【物理】2020届一轮复习人教版分子动理论内能学案

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【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
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