大小”的实验中，已知实验室中使用的酒精油酸溶液的浓度为A，N滴溶液的总体积为V。在浅盘中的水面上均匀撒上痱子粉，将一滴溶液滴在水面上，待油膜稳定后，在带有边长为a的正方形小格的玻璃板上描出油膜的轮廓(如图所示)，测得油膜占有的正方形小格个数为X。
①用以上字母表示油酸分子的大小d=_____________。
②从图中数得X =____________。
痱子粉
练习1：某同学做“用油膜法估测分子的大小”的实验。
① 每滴油酸酒精溶液的体积为V0，将该溶液滴一滴到水面上，稳定后形成油膜的面积为S。已知500mL油酸酒精溶液中含有纯油酸1mL，则油酸分子直径大小的表达式为d=________。
② 该同学做完实验后，发现自己所测的分子直径d明显偏大。出现这种情况的原因可能是________。
A．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算
B．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化
C．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开
D．计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理
练习2：在做“用油膜法估测分子的大小”实验时，将6mL的油酸溶于酒精中制成104mL的油酸酒精溶液。用注射器取适量溶液滴入量筒，测得每滴入75滴，量筒内的溶液增加1mL。用注射器把1滴这样的溶液滴入表面撒有痱子粉的浅水盘中，把玻璃板盖在浅盘上并描出油酸膜边缘轮廓，如图所示。已知玻璃板上正方形小方格的边长为1cm，则油酸膜的面积约为________m²（保留两位有效数字）。由以上数据，可估算出油酸分子的直径约为________m（保留两位有效数字）。
巩固练习
1.（2016海淀0模）利用下列哪一组物理量可以算出二氧化碳的摩尔质量 ( )
A. 二氧化碳的密度和阿伏加德罗常数
B. 二氧化碳分子的体积和二氧化碳的密度
C. 二氧化碳分子的质量和阿伏加德罗常数
D. 二氧化碳分子的体积和二氧化碳分子的质量
2.（2016海淀一模）下列说法中正确的是（ ）
A．布朗运动就是液体分子的无规则运动
B．当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力均增大
C．当分子间距离增大时，分子势能一定增大
D．物体的内能变化，它的温度并不一定发生变化
3.（2016海淀二模）如图所示，在一个配有活塞的厚壁有机玻璃筒底放置一小团硝化棉，迅速向下压活塞，筒内气体被压缩后可点燃硝化棉。在筒内封闭的气体被活塞压缩的过程中 ( )
A. 气体对外界做正功，气体内能增加 B. 外界对气体做正功，气体内能增加
C. 气体的温度升高，压强不变 D. 气体的体积减小，压强不变
4.（2016西城一模）下列说法正确的是 ( )
A. 液体分子的无规则运动称为布朗运动
B. 物体从外界吸收热量，其内能一定增加
C. 物体温度升高，其中每个分子热运动的动能均增大
D. 气体压强产生的原因是大量气体分子对器壁的持续频繁的撞击
5.（2016西城二模） 关于两个分子之间的相互作用力和分子势能，下列判断正确的是 ( )
A. 两分子处于平衡位置，分子间没有引力和斥力
B. 两分子间距离减小，分子间的引力和斥力都增大
C. 两分子间距离减小，分子势能一定减小
D. 两分子间距离增大，分子势能一定增大
6.（2016东城一模） 下列说法正确的是 ( )
A. 气体从外界吸收热量，气体的内能一定增加
B. 液体中的悬浮微粒越小，布朗运动越明显
C. 封闭在气缸中的气体，体积减小，压强一定减小
D. 两块纯净的铅板压紧后能合在一起，说明此时分子间不存在斥力
7.（2016东城二模） 已知阿伏伽德罗常数为 ，油酸的摩尔质量为，密度为。则一个油酸分子的质量可表示为 ( )
A. B. C. D.
8.（2016朝阳一模）下列说法正确的是 ( )
A. 物体的温度升高，物体内所有分子热运动的速率都增大
B. 物体的温度升高，物体内分子的平均动能增大
C. 物体吸收热量，其内能一定增加
D. 物体放出热量，其内能一定减少
9.（2016朝阳二模）下列说法正确的是 ( )
A. 液体分子的无规则运动称为布朗运动
B. 布朗运动间接反映了液体分子的无规则运动
C. 物体从外界吸热，其内能一定增大
D. 外界对物体做功，其内能一定增大
10.（2016丰台一模）关于分子间的作用力，下列说法正确的是 ( )
A. 分子间只存在引力
B. 分子间只存在斥力
C. 分子间同时存在引力和斥力
D. 分子间距离较小时，只存在斥力，分子间距离较大时，只存在引力
11.（2016丰台二模）关于物体的内能，下列说法正确的是 ( )
A. 温度高的物体一定比温度低的物体内能大
B. 内能与物体的温度有关，所以 的物体内能为零
C. 物体的温度升高，则组成物体的每个分子的动能都增大
D. 做功和热传递都能改变物体的内能
12.（2016石景山一模）分子间同时存在着引力和斥力，当分子间距减小时，分子间的 ( ) A. 引力增加，斥力减小 B. 引力增加，斥力增加
C. 引力减小，斥力减小 D. 引力减小，斥力增加
13.（2016房山二模） 关于分子动理论和物体的内能，下列说法中正确的是 （ ）
A．液体分子的无规则运动称为布朗运动
B．物体从外界吸收热量，其内能一定增加
C．同一质量的同种气体，温度升高，气体的压强一定增大
D．物体的温度升高，物体内大量分子热运动的平均动能增大
14.（2016顺义一模） 下列说法中正确的是 ( )
A. 布朗运动就是液体分子的热运动
B. 对一定质量的气体加热，其内能一定增加
C. 物体的温度越高，分子热运动越剧烈，分子平均动能越大
D. 分子间吸引力随分子间距离的增大而增大，而排斥力随距离的增大而减小
15.（2016昌平二模）堵住打气筒的出气口，缓慢向下压活塞使气体体积减小，你会感到越来越费力。设此过程中气体的温度保持不变。对这一现象的解释正确的是 ( )
A．气体的密度增大，使得在相同时间内撞击活塞的气体分子数目增多
B．气体分子间没有可压缩的间隙
C．气体分子的平均动能增大
D．气体分子间相互作用力表现为斥力
16．在用“油膜法估测分子直径”的实验中，（1）已知实验室中使用的油酸酒精溶液的体积浓度为A，又用滴管测得每N滴这种油酸酒精的总体积为V，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为a的正方形小格的纸上测得油膜占有的小正方形个数为x，用以上字母表示油酸分子的直径d= ．
（2）如图所示为某同学在实验中描出的油膜边界线的图．如果a=1cm，据此图可估算出油膜的面积约为 cm2．
17．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，以下给出的是可能的操作步骤，请补全实验步骤B和实验步骤D中的计算式．
A．用滴管将事先配好的浓度为0.05%的油酸酒精溶液逐滴滴入量筒，记下滴入的溶液体积V0m3与滴数N．
B．用浅盘装入约2cm深的水．然后 ．
C．将一滴油酸酒精液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定，
D．将玻璃板放在浅盘上，用笔将薄膜的外形状描画在玻璃板上．
E．将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长lcm的正方形为单位，计算出轮廓内正方形的个数m．
F．用测量的物理量估算出单个油酸分子的直径d= m．
18．在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：
①往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上．
②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定．
③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小．
④
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，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积．
⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用笔描绘在玻璃板上．
完成下列填空：
（1）上述步骤中，正确的顺序是 ．（填写步骤前面的数字）
（2）将1.0cm3的油酸溶于酒精，制成300cm3的油酸酒精溶液；测得1.0cm3的油酸酒精溶液有28滴．现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.10m2．由此估算出油酸分子的直径为 m．（结果保留2位有效数字）
19．在“用油膜法估测分子直径的大小”的实验中，向瓶中加入0.5mL的纯油酸和一定量的酒精得到500mL的混合溶液，然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入200滴混合溶液，液面正好达到量筒中2mL的刻度，再用滴管取配好的油酸溶液，向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下1滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜，如图所示．坐标格正方形的大小为2cm×2cm，由图可以估算出油膜的面积是 m2（保留一位有效数字），由此估算出油膜分子的直径是 m（保留一位有效数字）．实验中若撒的痱子粉过多，则计算得到的油酸分子的直径偏 （选填“大”或“小”）．
20．（1）在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，向容量瓶中加入0.5mL的油酸和一定量的酒精得到500mL的混合溶液，然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入200滴混合溶液，液面正好达到量筒中2mL的刻度，再用滴管取配好的油酸溶液，向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下1滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜，如图所示．坐标格正方形的大小为2cm×2cm，由图可以估算出油膜的面积是 m2（保留一位有效数字），由此估算出油膜分子的直径是 m（保留一位
有效数字）．
（2）某同学在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，计算出的分子直径明显偏大，可能
是由于 ．
A．油酸分子未完全散开
B．油酸中含有大量酒精
C．计算油膜面积时，舍去了所有不足半格的方格
D．求每滴油酸酒精溶液的体积时，2mL的溶液滴数198错计成了200．
21．在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：
①往边长约40cm的浅盘里倒入约2cm深的水，水面稳定后将适量痱子粉均匀撒在水面上．
②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定．
③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小．
④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，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积．
⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上．
（1）上述步骤中，正确的顺序是 ．（填写步骤前面的数字）
（2）用油膜法估测分子直径的实验中做了哪些科学的近似
A．把在水面上尽可能扩散开的油膜视为单分子油膜
B．把形成油膜的分子看做紧密排列的球形分子
C．将油膜视为单分子油膜，但需要考虑分子间隙
D．将油酸分子视为立方体模型
（3）某同学在做“用油膜法估测分子大小”实验中，取用的油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸6mL，用注射器测得1mL上述溶液有液滴50滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油酸的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标纸中正方形小方格的边长为20mm．由此可以，每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为 mL；按以上实验数据估测出油酸分子的直径是 m．（此空结果保留一位有效数字）
参考答案
类型一
例题1 答案：B
练习一 : B
练习二 : C
类型二
例题2 答案： C
练习1：D
练习2：B
类型三
例题3 答案：B
练习1： D
练习2：D
类型四
例题4 答案：C
练习1：D
练习2：A
类型五
例题5 答案：
解析：先求出一滴油酸溶液的体积A,在求出一滴油酸分子的面积Xa2,二者相除就可得出结果。
练习1：① ; ②AC
练习2：1.1×10-2～1.2×10-2，7.3×10-10～6.7×10-10
巩固练习
1.C 2.D 3. B 4. D 5. B 6. B 7. A 8. B 9. B 10. C 11. D 12. B 13. D 14. C 15. A
16．（1）1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V0=
油膜的面积：S=Xa2
油酸分子的直径
（2）从图中数得油膜占有的小正方形个数为 m=58，1个小方格的面积1cm2
油膜的面积S=58×1cm2=58cm2
17．用浅盘装入约2cm深的水，然后将痱子粉均匀地撤在水面上，目的是便于画出油膜的面积；
记下滴入的溶液体积V0m3与滴数N，那么一滴酒精油酸溶液的体积V=；
设油酸分子直径为d，则有：×0.05%=m×10﹣4d，
解得：d=；
故答案为：将痱子粉均匀地撤在水面上，．
18．①“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：配制酒精油酸溶液（教师完成，记下配制比例）→测定一滴酒精油酸溶液的体积：→准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜面积→计算分子直径，故实验步骤为④①②⑤③（或①④②⑤③）
（2）一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为：
则油酸分子的直径为
故答案为：（1）④①②⑤③（或①④②⑤③）（2）
19．据题意：超过半格的方格个数为n=57，则油膜面积为：S=57×=228；
一滴油酸酒精溶液含纯油酸体积为：=
油膜分子的直径为：
若撒的痱子粉过多，则油酸溶液在水面上形成的油膜面积偏小，由d=可知，实验测量的油酸分子的直径偏大．
故答案为：，，大
20．（1）据题意方格个数为n=50，油膜的面积是为：
一滴油酸酒精溶液含纯油酸为：
油酸分子的直径为：
（2）计算油酸分子直径的公式是，V是纯油酸的体积，S是油膜的面积．
A．油酸未完全散开，S偏小，故得到的分子直径d将偏大，故A正确；
B．计算时利用的是纯油酸的体积，如果含有大量的酒精，则油酸的实际体积偏小，则直径将偏小，故B错误；
C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，S将偏小，故得到的分子直径将偏大，故C正确；
D．求每滴体积时，lmL的溶液的滴数误多记了2滴，由可知，纯油酸的体积将偏小，则计算得到的分子直径将偏小，故D错误；
故选：AC．
故答案为：（1），；（2）AC
21．（1）“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：
配制酒精油酸溶液（教师完成，记下配制比例）→测定一滴酒精油酸溶液的体积v= （题中的④）→准备浅水盘（①）→形成油膜（②）→描绘油膜边缘（⑤）→测量油膜面积（③）→计算分子直径（③），故正确顺序为：④①②⑤③；
（2）在“用油膜法估测分子的大小”实验中，做这样的近似：
①油膜是呈单分子分布的；②把油酸分子看成球形；③分子之间没有空隙，紧密排列；故AB
正确，CD错误；
（3）计算步骤：先计算一滴油酸酒精溶液中油酸的体积=一滴酒精油酸溶液的体积×配制比例
V0==1.2×10﹣5mL，
再计算油膜面积，最后计算分子直径d===5×10﹣10m．
故答案为：④①②⑤③； AB； 1.2×10-5；5×10-10．
