【物理】2020届一轮复习人教版分子动理论内能学案

【物理】2020届一轮复习人教版分子动理论内能学案

‎2020届一轮复习人教版 分子动理论内能 学案 ‎1．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)‎ 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．‎ ‎2．与阿伏加德罗常数有关的宏观量和微观量的计算方法 ‎(1)宏观物理量：物体的质量m，体积V，密度ρ，摩尔质量Mmol，摩尔体积Vmol.‎ ‎(2)微观物理量：分子的质量m0，分子的体积V0，分子直径d.‎ ‎(3)宏观量、微观量以及它们之间的关系.‎ 已知量 可求量 摩尔体积Vmol 分子体积V0＝(适用于固体和液体)‎ 分子占据体积V占＝(适用于气体)‎ 摩尔质量Mmol 分子质量m0＝ 体积V和摩尔体积Vmol 分子数目n＝NA(适用于固体、液体和气体)‎ 质量m和摩尔质量Mmol 分子数目n＝NA ‎1．(多选)钻石是首饰和高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为ρ(单位为kg/m3)，摩尔质量为M(单位为g/mol)，阿伏加德罗常数为NA.已知‎1克拉＝‎0.2克，则(　ACE　)‎ A．a克拉钻石所含有的分子数为 B．a克拉钻石所含有的分子数为 C．每个钻石分子直径的表达式为(单位为m)‎ D．每个钻石分子直径的表达式为(单位为m)‎ E．每个钻石分子的质量为 解析：a克拉钻石的摩尔数为，则所含分子数为NA，A正确，B错误；每个钻石分子的体积为＝πd3，则其直径为(m)，C正确，D错误；每个钻石分子质量为，E正确．‎ ‎2．很多轿车为了改善夜间行驶时的照明问题，在车灯的设计上选择了氙气灯，因为氙气灯灯光的亮度是普通灯灯光亮度的3倍，但是耗电量仅是普通灯的一半，氙气灯使用寿命则是普通灯的5倍，很多车主会选择含有氙气灯的汽车．若氙气充入灯头后的容积V＝‎1.6 L，氙气密度ρ＝‎6.0 kg/m3，氙气摩尔质量M＝‎0.131 kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6×1023 mol－1.试估算：(结果保留一位有效数字)‎ ‎(1)灯头中氙气分子的总个数N；‎ ‎(2)灯头中氙气分子间的平均距离．‎ 解析：(1)设氙气的物质的量为n，‎ 则n＝，氙气分子的总个数N＝NA≈4×1022个．‎ ‎(2)每个分子所占的空间为V0＝ 设分子间平均距离为a，则有V0＝a3，‎ 则a＝ ≈3×10－‎9 m.‎ 答案：(1)4×1022个　(2)3×10－‎‎9 m (1)对固体和液体，一般认为分子紧密排列，摩尔体积与阿伏加德罗常数的比值是分子体积.‎ (2)对气体，分子间距离很大，在标准状态下一摩尔任何气体的体积都为‎22.4 L，其摩尔体积与阿伏加德罗常数的比值是每个分子占据空间.‎ 考点2　分子热运动 现象 扩散现象 布朗运动 热运动 活动主体 分子 固体微小颗粒 分子 区别 是分子的运动，发生在固体、液体、气体任何两种物质之间 是比分子大得多的颗粒的运动，只能在液体、气体中发生 是分子的运动，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、布朗运动都反映了分子做无规则的热运动 ‎1．(多选)关于扩散现象，下列说法正确的是(　ACD　)‎ 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 解析：温度越高，分子运动越剧烈，扩散进行得越快，A正确；扩散现象是不同物质相互进入到间隙中，不是化学反应，B错；扩散现象说明分子是无规则运动的，C正确；扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，D正确；液体中的扩散现象与对流没有关系，E错．‎ ‎2．(2019·山西五市联考)(多选)小张在显微镜下观察水中悬浮的细微粉笔末的运动．从A点开始，他把粉笔末每隔20 s的位置记录在坐标纸上，依次得到B、C、D…点，把这些点连线形成如图所示折线图，则关于该粉笔末的运动，下列说法正确的是(　BDE　)‎ A．该折线图是粉笔末的运动轨迹 B．粉笔末的无规则运动反映了水分子的无规则运动 C．经过B点后10 s，粉笔末应该在BC的中点处 D．粉笔末由B到C的平均速度小于C到D的平均速度 E．若改变水的温度，再记录一张图，则仅从图上不能确定记录哪一张图时的温度高 解析：折线图是每隔20‎ ‎ s记录的粉笔末的位置的连线图，并非粉笔末的运动轨迹，A项错误．粉笔末的无规则运动反映了水分子的无规则运动，B项正确．由于布朗运动的无规则性，我们不能确定经过B点后10 s时粉笔末的具体位置，C项错误．由＝，因为xBCr0时F表现为引力；分子势能Ep的特点是r＝r0时Ep最小，因此只有B项正确．‎ ‎2．(2019·山东泰安模拟)(多选)甲分子固定在坐标原点O，只在两分子间的作用力作用下，乙分子沿x轴方向运动，两分子间的分子势能Ep与两分子间距离x轴的变化关系如图所示，设乙分子在移动过程中所具有的总能量为0，则下列说法正确的是(　ADE　)‎ A．乙分子在P点时加速度为0‎ B．乙分子在Q点时分子势能最小 C．乙分子在Q点时处于平衡状态 D．乙分子在P点时动能最大 E．乙分子在P点时，分子间引力和斥力相等 解析：由题图可知，乙分子在P点时分子势能最小，此时乙分子受力平衡，甲、乙两分子间引力和斥力相等，乙分子所受合力为0，加速度为0，选项A、E正确；乙分子在Q点时分子势能为0，大于乙分子在P点时的分子势能，选项B错误；乙分子在Q点时与甲分子间的距离小于平衡距离，分子引力小于分子斥力，合力表现为斥力，所以乙分子在Q点合力不为0，故不处于平衡状态，选项C错误；乙分子在P点时，其分子势能最小，由能量守恒可知此时乙分子动能最大，选项D正确．‎ 考点4　温度和内能 ‎1．对温度和内能的理解 ‎2.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 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 ‎1．(2018·全国卷Ⅱ)(多选)对于实际的气体，下列说法正确的是(　BDE　)‎ 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 解析：本题考查气体的内能．气体的内能是指所有气体分子的动能和分子间的势能之和，故A、C项错误．‎ ‎2．(多选)关于物体的内能，下列叙述正确的是(　BDE　)‎ A．温度高的物体比温度低的物体内能大 B．物体的内能不可能为零 C．内能相同的物体，它们的分子平均动能一定相同 D．内能不相同的物体，它们的分子平均动能可能相同 E．物体的内能与物体的温度、体积、物态和分子数有关 解析：温度高低反映分子平均动能的大小，但由于物体不同，分子数目不同，所处状态不同，无法反映内能大小，选项A错误；由于分子都在做无规则运动，因此，任何物体内能都不可能为零，选项B正确；内能相同的物体，它们的分子平均动能不一定相同，选项C错误；内能不同的两个物体，它们的温度可以相同，即它们的分子平均动能可以相同，选项D正确；物体的内能与物体的温度、体积、物态和分子数有关，故选项E正确．‎ ‎3．(多选)关于气体的内能，下列说法正确的是(　CDE　)‎ A．质量和温度都相同的气体，内能一定相同 B．气体温度不变，整体运动速度越大，其内能越大 C．气体被压缩时，内能可能不变 D．一定量的某种理想气体的内能只与温度有关 E．一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加 解析：质量和温度相同的气体，分子的平均动能相同，但是可能是不同的气体，其摩尔质量不同，分子数不同，故内能不一定相同，A错误；内能是微观意义上的能量，与宏观运动无关，B错误；气体被压缩时，外界对气体做功，气体可能放热，由ΔU＝W＋Q得内能可能不变，C正确；一定量的某种理想气体的内能不考虑分子势能，只与分子动能有关，而温度是分子平均动能的标志，所以一定量的某种理想气体的内能只与温度有关，D正确；一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，温度一定升高，故内能一定增加，E正确．‎ 分析物体内能问题的四点提醒 ‎(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)决定内能大小的因素为温度、体积、分子数，还与物态有关系．‎ ‎(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，分子的平均动能相同．‎ 学习至此，请完成课时作业41‎