高考物理 一轮复习 分子动理论.docx

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高考物理一轮复习分子动理论

分子动理论内能

【知识要点】

一、分子动理论

1．物体是由大量分子组成的

（1）分子直径大小的数量级为______；

（2）一般分子质量的数量级为________kg；

（3）阿伏加德罗常数NA：

1mol的任何物质所含的粒子数，NA＝_______mol－1.

（4）宏观量与微观量及相互关系

（a）微观量：

分子的体积V0、分子的直径d、分子的质量m0、一定量物质内的分子数n.

（b）宏观量：

物体的体积V、物体的质量m、物体的密度ρ、摩尔体积Vmol、摩尔质量M.

（c）关系：

阿伏加德罗常数NA是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁．

①分子的质量：

.

②分子的体积：

对于气体，V0表示气体分子占据的空间.

③分子数：

n＝.

（5）.两种分子模型

（a）球体模型中的直径：

d＝.

（b）立方体模型中的边长：

d＝.

估算问题常用的常识性数据：

室温可取27℃，标准状况下的大气压p0＝76cmHg、温度T＝273K、摩尔体积V＝22.4L.

例1某气体的摩尔质量为M，摩尔体积为V，密度为ρ，每个分子的质量和体积分别为m和V0，则阿伏加德罗常数NA可表示为（　　）

A．NA＝

　　　　B．NA＝

C．NA＝

D．NA＝

2．分子永不停息地做无规则热运动

（1）扩散现象：

相互接触的物体的分子或原子彼此进入对方的现象．温度越________，扩散越快．

（2）布朗运动：

在显微镜下看到的悬浮在液体中的颗粒的永不停息的无规则运动．布朗运动反映了____________的无规则运动，颗粒越______，运动越明显；温度越________，运动越剧烈．

（3）扩散现象、布朗运动与热运动比较

现象

扩散

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、布朗运动都反映分子做无规则的热运动

例2关于分子动理论的基本观点和实验依据，下列说法正确的是（　　）

A．布朗运动是用显微镜观察到的分子的运动

B．扩散现象证明，物质分子永不停息地做无规则运动

C．悬浮在液体中的微粒越大，布朗运动就越明显

D．多数分子大小的数量级为10-10m

3．分子力

（1）分子间同时存在着和，实际表现的分子力是________；

（2）引力和斥力都随着距离的增大而________，但分子间距变化相等时斥力比引力变化得_________；

（3）分子间的作用力随分子间距离r变化的关系如图所示：

当r＜r0时，表现为______；当r＝r0时，分子力为______；当r＞r0时，表现为________；当r＞10r0时，分子力变得十分微弱，可忽略不计.

例3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，F>0表示斥力，F<0表示引力，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，则（　　）

A．乙分子由a到b做加速运动，由b到c做减速运动

B．乙分子由a到c做加速运动，到达c时速度最大

C．乙分子由a到b的过程中，两个分子间的分子势能一直增加

D．乙分子由a到d的过程中，两个分子间的分子势能一直增加

二、物体的内能

1．分子的平均动能：

物体内所有分子动能的平均值．________是分子平均动能的标志，物体温度升高，表明分子热运动的____________增大．

2．分子势能：

与分子________有关．分子势能的大小随分子间距的变化曲线如图所示（规定分子间距无穷远时分子势能为零）．

3．物体的内能：

物体中所有分子做热运动的________与________的总和．物体的内能跟物体的________、________及物体的、都有关系．

4．分子动能、分子势能、内能、机械能的比较

能量

分子动能

分子势能

内能

机械能

定义

　分子无规则运动的动能

　由分子间相对位置决定的势能

　所有分子的热运动动能和分子势能的总和

　物体的动能、重力势能和弹性势能的统称

决定因素

温度

分子间距

　温度、体积、物质的量

　跟宏观运动状态、参考系和零势能点的选取有关

备注

　温度、内能等物理量只对大量分子才有意义，对单个或少量分子没有实际意义

例4（双选）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．若两个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，分子动能增加，势能减小

B．在r＜r0阶段，F做负功，分子动能减小，势能也减小

C．r＝r0时，分子势能最小，动能最大

D．r＝r0时，分子势能为零

三、用油膜法估测分子的大小

1．实验目的：

估测油酸分子的大小；了解间接距测量微观量的原理、方法．

2．实验原理：

将油酸滴在水面上，让油酸尽可能散开，可认为油酸在水面上形成_________油膜层，如果把分子看作________，单层分子油膜的厚度就可以看作油酸分子的直径，如图所示，测出油酸的体积V和油膜的面积S，

就可以算出分子的直径d＝________．

3．主要测量量及测量方法

（1）油膜体积的测定——积聚法：

由于一滴纯油酸中含有的分子数仍很大，形成的单层分子所占面积太大，不便于测量，故实验中先把油酸溶于稀释，测定其，再测出1mL油酸溶液的滴数，取其一滴用于实验，最后计算出一滴溶液中含有的体积作为油膜的体积．

（2）油膜面积的测定：

将画有油酸薄膜轮廓的有机玻璃板取下放在上，以边长为1cm的方格为单位，数出轮廓内（不足半格的舍去，超过半格的计为1格），计算出油膜的面积S.

【经典练习】

1．只要知道下列哪一组物理量，就可以估算出气体中分子间的平均距离（）

A．阿伏伽德罗常数、该气体的摩尔质量和质量B．阿伏伽德罗常数、该气体的摩尔质量和密度

C．阿伏伽德罗常数、该气体的质量和体积D．该气体的密度、体积和摩尔质量

2．某物质的摩尔质量为M，密度为，阿伏伽德罗常数为N，则每个分子的质量为，单位体积所含的分子数为。

3．已知铜的密度为8.9×103kg/m3，铜的原子量为64，质子和中子的质量均约为1.67×10-27kg，则铜块中平均每个铜原子所占的空间体积约为多少？

铜原子的直径约为多少？

4．在“利用油膜法估测分子大小”的实验中,将V=1cm3的油酸（C17H33COOH）溶于酒精,制成V'=200cm3的油酸酒精溶液.测出1cm3溶液有n=50滴。

取一滴溶液，滴在撒有滑石粉薄层的水面上,随着酒精溶于水,油酸在水面上形成面积S=0.2m2的单分子油膜.由此可估算出油酸分子的直径为____。

5．关于布朗运动，下列说法中正确的是（）

A．图中记录的是分子无规则运动的情况

B．图中记录的是微粒做布朗运动的轨迹

C．实验可以看到，微粒越大，布朗运动越明显

D．实验可以看到，温度越高，布朗运动越激烈

6．关于布朗运动，下列论述正确的是（）

A．它是液体分子的运动B．它是液体中微粒分子的运动

C．运动的快慢由液体的温度和微粒的大小决定D．它反映了分子的运动是永不停息的

7．将两块接触面洁净的铅块A、B压紧后悬挂起来，下面铅块B不下落，这说明（）

A．A、B接触处分子无空隙，故粘在一起B．A、B接触处只有引力无斥力

C．A、B接触处分子引力大于斥力D．A、B接触处分子力大于B物的重力

8．两个分子相距较远时，可以忽略它们之间的分子力，若规定此时它们的分子势能为零，当分子间距离逐渐减小到不能再靠近的过程中（）

A．分子势能逐渐减小，其值总是负的B．分子势能逐渐增大，其值总是正的

C．分子势能先减小后增大，其值先为负后为正D．分子势能先增大后减小，其值先为正后为负

9.一杯10℃的水和一盆10℃的水，下列说法中错误的是（）

A．一盆水的热量比一杯水的热量多B．一盆水的内能比一杯水的内能多

C．它们的分子平均动能相同D．若它们降低同样的温度，一盆水的内能减少得多

10.两个接触面平滑的铅柱压紧后悬挂起来，下面的铅柱不脱落，主要原因是（　　）

A．铅分子做无规则热运动B．铅柱受到大气压力作用

C．铅柱间存在万有引力作用D．铅柱间存在分子引力作用

11.如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子沿x轴运动，两分子间的分子势能Ep与两分子间距离的变化关系如图中曲线所示．图中分子势能的最小值为－E0.若两分子所具有的总能量为0，则下列说法中正确的是（　　）

A．乙分子在P点（x＝x2）时，加速度最大

B．乙分子在P点（x＝x2）时，其动能为E0

C．乙分子在Q点（x＝x1）时，处于平衡状态

D．乙分子的运动范围为x≥x1

固体、液体和气体

【知识要点】

一、固体和液体

1.自然界中的固态物质可以分为晶体和________两种，晶体又分为单晶体和________．

2．晶体的微观结构：

晶体的形状和物理性质与非晶体不同，是因为在各种晶体中，原子（或分子、离子）都是按照规则排列的，具有空间上的________性．

3．液体的表面张力：

液体的表面张力使液面具有________的趋势，表面张力跟液面相切，跟这部分液面的分界线垂直．

4．液晶：

具有液体的________性，具有晶体的光学各向________性．

5.晶体和非晶体比较

6.单晶体的各向异性

由于晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同，引起晶体在不同方向上性质的不同．

单晶体具有各向性，并不是每一种晶体都能在各种物理性质上都表现出各向异性．例如云母、石膏晶体在导热性上表现出显著的各向异性——沿不同方向传热的快慢不同；方铅矿晶体在导电性上表现出显著的各向异性——沿不同方向电阻率不同；立方形的铜晶体在弹性上表现出显著的各向异性——沿不同方向弹性不同；方解石晶体在光的折射上表现出各向异性——沿不同方向折射率不同．

例1下列说法中正确的是（　　）

A．蔗糖受潮后会粘在一起，没有确定的几何形状，它是非晶体

B．晶体具有各向异性的特点

C．液晶对不同颜色光的吸收强度随电场强度的变化而变化

D．液体的表面层就象张紧的橡皮膜而表现出表面张力，是因为表面层的分子分布比液体内部稀疏

二、气体

1．气体的状态参量

（1）压强：

气体压强是大量分子对器壁撞击的宏观表现，其决定因素有______和单位体积内的______数．

（2）体积：

气体分子所能达到的空间的体积，即气体所充满的容器的容积．

（3）温度：

宏观上温度表示物体的冷热程度，微观上温度是______________的标志．热力学温度与摄氏温度的关系：

T＝（t＋______）K.

2．气体分子运动的特点

（1）气体分子之间的距离大约是分子直径的________倍左右，气体分子之间的相互作用力十分微弱，可忽略不计；

（2）气体分子向各个方向运动的机会均等；

（3）大量分子的热运动速率分布表现为“______________________”的统计规律；

（4）温度一定时，某种气体分子速率分布是确定的，平均速率是确定的．温度升高时，气体分子的____________增大，但每个分子的速率都增大．

3.理想气体状态方程

（1）理想气体：

把在任何温