新课标高考物理总复习 第十三章 热学教案 选修33.docx

新课标高考物理总复习 第十三章 热学教案 选修33.docx

《新课标高考物理总复习 第十三章 热学教案 选修33.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新课标高考物理总复习 第十三章 热学教案 选修33.docx（50页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

新课标高考物理总复习第十三章热学教案选修33

第十三章

纲要求

考情分析

分子动理论的基本观点和实验依据

Ⅰ

理想气体

Ⅰ

　1.命题规律

本章知识点比较多，而高考重点考查的内容包括分子动理论、固体和液体的性质、气体实验定律及热力学第一定律等知识。

题型一般为选择＋计算。

2.考查热点

预计在2018年高考中，对本部分内容的考查仍将以分子动理论、热力学定律及气体状态方程的应用为重点。

阿伏伽德罗常数

Ⅰ

饱和蒸汽、未饱和蒸汽、饱和蒸汽压

Ⅰ

气体分子运动速率的统计分布

Ⅰ

相对湿度

Ⅰ

温度、内能

Ⅰ

热力学第一定律

Ⅰ

固体的微观结构、晶体和非晶体

Ⅰ

能量守恒定律

Ⅰ

液晶的微观结构

Ⅰ

热力学第二定律

Ⅰ

液体的表面张力现象

Ⅰ

中学物理中涉及的国际单位制的基本单位和其他单位，例如摄氏度、标准大气压

Ⅰ

气体实验定律

Ⅱ

实验十三：

用油膜法估测分子的大小

第69课时　分子动理论　内能（双基落实课）

[命题者说]　本课时内容既是高考选考内容，又是热学最基本的知识，因此高考针对这些内容命题时，难度不会很大。

在复习这部分内容时，只需全面复习，不需要过深的挖掘。

一、分子动理论和阿伏伽德罗常数

1.物体是由大量分子组成的

（1）分子的大小

①一般无机分子直径的数量级约为：

10－10m。

②一般无机分子质量的数量级约为：

10－26kg。

（2）阿伏伽德罗常数：

指1mol的任何物质中含有相同的微粒个数，用符号NA表示，NA＝6.02×1023mol－1。

2．分子热运动：

指分子永不停息的无规则运动

（1）扩散现象：

指相互接触的不同物质彼此进入对方的现象。

温度越高，扩散越快；扩散可在固体、液体、气体中进行。

（2）布朗运动：

指悬浮在液体（或气体）中的微粒的无规则运动。

微粒越小，温度越高，布朗运动越显著。

3．分子间的相互作用力

分子间同时存在引力和斥力，且都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但总是斥力变化得较快，如图所示。

（1）当r＝r0时，F引＝F斥，F＝0；

（2）当r＜r0时，F引和F斥都随距离的减小而增大，但F引＜F斥，F表现为斥力；

（3）当r＞r0时，F引和F斥都随距离的增大而减小，但F引＞F斥，F表现为引力；

（4）当r＞10r0（10－9m）时，F引和F斥都已经十分微弱，可以认为分子间没有相互作用力（F＝0）。

[小题练通]

1．（2016·北京高考）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，并且PM10、PM2.5分别表示球体直径小于或等于10μm、2.5μm的颗粒物（PM是颗粒物的英文缩写）。

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（　　）

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

解析：

选C　PM10直径小于或等于10μm，即1.0×10－5m，选项A错误；PM10悬浮在空中，表明空气分子作用力的合力与其重力平衡，选项B错误；PM10和大悬浮颗粒物的大小符合做布朗运动的条件，选项C正确；据题中材料不能判断PM2.5浓度随高度的增加而增大，选项D错误。

2．下列关于布朗运动的说法中正确的是（　　）

A．布朗运动是微观粒子的运动，其运动规律遵循牛顿第二定律

B．布朗运动是组成固体微粒的分子无规则运动的反映

C．布朗运动是液体分子与固体分子的共同运动

D．布朗运动是永不停息的，反映了系统的能量是守恒的

E．布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动

解析：

选ADE　布朗运动是悬浮的固体小颗粒不停地做无规则的宏观的机械运动，故符合牛顿第二定律，它反映了液体分子永不停息地做无规则运动，A、E正确，B、C错误；微粒运动过程中，速度的大小与方向不断发生改变，与接触的微粒进行能量交换，D正确。

布朗运动不是液体分子的运动，而是固体颗粒在液体分子撞击下的无规则运动，它间接地反映了液体分子的无规则运动。

二、温度和内能

1.温度

两个系统处于热平衡时，它们必定具有某个共同的热学性质，把表征这一“共同热学性质”的物理量叫做温度。

一切达到热平衡状态的系统都具有相同的温度。

2．摄氏温标和热力学温标

单位

规定

关系

摄氏温标（t）

℃

在标准大气压下，冰的熔点是0_℃，水的沸点是100℃

T＝t＋273.15KΔT＝Δt

热力学温标（T）

K

零下273.15_℃即为0K

3．分子的动能

（1）分子动能是分子热运动所具有的动能。

（2）分子热运动的平均动能是所有分子热运动的动能的平均值，温度是分子热运动的平均动能的标志。

（3）分子热运动的总动能是物体内所有分子热运动动能的总和。

4．分子的势能

（1）意义：

由于分子间存在着引力和斥力，所以分子具有由它们的相对位置决定的能。

（2）分子势能的决定因素

①微观上——决定于分子间距离和分子排列情况；取r→∞处为零势能处，分子势能Ep与分子间距离r的关系如图所示，当r＝r0时分子势能最小。

②宏观上——决定于体积和状态。

5．物体的内能

（1）物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和，是状态量。

对于给定的物体，其内能大小由物体的温度和体积决定。

（2）改变物体内能有两种方式：

做功和热传递。

[小题练通]

1．若某种实际气体分子的作用力表现为引力，则一定质量的该气体内能的大小与气体体积和温度的关系是（　　）

A．如果保持其体积不变，温度升高，内能增大

B．如果保持其体积不变，温度升高，内能减少

C．如果保持其温度不变，体积增大，内能不变

D．如果保持其温度不变，体积增大，内能减少

解析：

选A　若保持气体的体积不变，则分子势能不变，温度升高，分子的平均动能变大，故气体的内能增大，A正确，B错误；若保持气体的温度不变，气体分子的平均动能不变，体积增大，分子间的引力做负功，分子势能增大，故气体的内能增大，C、D均错误。

2．（2017·吉林省实验中学模拟）两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0，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r>r0阶段，F做正功，分子动能增大，势能也增大

B．在r

C．在r＝r0时，分子势能最小，动能最大

D．在r＝r0时，分子势能为零

E．分子动能和势能之和在整个过程中不变

解析：

选BCE　在r＞r0阶段，两分子间的斥力和引力的合力F表现为引力，两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近，F做正功，分子动能增大，势能减小，选项A错误；在r＜r0阶段，两分子间的斥力和引力的合力F表现为斥力，F做负功，分子动能减小，势能增大，选项B正确；在r＝r0时，分子势能最小，动能最大，选项C正确；在整个过程中，只有分子力做功，分子动能和势能之和保持不变，在r＝r0时，分子势能为负值，选项D错误，E正确。

分析分子动能和势能的变化情况时，要根据功能关系进行分析：

分子力做正功，分子动能增大，势能减小；分子力做负功，分子动能减小，势能增大。

1．下列说法正确的是（　　）

A．气体扩散现象表明了气体分子的无规则运动

B．气体温度升高，分子的平均动能一定增大

C．布朗运动的实质就是分子的热运动

D．当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而减小

E．当分子间作用力表现为引力时，分子势能随分子间距离的减小而减小

解析：

选ABE　布朗运动是悬浮在液体中微粒的运动，它是液体分子无规则热运动的反映，选项C错误；当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大，选项D错误。

2．（2017·河南名校联考）关于分子间的作用力，下列说法正确的是（　　）

A．分子之间的斥力和引力同时存在

B．分子之间的斥力和引力大小都随分子间距离的增大而减小

C．分子间距离减小时，分子力一直做正功

D．分子间距离增大时，分子势能一直减小

E．分子间距离增大时，可能存在分子势能相等的两个位置

解析：

选ABE　分子之间的引力和斥力是同时存在的，A正确；分子间存在相互作用的引力和斥力，引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，B正确；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，C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，D错误；若分子间距离小于平衡位置间距，则随分子间距离增大，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，E正确。

3．如图所示为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线。

下列说法正确的是（　　）

A．当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力

B．当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力

C．当r等于r2时，分子势能Ep最小

D．在r由r1增大的过程中，分子间的作用力做正功

E．在r由r2增大的过程中，分子间的作用力做负功

解析：

选BCE　两分子系统的势能Ep最小值对应分子平衡位置，即r2处为平衡位置，当r＞r2时，分子间的作用力表现为引力，当r＜r2时，分子间的作用力表现为斥力，选项B正确，A错误；当r＝r2时，分子间势能Ep最小，选项C正确；在r由r1增大到r2的过程中，分子间的作用力做正功，分子势能减小，由r2继续增大的过程中，分子间的作用力做负功，分子势能增大，选项D错误，E正确。

4．（2017·湖北襄阳调研）下列说法正确的是（　　）

A．气体放出热量，其分子的平均动能可能增大

B．布朗运动不是液体分子的运动，但它可以说明分子在永不停息地做无规则运动

C．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大

D．第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第一定律

E．某气体的摩尔体积为V，每个分子的体积为V0，则阿伏加德罗常数可表示为NA＝

解析：

选ABC　气体放出热量，若外界对气体做功，气体的温度可能升高，分子的平均动能可能增大，选项A正确；布朗运动不是液体分子的运动，但是能反映分子在永不停息地做无规则运动，选项B正确；当分子力表现为斥力时，随着分子间距离减小，分子力做负功，分子力和分子势能均增大，选项C正确；第二类永动机不违背能量守恒定律，但是违背热力学第二定律，选项D错误；对于气体分子，依据每个气体分子所占空间的体积估算分子数目，但不能根据每个气体分子的体积估算分子数目，选项E错误。

5．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，内能不变

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

E．分子间引力和斥力相等时，分子势能最小

解析：

选ACE　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正确；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