三年高考兩年模擬高考物理新課標(biāo)一輪復(fù)習(xí)課件第12章第1講分子動(dòng)理論內(nèi)能

1、課標(biāo)版 物理,第1講分子動(dòng)理論內(nèi)能,一、分子動(dòng)理論的基本觀點(diǎn)、阿伏加德羅常數(shù) 1.物體是由大量分子組成的 (1)分子的大小 a.直徑數(shù)量級(jí)為 m。 b.質(zhì)量數(shù)量級(jí)為 kg。 (2)阿伏加德羅常數(shù) a.1 mol的任何物質(zhì)都含有相同的粒子數(shù)。通常可取NA= mol-1。 b.阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀物理量和微觀物理量的橋梁。,10-10,10-2610-27,6.021023,2.分子的熱運(yùn)動(dòng) (1)擴(kuò)散現(xiàn)象:由于分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)而使不同物質(zhì)能夠彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象。溫度越,擴(kuò)散越快。 (2)布朗運(yùn)動(dòng):在顯微鏡下看到的懸浮在液體中的的永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)。 其特點(diǎn)是: a.永不停息、運(yùn)動(dòng)。 b.顆

2、粒越小,運(yùn)動(dòng)越。 c.溫度越高,運(yùn)動(dòng)越。 (3)熱運(yùn)動(dòng):分子永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng),這種運(yùn)動(dòng)跟溫度有關(guān)。,高,固體顆粒,無規(guī)則,明顯,激烈,(1)分子間同時(shí)存在和,實(shí)際表現(xiàn)的分子力是它們的。 (2)引力和斥力都隨分子間距離的增大而,但斥力比引力變化得 。 自測(cè)1(辨析題) (1)布朗運(yùn)動(dòng)就是液體分子的運(yùn)動(dòng)。() (2)布朗運(yùn)動(dòng)是固體小顆粒中固體分子的運(yùn)動(dòng)。() 答案(1)(2),3.分子間存在著相互作用力,引力,斥力,合力,減小,快,C.NA=D.NA= 答案BC氣體分子間距離很大,氣體的體積并不等于每個(gè)分子的體積 之和,A錯(cuò);氣體的質(zhì)量等于每個(gè)分子的質(zhì)量之和,B、C對(duì);氣體的密度是對(duì)大量氣體分

3、子而言的,一個(gè)分子質(zhì)量mV0,D錯(cuò)。,自測(cè)2(多選)某氣體的摩爾質(zhì)量為M,摩爾體積為V,密度為,每個(gè)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() A.NA=B.NA=,答案D花粉顆粒做此運(yùn)動(dòng)的原因是花粉顆粒受到周圍液體分子的不 平衡碰撞,選D。,自測(cè)31827年,英國(guó)植物學(xué)家布朗發(fā)現(xiàn)花粉顆粒在水中不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng),花粉顆粒做此運(yùn)動(dòng)的原因是() A.花粉有生命 B.氣溫變化形成了液體的微弱對(duì)流 C.液體逐漸蒸發(fā) D.花粉顆粒受到周圍液體分子的不平衡碰撞,二、溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志內(nèi)能 1.溫度 一切達(dá)到的系統(tǒng)都具有相同的溫度。 2.兩種溫標(biāo) 攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)。 關(guān)系

4、:T=K。 3.分子的動(dòng)能 (1)分子動(dòng)能是所具有的動(dòng)能。 (2)分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能是所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能的平均值,是分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志。 (3)分子熱運(yùn)動(dòng)的總動(dòng)能是物體內(nèi)所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能的。,熱平衡,t+273.15,分子熱運(yùn)動(dòng),溫度,總和,4.分子的勢(shì)能 (1)由于分子間存在著引力和斥力,所以分子具有由它們的決定的能。 (2)分子勢(shì)能的決定因素: 微觀上決定于和分子排列情況; 宏觀上決定于和狀態(tài)。 5.物體的內(nèi)能 (1)等于物體中所有分子的熱運(yùn)動(dòng)的與分子的總和。 (2)對(duì)于給定的物體,其內(nèi)能大小由物體的和決定。,相對(duì)位置,分子間距離,體積,動(dòng)能,勢(shì)能,溫度,體積,自測(cè)4(1)溫

5、度、分子動(dòng)能、分子勢(shì)能或內(nèi)能只對(duì)大量分子才有意義。 () (2)任何物體都有內(nèi)能。() (3)當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí),分子勢(shì)能隨分子間距離的增大而增大。() 答案(1)(2)(3),考點(diǎn)一微觀量的估算 1.求解分子直徑時(shí)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(duì)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。 2.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: 一個(gè)分子的質(zhì)量:m0=。 一個(gè)分子的體積:V0=(注

6、:對(duì)氣體V0為一個(gè)分子所占空間的平均 體積)。 物體所含的分子數(shù):n=NA=NA=NA=NA。 單位質(zhì)量物體中所含的分子數(shù):n=。,典例1(2015北京海淀質(zhì)檢)教育部辦公廳和衛(wèi)生部辦公廳日前聯(lián)合發(fā)布了關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)?？?zé)煿ぷ鞯囊庖?。意見中要?教師在學(xué)校的禁煙活動(dòng)中應(yīng)以身作則、帶頭戒煙,通過自身的戒煙,教育、帶動(dòng)學(xué)生自覺抵制煙草的誘惑。試估算一個(gè)高約2.8 m,面積約10 m2的兩人辦公室,若只有一人吸了一根煙(人正常呼吸一次吸入氣體300 cm3,一根煙大約吸10次)。求: (1)估算被污染的空氣分子間的平均距離; (2)另一不吸煙者呼吸一次大約吸入多少個(gè)被污染過的空氣分子。 答案(1)

7、710-8 m(2)8.71017個(gè) 解析(1)吸煙者吸一根煙吸入氣體的總體積為10300 cm3, 含有被污染的空氣分子數(shù)n=6.0210238.11022(個(gè)),辦公室單位體積空間內(nèi)含被污染的空氣分子數(shù)為 n1=2.91021 (個(gè)) 每個(gè)被污染分子所占體積為V= m3 所以平均距離為L(zhǎng)=710-8 m (2)被動(dòng)吸煙者一次吸入被污染的空氣分子數(shù)為 n2=2.9102130010-6=8.71017(個(gè)),1-1(多選)若以表示水的摩爾質(zhì)量,V表示在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的摩爾體積,表示在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的密度,NA表示阿伏加德羅常數(shù),m0、V0分別表示每個(gè)水分子的質(zhì)量和體積,下面關(guān)系正確的有(

8、) A.NA=B.=,C.D.m0= 答案ACD由于=V,則NA=,變形得m0=,故A、D正確;由于 氣體分子之間有很大的空隙,所以NAV0V,水蒸氣的密度為=,故B 錯(cuò)誤,C正確。,1-2空調(diào)在制冷過程中,室內(nèi)空氣中的水蒸氣接觸蒸發(fā)器(銅管)液化成水,經(jīng)排水管排走,空氣中水分越來越少,人會(huì)感覺干燥。某空調(diào)工作一段時(shí)間后,排出液化水的體積V=1.0103 cm3。已知水的密度=1.0103 kg/m3、摩爾質(zhì)量M=1.810-2 kg/mol,阿伏加德羅常數(shù)NA=6.01023 mol-1。試求:(結(jié)果均保留一位有效數(shù)字) (1)該液化水中含有水分子的總數(shù)N; (2)一個(gè)水分子的直徑d。,答案

9、(1)31025個(gè)(2)410-10 m 解析(1)水的摩爾體積為 Vmol= m3/mol=1.810-5 m3/mol 水分子總數(shù)為 N=31025(個(gè))。 (2)建立水分子的球體模型,有=d3, 可得水分子直徑:d= m=410-10 m。,考點(diǎn)二布朗運(yùn)動(dòng)與分子熱運(yùn)動(dòng) 1.對(duì)布朗運(yùn)動(dòng)的理解 (1)研究對(duì)象:懸浮在液體、氣體中的小顆粒。 (2)特點(diǎn):永不停息;無規(guī)則;顆粒越小,現(xiàn)象越明顯;溫度越高,運(yùn)動(dòng)越激烈;肉眼直接看不到。 (3)成因:布朗運(yùn)動(dòng)是由于小顆粒周圍的分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)對(duì)其撞擊力的不平衡引起的,是分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映。,2.布朗運(yùn)動(dòng)和分子熱運(yùn)動(dòng)的比較,典例2(2015河南鄭州質(zhì)檢

10、)關(guān)于分子熱運(yùn)動(dòng)和布朗運(yùn)動(dòng),下列說法正確的是() A.布朗運(yùn)動(dòng)是指在顯微鏡中看到的液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng) B.布朗運(yùn)動(dòng)間接反映了分子在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng) C.懸浮顆粒越大,同一時(shí)刻與它碰撞的液體分子越多,布朗運(yùn)動(dòng)越顯著 D.當(dāng)物體溫度達(dá)到0 時(shí),物體分子的熱運(yùn)動(dòng)就會(huì)停止 答案B布朗運(yùn)動(dòng)是指在顯微鏡中看到的懸浮小顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng),A 錯(cuò)誤;布朗運(yùn)動(dòng)間接反映了液體分子運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性,B正確;懸浮顆粒越大,液體分子對(duì)它的撞擊作用的不平衡性越小,布朗運(yùn)動(dòng)越不明顯,C錯(cuò)誤;物體分子的熱運(yùn)動(dòng)在0 時(shí)不會(huì)停止,D錯(cuò)誤。,2-1(2015福建福州模擬)如圖所示,是關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn),下列說法正確的是(),A

11、.圖中記錄的是分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的情況 B.圖中記錄的是微粒做布朗運(yùn)動(dòng)的軌跡 C.實(shí)驗(yàn)中可以看到,微粒越大,布朗運(yùn)動(dòng)越明顯 D.實(shí)驗(yàn)中可以看到,溫度越高,布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈 答案D圖中記錄的是每隔若干時(shí)間微粒位置的連線,不是微粒的運(yùn)動(dòng) 軌跡,也不是分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的情況,且在此段時(shí)間內(nèi)微粒的運(yùn)動(dòng)情況不得而知,雖然圖示所反映的不是微粒的軌跡,但卻可看出其運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性,做布朗運(yùn)動(dòng)的微粒都很小,微粒做布朗運(yùn)動(dòng)的根本原因是:各個(gè)方向的液體分子對(duì)它的碰撞不平衡,因此,只有微粒越小、溫度越高時(shí)液體分子對(duì)它的碰撞越不平衡,布朗運(yùn)動(dòng)才越激烈,故只有D對(duì)。,考點(diǎn)三分子間的相互作用 分子力與分子間距離關(guān)系圖線 當(dāng)r=r0

12、時(shí),F引=F斥,分子力為0; 當(dāng)rr0時(shí),F引F斥,分子力表現(xiàn)為引力; 當(dāng)rr0時(shí),F引F斥,分子力表現(xiàn)為斥力。 當(dāng)分子間距離大于10r0(約為10-9 m)時(shí),分子力很弱,可以忽略不計(jì)。,典例3(多選)用原子顯微鏡觀察高真空度的空間,結(jié)果發(fā)現(xiàn)有一對(duì)分子甲和乙環(huán)繞一個(gè)共同“中心”旋轉(zhuǎn),從而形成一個(gè)“雙星”體系,觀測(cè)中同時(shí)發(fā)現(xiàn)此“中心”離甲分子較近。如果這兩個(gè)分子間距離r=r0時(shí),它們之間的相互作用力(即分子力)恰好為零,那么上述“雙星”體系中() A.甲、乙兩分子間距離一定大于r0 B.甲、乙兩分子間距離一定小于r0 C.甲、乙兩分子質(zhì)量一定不等且甲的質(zhì)量大于乙的質(zhì)量 D.甲、乙兩分子運(yùn)動(dòng)速率

13、一定不等且甲的速率大于乙的速率 答案AC兩分子繞共同“中心”做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),向心力是由兩分子間 的引力提供,故分子間距rr0,A正確,B錯(cuò)誤;由F=m甲2r甲=m乙2r乙,r甲m乙,又v甲=r甲,v乙=r乙,可知v甲v乙,故C正確,D錯(cuò)誤。,3-1如圖所示,甲分子固定于坐標(biāo)原點(diǎn)O,乙分子從無窮遠(yuǎn)處由靜止釋放,在分子力的作用下靠近甲,圖中點(diǎn)b是引力最大處,點(diǎn)d是兩分子靠得最近處,則乙分子加速度最大處可能是() A.點(diǎn)aB.點(diǎn)bC.點(diǎn)cD.點(diǎn)d,答案D由分子力與分子之間距離的圖像可以看出,在a、b、c、d四點(diǎn) 中,乙分子在點(diǎn)d時(shí)所受分子力最大,根據(jù)牛頓第二定律知在點(diǎn)d時(shí)乙分子的加速度最大。,考點(diǎn)四物

14、體的內(nèi)能 1.分子勢(shì)能與分子間距離的關(guān)系,取r處為零勢(shì)能處。 (1)當(dāng)rr0時(shí),分子力為引力,當(dāng)r增大時(shí),分子力做負(fù)功,分子勢(shì)能增加。 (2)當(dāng)rr0時(shí),分子力為斥力,當(dāng)r減小時(shí),分子力做負(fù)功,分子勢(shì)能增加。 (3)當(dāng)r=r0時(shí),分子勢(shì)能最小。 2.對(duì)內(nèi)能概念的進(jìn)一步說明 (1)內(nèi)能是對(duì)物體內(nèi)的大量分子而言的,不存在某個(gè)分子內(nèi)能的說法。 (2)決定內(nèi)能大小的因素有溫度、體積、分子數(shù)等。 (3)通過做功或熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能。 3.物體的內(nèi)能和機(jī)械能的比較,典例42013課標(biāo),33(1),6分(多選)兩個(gè)相距較遠(yuǎn)的分子僅在分子力作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng),直至不再靠近。在此過程中,下列說法正確的是

15、 () A.分子力先增大,后一直減小 B.分子力先做正功,后做負(fù)功 C.分子動(dòng)能先增大,后減小 D.分子勢(shì)能先增大,后減小 E.分子勢(shì)能和動(dòng)能之和不變 答案BCE分子力F與分子間距r的關(guān)系是:當(dāng)rr0時(shí)F為斥力;當(dāng)r=r0時(shí)F,=0;當(dāng)rr0時(shí)F為引力。綜上可知,當(dāng)兩分子由相距較遠(yuǎn)逐漸達(dá)到最近過程中分子力是先變大再變小后又變大,A項(xiàng)錯(cuò)誤。分子力為引力時(shí)做正功,分子勢(shì)能減小,分子力為斥力時(shí)做負(fù)功,分子勢(shì)能增大,故B項(xiàng)正確、D項(xiàng)錯(cuò)誤。因僅有分子力作用,故只有分子動(dòng)能與分子勢(shì)能之間發(fā)生轉(zhuǎn)化,即分子勢(shì)能減小時(shí)分子動(dòng)能增大,分子勢(shì)能增大時(shí)分子動(dòng)能減小,其總和不變,C、E項(xiàng)均正確。,4-1(2014北京理綜,13,6分)下列說法中正確的是() A.物體溫度降低,其分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增大 B.物體溫度升高,其分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增大 C.物體溫度降低,其內(nèi)能一定增大