北京市高三物理一轮专题复习 热学.docx
《北京市高三物理一轮专题复习 热学.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《北京市高三物理一轮专题复习 热学.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
北京市高三物理一轮专题复习热学
专题热学
知识导图
热学是北京高考每年必考内容，大部分都会以选择题（6分）出现，也有可能考实验（油膜法测分子直径）。
2016年
第8题
6分
考查分子热运动和分子力，与实际生活结合（雾霾）
2015年
第1题
6分
考查热力学第一定律
2014年
第1题
6分
考查分子内能
2013年
第1题
6分
考查分子的热运动和热力学第一定律
NA=
教学目标
1.熟记并会运用分子动理论，分子内能及热力学定律这几个常考考点。
2.理解并会计算分子直径。
题型分类及方法点拨
类型一分子的动理论
方法点拨：
这部分主要考查：
①分子的热运动：
扩算现象就是分子的热运动；布朗运动间接反应分子的热运动，它是悬浮在液体中的固体小颗粒的运动；②阿伏伽德罗常量的计算，注意气体分子有空隙。
例题1：
已知油酸的摩尔质量为
，密度为
，阿佛加德罗常数为
。
若用
表示一个油酸分子的质量，用
表示一个油酸分子的体积。
则下列表达式中正确的是（）
A．
B．
C．
D．
练习1.关于布朗运动，下列说法正确的是（）
A.布朗运动是液体分子的无规则运动
B.液体温度越高，布朗运动会越激烈
C.布朗运动是由于液体各部分温度不同而引起的
D.悬浮在液体中的颗粒作布朗运动具有的能是内能
练习2.雾霾天气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，并用PM10、PM2.5分别表示直径小于或等于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浓度随高度的增加逐渐增大
类型二分子的作用力
方法点拨：
分子的引力和斥力同时存在，随着分子间距的增加，分子的引力和斥力都减小，斥力减小的快；随着分子间距的减小，分子的引力和斥力都增加，斥力增加的快。
1r引力②r=r0时，斥力=引力③r>r0时，斥力<引力。
例题2：
关于分子间的作用力，下列说法正确的是（）
A．分子间只存在引力
B．分子间只存在斥力
C．分子间同时存在引力和斥力
D．分子间不可能同时存在引力和斥力
练习1：
甲和乙两个分子，设甲固定不动，乙从无穷远处（此时分子间的分子力可忽略，取无穷远时它们的分子势能为0）逐渐向甲靠近直到不能再靠近的过程中（）
A．分子间的引力和斥力都在减小
B．分子间作用力的合力一直增大
C．分子间的力先做负功后做正功
D．分子势能先减小后增大
练习2：
分子间作用力与分子间距离的关系图线如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．分子之间的斥力和引力不是同时存在
B．分子之间的斥力和引力大小都随分子间距离的增加而减小
C．分子之间的距离减小时，分子力一直在减小
D．分子间距离增大时，分子间引力增大，分子间斥力减小
类型三分子内能
方法点拨：
这部分考点关键点是温度物体平均动能的标志，温度升高，只能说平均动能增大，不能说每个分子的动能都增大，也不能说分子的总动能增加（密闭空间除外）；分子势能与分子力做功有关，分子力做正功，分子势能减小，做负功，分子势能增加。
例题3：
下列说法中正确的是 （）
A.物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大
B.物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大
C.物体温度降低，其内能一定增大
D.物体温度不变，其内能一定不变
练习1：
由于分子间存在着分子力，而分子力做功与路径无关，因此分子间存在与其相对距离有关的分子势能。
如图所示为分子势能Ep随分子间距离r变化的图象，取r趋近于无穷大时Ep为零。
通过功能关系可以从分子势能的图象中得到有关分子力的信息，则下列说法正确的是（）
r11
r
O
R2222222
Ep
A．假设将两个分子从r=R处释放，它们将相互远离
B．假设将两个分子从r=R处释放，它们将相互靠近
C．假设将两个分子从r=r处释放，它们的加速度先增大后减小
D．假设将两个分子从r=r处释放，当r=R时它们的速度最大
练习2：
给一定质量、温度为0℃的水加热，在水的温度由0℃上升到4℃的过程中，水的体积随着温度升高反而减小，我们称之为“反常膨胀”。
某研究小组通过查阅资料知道：
水分子之间存在一种结合力，这种结合力可以形成多分子结构，在这种结构中，水分了之间也存在相互作用的势能。
在水反常膨胀的过程中，体积减小是由于水分子之间的结构发生了变化，但所有水分子间的总势能是增大的。
关于这个问题的下列说法中正确的是
A．水分子的平均动能减小，吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功
B．水分子的平均动能减小，吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功
C．水分子的平均动能增大，吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功
D．水分子的平均动能增大，吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功
类型四热力学定律
方法点拨：
这部分主要考做功和热传递是改变内能的两种方式，它们在改变内能上是等效。
理想气体状态方程：
或
，也是考点之一。
例题4:
下列说法正确的是 （）
A.物体放出热量，其内能一定减小
B.物体对外做功，其内能一定减小
C.物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加
D.物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变
练习1：
对一定质量的气体，下列说法中正确的是
A.外界对气体做功，内能一定增大
B.气体从外界吸收热量后，内能一定增大
C.分子密集程度一定，温度越高，气体的压强越小
D.温度一定，分子密集程度越大，气体的压强越大
练习2：
在一定温度下，当气体的体积减小时，气体的压强增大，这是由于 （）
A.单位体积内的分子数变大，单位时间对器壁碰撞的次数增多
B.气体分子密度变大，分子对器壁的吸引力变大
C.每个分子对器壁的平均撞击力变大
D.气体分子的密度变大，单位体积内分子的重量变大
类型五油膜法测分子直径
方法点拨：
这个实验主要考查分子直径的计算，注意要分步求，先求酒精油酸溶液的浓度，再求出一滴油酸分子的体积，然后数出一滴油酸分子的小格数，求出面积，最后用公式d=
求出分子直径。
例题5在做“用油膜法估测分子大小”的实验中，已知实验室中使用的酒精油酸溶液的浓度为A，N滴溶液的总体积为V。
在浅盘中的水面上均匀撒上痱子粉，将一滴溶液滴在水面上，待油膜稳定后，在带有边长为a的正方形小格的玻璃板上描出油膜的轮廓（如图所示），测得油膜占有的正方形小格个数为X。
①用以上字母表示油酸分子的大小d=_____________。
②从图中数得X=____________。
痱子粉
练习1：
某同学做“用油膜法估测分子的大小”的实验。
①每滴油酸酒精溶液的体积为V0，将该溶液滴一滴到水面上，稳定后形成油膜的面积为S。
已知500mL油酸酒精溶液中含有纯油酸1mL，则油酸分子直径大小的表达式为d=________。
②该同学做完实验后，发现自己所测的分子直径d明显偏大。
出现这种情况的原因可能是________。
A．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算
B．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化
C．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开
D．计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理
练习2：
在做“用油膜法估测分子的大小”实验时，将6mL的油酸溶于酒精中制成104mL的油酸酒精溶液。
用注射器取适量溶液滴入量筒，测得每滴入75滴，量筒内的溶液增加1mL。
用注射器把1滴这样的溶液滴入表面撒有痱子粉的浅水盘中，把玻璃板盖在浅盘上并描出油酸膜边缘轮廓，如图所示。
已知玻璃板上正方形小方格的边长为1cm，则油酸膜的面积约为________m²（保留两位有效数字）。
由以上数据，可估算出油酸分子的直径约为________m（保留两位有效数字）。
巩固练习
1.（2016海淀0模）利用下列哪一组物理量可以算出二氧化碳的摩尔质量 （）
A.二氧化碳的密度和阿伏加德罗常数
B.二氧化碳分子的体积和二氧化碳的密度
C.二氧化碳分子的质量和阿伏加德罗常数
D.二氧化碳分子的体积和二氧化碳分子的质量
2.（2016海淀一模）下列说法中正确的是（）
A．布朗运动就是液体分子的无规则运动
B．当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力均增大
C．当分子间距离增大时，分子势能一定增大
D．物体的内能变化，它的温度并不一定发生变化
3.（2016海淀二模）如图所示，在一个配有活塞的厚壁有机玻璃筒底放置一小团硝化棉，迅速向下压活塞，筒内气体被压缩后可点燃硝化棉。
在筒内封闭的气体被活塞压缩的过程中 （）
A.气体对外界做正功，气体内能增加B.外界对气体做正功，气体内能增加
C.气体的温度升高，压强不变D.气体的体积减小，压强不变
4.（2016西城一模）下列说法正确的是 （）
A.液体分子的无规则运动称为布朗运动
B.物体从外界吸收热量，其内能一定增加
C.物体温度升高，其中每个分子热运动的动能均增大
D.气体压强产生的原因是大量气体分子对器壁的持续频繁的撞击
5.（2016西城二模）关于两个分子之间的相互作用力和分子势能，下列判断正确的是 （）
A.两分子处于平衡位置，分子间没有引力和斥力
B.两分子间距离减小，分子间的引力和斥力都增大
C.两分子间距离减小，分子势能一定减小
D.两分子间距离增大，分子势能一定增大
6.（2016东城一模）下列说法正确的是 （）
A.气体从外界吸收热量，气体的内能一定增加
B.液体中的悬浮微粒越小，布朗运动越明显
C.封闭在气缸中的气体，体积减小，压强一定减小
D.两块纯净的铅板压紧后能合在一起，说明此时分子间不存在斥力
7.（2016东城二模）已知阿伏伽德罗常数为
，油酸的摩尔质量为
，密度为
。
则一个油酸分子的质量可表示为 （）
A.
B.
C.
D.
8.（2016朝阳一模）下列说法正确的是 （）
A.物体的温度升高，物体内所有分子热运动的速率都增大
B.物体的温度升高，物体内分子的平均动能增大
C.物体吸收热量，其内能一定增加
D.物体放出热量，其内能一定减少
9.（2016朝阳二模）下列说法正确的是 （）
A.液体分子的无规则运动称为布朗运动
B.布朗运动间接反映了液体分子的无规则运动
C.物体从外界吸热，其内能一定增大
D.外界对物体做功，其内能一定增大
10.（2016丰台一模）关于分子间的作用力，下列说法正确的是 （）
A.分子间只存在引力
B.分子间只存在斥力
C.分子间同时存在引力和斥力
D.分子间距离较小时，只存在斥力，分子间距离较大时，只存在引力
11.（2016丰台二模）关于物体的内能，下列说法正确的是 （）
A.温度高的物体一定比温度低的物体内能大
B.内能与物体的温度有关，所以
的物体内能为零
C.物体的温度升高，则组成物体的每个分子的动能都增大
D.做功和热传递都能改变物体的内能
12.（2016石景山一模）分子间同时存在着引力和斥力，当分子间距减小时，分子间的 （）A.引力增加，斥力减小B.引力增加，斥力增加
C.引力减小，斥力减小D.引力减小，斥力增加
13.（2016房山二模）关于分子动理论和物体的内能，下列说法中正确的是（）
A．液体分子的无规则运动称为布朗运动
B．物体从外界吸收热量，其内能一定增加
C．同一质量的同种气体，温度升高，气体的压强一定增大
D．物体的温度升高，物体内大量分子热运动的平均动能增大
14.（2016顺义一模）下列说法中正确的是 （）
A.布朗运动就是液体分子的热运动
B.对一定质量的气体加热，其内能一定增加
C.物体的温度越高，分子热运动越剧烈，分子平均动能越大
D.分子间吸引力随分子间距离的增大而增大，而排斥力随距离的增大而减小
15.（2016昌平二模）堵住打气筒的出气口，缓慢向下压活塞使气体体积减小，你会感到越来越费力。
设此过程中气体的温度保持不变。
对这一现象的解释正确的是（）
A．气体的密度增大，使得在相同时间内撞击活塞的气体分子数目增多
B．气体分子间没有可压缩的间隙
C．气体分子的平均动能增大
D．气体分子间相互作用力表现为斥力
16．在用“油膜法估测分子直径”的实验中，
（1）已知实验室中使用的油酸酒精溶液的体积浓度为A，又用滴管测得每N滴这种油酸酒精的总体积为V，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为a的正方形小格的纸上测得油膜占有的小正方形个数为x，用以上字母表示油酸分子的直径d= ．
（2）如图所示为某同学在实验中描出的油膜边界线的图．如果a=1cm，据此图可估算出油膜的面积约为 cm2．
17．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，以下给出的是可能的操作步骤，请补全实验步骤B和实验步骤D中的计算式．
A．用滴管将事先配好的浓度为0.05%的油酸酒精溶液逐滴滴入量筒，记下滴入的溶液体积V0m3与滴数N．
B．用浅盘装入约2cm深的水．然后 ．
C．将一滴油酸酒精液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定，
D．将玻璃板放在浅盘上，用笔将薄膜的外形状描画在玻璃板上．
E．将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长lcm的正方形为单位，计算出轮廓内正方形的个数m．
F．用测量的物理量估算出单个油酸分子的直径d= m．
18．在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：
①往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上．
②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定．
③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小．
④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积．
⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用笔描绘在玻璃板上．
完成下列填空：
（1）上述步骤中，正确的顺序是 ．（填写步骤前面的数字）
（2）将1.0cm3的油酸溶于酒精，制成300cm3的油酸酒精溶液；测得1.0cm3的油酸酒精溶液有28滴．现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.10m2．由此估算出油酸分子的直径为 m．（结果保留2位有效数字）
19．在“用油膜法估测分子直径的大小”的实验中，向瓶中加入0.5mL的纯油酸和一定量的酒精得到500mL的混合溶液，然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入200滴混合溶液，液面正好达到量筒中2mL的刻度，再用滴管取配好的油酸溶液，向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下1滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜，如图所示．坐标格正方形的大小为2cm×2cm，由图可以估算出油膜的面积是 m2（保留一位有效数字），由此估算出油膜分子的直径是 m（保留一位有效数字）．实验中若撒的痱子粉过多，则计算得到的油酸分子的直径偏 （选填“大”或“小”）．
20．
（1）在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，向容量瓶中加入0.5mL的油酸和一定量的酒精得到500mL的混合溶液，然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入200滴混合溶液，液面正好达到量筒中2mL的刻度，再用滴管取配好的油酸溶液，向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下1滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜，如图所示．坐标格正方形的大小为2cm×2cm，由图可以估算出油膜的面积是 m2（保留一位有效数字），由此估算出油膜分子的直径是 m（保留一位
有效数字）．
（2）某同学在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，计算出的分子直径明显偏大，可能
是由于 ．
A．油酸分子未完全散开
B．油酸中含有大量酒精
C．计算油膜面积时，舍去了所有不足半格的方格
D．求每滴油酸酒精溶液的体积时，2mL的溶液滴数198错计成了200．
21．在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：
①往边长约40cm的浅盘里倒入约2cm深的水，水面稳定后将适量痱子粉均匀撒在水面上．
②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定．
③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小．
④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积．
⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上．
（1）上述步骤中，正确的顺序是 ．（填写步骤前面的数字）
（2）用油膜法估测分子直径的实验中做了哪些科学的近似
A．把在水面上尽可能扩散开的油膜视为单分子油膜
B．把形成油膜的分子看做紧密排列的球形分子
C．将油膜视为单分子油膜，但需要考虑分子间隙
D．将油酸分子视为立方体模型
（3）某同学在做“用油膜法估测分子大小”实验中，取用的油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸6mL，用注射器测得1mL上述溶液有液滴50滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油酸的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标纸中正方形小方格的边长为20mm．由此可以，每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为 mL；按以上实验数据估测出油酸分子的直径是 m．（此空结果保留一位有效数字）
参考答案
类型一
例题1答案：
B
练习一:
B
练习二:
C
类型二
例题2答案：
C
练习1：
D
练习2：
B
类型三
例题3答案：
B
练习1：
D
练习2：
D
类型四
例题4答案：
C
练习1：
D
练习2：
A
类型五
例题5答案：
解析：
先求出一滴油酸溶液的体积
A,在求出一滴油酸分子的面积Xa2,二者相除就可得出结果。
练习1：
①
;②AC
练习2：
1.1×10-2～1.2×10-2，7.3×10-10～6.7×10-10
巩固练习
1.C2.D3.B4.D5.B6.B7.A8.B9.B10.C11.D12.B13.D14.C15.A
16．
（1）1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V0=
油膜的面积：
S=Xa2
油酸分子的直径
（2）从图中数得油膜占有的小正方形个数为m=58，1个小方格的面积1cm2
油膜的面积S=58×1cm2=58cm2
17．用浅盘装入约2cm深的水，然后将痱子粉均匀地撤在水面上，目的是便于画出油膜的面积；
记下滴入的溶液体积V0m3与滴数N，那么一滴酒精油酸溶液的体积V=
；
设油酸分子直径为d，则有：
×0.05%=m×10﹣4d，
解得：
d=
；
故答案为：
将痱子粉均匀地撤在水面上，
．
18．①“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：
配制酒精油酸溶液（教师完成，记下配制比例）→测定一滴酒精油酸溶液的体积：
→准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜面积→计算分子直径，故实验步骤为④①②⑤③（或①④②⑤③）
（2）一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为：
则油酸分子的直径为
故答案为：
（1）④①②⑤③（或①④②⑤③）
（2）
19．据题意：
超过半格的方格个数为n=57，则油膜面积为：
S=57×
=228
；
一滴油酸酒精溶液含纯油酸体积为：
=
油膜分子的直径为：
若撒的痱子粉过多，则油酸溶液在水面上形成的油膜面积偏小，由d=
可知，实验测量的油酸分子的直径偏大．
故答案为：
，
，大
20．
（1）据题意方格个数为n=50，油膜的面积是为：
一滴油酸酒精溶液含纯油酸为：
油酸分子的直径为：
（2）计算油酸分子直径的公式是
，V是纯油酸的体积，S是油膜的面积．
A．油酸未完全散开，S偏小，故得到的分子直径d将偏大，故A正确；
B．计算时利用的是纯油酸的体积，如果含有大量的酒精，则油酸的实际体积偏小，则直径将偏小，故B错误；
C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，S将偏小，故得到的分子直径将偏大，故C正确；
D．求每滴体积时，lmL的溶液的滴数误多记了2滴，由
可知，纯油酸的体积将偏小，则计算得到的分子直径将偏小，故D错误；
故选：
AC．
故答案为：
（1）
，
；
（2）AC
21．
（1）“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：
配制酒精油酸溶液（教师完成，记下配制比例）→测定一滴酒精油酸溶液的体积v=
（题中的④）→准备浅水盘（①）→形成油膜（②）→描绘油膜边缘（⑤）→测量油膜面积（③）→计算分子直径（③），故正确顺序为：
④①②⑤③；
（2）在“用油膜法估测分子的大小”实验中，做这样的近似：
①油膜是呈单分子分布的；②把油酸分子看成球形；③分子之间没有空隙，紧密排列；故AB正确，CD错误；
（3）计算步骤：
先计算一滴油酸酒精溶液中油酸的体积=一滴酒精油酸溶液的体积×配制比例
V0=
=1.2×10﹣5mL，
再计算油膜面积，最后计算分子直径d=
=
=5×10﹣10m．
故答案为：
④①②⑤③；AB；1.2×10-5；5×10-10．
升级会员 