（新课标）2020高考物理一轮复习 13.1 分子动理论 内能课件 新人教版

第十三单元选修3－3年份题号命题点命题规律Ⅰ卷33题(1)内能及热力学定律(2)水下气泡内外压强Ⅱ卷33题(1)气态变化及图像(2)等温状态下的变质量问题2016年Ⅲ卷33题(1)气态变化与内能(2)液柱封闭气体模型Ⅰ卷33题(1)气体分子速率统计分布图像(2)双气缸模型Ⅱ卷33题(1)热力学第一定律(2)热气球气态变化与平衡2017年Ⅲ卷33题(1)气态变化图像与内能(2)液柱封闭气体模型(1)第(1)问为选择题，主要考查分子动理论、晶体和非晶体的特点、液体的表面张力、饱和汽压、湿度、热力学定律等内容Ⅰ卷33题(1)根据T­V图像判断气态变化(2)双气缸模型Ⅱ卷33题(1)实际气体的内能(2)单气缸模型2018年Ⅲ卷33题(1)根据P­V图像判断气态变化(2)液柱封闭气体模型(2)第(2)问为计算题，主要通过液体封闭或活塞封闭气体两类模型，考查气体定律的应用13．1分子动理论内能知识清单考点整合集中记忆一、分子动理论物体是由大量分子组成的(1)分子直径的数量级：10－10m.(2)分子质量的数量级：10－26kg.(3)估测分子直径的方法：油膜法．(4)阿伏加德罗常数：1mol的任何物质含有的粒子数NA＝6.02×1023mol－1.分子永不停息地做无规则热运动(1)扩散现象：相互接触的物体彼此进入对方的现象，温度越高，扩散越快．(2)布朗运动：①定义：悬浮在液体中的小颗粒的永不停息地无规则运动；②实质：布朗运动反映了液体分子的无规则运动；③决定因素：颗粒越小，运动越明显；温度越高，运动越剧烈．(3)气体分子运动速率的统计分布：同一温度下，大多数分子具有中等的速率；随温度升高，占总数比例最大的那些分子速率增大．分子力(1)分子间同时存在引力和斥力；(2)引力和斥力都随着分子间距离的增大而减小，斥力比引力变化得快．(3)分子力是引力和斥力的合力，随分子间距离变化的规律是(如图)：①r＝r0时分子力为零；②rr0时表现为斥力；③rr0时表现为引力；④r10r0以后，分子力变得十分微弱，可以忽略不计．二、内能分子动能(1)分子动能：分子热运动所具有的动能．(2)分子平均动能：所有分子动能的平均值．分子势能(1)分子势能：由分子力和相对位置决定的能；(2)宏观上，分子势能与体积有关；(3)微观上，分子势能与分子间的距离有关，如图所示．物体内能(1)内能：所有分子热运动的动能与分子势能的总和．(2)决定因素：温度、体积、分子数．三、温度温度的意义(1)宏观上，温度表示物体的冷热程度．(2)微观上，温度是分子平均动能的标志．两种温标(1)摄氏温标t：单位℃，把1个标准大气压下，水的冰点作为0℃，沸点为100℃.(2)热力学温标T：单位K，把－273.15℃作为0K．0K是绝对零度，低温极限．(3)两种温标的关系：T＝273.15＋t.ΔT＝Δt.考点讲练考点突破针对训练考点一物体微观量的估算1．微观量分子体积V0、分子直径d、分子质量m0.2．宏观量物体体积V、摩尔体积Vm、物体质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ.3．关系阿伏加德罗常数是联系宏观量和微观量的桥梁．(1)分子的质量：m0＝MNA＝ρVmNA.(2)分子平均所占空间体积：V0＝VmNA＝MρNA.(3)物体所含的分子数：N＝VVm·NA＝mρVm·NA.4．两种分子模型(1)球体模型：对于固体和液体，通常将分子看做球体，分子直径为d＝36V0π.(2)立方体模型：对于气体，V0为分子所占空间立方体的体积，相邻分子间的平均距离d＝3V0.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()A．a克拉钻石所含有的分子数为0.2×10－3aNAMB．a克拉钻石所含有的分子数为aNAMC．每个钻石分子直径的表达式为36M×10－3NAρπ(单位为m)D．每个钻石分子直径的表达式为6MNAρπ(单位为m)【答案】C【解析】a克拉钻石物质的量为n＝0.2aM，所含分子数为N＝nNA＝0.2aNAM，钻石的摩尔体积为V＝M×10－3ρ(单位为m3/mol)，每个钻石分子体积为V0＝VNA＝M×10－3NAρ，设钻石分子直径为d，则V0＝43πd23，联立解得d＝36M×10－3NAρπ(单位为m)．(多选)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表示在标准状态下水蒸气的密度，NA表示阿伏加德罗常数，m0、V0分别表示每个水分子的质量和体积，下面关系正确的有()A．NA＝ρVm0B．ρ＝μNAV0C．ρμNAV0D．m0＝μNA【答案】ACD【解析】由于μ＝ρV，则NA＝μm0＝ρVm0，变形得m0＝μNA，故A、D两项正确；由于分子之间有空隙，所以NAV0V，水的密度为ρ＝μVμNAV0，故B项错误，C项正确．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，阿伏伽德罗常数为NA，地面大气压强为p0，重力加速度大小为g，则可估算()A．地球大气层空气分子总数πR2p0NAMgB．地球大气层空气分子总数4π（R－h）2p0NAMgC．空气分子之间的平均距离3MgR3p0NAD．空气分子之间的平均距离a＝3Mghp0NA【答案】D【解析】A项，设大气层中气体的质量为m，由大气压强产生，mg＝p0S，即：m＝p0Sg，又S＝4πR2，则分子总数n＝mMNA＝p0·4πR2NAMg，故A、B两项错误．C项，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，则a＝3Vn，又V＝4πR2h，解得a＝3Mghp0NA，故D项正确，C项错误．考点二布朗运动与分子热运动1．理解布朗运动的“三个要点”(1)“是什么？”布朗运动是悬浮的固体微粒的无规则运动，不是固体微粒分子的运动，也不是液体分子的运动．(2)“为什么？”布朗运动是由于液体分子从各个方向对悬浮微粒撞击作用的不平衡引起的，微粒越小，温度越高，布朗运动越剧烈．(3)“说明什么？”布朗运动说明液体分子做无规则运动．2．气体分子运动速率的“三个特点”某个分子的运动是无规则的，但大量分子的运动速率呈现统计规律，如图所示：横轴表示分子速率，纵轴表示各速率的分子数占总分子数的百分比，图像有三个特点：(1)“中间多，两头少”：同一温度下，特大或特小速率的分子数比例都较小，大多数分子具有中等的速率．(2)“图像向右偏移”：随温度升高，占总数比例最大的那些分子的速率增大．(3)“面积不变”：图线与横轴所围面积都等于1，不随温度改变．(2017·海南)(多选)关于布朗运动，下列说法正确的是()A．布朗运动是液体中悬浮微粒的无规则运动B．液体温度越高，液体中悬浮微粒的布朗运动越剧烈C．在液体中的悬浮微粒只要大于某一尺寸，都会发生布朗运动D．液体中悬浮微粒的布朗运动是液体分子永不停息地做无规则运动E．液体中悬浮微粒的布朗运动是液体分子对它的撞击作用不平衡所引起的【答案】ABE【解析】布朗运动是液体中悬浮微粒的无规则运动，故A项正确．液体温度越高，分子热运动越剧烈，液体中悬浮微粒的布朗运动越剧烈，故B项正确．悬浮微粒越大，惯性越大，碰撞时受到冲力越平衡，所以大微粒不做布朗运动，故C项错误．布朗运动是悬浮在液体中微粒的无规则运动，不是液体分子的无规则运动，故D项错误．布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮微粒撞击作用的不平衡引起的，故E项正确．(2017·课标全国Ⅰ)(多选)氧气分子在0℃和100℃温度下各速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示．下列说法正确的是()A．图中两条曲线下面积相等B．图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形C．图中实线对应于氧气分子在100℃时的情形D．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目E．与0℃时相比，100℃时氧气分子速率出现在0～400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大【答案】ABC【解析】A项，由题图可知，在0℃和100℃两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积都应该等于1，即相等，故A项正确；B项，由图可知，具有最大比例的速率区间，0℃时对应的速率小，故说明虚线为0℃的分布图像，故对应的平均动能较小，故B项正确；C项，实线对应的最大比例的速率区间内分子动能大，说明实验对应的温度高，故为100℃时的情形，故C项正确；D项，图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子占据的比例，但无法确定分子具体数目，故D项错误；E项，由图可知，0～400m/s段内，100℃对应的占据的比例均小于与0℃时所占据的比值，因此100℃时氧气分子速率出现在0～400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较小，故E项错误．故选A、B、C三项．考点三分子力和分子势能的变化规律分子力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图线：(取无穷远处Ep＝0)1．当r＞r0时，分子力为引力，当r增大时，分子力做负功，分子势能增加．2．当r＜r0时，分子力为斥力，当r减小时，分子力做负功，分子势能增加．3．当r＝r0时，分子势能最小．(多选)当物质分子间距离为r0时恰好分子间作用力为零，以下说法中正确的是()A．当分子间的距离r＝r0时，分子力为零，分子间既不存在引力，也不存在斥力B．当分子间的距离rr0时，随着距离的增大，分子间的引力和斥力都增大，但引力比斥力增大的快，故分子力表现为引力C．当分子间的距离rr0时，随着距离的减小，分子间的引力和斥力都增大，但斥力比引力增大的快，故分子力表现为斥力D．当分子间的距离r≥10－9m时，分子间的作用力可以忽略不计【答案】CD【解析】当r＝r0时，引力和斥力同时存在，只是合力为零，A项错；当rr0时，分子间的引力和斥力都随距离的增大而减小，但斥力比引力减小的快，当r≥10－9m时，分子力可忽略不计，B项错误，C、D两项正确．(多选)分子力比重力、引力等要复杂得多，分子势能跟分子间的距离的关系也比较复杂．图示为分子势能与分子间距离的关系图像，用r0表示分子引力与分子斥力平衡时的分子间距，设r→∞时，Ep＝0，则下列说法正确的是()A．当r＝r0时，分子力为零，Ep＝0B．当r＝r0时，分子力为零，Ep为最小C．当r0r10r0时，Ep随着r的增大而增大D．当r0r10r0时，Ep随着r的增大而减小E．当rr0时，Ep随着r的减小而增大【答案】BCE【解析】由Ep­r图像可知，r＝r0时，Ep最小，再结合F­r图像知此时分子力为0，则A项错误，B项正确；结合F­r图像可知，在r0r10r0内分子力表现为引力，当间距增大过程中，分子引力做负功分子势能增大，则C项正确，D项错误；结合F－r图像可知，在rr0内分子力表现为斥力，当间距减小过程中，分子斥力做负功，分子势能增大，则E项正确．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处由静止释放，下列A、B、C、D四个图分别表示乙分子的速度、加速度、势能、动能与两分子间距离的关系，其中大致正确的是()【答案】B【解析】速度方向始终不变，A项错误；加速度与力成正比，方向相同，故B项正确；分子势能不可能增大到正值，故C项错误；乙分子动能不可能为负值，故D项错误．方法提炼(1)分子势能在平衡位置有最小值，分子越靠近平衡位置，分子势能减小，反之增大．(2)判断分子势能变化的方法：①看分子力做功情况：分子力做正功分子势能减小，做负功分子势能增大．②看分子势能与分子间距离的关系图：图像中的正负表示分子势能大小．考点四物体的内能和温度物体内能和温度的“八项注意”：1．分析内能要考虑四个因素：温度、体积、分子数、物态．2．改变内能要考虑两个方式：做功和热传递．3．内能和温度是对物体的大量分子而言的，对某个分子无意