高中物理二轮总复习 分子热运动气体教案.docx

1、高中物理二轮总复习 分子热运动气体教案第十五讲分子热运动、气体2010年命题特点对本部分内容的考查呈以下特点：1.考点较多，其中估算分子大小，分子势能、物体内能、热和功是高考的热点；气体问题只要求气体压强的解释与计算、气体状态参量的定性分析等知识点2.经常联系实际和社会热点问题出题3.考题不选择题形式，所占分值较少，内容独立应试高分瓶颈在这部分试题中，考生容易出理现对此的很多物理概念，如内能、温度等不理解或一知半解而出现丢分.认真完整的读课本，并在理解的基础上熟记相关概念和规律才能保证得分.命题点1 分子动理论命题点2 内能和内能的变化、气体命题点1 分子动理论本类考题解答锦囊 解答“分子动理

2、论”一类试题，主要了解以下几点： 1掌握好三个要点，两个模型，一个桥梁三个要点：分子动理论的三要点两个模型：一是用油膜法估测分子大小及其数量时，将分子简化为紧密排列的球形理想模型，二是用来比喻分子间相互作用力的弹簧模型 一个桥梁：阿伏加德罗常数是宏观量和微观量的桥梁 2利用分子力随分子间距离变化的规律来确定分子力的大小 3分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增大 I 高考最新热门题 1 (典型例题)若以表示水的摩尔质量，v表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，p为在标准状态下水蒸气的密度，NA为阿伏加德罗常数，m、v分别表示每个水分子的质量和体积，下面是四个关系式：NA=；其中正确的

3、是A. B C. D.命题目的与解题技巧：考查分子的大小、质量、密度、体积与摩尔质量、摩尔体积、摩尔数、阿伏伽德罗常数之间关系诸多概念，关键在于理解 解析 vP表示水蒸气的摩尔质量，所以即为阿伏加德罗常数丹NA表示1 mol水分子的质量，即NA个水分子的质量，很明显 即为一个水分子的质量，故选B 答案 B 2 (典型例题)下列说法正确的是 A.水的体积很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现 B气体总是很容易充满容器，这是分子间存在斥力的宏观表现 C.两个相同的半球壳吻合接触，中间抽成真空(马德堡半球)，用力很难拉开，这是分子间存在吸引力的宏观表现D用力拉铁棒的两端，铁棒没有断，这是分子间存在

4、吸引力的宏观表现 答案： AB 指导：考查考生对分子动理论和分子间的相互作用力的理解根据分子动理论的基本知识可知A、D正确；气体容易充满容器是分子永不停息地无规则运动的结果；抽成真空马德堡半球很难分开有大气压强的作用效果，故B、C均错 3 (典型例题)分子间有相互作用的势能，规定两分子相距无穷远时两分子间的势能为零设分子a固定不动，分子b以某一初速度从无穷远处向a运动，直至它们之间的距离最小在此过程中，a、b之间的势能 A.先减小，后增大，最后小于零 B先减小，后增大，最后大于零 C.先减大，后增小，最后小于零D先减大，后增小，最后大于零 答案： B 指导：考查分子力做功与分子势能变化之间的关

5、系如D151所示，横轴为两分子间距离当b分子以某一初速度从无穷远处向。运动，在r r0时，分子间作用力表现为引力，随着分子间距离的减小，引力做正功，分子势能减小；当ro表示斥力，Fro时，EP随r增大而增加 B当rro时，EP不随r而变D当r=ro时，Ep=0答案： AB 指导：当r=r0时分子间合力为零；当rr0时，分子力表现为引力，r增大时，需克服引力做功，EP增大；当r=r0，EP最小但不为零 命题点2 内能和内能的变化、气体本类考题解答锦囊 解答“内能和内能的变化、气体”一类试题，主要了解以下几点： 1分子动能、分子势能、内能和温度概念要记清、理解 2热力学第一定律应用时注意：热传递时

6、物体从外界吸热，物体内能增加：物体向外界放出了热量，物体内能减少做功时物体对外做功，物体内能减少：外界对物体做功，物体内能增加 3加强对能量守恒定律和热力学第二定律的理解 4注意气体压强概念，要与大气压强区别开 5研究气体状态变化过程时要注意“绝热”即没有热传递，体积不变即没有做功 I 高考最新热门题 1 (典型例题)一定量的气体吸收热量，体积膨胀并对外做功，则此过程的末态与初态相比 A.气体内能一定增加 B.气体内能一定减小 C气体内能一定不变D气体内能是增是减不能确定命题目的与解题技巧：考查热力学第一定律以及气体状态变化的分析能力记住并理解热力学第一定律是解题关键 解析 由u=W+Q气体吸

7、热、Q为正对外做功W为负它们之和大于零内能增加若小于零内减小，所以选D 答案 D 2 (典型例题)一定质量的理想气体，从某一状态开始，经过一系列变化后又回到开始的状态，有W1表示外界对气体做的功，W2表示气体对外界做的功，Q1表示气体吸收的热量，Q2表示气体放出的热量，则在整个过程中一定有 AQ1-Q2=W2-W1 BQ1=Q2CW1=W2 DQ1Q2答案： A 指导：理想气体的初态和末态相同，则温度相同，理想气体的内能变化E=0又由热力学第一定律，E=W总+ Q总=(W1W2)+(Q1Q2)，0=(W1W2)+(Q1Q2)，所以W2W1=Q1Q2， 3 (典型例题)下列说法正确的是 A.外界

8、对一物体做功，此物体的内能一定增加 B.机械能完全转化成内能是不可能 C.将热量传给一个物体，此物体的内能一定改变D.一定量气体对外做功，气体的内能不一定减少答案： D 指导：只有当物体与外界不发生热交换，外界对物体做多少功，内能才增加多少当外界既没有对物体做功，物体也没有对外界做功时，物体吸热内能增加，物体放热内能减少，机械能可以全部转化为内能，内能却不能全部转化成机械能，由上所述只有D正确 4 (典型例题)下列说法正确的是 A热量不能由低温物体传递到高温物体 B外界对物体做功物体的内能必定增加 C.第二类永动机不可能制成，是因为违反了能量守恒定律D.不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做

9、功，而不引起其他变化答案： D 指导：热量不能自发地由低温物体传递到高温物体，但在具备一定条件下是可以达到的，所以A错，B中不能确定物体有没有与外界发生热交换不能选，第二类永动机并不违反能量守恒定律，而是违反了机械能与内能转化的方向性，因此C错D对 5 (典型例题)下列说法正确的是 A.物体放出热量，温度一定降低 B物体内能增加，温度一定升高 C.热量能自发地从低温物体传给高温物体D.热量能自发地从高温物体传给低温物体 答案： D 指导：物体放出热量，有可能同时外界对物体做功由 E=W+Q得内能不一定会减小温度不一定会降低物体内能增加，可能是分子势能增加，分子动能可能不变，物体温度不一定会升度

10、，故B错C项违背热力学第二定律，故错误6 (典型例题)下列说法正确的是 A外界对气体做功，气体的内能一定增大 B气体从外界吸收热量，气体的内能一定增大 C气体的温度越低，气体分子无规则运动的平均动能越大D.气体的温度越高，气体分子无规则运动的平均动能越大答案： D 指导：根据热力学第一定律，气体的内能由做功和热传递共同决定，任何一个因素不能起决定作用，所以A、B错误温度是气体分子平均动能的唯一标志，温度越高，分子平均动能越大；温度越低，分子平均动能越小，所以D正确 7 (典型例题)如图15-2-1所示，密闭绝热容器内有一绝热的 具有一定质量的活塞活塞的上部封闭着气体，下部为真空，活塞与器壁的摩

11、擦忽略不计，置于真空中的轻弹簧的一端固定于容器的底部，另一端固定在活塞上弹簧被压缩后用绳扎紧，此时弹簧的弹性势能为Ep(弹簧处在自然长度时的弹性势能为零)现绳突然断开，弹簧推动活塞向上运动，经过多次往复运动后活塞静止，气体达到平衡态经过此过程 A.EP全部转换为气体的内能 BEp一部分转换成活塞的重力势能，其余部分仍为弹簧的弹性势能 C.EP全部转换成活塞的重力势能和气体的内能DEp一部分转换活塞的重力势能，一部发转换为气体的内能，其余部分仍为弹簧的弹性势能 答案： D 指导：依题可知，断开绳子，活塞最终静止后的位置高于初始位置，损失的弹性势能转化有三种形式：活塞的重力势能，气体的内能及弹簧的

12、弹性势能，故D正确8 (典型例题)一定质量的理想气体 A.先等压膨胀，再等容降温，其温度必低于起始温度 B先等温膨胀，再等压压缩，其体积必小于起始体积 C先等容升温，再等压压缩，其温度有可能等于起始温度D先等容加热，再绝热压缩，其内能必大于起始内能答案： CD 指导：压强是由分子对器壁的频繁撞击引起的，微观上，分子平均动能和密集程度决定压强等压膨胀，分子密集程度减小，必然分子平均动能增加、温度升高，再等容降温，最后的温度不一定低于起始温度，故A错先等温膨胀，体积变大，再等压压缩体积，最后体积不一定小于起始体积，故B错先等容升温，再等压压缩，分子密集程度变大，分子平均动能减少，温度下降，其温度有

13、可能大于、小于或等于起始温度，故C正确从热力学第一定律，等容加热气体，气体只吸收热量，内能增加，再绝热压缩，只对气体做功，内能一定增加，所以其内能必大于起始内能题点经典类型题 1 (典型例题)下列有关热现象的描述中，正确的是 A.机械能可以全部转化为内能；内能也可以全部转化为机械能，同时不引起其他变化 B热量会自发地从低温物体传给高温物体 C.第二类永动机不可以制成，因为它违反能量守恒定律D.第二类永动机不可以制成，因为违反了热力学第：二定律命题目的与解题技巧：考查热力学第二定律的知识热力学第二定律较难理解要结合实例多读课本理解透彻，才能正确使用 解析 机械能可以全部转化为内能，据热力学第二定

14、律知，内能不可能全部转化为机械能而不引起其他变化，热量也不会自发地从低温物体传给高温物体第二类永动机即从单一热源吸收热量全部用来做功而不引起其他变化的热机，这违背了热力学第二定律，但不违背能量守恒定律故D选项正确答案 D 2 (典型例题)在温度均匀且恒定的水池中，有一小气泡正在缓慢向上浮起，体积逐渐膨胀在气泡上浮的过程中 A.气泡内的气体向外界放出热量 B气泡内的气体与外界不发生热传递，其内能不变 C气泡内的气体对外界做功，其内能减少D.气泡内的气体对外界做功，同时从水中吸收热量，其内能不变 答案： D 指导：气泡上浮，体积增大，对外做功，W0，即气泡要吸热故D选项正确3 (典型例题)对于一定

15、质量的理想气体，下列说法中正确的是 A.如果体积减小，气体分子在单位时间内作用于器壁单位面积的冲量一定增大 B如果压强增大，气体分子在单位时间内作用于器壁单位面积的冲量一定增大 C.如果密度不变，气体分子在单位时间内作用于器壁单位面积的冲量一定不变D如果温度不变，气体分子在单位时间内作用于器壁单位面积的冲量一定不变答案： B 指导：考查气体压强的产生本质和冲量概念的综合应用气体的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力，也就是单位时间内作用于器壁单位面积的冲量从宏观上讲是分子的密度和温度共同决定的，而不是由其中任一量单独决定的故选B4 (典型例题)对于一定质量的理想气体，下列哪些过

16、程是不可能发生的 A.对外做功，同时放热 B恒温下膨胀，内能不变 C温度不变压强和体积都增大D体积不变，温度上升，压强减小答案：指导：考查气体状态变化过程中各参量之间的变化关系理想气体的内能与气体体积无关，只由温度决定所以B项可以发生，A项对外做功，体积膨胀，内能减少；同时放热内能仍减少，温度降低，但压强如何变化不确定，所以只要压强减小完全可以满足恒量，A也可以发生，C、D明显都不满足恒量，所以都不可能 新高考命题方向预测1 扩理想气体封闭在绝热的气缸内，当活塞压缩气体时，下述有关气体分子的各量，哪些是增大的 A.所有分子的速率 B气体分子的平均动能 C.气体分子的密度D单位时间内气体分子碰撞

17、器壁单位面积上的次数答案： BCD 指导：对理想气体外界对它做功时分子的平均动能就一定增大，温度一定升高；大量分子做无规则运动的平均速率增大，但对个别分子来讲也可能速率减小 2 关于物体内能及其变化，下列说法中正确的是 A.物体的温度改变时，其内能必定改变 B物体对外做功，其内能不一定改变；向物体传递热量，其内能也不一定改变 C.对物体做功其内能必定改变；物体向外传出一定热量，其内能必定改变D.若物体与外界不发生热交换，则物体的内能必定不变 答案： B指导：一定质量的物体，其内能由温度和体积共同来决定，物体的温度改变时，其内能不一定改变，所以A错误做功和热传递是改变物体内能的两种方式若物体对外

18、做功 WJ，同时吸收的热量，且(1)WQ，则物体的内能减小 (2)W二Q，则物体的内能不变；(3)WQ，则物体的内能增加，所以B正确，C、D错误3 以下说法正确的是 A.热量可能从低温物体传递到高温物体 B第二类永动机违反能量守恒，所以无法制造成功 C.温度高的物体比温度低的物体含热量多D.静止的物体没有内能答案： A 指导：热量可以从低温物体传递到高温物体；第二类永动机违反热力学第二定律，不违反能量守恒定律；热量是热传递中能量转移的量度，不能说某物体含热量多或少；内能和动能以及机械能要区分开 4 27g铝和18g水的温度相同，则下列判断中正确的是 A.分子数不同，而分子平均动能相同 B分子数

19、相同，而分子平均动能不同 C.分子数相同，而分子平均动能也相同D.分子动能相同，分子势能也相同，所以内能也相同 答案： C 指导：因为铝和水的摩尔质量分别是27g/mol和 18g/mol，故它们的分子数相同，而温度是物体分子平均动能的标志，温度相同，分子平均动能就相同5 100的水完全变成100的水蒸气的过程中 A.水分子的平均动能增加 B水分子的势能增加 C水所增加的内能小于所吸收的热量D水所增加的内能等于所吸收的热量答案： BC 指导：水完全变成水蒸气的过程中要吸收一定的热量，吸收的热量一部分用来破坏化学键，使分子间距发生变化，内能增加；一部分能量损失掉水由液态变成气态时，吸收了热量，内

20、能增加了，由于温度没变，故分子平均动能不变，又分子个数不变，所以分子势能增大了B正确由于有能量损失，故增加的内能小于吸收的热量，C正确D错误考场热身探究性命题综合测试 1 扩关于热现象，以下说法中正确的是 A.温度升高，物体内所有的分子的运动速度都变大 B所有自发的热现象都具有方向性 C.我们可以制造效率为100的热机D.摩擦力做功的过程中必定有机械能转化为内能答案： B指导：所有自发的热现象都具有方向性，如热量自高温物体传递到低温物体 2 在观察布朗运动时，从微粒a点开始计时，每隔30 s记下微粒的一个位置，得b、c、d、ef、g等点，然后用直线依次连接，如图Z15-1所示，则微粒在75s末

21、时的位置 A.一定在cd的中点 B.在cd的连线上，但不一定在cd的中点 C一定不在cd连线的中点D可能在cd连线以外的某点答案： D 指导：花粉颗粒的运动是无规则运动，在任意一段时间内的运动都是无规则的，题中观察到的各点只是某一时刻颗粒所在的位置，在两个位置对应的时间间隔内花粉颗粒并不沿直线运动 3 关于物体的内能变化，下列说法中正确的是 A.物体吸收热量，内能一定增大 B物体对外做功，内能一定减小 C物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变D物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变答案： C 指导：该题考查改变物体内能的两种方式和热力学第一定律改变物体内能有两种方式，一是做功，二是热传递热力学第一定律，U=W+Q如果吸收热量少，对外做功多物体内能减小，A错物体对外做功少，从外界吸收的热量多，物体0内能增加，B错物体放出热量，又对外做功，内能一定减少，D错如果物体吸收热量与对外做功相同，物体内能不变，所以C对 4 下列关于物体内能的说法中，正确的是 A.质量相同的0的水和0的冰，具有相同的内能 B一定质量的理想气体，当它温度保持不变而体积膨胀的过程中，内能大小保持不变 C两个容积大小不同的容器，分别储有温度相同的同种理想气体，它们具有的内能一定相同D两个容积相同的容器，分别储有温度相同但压强不同的同种理想气体，它们具有的内能一定相同 答案： B