（鲁京津琼）2020版高考物理总复习 第十二章 热学 第1讲 分子动理论 内能课件

[高考导航]考点内容高考(全国卷)三年命题情况对照分析201620172018命题热点分子动理论与统计观点分子动理论的基本观点和实验依据Ⅰ卷·T33(1)：内能及热力学定律T33(2)：玻意耳定律、平衡条件Ⅱ卷·T33(1)：p－T图象、气体三定律、热力学第一定律T33(2)：玻意耳定律、变质量问题Ⅲ卷·T33(1)：内能、热力学第一定律Ⅰ卷·T33(1)：分子动理论、气体分子速率分布曲线、温度T33(2)：玻意耳定律、气体压强的计算T33(2)：玻意耳定律、查理定律Ⅱ卷·T33(1)：内能、热力学第一定律T33(2)：理想气体状态方程、平衡条件Ⅲ卷·T33(1)：p－V图象、热力学第一定律T33(2)：玻意耳定律、气体压强的计算Ⅰ卷·T33(1)：T－V图象、热力学第一定律、查理定律T33(2)：玻意耳定律、平衡条件Ⅱ卷·T33(1)：气体的内能T33(2)：查理定律、盖—吕萨克定律、气体做功Ⅲ卷·T33(1)：p－V图象、理想气体状态方程、热力学第一定律T33(2)：玻意耳定律、平衡条件(1)分子动理论、内能(2)固体和液体的性质(3)气体实验定律及理想气体状态方程(4)气体的图象问题(5)热力学定律(6)气体实验定律与热力学定律的综合阿伏加德罗常数气体分子运动速率的统计分布温度、内能固体、液体与气体固体的微观结构、晶体和非晶体液晶的微观结构液体的表面张力现象气体实验定律理想气体热力学定律与能量守恒热力学第一定律能量守恒定律热力学第二定律实验一：用油膜法估测分子的大小实验二：探究气体压强与体积的关系第1讲分子动理论内能知识排查质点参考系分子动理论的基本观点、阿伏加德罗常数永不停息引力斥力物体的内能温度分子热运动总和平均动能小题速练答案(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×1.思考判断(1)1g水含的水分子数与1g酒精含的酒精分子数相等。()(2)若体积为V的氧气中含氧气分子个数为N，则每个氧气分子的体积近似为VN。()(3)布朗运动是花粉颗粒分子的运动。()(4)分子间同时存在着引力和斥力，当分子间距离增大，引力和斥力同时减小，若引力大于斥力，则分子力体现为引力。()(5)分子间存在分子势能，随着分子间距离增大分子势能增大。()A.温度是分子平均动能的标志，物体温度高，则物体的分子平均动能大B.系统的内能是由系统的状态决定的C.做功可以改变系统的内能，但是单纯地对系统传热不能改变系统的内能D.不计分子之间的分子势能，质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能解析温度是分子平均动能的标志，选项A正确；系统的内能是一个只依赖于系统自身状态的物理量，所以是由系统的状态决定的，选项B正确；做功和热传递都可以改变系统的内能，选项C错误；质量和温度相同的氢气和氧气的平均动能相同，但它们的物质的量不同，内能不同，选项D错误。答案AB2.(多选)关于温度和内能的理解，下列说法正确的是()3.下列有关热现象和内能的说法中正确的是()A.把物体缓慢举高，其机械能增加，内能也增加B.盛有气体的容器做加速运动时，容器中气体的内能必定会随之增大C.电流通过电阻后电阻发热，它的内能增加是通过“做功”方式实现的D.分子间引力和斥力相等时，分子势能最大解析把物体缓慢举高，外力做功，其机械能增加，由于温度不变，物体内能不变，选项A错误；物体的内能与物体做什么性质的运动没有直接关系，选项B错误；电流通过电阻后电阻发热，是通过电流“做功”的方式改变电阻内能的，选项C正确；根据分子间作用力的特点，当分子间距离等于r0时，引力和斥力相等，不管分子间距离从r0增大还是减小，分子间作用力都做负功，分子势能都增大，故分子间距离等于r0时分子势能最小，选项D错误。答案C微观量的估算1.微观量与宏观量(1)微观量：分子体积V0、分子直径d、分子质量m0等。(2)宏观量：物体的体积V、摩尔体积Vm、物体的质量m、摩尔质量Mm、物体的密度ρ等。2.分子的两种模型(1)球体模型：直径d＝36V0π(常用于固体和液体)。(2)立方体模型：边长d＝3V0(常用于气体)。3.几个重要关系阿伏加德罗常数是联系微观量与宏观量的“桥梁”。(1)一个分子的质量：m0＝MmNA。(2)一个分子的体积：V0＝VmNA(注意：对于气体，V0表示一个气体分子平均占有的空间)。(3)1mol物质的体积：Vmol＝Mmρ。(4)质量为M的物体中所含的分子数：n＝MMmolNA。(5)体积为V的物体中所含的分子数：n＝ρVMmNA。1.(多选)某气体的摩尔质量为M，分子质量为m。若1摩尔该气体的体积为Vm，密度为ρ，则该气体单位体积分子数为(阿伏加德罗常数为NA)()A.NAVmB.MmVmC.ρNAMD.ρNAm解析1摩尔该气体的体积为Vm，则单位体积分子数为n＝NAVm，气体的摩尔质量为M，分子质量为m，则1mol气体的分子数为NA＝Mm，可得n＝MmVm，单位体积的质量等于单位体积乘以密度，质量除以摩尔质量等于摩尔数，则有n＝ρNAM，选项D错误，A、B、C正确。答案ABC2.已知地球大气层的厚度h远小于地球半径R，空气平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，地面大气压强为p0，重力加速度大小为g。由此可估算得，地球大气层空气分子总数为________，空气分子之间的平均距离为________。解析设大气层中气体的质量为m，由大气压强的产生知，mg＝p0S，即m＝p0Sg分子数n＝mNAM＝p0SNAMg＝4πR2p0NAMg，假设每个分子占据一个小立方体，各小立方体紧密排列，则小立方体边长即为空气分子平均间距，设为a，大气层中气体总体积为V，a＝3Vn，而V＝4πR2h，所以a＝3Mghp0NA。答案4πR2p0NAMg3Mghp0NA扩散现象、布朗运动与分子热运动扩散现象、布朗运动与热运动的比较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.(2017·北京理综)以下关于热运动的说法正确的是()A.水流速度越大，水分子的热运动越剧烈B.水凝结成冰后，水分子的热运动停止C.水的温度越高，水分子的热运动越剧烈D.水的温度升高，每一个水分子的运动速率都会增大解析分子运动的快慢只与温度有关，与物体速度无关，温度越高，分子热运动越剧烈，选项A错误，C正确；水凝结成冰后，水分子的热运动仍存在，选项B错误；热运动是大量分子运动的统计规律，即温度是分子平均动能的标志，所以温度升高，分子的平均动能增大，并不代表每一个分子的动能都增大，选项D错误。答案C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()2.(2016·北京理综)雾霾天气是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)。解析PM10颗粒物的直径为10×10－6m＝1.0×10－5m，选项A错误；PM10受到空气分子作用力的合力总是在不停地变化，并不一定始终大于重力，选项B错误；PM10和大量悬浮颗粒物受到空气分子不停地碰撞做无规则运动，即布朗运动，选项C正确；PM2.5浓度在百米的高度内基本是均匀分布的，选项D错误。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所受到的重力C.PM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动D.PM2.5的浓度随高度的增加逐渐增大答案C分子力、分子势能和物体的内能1.分子力及分子势能比较分子力F分子势能Ep图象随分子间距离的变化情况rr0F随r增大而减小，表现为斥力r增大，F做正功，Ep减小rr0r增大，F先增大后减小，表现为引力r增大，F做负功，Ep增大r＝r0F引＝F斥，F＝0Ep最小，但不为零r10r0引力和斥力都很微弱，F＝0Ep＝0(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)温度是分子热运动平均动能的标志，相同温度的任何物体，分子热运动的平均动能相同。2.分析物体内能问题的四点提醒图1【例1】(2019·廊坊模拟)两分子间的分子势能Ep与分子间距离r的关系如图1中曲线所示。相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近。若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是()A.在rr0阶段，F做正功，分子动能增加，势能增加B.在rr0阶段，F做负功，分子动能减小，势能也减小C.在r＝r0时，分子势能最小，动能最大D.分子动能和势能之和在整个过程中越来越大答案C解析由Ep－r图可知，在rr0阶段，当r减小时F做正功，分子势能减小，分子动能增加，选项A错误；在rr0阶段，当r减小时F做负功，分子势能增加，分子动能减小，选项B错误；在r＝r0时，分子势能最小，但不为零，动能最大，选项C正确；在整个相互接近的过程中，分子动能和势能之和保持不变，选项D错误。A.气体扩散的快慢与温度无关B.布朗运动是液体分子的无规则运动C.分子间同时存在着引力和斥力D.分子间的引力总是随分子间距增大而增大1.(2018·北京理综，2)关于分子动理论，下列说法正确的是()解析在其他条件不变的情况下，温度越高，气体扩散得越快，故A错误；布朗运动是固体小颗粒的运动，不是液体分子的运动，故B错误；分子间同时存在着引力和斥力，故C正确；分子间的引力总是随着分子间距增大而减小，故D错误。答案CA.当rr0分子之间不存在斥力而只存在引力B.分子间距离减小时，分子力一直做正功C.分子间距离增大时，分子势能一直减小D.分子间距离增大时，可能存在分子势能相等的两个位置2.(2018·信阳五校联考)关于分子间的作用力和分子势能，下列说法正确的是()解析分子之间的引力和斥力是同时存在的，选项A错误；若分子间距离小于平衡位置间距，分子力表现为斥力，则随分子间距离减小，分子力做负功，选项B错误；若分子间距离大于平衡位置间距，则随分子间距离增大，分子势能增大，选项C错误；若分子间距离从很小增大到很大的过程中，分子势能先减小后增大，可能存在分子势能相等的两个位置，选项D正确。答案DA.温度是分子平均动能的标志，所以两个动能不同的分子相比，动能大的分子温度高B.两个不同的物体，只要温度和体积相同，内能就相同C.质量和温度相同的冰和水，内能不同D.温度高的物体不一定比温度低的物体内能大3.(多选)下列关于温度及内能的说法中正确的是()解析温度是大量分子热运动的客观体现，单个分子不能比较温度高低，选项A错误；物质的内能由温度、体积、物质的量及物态共同决定，选项B错误，C正确；质量不确定，只知道温度的关系，不能确定内能的大小，选项D正确。答案CD实验：用油膜法估测分子的大小1.基本原理与操作装置及器材操作要领(1)干净：实验用具要擦洗干净。(2)适量：痱子粉和油酸的用量都不可太大，否则不易成功。(3)适宜：油酸酒精溶液的浓度以小于0.1%为宜。(4)水平、垂直：浅盘要水平放置，以便准确地画出薄膜的形状，画线时视线应与板面垂直。(5)稳定：要待油膜形状稳定后再画轮廓。(6)数格数：数出正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个。(1)数据处理①将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积S。方法是计算轮廓范围内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个，把正方形的个数乘以单个正方形的面积就是油膜的面积。2