高考物理一轮复习专题111分子动理论内能教学案.docx

1、高考物理一轮复习专题111分子动理论内能教学案专题11.1 分子动理论 内能1.掌握分子动理论的基本内容.2.知道内能的概念.3.会分析分子力、分子势能随分子间距离的变化 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：直径数量级为1010m。质量数量级为10261027kg。(2)分子数目特别大：阿伏加德罗常数NA6.021023mol1。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：永不停息、无规则运动。颗粒越小，运动越明显。

2、温度越高，运动越激烈。提示：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。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。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：Tt273.15 K。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

3、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。高频考点一分子动理论和内能 例1(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

4、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D1 g 100 水的内能小于1 g 100 水蒸气的内能答案AD【变式探究】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，其内能一定不变答案B解析温度是物体分子平均动能的标志，所以物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大，A错，B对；影响物体内能的因素是温度、体积和物质的量，所以只根据温度的变化情况无法判断内能的变化情况，C、D错高频考点二微观量的估算例2已知地球大气层的厚度h远小于地球半径R，空

5、气平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，地面大气压强为p0，重力加速度大小为g.由此可估算得，地球大气层空气分子总数为_，空气分子之间的平均距离为_答案【变式探究】已知铜的摩尔质量为M(kg/mol)，铜的密度为(kg/m3)，阿伏加德罗常数为NA(mol1)下列判断错误的是()A1 kg铜所含的原子数为B1 m3铜所含的原子数为C1个铜原子的质量为(kg)D1个铜原子的体积为(m3)答案B解析1 kg铜所含的原子数NNA，A正确；同理，1 m3铜所含的原子数NNA，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【方法技巧】分子的两种建模方法1对于固体、液

6、体，分析分子的直径时，可建立球体模型，分子直径d.2对于气体，分析分子间的平均距离时，可建立立方体模型，相邻分子间的平均距离为d.高频考点三布朗运动与分子热运动例3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布朗运动是由于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答案BD【变式探究】 (多选)下列哪些现象属于热运动()A把一块平滑的铅板叠放在平滑的铝板上，经相当长的一段时间再把它们分开，会看到与它们相接触的面都变得灰蒙蒙的B把胡椒粉末放入菜汤中，最后胡椒粉末会沉在汤碗

7、底，但我们喝汤时尝到了胡椒的味道C含有泥沙的水经一定时间会变澄清D用砂轮打磨而使零件温度升高答案ABD解析热运动在微观上是指分子的运动，如扩散现象，在宏观上表现为温度的变化，如“摩擦生热”、物体的热传递等，而水变澄清的过程是泥沙在重力作用下的沉淀，不是热运动，C错误高频考点四分子力、分子势能与分子间距离的关系例4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、斥力都增大答案D解析当水汽凝结成水珠时，水分子之间的距离减小，分子间的引力和斥力同时增大，只是斥力比引力增加得更快一些【变式探究】(多选)两

8、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4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()图4A在rr0阶段，F做正功，分子动能增加，势能减小B在rr0阶段，F做负功，分子动能减小，势能也减小C在rr0时，分子势能最小，动能最大D在rr0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答案ACE解析由Epr图可知【举一反三】如图5所示，甲分子固定于坐标原点O，乙分子从无穷远处由静止释放，在分子力的作用下靠近甲，图中点b是引力最大处，点d是两分子靠得最近处，则乙分子加速度最大处可能是(

9、)图5A点a B点b C点c D点d答案D解析由分子力与分子之间距离的图象可以看出，在a、b、c、d四点中，乙分子在点d时分子力最大，根据牛顿第二定律知在点d时乙分子的加速度最大1【2016北京卷】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分别表示球体直径小于或等于10 m、2.5 m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

10、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()APM10表示直径小于或等于1.0106 m的悬浮颗粒物BPM10受到的空气分子作用力的合力始终大于其受到的重力CPM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动DPM2.5浓度随高度的增加逐渐增大2【2016江苏卷】A【选修33】(2)如图1甲所示，在斯特林循环的p V图像中，一定质量理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，整个过程由两个等温和两个等容过程组成，BC的过程中，单位体积中的气体分子数目_(选填“增大”“减小”或“不变”)，状态A和状态D的气体分子热运动速率的统计分布图像如图乙所示，则状态A

11、对应的是_(选填“”或“”). 图1A.（2）【答案】不变【解析】BC过程中由于气体分子总数不变，体积也不变，因此单位体积中的气体分子数目也不变根据理想气体状态方程可得TATD，而温度又是分子平均动能的标志，由图像可看出，图线表示速率较小的分子数目多，也就是分子平均动能较小，所以图线对应状态A.32016全国丙卷33(1)(多选)关于气体的内能，下列说法正确的是()A质量和温度都相同的气体，内能一定相同B气体温度不变，整体运动速度越大，其内能越大C气体被压缩时，内能可能不变D一定量的某种理想气体的内能只与温度有关E一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加答案：CDE1.【2015上海

12、4】1一定质量的理想气体在升温过程中A分子平均势能减小 B每个分子速率都增大C分子平均动能增大 D分子间作用力先增大后减小【答案】C【解析】一定质量的理想气体，分子势能不计，故A错误；在升温过程中，分了的平均动能增大，但不是每个分子的动能增大，故B错误，C正确；理想气体的气体分子本身的体积和气体分子间的作用力都可以忽略不计的气体，故D错误。2.【2015广东17】5图6为某实验器材的结构示意图，金属内筒和隔热外筒间封闭了一定体积的空气，内筒中有水，在水加热升温的过程中，被封闭的空气A内能增大 B压强增大 C分子间引力和斥力都减小 D所有分子运动速率都增大【答案】AB【解析】当内筒中水加热升温时

13、，金属内筒和隔热外筒间封闭的空气温度也将升高，其内能增大，故选项A正确；又由于其体积不变，根据查理定律可知，其压强也增大，故选项B正确；因气体体积、分子数不变，即分子间间距不变，因此分子间引力和斥力都不变，故选项C错误；温度升高，分子的热运动加剧，其平均速率增大，但分子的运动仍然为无规则运动，某时刻，对某个分子而言，其速率可能会很小，故选项D错误。3.【2015福建29（1）】6下列有关分子动理论和物质结构的认识，其中正确的是 。A分子间距离减小时分子势能一定减小B温度越高，物体中分子无规则运动越剧烈C物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度无关D非晶体的物理性质各向同性而晶体的物理性质

14、都是各向异性【答案】B【解析】由图知，当分子间距离小于r0时，分子势能随分子间距离的减小而增大，所以A错误；由分子热运动理论知，温度越高，物体中分子无规则运动越剧烈，所以B正确；物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度有关，故C错误；非晶体是各向同性的，故D错误。4.【2015全国新课标33（1）】8关于扩散现象，下列说法正确的是 。（填正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0分）A温度越高，扩散进行得越快B扩散现象是不同物质间的一种化学反应C扩散现象是由物质分子无规则运动产生的D扩散现象在气体、液体和固体中都能发生E液体中的扩散现象是由

15、于液体的对流形成的【答案】ACD1(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B2(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，斥力增大答案C3（2014福建卷）(1)如图，横坐标v表示分子速率，纵坐标f(v)表示各等间隔速率区间的分子数

16、占总分子数的百分比图中曲线能正确表示某一温度下气体分子麦克斯韦速率分布规律的是_(填选项前的字母)A曲线 B曲线 C曲线 D曲线【答案】(1)D【解析】(1)速率较大或较小的分子占少数，接近平均速率的分子占多数，分子速率不可能为0，也不可能为无穷大，因此只有曲线符合要求1下列关于温度及内能的说法中正确的是()A温度是分子平均动能的标志，所以两个动能不同的分子相比，动能大的温度高B两个不同的物体，只要温度和体积相同，内能就相同C质量和温度相同的冰和水，内能是相同的D一定质量的某种物质，即使温度不变，内能也可能发生变化答案D解析温度是分子平均动能的标志，对个别分子没有意义，A项错误；物体的内能与物

17、质的量、温度、体积有关，所以B项错误；质量和温度相同的冰和水，分子平均动能相同，但是分子势能不同，冰熔化为水要吸收热量，所以水的内能大，C项错误；一定质量的某种物质，即使温度不变，体积变化也会引起内能的变化，D项正确2如图1所示，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()图1A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答案D解析当两个接触面平滑的铅柱压紧时，接触面上的分子与分子间的距离非常小，分子之间的作用力表现为引力，使铅柱不脱落3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()答

18、案B4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，表示在标准状态下水蒸气的密度，NA表示阿伏加德罗常数，m、v分别表示每个水分子的质量和体积，下面关系错误的是()ANA BC Dm答案B解析由于V，则NA，变形得m，故A、D正确；由于分子之间有空隙，所以NAvV，水的密度为TT BTTTCTT，TT DTTT答案B解析因为温度是分子平均动能的标志，而分子平均动能取决于分子平均速率，根据图象可以得出TTT，所以本题选B.6(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

19、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答案ACE7(多选)我国已开展空气中PM2.5浓度的监测工作PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5 m的悬浮颗粒物，其飘浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后对人体形成危害矿物燃料燃烧的排放物是形成PM2.5的主要原因下列关于PM2.5的说法中正确的是()APM2.5的尺寸与空气中氧分子的尺寸的数量级相当BPM2.5在空气中的运动属于分子热运动CPM2.5的运动轨迹只是由大量空气分子对PM2.5无规则碰撞的不平衡决定的D倡导低碳生活，减少煤和石油等燃料的使用，能有效减小

20、PM2.5在空气中的浓度EPM2.5必然有内能答案DE解析PM2.5的尺寸比空气中氧分子的尺寸大得多，A错误；PM2.5在空气中的运动不属于分子热运动，B错误；PM2.5的运动轨迹是由大量空气分子对PM2.5无规则碰撞的不平衡和气流的运动决定的，C错误；倡导低碳生活，减少煤和石油等燃料的使用，能有效减小PM2.5在空气中的浓度，PM2.5必然有内能，D、E正确8(多选)以下说法中正确的是()A物体运动的速度越大，其内能越大B分子的热运动是指物体内部分子的无规则运动C微粒的布朗运动的无规则性，反映了液体内分子运动的无规则性D若外界对物体做正功，同时物体从外界吸收热量，则物体的内能必增加E温度低的物体，其内能必小答案BCD解析内能与物体的速度无关，故A错误；温度低的物体，分子平均动能小，内能不一定小，故E错误9(多选)若以V表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，表示在标准状态下水蒸气的密度，M表示水的摩尔质量，M0表示一个水分子的质量，V0表示一个水分子的体积，NA表示阿伏加德罗常数，则下列关系式正确的是()AV BV0CM0 DENA答案ACE10密闭在钢瓶中的理想气体，温度升高时压强增大，从分子动理论的角度分析，这是由于分子热运动的_增大了，该气体在温度为T1、T2时的分子速率分布图象如图4所示，则T1_T2(填“大于”或“小于”)图4答案平均动能小于