一轮复习教师用书选修33 热学81页.docx

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一轮复习教师用书选修33热学81页

考点内容

要求

命题规律

复习策略

分子动理论的基本观点和实验依据

Ⅰ

（1）以选择题的形式考查分子动理论、气体压强的微观解释、晶体和非晶体的特点、液体的表面张力、饱和汽与饱和汽压、热力学第二定律的理解等；

（2）以计算和问答题的形式结合气体考查内能、气体实验定律、理想气体状态方程、热力学第一定律等；

（3）考查油膜法测分子直径的实验原理、操作步骤和数据处理

（1）建立宏观量和微观量的对应关系，如分子动能与温度相对应，分子势能与体积相对应，物体的内能与温度、体积、物质的量相对应等；

（2）强化基本概念与基本规律的理解和记忆；

（3）建立统计的观点；

（4）理解热力学第一定律和第二定律，会进行简单的计算和分析

阿伏加德罗常数

Ⅰ

气体分子运动速率的统计分布

Ⅰ

温度是分子平均动能的标志、内能

Ⅰ

固体的微观结构、晶体和非晶体

Ⅰ

液晶的微观结构

Ⅰ

液体的表面张力现象

Ⅰ

气体实验定律

Ⅰ

理想气体

Ⅰ

饱和蒸汽、未饱和蒸汽和饱和蒸汽压

Ⅰ

相对湿度

Ⅰ

热力学第一定律

Ⅰ

能量守恒定律

Ⅰ

热力学第二定律

Ⅰ

知道中学物理中涉及到的国际单位制的基本单位和其他物理量的单位。

包括摄氏度（℃）、标准大气压

Ⅰ

实验：

用油膜法估测分子的大小

第1课时　分子动理论　内能

[知识梳理]）

知识点一、分子动理论的基本观点、阿伏加德罗常数

1．物体是由大量分子组成的

（1）分子很小：

①直径数量级为10－10m。

②质量数量级为10－26～10－27kg。

（2）分子数目特别大：

阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023mol－1。

2．分子的热运动

（1）扩散现象：

由于分子的无规则运动而产生的物质迁移现象。

温度越高，扩散越快。

（2）布朗运动：

在显微镜下看到的悬浮在液体中的固体颗粒的永不停息地无规则运动。

其特点是：

①永不停息、无规则运动。

②颗粒越小，运动越明显。

③温度越高，运动越激烈。

提示：

①运动轨迹不确定，只能用不同时刻的位置连线确定微粒做无规则运动。

②不能直接观察分子的无规则运动，而是用悬浮的固体小颗粒的无规则运动来反映液体分子的无规则运动。

（3）热运动：

物体分子永不停息地无规则运动，这种运动跟温度有关。

3．分子间存在着相互作用力

（1）分子间同时存在引力和斥力，实际表现的分子力是它们的合力。

（2）引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，但斥力比引力变化得快。

知识点二、温度是分子平均动能的标志、内能

1．温度

一切达到热平衡的系统都具有相同的温度。

2．两种温标

摄氏温标和热力学温标。

关系：

T＝t＋273.15K。

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：

微观上——决定于分子间距离和分子排列情况；

宏观上——决定于体积和状态。

5．物体的内能

（1）等于物体中所有分子的热运动的动能与分子势能的总和，是状态量。

（2）对于给定的物体，其内能大小由物体的温度和体积决定。

思维深化

判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。

（1）布朗运动是固体小颗粒中固体分子的运动。

（　　）

（2）分子间同时存在引力与斥力，分子力是二者合力的表现。

（　　）

（3）温度、分子动能、分子势能或内能只对大量分子才有意义。

（　　）

（4）任何物体都有内能。

（　　）

（5）当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大。

（　　）

答案　

（1）×　

（2）√　（3）√　（4）√　（5）√

[题组自测]）

题组一　分子动理论

1．清晨，草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠。

这一物理过程中，水分子间的（　　）

A．引力消失，斥力增大B．斥力消失，引力增大

C．引力、斥力都减小D．引力、斥力都增大

解析　因为空气中水汽凝结成水珠时水分子间距离减小，再根据分子力与分子间距离的关系可知，当分子间距离减小时斥力、引力同时增大，所以只有D项正确。

答案　D

2．关于布朗运动，以下说法正确的是（　　）

A．布朗运动就是液体分子的扩散现象

B．布朗运动就是固体小颗粒中分子的无规则运动，它说明分子永不停息地做无规则运动

C．布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，它是液体分子无规则运动的反映

D．扫地时，在阳光照射下，看到尘埃飞舞，这是尘埃在做布朗运动

解析　布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的运动，而不是固体分子的运动，但它是液体分子无规则热运动的反映，B项错误，C项正确；扩散现象是一种物质的分子进入另一种物质的过程，不是布朗运动，A项错误；能做布朗运动的颗粒非常小，用肉眼看不到，空中飞舞的尘埃颗粒要大得多，所以不是布朗运动，D项错误。

答案　C

3．（多选）以下关于分子动理论的说法中正确的是（　　）

A．物质是由大量分子组成的

B．－2℃时水已经结为冰，部分水分子已经停止了热运动

C．分子势能随分子间距离的增大，可能先减小后增大

D．分子间的引力与斥力都随分子间距离的增大而减小

解析　物质是由大量分子组成的，A正确；分子是永不停息地做无规则运动的，B错误；在分子间距离增大时，如果先是分子斥力做正功，后是分子引力做负功，则分子势能是先减小后增大的，C正确；分子间的引力与斥力都随分子间距离的增大而减小，但斥力变化得快，D正确。

答案　ACD

4．（多选）（2014·河南信阳联考）能证明分子间存在作用力的实验是（　　）

A．破镜不能重圆，说明分子间有斥力

B．两铅块紧压后能连成一体，说明分子间有引力

C．一般液体很难被压缩，说明分子间有斥力

D．拉断一根绳子需要足够的拉力，说明分子间有引力

解析　破镜之间的距离远大于分子之间作用的距离，分子力近似为零，A错误；其他选项均正确。

答案　BCD

题组二　物体的内能

5．（多选）关于对内能的理解，下列说法正确的是（　　）

A．系统的内能是由系统的状态决定的

B．做功可以改变系统的内能，但是单纯地对系统传热不能改变系统的内能

C．不计分子之间的分子势能，质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能

D．1g100℃水的内能小于1g100℃水蒸气的内能

解析　系统的内能是一个只依赖于系统自身状态的物理量，所以是由系统的状态决定的，A正确；做功和热传递都可以改变系统的内能，B错误；质量和温度相同的氢气和氧气的平均动能相同，但它们的物质的量不同，内能不同，C错误；在1g100℃的水变成100℃水蒸气的过程中，分子间距增大，要克服分子间的引力做功，分子势能增大，所以1g100℃水的内能小于1g100℃水蒸气的内能，D正确。

答案　AD

6．相同质量的氧气和氦气，温度相同，下列说法正确的是（　　）

A．每个氧分子的动能都比氦分子的动能大

B．每个氦分子的速率都比氧分子的速率大

C．两种气体的分子平均动能一定相等

D．两种气体的分子平均速率一定相等

解析　温度是分子平均动能的标志，氧气和氦气的温度相同，其分子的平均动能相同，但分子的运动速率有的大，有的小，各个分子的动能并不相同，A、B错误，C正确；两种气体的分子质量不同，则平均速率不同，D错误。

答案　C

7．（多选）（2014·沈阳市质量监测）如图1所示，纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小，横坐标表示两个分子间的距离，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e为两曲线的交点，则下列说法正确的是________。

（填正确答案标号）

图1

A．ab为斥力曲线，cd为引力曲线，e点横坐标的数量级为10－10m

B．ab为引力曲线，cd为斥力曲线，e点横坐标的数量级为10－10m

C．若两个分子间距离增大，则分子势能也增大

D．由分子动理论可知：

温度相同的氢气和氧气，分子平均动能相同

E．质量和温度都相同的氢气和氧气（视为理想气体），氢气的内能大

解析　由分子间相互作用力关系可知，当分子间距离小于r0时，表现为斥力，分子间距离大于r0时，表现为引力，因此选项A错误，B正确；当分子间距离小于r0时，分子间距离增大，分子间作用力做正功，分子势能减小，当分子间距离大于r0时，分子间距离增大，分子间作用力做负功，分子势能增大，选项C错误；由分子动理论可知，选项D正确；由理想气体状态方程可知，选项E正确。

答案　BDE

考点一　微观量的估算

1．微观量

分子体积V0、分子直径d、分子质量m0。

2．宏观量

物体的体积V、摩尔体积Vm、物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ。

3．关系

（1）分子的质量：

m0＝

＝

。

（2）分子的体积：

V0＝

＝

。

（3）物体所含的分子数：

N＝

·NA＝

·NA或N＝

·NA＝

·NA。

4．分子的两种模型

（1）球体模型直径d＝

。

（常用于固体和液体）

（2）立方体模型边长d＝

。

（常用于气体）

对于气体分子，d＝

的值并非气体分子的大小，而是两个相邻的气体分子之间的平均距离。

【例1】　空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器（铜管）液化成水，经排水管排走，空气中水分越来越少，人会感觉干燥。

某空调工作一段时间后，排出液化水的体积V＝1.0×103cm3。

已知水的密度ρ＝1.0×103kg/m3、摩尔质量M＝1.8×10－2kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023mol－1。

试求：

（结果均保留一位有效数字）

（1）该液化水中含有水分子的总数N；

（2）一个水分子的直径d。

解析　

（1）水的摩尔体积为V0＝

＝

m3/mol＝1.8×10－5m3/mol，水分子数：

N＝

＝

个≈3×1025个。

（2）建立水分子的球体模型有

＝

πd3，可得水分子直径：

d＝

＝

m＝4×10－10m。

答案　

（1）3×1025个　

（2）4×10－10m

【变式训练】

1．（多选）若以μ表示水的摩尔质量，V表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ表示在标准状态下水蒸气的密度，NA表示阿伏加德罗常数，m0、V0分别表示每个水分子的质量和体积，下面关系正确的有（　　）

A．NA＝

B．ρ＝

C．ρ<

D．m0＝

解析　由于μ＝ρV，则NA＝

＝

，变形得m0＝

，故A、D正确；由于分子之间有空隙，所以NAV0

<

，故B错误，C正确。

答案　ACD

考点二　分子力、分子势能与分子间距离的关系

分子力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图线如图2所示（取无穷远处分子势能Ep＝0）

图2

（1）当r>r0时，分子力为引力，若r增大，分子力做负功，分子势能增加。

（2）当r

（3）当r＝r0时，分子势能最小。

【例2】　（多选）[2013·新课标全国卷Ⅰ，33

（1）]两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近。

在此过程中，下列说法正确的是（　　）

A．分子力先增大，后一直减小

B．分子力先做正功，后做负功

C．分子动能先增大，后减小

D．分子势能先增大，后减小

E．分子势能和动能之和不变

解析　

由分子动理论的知识，当两个分子相互靠近，直至不能靠近的过程中，分子力先是表现为引力且先增大后减小，之后表现为分子斥力，一直增大，所以A选项错误；分子引力先做正功，然后分子斥力做负功，分子势能先减小再增大，分子动能先增大后减小，所以B、C正确，D错误；因为只有分子力做功，所以分子势能和分子动能的总和保持不变，E选项正确。

答案　BCE

【变式训练】

2．下列四幅图中，能正确反映分子间作用力f和分子势能Ep随分子间距离r变化关系的图线是（　　）

解析　分子间作用力f的特点是：

rr0时，f为引力。

分子势能Ep的特点是：

r＝r0时，Ep最小。

因此只有B项正确。

答案　B

考点三　物体的内能

　改变内能的方式

【例3】　（2014·北京卷，13）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

解析　温度是物体分子平均动能的标志，故A错，B对；内能大小由物质的量、温度及体积共同决定，故C、D错。

答案　B

【变式训练】

3．（多选）下列说法正确的是（　　）

A．对于一定量的理想气体，若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变

B．一定质量0℃水的分子势能比同质量0℃冰的分子势能小

C．物体吸收热量后，内能一定增加

D．把物体缓慢举高时，物体的机械能增加，内能不变

解析　一定质量的理想气体的内能仅决定于气体的温度，若气体的压强和体积都不变，则其温度也不变，故内能不变，选项A正确；一定质量0℃水放出热量凝固成0℃的冰，所以一定质量0℃水的分子势能比同质量0℃冰的分子势能大，选项B错误；物体吸收热量后，若对外做功，内能不一定增加，选项C错误；缓慢举高物体，物体的重力势能增加，机械能增加，物体的体积、温度、质量不变，内能不变，选项D正确。

答案　AD

1．（多选）对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是（　　）

A．温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大

B．外界对物体做功，物体内能一定增加

C．温度越高，布朗运动越显著

D．当分子间的距离增大时，分子间作用力就一直减小

E．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

解析　温度高的物体分子平均动能一定大，但是内能不一定大，选项A正确；外界对物体做功，若物体同时向外散热，物体内能不一定增加，选项B错误；温度越高，布朗运动越显著，选项C正确；当分子间的距离增大时，分子间作用力可能先增大后减小，选项D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E正确。

答案　ACE

2．（2014·潮州市高三期末教学质量检测）下列叙述正确的是（　　）

A．只要知道水的摩尔质量和水分子的质量，就可以计算出阿伏加德罗常数

B．只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出气体分子的体积

C．悬浮在液体中的固体颗粒越大，布朗运动就越明显

D．当分子间的距离增大时，分子间的引力变大而斥力减小

解析　水的摩尔质量除以水分子的质量就等于阿伏加德罗常数，选项A正确；气体分子间的距离很大，气体的摩尔体积除以阿伏加德罗常数得到的不是气体分子的体积，选项B错误；布朗运动与固体颗粒大小有关，颗粒越大，布朗运动越不明显，选项C错误；当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小，选项D错误。

答案　A

3．（多选）如图3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，分子间的作用力为零

D．在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功

解析　

分子间距等于r0时分子势能最小，即r0＝r2。

当r小于r1时分子力表现为斥力；当r大于r1小于r2时分子力表现为斥力；当r大于r2时分子力表现为引力，A错误，B、C正确；在分子间距离r由r1变到r2的过程中，分子斥力做正功，分子势能减小，D错误。

答案　BC

4．（2014·上海卷，4）分子间同时存在引力和斥力，当分子间距增大时，分子间（　　）

A．引力增大，斥力减小B．引力增大，斥力增大

C．引力减小，斥力减小D．引力减小，斥力增大

解析　分子间同时存在着引力和斥力，当分子间距增大时，分子间的引力和斥力都减小，但斥力变化的快，故A、B、D错误，C正确。

答案　C

5．（2014·湛江市普通高考调研测试）下列说法中正确的是（　　）

A．物体从外界吸收热量，物体的内能一定增加

B．物体的温度升高，物体内所有分子的动能都增大

C．在分子相互靠近的过程中，分子势能一定增大

D．在分子相互远离的过程中，分子引力和斥力都减小

解析　物体从外界吸收热量的同时，体积膨胀，对外界做功，气体的内能不一定增加，选项A错误；物体的温度升高，分子的平均动能增加，但个别分子的动能可能不变或减小，选项B错误；如两个分子之间的距离大于平衡位置r0，在它们相互靠近的过程中，分子力表现为引力，做正功，分子势能减小，选项C错误。

本题选D。

答案　D

6．已知铜的摩尔质量为M（kg/mol），铜的密度为ρ（kg/m3），阿伏加德罗常数为NA（mol－1）。

下列判断错误的是（　　）

A．1kg铜所含的原子数为

B．1m3铜所含的原子数为

C．1个铜原子的质量为

（kg）

D．1个铜原子的体积为

（m3）

解析　1kg铜所含的原子数N＝

NA＝

，A正确；同理1m3铜所含的原子数N＝

NA＝

，B错误；1个铜原子的质量m0＝

（kg），C正确；1个铜原子的体积V0＝

（m3），D正确。

答案　B

7．下列五幅图分别对应五种说法，其中正确的是（　　）

A．分子并不是球形，但可以把它们当做球形处理，是一种估算方法

B．微粒运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动

C．当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等

D．实验中尽可能保证每一粒玻璃珠与秤盘碰前的速度相同

E．0℃和100℃氧气分子速率都呈现“中间多两头少”的分布特点

解析　把分子当做球形是一种理想化的处理方法，选项A正确；微粒运动是布朗运动，但它不是物质分子的无规则热运动，选项B错误；分子间同时存在引力和斥力，根据图C，当两个相邻的分子间距离为r0时，分子力为零，这说明分子引力和斥力的合力为零，那么它们间相互作用的引力和斥力大小必相等，选项C正确；因为气体分子碰撞器壁时的速度大小并不完全相同，所以不必保证每一粒玻璃珠与秤盘碰前的速度相同，选项D错误；图中的实线和虚线都呈现“中间多两头少”的分布特点，选项E正确。

答案　ACE

基本技能练

1．（多选）下列关于布朗运动的说法，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，悬浮颗粒越小，布朗运动越剧烈

C．布朗运动是由于液体各部分的温度不同而引起的

D．布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮颗粒撞击作用的不平衡引起的

解析　布朗运动的研究对象是固体小颗粒，而不是液体分子，故A选项错误；影响布朗运动的因素是温度和颗粒大小，温度越高、颗粒越小，布朗运动就越明显，故B选项正确；布朗运动是由于固体小颗粒受液体分子的碰撞作用不平衡而引起的，不是由液体各部分的温度不同而引起的，故C选项错误，D选项正确。

答案　BD

2．下列说法正确的是（　　）

A．液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动

B．液体分子的无规则运动称为布朗运动

C．物体从外界吸收热量，其内能一定增加

D．物体对外界做功，其内能一定减少

解析　布朗运动是指悬浮在液体（或气体）中的微粒的无规则运动，而不是液体（或气体）分子的运动，故A选项正确，B选项错误；由热力学第一定律ΔU＝W＋Q知，若物体从外界吸收热量同时对外做功，其内能也可能不变或减少，C选项错误；物体对外做功同时从外界吸热，其内能也可能增加或不变，D选项错误。

答案　A

3．（多选）下列关于分子热运动的说法中正确的是（　　）

A．布朗运动就是液体分子的热运动

B．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在斥力的缘故

C．对于一定量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它的内能一定增大

D．如果气体温度升高，分子平均动能会增加，但并不是所有分子的速率都增大

解析　布朗运动是悬浮在液体中的小颗粒的运动；气体分子散开的原因在于分子间间距大，相互间没有作用力；对于一定量的理想气体，在压强不变的情况下，体积增大，温度升高分子平均动能增加，理想气体分子势能为零，所以内能增大。

答案　CD

4．（多选）关于分子间的相互作用力，以下说法中正确的是（　　）

A．当分子间的距离r＝r0时，分子力为零，说明此时分子间既不存在引力，也不存在斥力

B．分子力随分子间距离的变化而变化，当r>r0时，随着距离的增大，分子间的引力和斥力都增大，但引力比斥力增大得快，故分子力表现为引力

C．当分子间的距离r

D．当分子间的距离r>10－9m时，分子间的作用力可以忽略不计

解析　当分子间的距离为r0时，引力等于斥力，分子力为零，并不是分子间无引力和斥力，A错误；当r>r0时，随着距离的增大，分子间的引力和斥力都减小，但斥力比引力减小得快，故分子力表现为引力，B错误；选项C、D正确。

答案　CD

5.做布朗运动实验，得到某个观测记录如图1。

图中记录的是（　　）

A．分子无规则运动的情况

B．某个微粒做布朗运动的轨迹

C．某个微粒做布朗运动的速度—时间图线

D．按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线

解析　微粒在周围液体分子无规则碰撞作用下，做布朗运动，轨迹是无规则的，实际操作中不易描绘出微粒的实际轨迹；按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线的无规则性，也能反映微粒布朗运动的无规则性。

图中记录描绘的正是按等时间间隔记录的某个运动微粒位置的连线，故D正确。

答案　D

6．（多选）对于一定质量的N2在不同物态下的内能，气态的N2可视为理想的气体，下列说法中正确的是（　　）

A．固态的N2熔化为同温度的液态N2时内能增大

B．固态的N2熔化为同温度的液态N2时，由于分子力做负功将分子动能转化为分子势能，即其内能保持不变

C．液态N2汽化为同温度的气体时内能增大

D．气态的N2温度升高时内能因所有分子动能增大而增大

解析　固态的N2熔化为同温度的液态N2时因需要吸收热量其内能增大，A正确，B错误；液态N2汽化为同温度的气体时，因为分子的平均动能只与物体的温度有关，所以N2的分子平均动能不变，而分子势能增大，即内能增大，C正确；气态的N2温度升高时，分子的平均动能增大，但并不是所有分子的动能都增大，D错误。

答案　AC

7．（多选）一滴油酸酒精溶液含质量为m的纯油酸，滴在液面上扩散后形成的最大面积为S。

已知纯油酸的摩尔质量为M、密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，下列表达式中正确的有（　　）

A．油酸分子的直径d＝

B．油酸分子的直径d＝

C．油酸所含的分子数N＝

NA

D．油酸所含的分子数N＝

NA

解析　设油酸分子的直径为d，则有dS＝

⇒d＝

；设油酸所含的分子数为N，则有N＝

NA，选项B、C正确。

答案　BC

8．（2014·山东文登二模）分子动理论较好地解释了物质的宏观热学性质。

据此可判断下列说法中正确的是（　　）

A．布朗运动是指液体分子的无规则运动

B．分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大

C．一定