2008高三物理总复习第一轮第八单元分子动理论热和功气体

高三物理总复习第一轮-1-第八单元分子动理论热和功气体§8.1分子动理论一、考点聚焦物质是由大量分子组成的。阿伏伽德罗常数．分子的热运动、布朗运动。分子间的的相互作用力。Ⅰ级要求二、知识扫描1．分子运动论基本内容是：(1)物质是由分子组成的；(2)组成物质的分子在不停地做无规则的运动；(3)分子间存在相互作用力。2，阿伏伽德罗常数NA=6.0×1023mol－-1，分子直径的数量级d=1.0×10-10m。3．布朗运动本身不是分子运动，却反映了液体内分子运动的无规则性。4．分子之间既有引力又有斥力。当分子间的距离等于平衡距离时，引力等于斥力；当分子间距离小于平衡距离时，斥力起主要作用；当分子间距离大于平衡距离时，引力起主要作用。引力和斥力都随距离增大而减小，斥力减小的更快。当分子间距离大于分子直径的10倍时，分子间的作用力可以忽略不计。５．油膜法测分子直径:d=V/S。三、好题精析例1．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，布朗运动越明显解析：A、C是错误的，B正确，至于选项D，由于悬浮颗粒越大时，来自各方向的分子撞击冲力的平均效果越趋于互相平衡，即布朗运动越不明显．所以D正确．因此，正确答案B、D．点评：本题要求考生掌握布朗运动和分子热运动的关系．例2：若以μ表示水的摩尔质量，v表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ为在标准状态下水蒸气的密度，NA为阿伏加德罗常数，M、v0表示每个水分子的质量和体积，下面是四个关系式：(1)NA=vρ/m(2)ρ=μ/(NAv0)(3)m=μ/NA(4)v0=v/NA其中（）A．（1）和（2）都是正确的B.（1）和（3）都是正确的C.（3）和（4）都是正确的D.（1）和（4）都是正确的解析：由于NA=μ/m=vρ/m。而v是一摩尔水蒸气的体积,并非一摩尔水的体积。所以，r0rFO图８．１－１高三物理总复习第一轮-2-一摩尔水蒸气的体积v大于NAv0。因此答案B是正确的。点评：本题要求考生掌握阿伏加德罗常数与物质内部微观物理量之间的关系。例3．两分子间距离为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解析：由分子力与间距的关系曲线可知，当分子间的距离为R0时，分子力为零，但此时分子间斥力等于引力．当分子距离变小时，分子间斥力、引力都变大，但斥力变化的比引力快，因此正确的答案是D。例４．房间地面表面积为15m2，高为3m，空气的平均密度ρ=1.29kg/m3,空气的平均摩尔质量M=2.9×10-2kg/mol,求该房间内空气的质量和空气分子间的平均距离？（保留二位有效数字）解析：由m=ρv可知，房间内空气的质量m=1.29×15×3kg=58kg。房间中空气的总分子数n=(m/M)*NA=1.2×1027个。每个分子占据的空间体积v0=V/n=37.5×10-27m3.则分子间的平均距离d≈v01/3=3.3×10-9m。点评：本题要求考生理解空气的分子结构模型，会根据总分子数来计算每个分子占据的空间体积。例５．甲分子固定在坐标的原点，乙分子位于横轴上，甲分子和乙分子之间的相互作用力如图所示，a、b、c、d为横轴上的四个特殊的位置．现把乙分子从a处由静止释放，则（）Ａ．乙分子从a到b做加速运动，由b到c做减速运动Ｂ．乙分子从a到c做加速运动，到达c时速度最大Ｃ．乙分子从由b到d做减速运动Ｄ．乙分子从a到c做加速运动，由c到d做减速运动解析：由分子力曲线图可知，由a到c一直受到引力作用，做加速运动，由c到d受斥力作用做减速运动，在c点速度最大．所以答案Ｂ、Ｄ正确。点评：本题要求学生正确理解分子力曲线，搞清分子力随间距变化的关系。四、变式迁移1．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dcbarFo图８．１－２高三物理总复习第一轮-3-C．自由落体运动D．是由气体对流和重力引起的运动2．已知汞的摩尔质量Ｍ＝200.5×10－3kg/mol，密度为ρ＝13.6×103kg/m3，阿伏加德罗常数ＮA＝6.0×1023mol－-1，求汞原子的质量、体积和直径。（保留两位有效数字）五、能力突破1．下面关于分子数量的说法中正确的是（）Ａ．１g的氢气和１g的氦气含有相同的分子数Ｂ．体积相等的固体和液体相比较，固体中的分子数多Ｃ．无论什么物质，只要它们的摩尔数相同就含有相同的分子数Ｄ．无论什么物质，只要它们的体积相同就含有相同的分子数2．分子间的相互作用力由引力f引和斥力f斥两部分组成，则（）A．f引和f斥是同时存在的B．f引总是大于f斥，其合力总是表现为引力C．分子间的距离越小，f引越小，f斥越大D．分子间的距离越小，f引越大，f斥越小3．下列说法中正确的是（）A．用手捏面包，面包体积缩小了，证明分子之间有间隙B．煤堆在墙角时间长了，墙内部也变黑了，证明分子在不断扩散C．打开香水瓶后，很远的地方能闻到香味，证明分子在不停地运动D．封闭在容器中的液体很难被压缩，证明分子间有斥力４．关于分子质量，下列说法正确的是（）Ａ．质量相同的任何物质，分子数相同Ｂ．摩尔质量相同的物体，分子质量一定相同Ｃ．分子质量之比一定等于它们的摩尔质量之比Ｄ．密度大的物质，分子质量一定大5．只要知道下列哪一组物理量，就可以估算出气体中分子间的平均距离？（）A．阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和质量B．阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和密度C．阿伏加德罗常数、该气体的摩尔体积D．该气体的密度、体积和质量6．在标准状态下，对于气体用μ表示摩尔质量，ρ表示物质密度，ν表示摩尔体积，n表示分子数，N表示阿伏加德罗常数，m表示质量，则反映这些量之间关系的下列各式中正确的是（）A．NmnB．VC．V=22.4LD．ν=μρ7．A、B两分子相距较远，此时它们之间的分子力可忽略，设A固定不动，B逐渐向A靠近，直到很难再靠近的整个过程中()A.力总是对B做正功高三物理总复习第一轮-4-B.B总是克服分子力做功C.B先克服分子力做功，然后分子力对B做正功D.分子力先对B做正功，然后B克服分子力做功8．已知铜的摩尔质量为63.5×10-3kg/mol,密度为8.9×103kg/m3,阿伏加德罗常数为6.0×1023mol-1。若每个铜原子提供一个自由电子，求铜导体中每立方米体积中的自由电子数？（保留两位有效数字）9．食盐晶体由钠离子与氯离子组成,这两种离子在空间三个互相垂直的方向上都是等距交错排列的。已知μ=58.5克/摩,ρ=2.2克/厘米，N0=6.0×1023个/摩,求食盐晶体中两个距离最近的钠离子的中心间的距离．（取一位有效数字）10．一块天然金刚石约175克拉(1克拉=200毫克),已知金刚石的密度是3.5×10３千克/米３.试求这块金刚石中有多少碳原子?每个碳原子的直径大约是多少?（保留两位有效数字）图８．１－3高三物理总复习第一轮-5-§8.2内能热和功一、考点聚焦1．分子热运动的动能。温度是物体分子热运动平均动能的标志。物体的分子势能。物体的内能。Ⅰ级要求2．做功和热传递是改变内能的二种方式。热量，能量守恒定律。Ⅰ级要求3．热力学第一定律。热力学第二定律。永动机的不可能。绝对零度的不可达到。Ⅰ级要求4．能源的开发和利用，环境保护。Ⅰ级要求二、知识扫描1．温度是表示物体的冷热程度，是物体分子运动平均动能的标志。物体的温度升高，表明它的分子热运动平均动能增大。2．分子势能跟分子间距有关，如图所示。3．物体内能是物体内所有分子动能和分子势能的总和，与物体的温度和体积以及物体的摩尔数有关。4．改变物体内能的方法有两种：热传递和做功。5．热力学第一定律关系式为ΔU=Q+W。注意正负符号。第一类永动机是不能制成的。6．热力学第二定律一种表述是：不可能使热量由低温物体传递到高温物体而不引起其它变化。这是按照热传导的方向性来表述的。另一种表述是：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其它变化。这是按照机械能与内能转化过程的方向性来表述的，它也可以表述为：第二类永动机是不可能制成的。三、好题精析例1．下列说法正确的是（）A．温度低的物体内能小B．温度低的物体分子的平均速率小C．一定质量00C的水结成00C的冰，内能一定减少D．外界对物体做功时，物体的内能不一定增加解析：温度是物体分子热运动的平均动能的标志，但不是内能的标志。所以A是错误的。温度低，分子的平均动能小，但分子质量大小不清楚，因而B是错误的。C答案中要放热，由能量守恒可知，内能一定减少。由热力学第一定律可知，在热传递不清楚的情况下，内能不一定增加。故C、D是正确的。点评：本题要求考生掌握分子热运动的平均动能、分子势能和物体内能等概念，并要正确理解热力学第一定律。例2．一个小铁块沿半径为0.2m的固定半球内壁的上端边缘由静止下滑，当滑到半球底部时，底部所受到的压力为铁块重力的1.5倍，设此下滑过程中损失的机械能全部转化为内能，并有40％被铁块吸收，已知铁的比热容为0.46J/（g·ºC），g取10m／s2，r0rOEp图８．２－１高三物理总复习第一轮-6-求铁块升高的温度？解析：设铁块的质量为m，则N一mg=Rmv2，铁块在半球底部的动能EK=）（mgNRmv21212，据能量守恒有tcmmvmgR0024021）（，解得Δt=1.3×10—3ºC点评：对于由多种形式组成的较复杂问题，应先搞清物理过程，注意从能量的角度，把能量转化和转移的情况搞清．例3．如图所示，两相同的容器装同体积的水和水银，A、B两球完全相同，分别浸没在水和水银的同一深度，A、B两球用同一种特殊的材料制成，当温度稍升高时，球的体积会明显的变大，如果开始时水和水银的温度相同，且两液体同时缓慢地升高同一值，两球膨胀后，体积相等，则A．A球吸收的热量较多B．B球吸收的热量较多C．两球吸收的热量一样多D．无法确定解析：本题小球吸热用于小球内能的增加和膨胀对外做功，对外做功等于液体重力势能的增加．因此，由热力学第一定律可知，答案Ｂ正确点评：此题须结合系统的能量守恒来分析。例4．某热机一小时燃烧20kg柴油，柴油完全燃烧的燃烧值为q=4.3×104J/kg，而该热机燃烧20kg柴油，只能对外做功2.58×105J的功，那么该柴油机的效率为多少？解析：燃烧20千克柴油，所放出的热量为：Q=qM=4.3×104×20=8.6×105J,而对外所做的功为2.58×105J，所以该热机的效率为：η=2.58×105/8.6×105=0.3。点评：此题必须准确理解柴油的燃烧值和效率概念。例５．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为零解析：机械能和内能是两种不同形式的能。物体的机械能可为零，但物体的内能不可是零。物体的机械能损失时内能可能增加。物体的内能损失时机械能可能增加也可能减少。但两者之间没有直接的联系。所以答案B、D正确。点评：此题要求学生正确理解内能和机械能两种不同形式的能的区别。四、变式迁移1.人造地球卫星返回大气层时，表面温度不断变化。这是因为（）A．卫星的速度不断增大，卫星中的所有分子动能都增加，所以卫星表面的温度不断升高水水银图８．２－２BA高三物理总复习第一轮-7-B．卫星的高度不断减少，卫星减少的重力势能全部转化为内能，所以卫星表面的温度不断升高C.卫星的机械能不断减少，机械能转化为内能，所以卫星表面的温度不断升高D．在大气层中运行的卫星其表面由于空