（新課標）河南省2015高考物理總復(fù)習講義 第11章 第1講 分子動理論 內(nèi)能

1、第1講分子動理論內(nèi)能知識一分子運動論的基本內(nèi)容1物體是由大量分子組成的(1)分子很小直徑數(shù)量級為1010 m.質(zhì)量數(shù)量級為10271026_kg.(2)分子數(shù)目特別大，阿伏加德羅常數(shù)NA6.02×1023 mol1.2分子的熱運動(1)布朗運動永不停息、無規(guī)則運動顆粒越小，運動越明顯溫度越高，運動越激烈運動軌跡不確定，只能用位置連線確定微粒做無規(guī)則運動不能直接觀察分子的無規(guī)則運動，而是用固體小顆粒的無規(guī)則運動來反映液體分子的無規(guī)則運動(2)熱運動：物體里的分子永不停息地做無規(guī)則運動，這種運動跟溫度有關(guān)，常稱做熱運動3分子間的相互作用力(1)引力和斥力同時存在，都隨距離的增大而減小，斥

2、力變化更快(2)分子力的特點rr0時(r0的數(shù)量級為1010 m)，F(xiàn)引F斥，分子力F0；圖1111r<r0時，F(xiàn)引<F斥，分子力F表現(xiàn)為斥力；r>r0時，F(xiàn)引>F斥，分子力F表現(xiàn)為引力；r>10r0時，F(xiàn)引、F斥迅速減為零，分子力F0.(3)分子力隨分子間距離的變化圖象(如圖1111)(1)布朗運動不是液體分子的運動而是懸浮在液體中固體小顆粒的無規(guī)則運動(2)分子力指的是斥力和引力的合力，分子之間的引力、斥力是同時存在的1 / 10知識二溫度和物體的內(nèi)能1溫度：兩個系統(tǒng)處于熱平衡時，它們具有某個“共同的熱學性質(zhì)”，我們把表征這一“共同熱學性質(zhì)”的物理量定義為溫度

3、一切達到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度2兩種溫標：攝氏溫標和熱力學溫標關(guān)系：Tt273.15_K.3分子的動能(1)分子動能是分子熱運動所具有的動能(2)分子熱運動的平均動能是所有分子熱運動的動能的平均值，溫度是分子熱運動的平均動能的標志(3)分子熱運動的總動能是物體內(nèi)所有分子熱運動動能的總和4分子的勢能(1)意義：由于分子間存在著引力和斥力，所以分子具有由它們的相對位置決定的能(2)分子勢能的決定因素微觀上決定于分子間距離；宏觀上決定于物體的體積5物體的內(nèi)能(1)等于物體中所有分子的熱運動動能與分子勢能的總和，是狀態(tài)量(2)對于給定的物體，其內(nèi)能大小由物體的溫度和體積決定(3)物體的內(nèi)能與物體

4、的位置高低、運動速度大小無關(guān)考點一分子直徑、質(zhì)量、數(shù)目等微觀量的估算一、宏觀量與微觀量的相互關(guān)系1微觀量：分子體積V0、分子直徑d、分子質(zhì)量m0.2宏觀量：物體的體積V、摩爾體積Vm，物體的質(zhì)量m、摩爾質(zhì)量M、物體的密度.3相互關(guān)系(1)一個分子的質(zhì)量：m0.(2)一個分子的體積：V0.(注：對氣體，V0為分子所占空間體積)(3)物體所含的分子數(shù)：n·NA·NA或n·NA·NA.(4)單位質(zhì)量中所含的分子數(shù)：n.二、求解分子直徑時的兩種模型1把分子看做球形，d.2把分子看做小立方體，d.對于氣體，按上述思路算出的不是分子直徑，而是氣體分子間的平均距離已知

5、銅的摩爾質(zhì)量為M(kg/mol)，銅的密度為(kg/m3)，阿伏加德羅常數(shù)為NA(mol1)下列判斷錯誤的是()A1 kg銅所含的原子數(shù)為B1 m3銅所含的原子數(shù)為C1個銅原子的質(zhì)量為(kg)D1個銅原子的體積為(m3)【解析】1 kg銅所含的原子數(shù)NNA，A正確；同理1 m3銅所含的原子數(shù)NNA，B錯誤；1個銅原子的質(zhì)量m0(kg)，C正確；1個銅原子的體積V0(m3)，D正確【答案】B考點二布朗運動與分子熱運動布朗運動熱運動活動主體固體小顆粒分子區(qū)別是固體小顆粒的運動，是比分子大得多的分子團的運動，較大的顆粒不做布朗運動，但它本身的以及周圍的分子仍在做熱運動是指分子的運動，分子無論大小都做

6、熱運動，熱運動不能通過光學顯微鏡直接觀察到共同點都是永不停息地無規(guī)則運動，都隨溫度的升高而變得更加激烈，都是肉眼所不能看見的聯(lián)系布朗運動是由于小顆粒受到周圍分子做熱運動的撞擊力而引起的，它是分子做無規(guī)則運動的反映(多選)(2012·大綱全國高考)下列關(guān)于布朗運動的說法，正確的是()A布朗運動是液體分子的無規(guī)則運動B液體溫度越高，懸浮粒子越小，布朗運動越劇烈C布朗運動是由于液體各部分的溫度不同而引起的D布朗運動是由液體分子從各個方向?qū)腋×Ｗ幼矒糇饔玫牟黄胶庖鸬摹窘馕觥坎祭蔬\動的研究對象是固體小顆粒，而不是液體分子，故A選項錯誤；布朗運動的影響因素是溫度和顆粒大小，溫度越高、顆粒越小

7、，布朗運動越明顯，故B選項正確；布朗運動是由于固體小顆粒受液體分子的碰撞作用不平衡而引起的，而不是由液體各部分的溫度不同而引起的，故C選項錯誤，D選項正確【答案】BD考點三分子力、分子勢能與分子間距離的關(guān)系分子力與分子勢能的比較名稱項目分子間的相互作用力F分子勢能Ep與分子間距的關(guān)系圖象隨分子間距的變化情況r<r0F引和F斥都隨距離的增大而減小，隨距離的減小而增大，F(xiàn)引<F斥，F(xiàn)表現(xiàn)為斥力r增大，斥力做正功，分子勢能減少r減小，斥力做負功，分子勢能增加r>r0F引和F斥都隨距離的增大而減小，隨距離的減小而增大，F(xiàn)引>F斥，F(xiàn)表現(xiàn)為引力r增大，引力做負功，分子勢能增加r減

8、小，引力做正功，分子勢能減少rr0F引F斥，F(xiàn)0分子勢能最小，但不為零r>10r0 (109 m)F引和F斥都已十分微弱，可以認為分子間沒有相互作用力分子勢能為零圖1112如圖1112所示，用F表示兩分子間的作用力，Ep表示分子間的分子勢能，在兩個分子之間的距離由10r0變?yōu)閞0的過程中()AF不斷增大，Ep不斷減小BF先增大后減小，Ep則不斷減小CF不斷增大，Ep先增大后減小DF、Ep都是先增大后減小【解析】分子間的作用力是矢量，分子勢能是標量，由圖象可知F先增大后變小，Ep則不斷減小，B正確【答案】B考點四實驗：用油膜法估測分子的大小一、實驗原理利用油酸酒精溶液在平靜的水面上形成單分

9、子油膜，將油酸分子看做球形，測出一定體積油酸溶液在水面上形成的油膜面積，用dV/S計算出油膜的厚度，其中V為一滴油酸溶液中純油酸的體積，S為油膜面積，這個厚度就近似等于油酸分子的直徑圖1113二、實驗器材盛水淺盤、滴管(或注射器)、試劑瓶、坐標紙、玻璃板、痱子粉(或細石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩筆三、實驗步驟1取1 mL(1 cm3)的油酸溶于酒精中，制成200 mL的油酸酒精溶液2往邊長約為3040 cm的淺盤中倒入約2 cm深的水，然后將痱子粉(或細石膏粉)均勻地撒在水面上3用滴管(或注射器)向量筒中滴入n滴配制好的油酸酒精溶液，使這些溶液的體積恰好為1 mL，算出每滴油酸酒精溶液的體

10、積V0 mL.4用滴管(或注射器)向水面上滴入一滴配制好的油酸酒精溶液，油酸就在水面上慢慢散開，形成單分子油膜5待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將一塊較大的玻璃板蓋在淺盤上，用彩筆將油酸薄膜的形狀畫在玻璃板上6將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，算出油酸薄膜的面積7據(jù)油酸酒精溶液的濃度，算出一滴溶液中純油酸的體積V，據(jù)一滴油酸的體積V和薄膜的面積S，算出油酸薄膜的厚度d，即為油酸分子的直徑比較算出的分子直徑，看其數(shù)量級(單位為m)是否為1010，若不是1010需重做實驗(2011·上海高考)在“用單分子油膜估測分子大小”實驗中，(1)某同學操作步驟如下：取一定量的無水酒精和油酸，制成一定濃

11、度的油酸酒精溶液；在量筒中滴入一滴該溶液，測出它的體積；在蒸發(fā)皿內(nèi)盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散開穩(wěn)定；在蒸發(fā)皿上覆蓋透明玻璃，描出油膜形狀，用透明方格紙測量油膜的面積改正其中的錯誤：_(2)若油酸酒精溶液體積濃度為0.10%，一滴溶液的體積為4.8×103 mL，其形成的油膜面積為40 cm2，則估測出油酸分子的直徑為_m.【解析】(1)由于一滴溶液的體積太小，直接測量時相對誤差太大，應(yīng)用微小量累積法減小測量誤差液面上不撒痱子粉時，滴入的油酸酒精溶液在酒精揮發(fā)后剩余的油膜不能形成一塊完整的油膜，油膜間的縫隙會造成測量誤差增大甚至實驗失敗(2)由油膜的體積等于一滴油酸酒

12、精溶液內(nèi)純油酸的體積可得：d m1.2×109 m.【答案】(1)在量筒中滴入N滴溶液在水面上先撒上痱子粉(2)1.2×1091(多選)某氣體的摩爾質(zhì)量為M，摩爾體積為V，密度為，每個分子的質(zhì)量和體積分別為m和V0，則阿伏加德羅常數(shù)NA可表示為()ANABNACNA DNA【解析】NA，C對；MV，即NA，B也對，應(yīng)選B、C.【答案】BC2(多選)下列說法中正確的是()A擴散現(xiàn)象說明了分子在不停地做無規(guī)則運動B布朗運動實際是液體分子的運動C分子間距離增大，分子間作用力一定減小D溫度高的物體的內(nèi)能不一定大【答案】AD3下列有關(guān)溫度的各種說法中正確的是()A溫度低的物體內(nèi)能小B

13、溫度低的物體，其分子運動的平均速率也必然小C做加速運動的物體，由于速度越來越大，因此物體分子的平均動能越來越大D0的鐵和0的冰，它們的分子平均動能相同【答案】D4(多選)“用油膜法估測分子的大小”實驗的科學依據(jù)是()A將油酸形成的膜看成單分子油膜B不考慮各油酸分子間的間隙C考慮了各油酸分子間的間隙D將油酸分子看成球形【解析】“用油膜法估測分子的大小”的原理是將一滴油酸(體積為V)滴入水中，使之形成一層單分子油膜，成為一個一個單層排列的球形體，顯然，球形體的直徑即為單分子油膜的厚度d，假設(shè)單分子油膜的面積為S，必然有d，所以“用油膜法估測分子的大小”實驗的科學依據(jù)是A、B、D.【答案】ABD5(

14、2011·廣東高考)如圖1114所示，兩個接觸面平滑的鉛柱壓緊后懸掛起來，下面的鉛柱不脫落，主要原因是()圖1114A鉛分子做無規(guī)則熱運動B鉛柱受到大氣壓力作用C鉛柱間存在萬有引力作用D鉛柱間存在分子引力作用【解析】擠壓后的鉛分子之間的距離可以達到分子之間存在相互作用力的距離范圍內(nèi)，故不脫落的主要原因是分子之間的引力，故D正確，A、B、C錯誤【答案】D6(2012·四川高考)物體由大量分子組成，下列說法正確的是()A分子熱運動越劇烈，物體內(nèi)每個分子的動能越大B分子間引力總是隨著分子間距離的減小而減小C物體的內(nèi)能跟物體的溫度和體積有關(guān)D只有外界對物體做功才能增加物體的內(nèi)能【解

15、析】分子熱運動越劇烈，分子的平均動能越大，但某一分子的動能不一定大，選項A錯誤；分子間引力總是隨分子間距離的減小而增大，選項B錯誤；物體的內(nèi)能是所有分子動能和分子勢能之和，分子動能與溫度有關(guān)，分子勢能與體積有關(guān)，所以物體的內(nèi)能跟物體的溫度和體積有關(guān)，選項C正確；由熱力學第一定律知，做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，選項D錯誤【答案】C7(多選)(2013·新課標全國卷)兩個相距較遠的分子僅在分子力作用下由靜止開始運動，直至不再靠近在此過程中，下列說法正確的是()A分子力先增大，后一直減小B分子力先做正功，后做負功C分子動能先增大，后減小D分子勢能先增大，后減小E分子勢能和動能之和不變

16、【解析】兩分子從相距較遠處僅在分子力作用下由靜止開始運動，直至不再靠近的過程中，分子力先表現(xiàn)為引力后表現(xiàn)為斥力，分子間距離rr0時為引力，隨著距離r的減小引力先增大后減小，分子間距離rr0時為斥力，光是斥力一直增大至最大，故選項A錯；在兩分子靠近的過程中，先是引力做正功、后又斥力做負功，分子勢能先減小后增大，分子動能先增大后減小，所以選項B、C正確，選項D錯；分子僅在分子力作用下運動，只有分子力做功，分子勢能和動能之和不變，選項E正確【答案】BCE8(2013·福建高考)下列四幅圖中，能正確反映分子間作用力f和分子勢能Ep隨分子間距離r變化關(guān)系的圖線是()【解析】當rr0時引力與斥力

17、的合力為零即分子力為零，A、D錯；當分子間的距離從r0增大或減小時，分子力都做負功，分子勢能增加，rr0時分子勢能最小，B對C錯【答案】B9(2012·廣東高考)清晨，草葉上的露珠是由空氣中的水汽凝結(jié)成的水珠這一物理過程中，水分子間的()A引力消失，斥力增大 B斥力消失，引力增大C引力、斥力都減小 D引力、斥力都增大【解析】當水汽凝結(jié)成水珠時，水分子之間的距離減小，分子間的引力和斥力同時增大，只是斥力比引力增加得更快一些【答案】D10(2011·全國高考)在“油膜法估測油酸分子的大小”實驗中，有下列實驗步驟：往邊長約為40 cm的淺盤里倒入約2 cm深的水，待水面穩(wěn)定后將適量的痱子粉均勻地撒在水面上用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形狀穩(wěn)定將畫有油膜形狀的玻璃板平放在坐標紙上，計算出油膜的面積，根據(jù)油酸的體積和面積計算出油酸分子直徑的大小用注射器將事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下量筒內(nèi)每增加一定體積時的滴數(shù)，由此計算出一滴油酸酒精溶液的體積將玻璃板放在淺盤上，然后將油膜的形狀用彩筆描繪在玻璃板上完成下列填空：(1)上述步驟中，正確的順序是_(填寫步驟前面的數(shù)字)(2)將1 cm3的油酸溶于酒精，制