选修3-3第十一章热学学案

2012届高三物理复习学案选修3-3第十一章热学1选修3-3第十一章热学学案执笔:王德岐审核：汪先云王胜利第一模块分子动理论热力学定律与能量守恒基础知识梳理一、分子动理论1．物质是由大量分子组成的(1)分子的体积很小，它的直径数量级是_______m.(2)分子的质量很小，一般分子质量的数量级是________kg.(3)分子间有空隙．物体能被压缩、酒精和水混和后总体积______混合前两体积之和，都表明分子间有空隙．(4)阿伏加德罗常数：1mol的任何物质都含有相同的粒子数，这个数量用阿伏加德罗常数表示．其测量值NA＝_______________.2．分子永不停息地做无规则热运动(1)扩散现象：相互接触的物体互相进入对方的现象．温度越_____，扩散越快．(2)布朗运动：在显微镜下看到的悬浮在液体(或气体)中的微小颗粒的无规则运动．颗粒越____，运动越明显；温度越____，运动越激烈．布朗运动是液体分子永不停息地做无规则热运动的反映，是液体分子对微小颗粒撞击作用的不平衡造成的．3．分子间存在着相互作用力(1)分子间同时存在相互作用的______和_____.(2)分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力比引力变化更快．二、物体的内能1．分子的平均动能：物体内所有分子动能的________叫分子平均动能．______是分子平均动能的标志．温度越高，分子的平均动能越___．2．分子势能：由分子间的相互作用和相对位置决定的能量叫分子势能．2012届高三物理复习学案选修3-3第十一章热学2(1)分子势能的大小在宏观上与物体的______有关；在微观上与分子间_____有关．(2)当分子间的距离r___r0时，分子势能随分子间的距离增大而增大；当r___r0时，分子势能随分子间的距离减小而增大；当r___r0时，分子势能最小．3．物体的内能：物体内所有分子的___________的总和叫物体的内能．改变物体的内能有两种方式：______、________．三、热力学定律1．热力学第一定律在一般情况下，如果物体跟外界同时发生做功和热传递的过程，外界对物体所做的功W加上物体从外界吸收的热量Q等于物体内能的增加ΔU.即：____________.2．热力学第二定律(1)表述一：不可能使热量由___温物体传递到____温物体，而不引起其他变化．(2)表述二：不可能从_________吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化．四、能量守恒定律能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种的形式，或从一个物体转移到别的物体，在转化和转移的过程中其_____不变．类型题：关于阿伏加德罗常数的有关问题【例题1】从下列哪一组数据可以计算出阿伏加德罗常数（）A．水的密度和水的摩尔质量B．水的摩尔质量和水分子体积C．水分子的体积和水分子质量D．水分子的质量和水的摩尔质量【跟踪训练1】某气体的摩尔质量为M，摩尔体积为V，密度为ρ，每个分子的质量和体积分别为m和V0，则阿伏加德罗常数NA可表示为（）A．0VVNAB．mρVNAC．mMNAD．0VMNA【跟踪训练2】AN代表阿伏德罗常数，下列说法正确的是（）2012届高三物理复习学案选修3-3第十一章热学3A．在同温同压时，相同体积的任何气体单质所含的原子数目相同B．2g氢气所含原子数目为ANC．在常温常压下，11.2L氮气所含的原子数目为NAD．17g氨气所含电子数目为10NA【跟踪训练3】利用单分子油膜法可以粗测分子的大小和阿伏加德罗常数．如果已知体积为V的一滴油在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S，这种油的密度为ρ、摩尔质量为μ，阿伏加德罗常量应如何求出？【例2】已知金刚石的密度是3．5×103kg/m3，在一块体积是6．4×10－8m3的金刚石内含有多少个碳原子？（保留两位有效数字）类型题：关于布朗运动的一组问题【例题3】关于布朗运动，下列说法中正确的是()A．悬浮在液体或气体中的小颗粒的无规则运动就是分子的无规则运动B．布朗运动反映了液体或气体分子的无规则运动C．温度越低时，布朗运动就越明显D．悬浮在液体或气体中的颗粒越小，布朗运动越明显E．布朗运动是悬浮在液体中的花粉分子的运动，反映了液体分子对固体颗粒撞击的不平衡性【跟踪训练1】下列关于布朗运动的说法中正确的是()A．布朗运动是指在显微镜下观察到的组成悬浮颗粒的固体分子的无规则运动；B．布朗运动是指在显微镜下观察到的悬浮固体颗粒的无规则运动；C．布朗运动是指液体分子的无规则运动；D．布朗运动是指在显微镜下直接观察到的液体分子的无规则运动。【跟踪训练2】关于布朗运动，下列说法中正确的是（）A．悬浮在液体或气体中的小颗粒的无规则运动就是分子的无规则运动B．布朗运动反映了液体分子的无规则运动C．温度越低时，布朗运动就越明显D．悬浮在液体或气体中的颗粒越小，布朗运动越明显【跟踪训练3】墨汁的小炭粒在水中做布朗运动的现象说明（）A．小炭粒的分子在做剧烈的热运动2012届高三物理复习学案选修3-3第十一章热学4B．水分子在做剧烈的热运动C．水分子之间是有空隙的D．水分子之间有分子作用力【跟踪训练4】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无规则的永不停息的运动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．扩散现象与布朗运动都与温度有关【跟踪训练5】在较暗的房间里，从射进来的阳光中，可以看到悬浮在空气中的微粒在不停地运动，这些微粒的运动是（）A．是布朗运动B．不是布朗运动C．自由落体运动D．是由气体对流和重力引起的运动类型题：关于分子力的一组问题【例题4】若把处于平衡状态时相邻分子间的距离记为r0，则下列关于分子间的相互作用力的说法中正确的是()A．当分子间距离小于r0时，分子间作用力表现为斥力;B．当分子间距离大于r0时，分子间作用力表现为引力;C．当分子间距离从r0逐渐增大时，分子间的引力增大;D．当分子间距离小于r0时，随着距离的增大分子力是减小的【跟踪训练1】下列说法正确的是（）A．引力和斥力是同时存在的B．引力总是大于斥力，其合力总表现为引力C．分子间的距离减小，引力减小，斥力增大D．分子间的距离越小，引力越大，斥力越小E．两分子间的距离减小，则分子力一定始终增大【跟踪训练2】分子甲和乙相距较远时，它们之间的分子力可忽略。现让分子甲固定不动，将分子乙由较远处逐渐向甲靠近直到不能再靠近，在这一过程中（）Ａ、分子力总是对乙做正功；Ｂ、分子乙总是克服分子力做功；Ｃ、先是分子力对乙做正功，然后是分子乙克服分子力做功；Ｄ、分子力先对乙做正功，再对乙做负功，最后又对乙做正功。2012届高三物理复习学案选修3-3第十一章热学5【跟踪训练3】下面证明分子存在引力和斥力的实验中，哪个是错误的？（）A．两块铅块压紧以后能连成一块，说明存在引力B．固体、液体很难压缩，说明存在斥力C．碎玻璃不能再拼成一整块，说明分子间存在斥力D．拉断一根绳子需很大力气说明存在引力【跟踪训练4】分子间同时存在吸引力和排斥力，下列说法正确的是（）A．固体分子间的吸引力总是大于排斥力B．气体能充满任何容器是因为分子间的排斥力大于吸引力C．分子间的吸引力和排斥力都随分子间距离的增大而减小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【跟踪训练5】两分子间距离为R0时，分子力为零，下例关于分子力说法中正确的是（）A．当分子间的距离为R0时，分子力为零，也就是说分子间既无引力又无斥力B．分子间距离大于R0时，分子距离变小时，分子力一定增大C．分子间距离小于R0时，分子距离变小时，分子间斥力变大，引力变小D．在分子力作用范围内，不管R＞R0，还是R＜Ｒ０，斥力总是比引力变化快类型题：有关实验的习题【例题5】本实验利用油酸在水面上形成一单分子层的油膜，估测分子大小。实验步骤如下：①将5mL的油酸倒入盛有酒精的玻璃量杯中，盖上盖并摇动，使油酸均匀溶解形成油酸酒精溶液，读出该溶液的体积为NmL。②用滴管将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入空量杯中，记下当杯中溶液到达1mL时的总滴数n。③在边长约40cm的浅盘里倒入自来水，深约2cm，将少许石膏粉均匀地轻轻撒在水面上。④用滴管往盘中水面上滴一滴油酸酒精溶液。由于酒精溶于水而油酸不溶于水，于是该滴中的油酸就在水面上散开，形成油酸薄膜。⑤将平板玻璃放在浅方盘上，待油酸薄膜形成稳定后可认为已形成单分子层油酸膜。用彩笔将该单分子层油酸膜的轮廓画在玻璃板上。⑥取下玻璃板放在方格子上，量出该单分子层油酸膜的面积2Scm。在估算油酸分子大小时，可将分子看成球形。用以上实验步骤中的数据和符号表示，油酸分子的半径r=。【跟踪训练1】利用油膜法可以粗略测定油酸分子的直径，把纯的油酸配置成1/500的油酸酒精溶液，用注射器滴出油酸酒精液滴，已知1毫升油酸酒精溶液可以滴出150滴，取其中的一滴2012届高三物理复习学案选修3-3第十一章热学6滴在平静的水面上，测出其面积为225平方厘米，试计算油酸分子的直径。类型题：分子力做功、分子势能与分子间距的相互关系【例题6】关于内能和机械能下列说法正确的是（）A．机械能大的物体内能一定很大B．物体的机械能损失时内能可能增加C．物体的内能损失时机械能必然减少D．物体的机械能为零而内能不可能为零【跟踪训练1】如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，F0为斥力，F0为引力，a、b、c、d为x轴上四个特定的位置，现把乙分子从a处静止释放，则（）A．乙分子从a到b做加速运动，由b到c做减速运动B．乙分子由a到c做加速运动，到达c时速度最大C．乙分子由a到b的过程中，两分子间的分子势能一直减少D．乙分子由b到d的过程中，两分子间的分子势能一直增加【跟踪训练2】相距很远的两个分子，以一定的初速度相向运动，直到距离最小．在这个过程中，两分子间的分子的势能（）A．一直增大B．一直减小C．先增大后减小D．先减小后增大【跟踪训练3】当两个分子从相距很远处逐渐靠拢直到不能再靠拢的全过程中，分子力作功和分子势能的变化情况是（）A．分子力一直做正功，分子势能一直减小B．分子力一直做负功，分子势能一直增加C．先是分子力做正功，分子势能减小，后是分子力做负功，分子势能增加D．先是分子力做负功，分子势能增加，后是分子力做正功，分子势能减小E．当分子到达平衡位置时其速度最大，加速度与分子势能均最小，都为零类型题：改变物体内能的的两种方式【例题7】如图所示，活塞将气缸分成甲、乙两气室，气缸、活塞（连同拉杆）是绝热的，且不漏气．以甲E，乙E分别表示甲、2012届高三物理复习学案选修3-3第十一章热学7乙两气室中气体的内能，则在将拉杆缓慢向外接的过程中（）A．甲E不变，乙E减小B．甲E不变，乙E增大C．甲E增大，乙E不变D．甲E增大，乙E减小【跟踪训练1】关于物体内能的变化，以下说法中正确的是（）A．物体吸收热量，内能一定增大B．物体对外做功，内能一定减小C．物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变D．物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变【跟踪训练2】一个带活塞的气缸内盛有一定量的气体．若此气体的温度随其内能的增大而升高，则（）A．将热量传给气体，其温度必升高B．压缩气体，其温度必升高C．压缩气体，同时气体向外界放热，其温度必不变D．压缩气体，同时将热量传给气体，其温度必升高类型题：热力学定律、能量守恒的相关判断【例题8】一定质量的非理想气体(分子间的作用力不可忽略)，从外界吸收了4.2×105J的热量，同时气体对外做了6×105J的功，则：(1)气体的内能______(填“增加”或“减少”)，其变化量的大小为______J.(2)气体的分子势能______(填“增加”或“减少”)．(3)分子平均动能如何变化？【跟踪训练1】(1)第一类永动机不可能制成是因为其违反了___________