2018高考物理大一轮复习课件：第十三单元 选修3-3 13-3
2018高考物理大一轮复习——第13章热学选修338份打包有课件
2018高考物理大一轮复习：第13章热学（选修3-3）（8份打包有课件）第1节分子动理论内能一、分子动理论1．物体是由大量分子组成的(1)分子模型：主要有两种模型，固体与液体分子通常用球体模型，气体分子通常用立方体模型．(2)分子的大小①分子直径：数量级是10－10m；②分子质量：数量级是10－26kg；③测量方法：油膜法．(3)阿伏加德罗常数l任何物质所含有的粒子数，NA ＝6.02×1023mol－1.2．分子热运动分子永不停息的无规则运动．(1)扩散现象相互接触的不同物质彼此进入对方的现象．温度越高，扩散越快，可在固体、液体、气体中进行．(2)布朗运动悬浮在液体(或气体)中的微粒的无规则运动，微粒越小，温度越高，布朗运动越显著．3．分子力分子间同时存在引力和斥力，且都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但总是斥力变化得较快．二、内能1．分子平均动能(1)所有分子动能的平均值．(2)温度是分子平均动能的标志．2．分子势能由分子间相对位置决定的能，在宏观上分子势能与物体体积有关，在微观上与分子间的距离有关．3．物体的内能(1)内能：物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和．(2)决定因素：温度、体积和物质的量．三、温度1．意义：宏观上表示物体的冷热程度(微观上标志物体中分子平均动能的大小)．2．两种温标(1)摄氏温标t：单位℃，在1个标准大气压下，水的冰点作为0℃，沸点作为100℃，在0℃～100℃之间等分100份，每一份表示1℃.(2)热力学温标T：单位K，把－273.15℃作为0K.(3)就每一度表示的冷热差别来说，两种温度是相同的，即ΔT＝Δt.只是零值的起点不同，所以二者关系式为T＝t＋2(4)绝对零度(0K)，是低温极限，只能接近不能达到，所以热力学温度无负值．[自我诊断]1．判断正误(1)质量相等的物体含有的分子个数不一定相等．(√)(2)组成物体的每一个分子运动是有规律的．(×)(3)布朗运动是液体分子的运动．(×)(4)分子间斥力随分子间距离的减小而增大，但分子间引力却随分子间距离的减小而减小．(×)(5)内能相同的物体，温度不一定相同．(√)(6)分子间无空隙，分子紧密排列．(×)2．(多选)墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀．关于该现象的分析正确的是( )A．混合均匀主要是由于碳粒受重力作用B．混合均匀的过程中，水分子和碳粒都做无规则运动C．使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速D．墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的解析：选BC.根据分子动理论的知识可知，最后混合均匀是扩散现象，水分子做无规则运动，碳粒做布朗运动，由于布朗运动的剧烈程度与颗粒大小和温度有关，所以使用碳粒更小的墨汁，布朗运动会更明显，则混合均匀的过程进行得更迅速，故选B、．关于物体的内能，以下说法正确的是( )A．不同物体，温度相等，内能也相等B．所有分子的势能增大，物体内能也增大C．温度升高，分子平均动能增大，但内能不一定增大D．只要两物体的质量、温度、体积相等，两物体的内能一定相等解析：选C.不同物体，温度相等，分子平均动能相等，分子动能不一定相等，不能说明内能也相等，A错误；所有分子的势能增大，不能反映分子动能如何变化，不能确定内能也增大，B错误；两物体的质量、温度、体积相等，但其物质的量不一定相等，不能得出内能相等，D错误，C正确．考点一宏观量与微观量的计算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＝MNA＝ρVmNA.(2)分子的体积：V0＝VmNA＝MρNA.(3)物体所含的分子数：N＝VVmNA＝mρVmNA或N＝mMNA＝ρVMNA.4．分子的两种模型(1)球体模型直径d＝36V0π.(常用于固体和液体)(2)立方体模型边长d＝3V0.(常用于气体)对于气体分子，d＝3V0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．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，m、v分别表示每个水分子的质量和体积，下面关系正确的是( )A．NA＝ρVm B．ρ＝μNAvC．ρ＜μNAvD．m＝μNA解析：选ACD.由于μ＝ρV，则NA＝μm＝ρVm，变形得m＝μNA，故A、D正确；由于分子之间有空隙，所以NAv＜V，水的密度为ρ＝μV＜μNAv，故C正确，B 错误．2．(多选)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)．下列判断正确的是( )A．1kg铜所含的原子数为NAMB．1m3铜所含的原子数为MNAρC．1个铜原子的质量为MNA(kg)D．1个铜原子的体积为MρNA(m3)解析：选ACD.1kg铜所含的原子数N＝1MNA＝NAM，A 正确；同理，1m3铜所含的原子数N＝ρMNA＝ρNAM，B 错误；1个铜原子的质量m0＝MNA(kg)，C正确；1个铜原子的体积V0＝m0ρ＝MρNA(m3)，D正确．3．(2016陕西西安二模)目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术．实验发现，在水深300m处，二氧化碳将变成凝胶状态，当水深超过2500m时，二氧化碳会浓缩成近似固体的硬胶体．设在某状态下二氧化碳气体的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，将二氧化碳分子看成直径为D的球球的体积公式V球＝16πD3，则在该状态下体积为V的二氧化碳气体变成硬胶体后体积为________．解析：二氧化碳气体变成硬胶体后，可以看成是分子一个个紧密排列在一起的，故体积为V的二氧化碳气体质量为m＝ρV；所含分子数为n＝mMNA＝ρVMNA；变成硬胶体后体积为V′＝n16πD3＝πρVNAD答案：πρVNAD36M在进行微观量与宏观量之间的换算的两点技巧(1)正确建立分子模型：固体和液体一般建立球体模型，气体一般建立立方体模型．(2)计算出宏观量所含物质的量，通过阿伏加德罗常数进行宏观量与微观量的转换与计算．考点二布朗运动与分子热运动布朗运动热运动活动主体固体小颗粒分子区别是固体小颗粒的运动，是比分子大得多的分子团的运动，较大的颗粒不做布朗运动，但它本身的以及周围的分子仍在做热运动是指分子的运动，分子无论大小都做热运动，热运动不能通过光学显微镜直接观察到共同点都是永不停息的无规则运动，都随温度的升高而变得更加激烈，都是肉眼所不能看见的联系布朗运动是由于小颗粒受到周围分子做热运动的撞击力不均衡而引起的，它是分子做无规则运动的反映1．(多选)关于扩散现象，下列说法正确的是( )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于液体的对流形成的解析：选ACD.扩散现象与温度有关，温度越高，扩散进行得越快，选项A正确．扩散现象是由于分子的无规则运动引起的，不是一种化学反应，选项B错误、选项C正确、选项E错误．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，选项D正确．2．关于布朗运动，下列说法正确的是( )A．布朗运动就是液体分子的无规则运动B．布朗运动就是悬浮微粒的固体分子的无规则运动 C．气体分子的运动是布朗运动D．液体中的悬浮微粒越大，布朗运动就越不明显解析：选D.布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动，是液体分子无规则运动的表现，A、B错误．气体分子的运动不是布朗运动，C错误．布朗运动的剧烈程度与液体的温度以及颗粒的大小有关，液体中的悬浮微粒越大，布朗运动就越不明显，D正确．3．(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解析：选ABD.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．区别布朗运动与热运动应注意以下两点(1)布朗运动并不是分子的热运动．(2)布朗运动可通过显微镜观察，分子热运动不能用显微镜直接观察．考点三分子力、分子力做功和分子势能分子力和分子势能随分子间距变化的规律如下：分子力F分子势能Ep随分子间距的变化图象随分子间距的变化情况r＜r0F引和F斥都随距离的增大而减小，随距离的减小而增大，F引＜F斥，F表现为斥力r增大，分子力做正功，分子势能减小；r减小，分子力做负功，分子势能增加r＞r0F引和F斥都随距离的增大而减小，随距离的减小而增大，F引＞F斥，F表现为引力r增大，分子力做负功，分子势能增加；r减小，分子力做正功，分子势能减小r＝r0F引＝F斥，F＝0分子势能最小，但不为零r＞10r0(10－9m)F引和F斥都已十分微弱，可以认为F＝0分子势能为零[典例] (2016东北三省三市联考)(多选)分子力比重力、引力等要复杂得多，分子势能跟分子间的距离的关系也比较复杂．图示为分子势能与分子间距离的关系图象，用r0表示分子引力与分子斥力平衡时的分子间距，设r→∞时，Ep＝0，则下列说法正确的是( ) A．当r＝r0时，分子力为零，Ep＝0B．当r＝r0时，分子力为零，Ep为最小C．当r0＜r＜10r0时，Ep随着r的增大而增大D．当r0＜r＜10r0时，Ep随着r的增大而减小E．当r＜r0时，Ep随着r的减小而增大解析由Ep－r图象可知，r＝r0时，Ep最小，再结合F－r图象知此时分子力为0，则A项错误，B项正确；结合F－r图象可知，在r0＜r＜10r0内分子力表现为引力，在间距增大过程中，分子引力做负功分子势能增大，则C项正确，D项错误；结合F－r图象可知，在r＜r0时分子力表现为斥力，在间距减小过程中，分子斥力做负功，分子势能增大，则E项正确．答案BCE判断分子势能变化的两种方法(1)利用分子力做功判断分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增加．(2)利用分子势能Ep与分子间距离r的关系图线判断如图所示，仅受分子力作用，分子动能和势能之和不变，根据Ep变化可判知Ek变化．而Ep变化根据图线判断．但要注意此图线和分子力与分子间距离的关系图线形状虽然相似，但意义不同，不要混淆．1．(2016海口模拟)(多选)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．在r＝r0时，分子势能最小，动能最大D．在r＝r0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解析：选ACE.由Ep－r图可知：在r＞r0阶段，当r减小时F做正功，分子势能减小，分子动能增加，故A正确；在r＜r0阶段，当r减小时F做负功，分子势能增加，分子动能减小，故B错误；在r＝r0时，分子势能最小，但不为零，动能最大，故C正确，D错误；在整个相互接近的过程中，分子动能和势能之和保持不变，故E正确．2．(2016山东烟台二模)(多选)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：选BCE.两分子从较远靠近的过程分子力先表现为引力且先增大后减小，到平衡位置时，分子力为零，之后再靠近分子力表现为斥力且越来越大，A选项错误；分子力先做正功后做负功，B选项正确；分子势能先减小后增大，动能先增大后减小，C选项正确、D选项错误；只有分子力做功，分子势能和分子动能相互转化，总和不变，E选项正确．考点四实验：用油膜法估测分子大小1.实验原理：利用油酸酒精溶液在平静的水面上形成单分子油膜，将油酸分子看作球形，测出一定体积油酸溶液在水面上形成的油膜面积，用d＝VS计算出油膜的厚度，其中V为一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，S 为油膜面积，这个厚度就近似等于油酸分子的直径．2．实验器材：盛水浅盘、滴管(或注射器)、试剂瓶、坐标纸、玻璃板、痱子粉(或细石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩笔．3．实验步骤：(1)取1mL(1cm3)的油酸溶于酒精中，制成200mL的油酸酒精溶液．(2)往边长为30～40cm的浅盘中倒入约2cm深的水，然后将痱子粉(或细石膏粉)均匀地撒在水面上．(3)用滴管(或注射器)向量筒中滴入n滴配制好的油酸酒精溶液，使这些溶液的体积恰好为1mL，算出每滴油酸酒精溶液的体积V0＝1nmL.(4)用滴管(或注射器)向水面上滴入一滴配制好的油酸酒精溶液，油酸就在水面上慢慢散开，形成单分子油膜．(5)待油酸薄膜形状稳定后，将一块较大的玻璃板盖在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上．(6)将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积．(7)据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V，据一滴油酸的体积V和薄膜的面积S，算出油酸薄膜的厚度d＝VS，即为油酸分子的直径．比较算出的分子直径，看其数量级(单位为m)是否为10－10m，若不是10－10m需重做实验．4．实验时应注意的事项：(1)油酸酒精溶液的浓度应小于11000.(2)痱子粉的用量不要太大，并从盘中央加入，使粉自动扩散至均匀．(3)测1滴油酸酒精溶液的体积时，滴入量筒中的油酸酒精溶液的体积应为整毫升数，应多滴几毫升，数出对应的滴数，这样求平均值误差较小．(4)浅盘里水离盘口面的距离应较小，并要水平放置，以便准确地画出薄膜的形状，画线时视线应与板面垂直．(5)要待油膜形状稳定后，再画轮廓.(6)利用坐标纸求油膜面积时，以边长为1cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去．大于半个的算一个．5．可能引起误差的几种原因：(1)纯油酸体积的计算引起误差．(2)油膜面积的测量引起的误差主要有两个方面：①油膜形状的画线误差；②数格子法本身是一种估算的方法，自然会带来误差．1．(2016湖北三校联考)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彩笔描绘在玻璃板上．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1cm3的油酸溶于酒精，制成300cm3的油酸酒精溶液，测得1cm3的油酸酒精溶液有50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0.13m2.由此估算出油酸分子的直径为________m．(结果保留1位有效数字)解析：(1)依据实验顺序，首先配置混合溶液，然后在浅盘中放水和痱子粉，将一滴溶液滴入浅盘中，将玻璃板放在浅盘上获取油膜形状，最后用已知边长的坐标纸上的油膜形状来计算油膜的总面积，故正确的操作顺序为④①②⑤③；(2)一滴油酸酒精溶液的体积为V＝1cm3300×50＝SD，其中S＝0.13m2，故油酸分子直径D＝VS＝1×10－6m3300×50×0.13m2＝5×10－10m.答案：(1)④①②⑤③(2)5×10－102．(1)现有按酒精与油酸的体积比为m∶n配制好的油酸酒精溶液，用滴管从量筒中取体积为V的该种溶液，让其自由滴出，全部滴完共N滴．把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面上展开，稳定后形成单分子油膜的形状如图所示，已知坐标纸上每个小方格面积为S.根据以上数据可估算出油酸分子直径为d＝________；(2)若已知油酸的密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，油酸的分子直径为d，则油酸的摩尔质量为________．解析：(1)一滴油酸酒精溶液里含油酸的体积为：V1＝nVm＋nN，油膜的总面积为8S；则油膜的厚度即为油酸分子直径，即d＝V18S＝nV8Sm＋nN(2)一个油酸分子的体积：V′＝16πd3，则油酸的摩尔质量为M＝ρNAV′＝16πρNAd3.答案：(1)nV8Sm＋nN(2)πρNAd．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，所用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上述溶液为75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，用彩笔在玻璃板上描出油膜的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，坐标中正方形方格的边长为1cm.则(1)油酸薄膜的面积是________cm2.(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是________mL.(取一位有效数字)(3)按以上实验数据估测出油酸分子直径约为________m．(取一位有效数字)解析：(1)根据数方格数的原则“多于半个的算一个，不足半个的舍去”可查出共有115个方格，故油膜的面积：S＝115×1cm2＝115cm2.(2)一滴油酸酒精溶液的体积：V′＝175mL，一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积：V＝6104V′＝8×10－6mL.(3)油酸分子的直径：d＝VS＝8×10－12115×10－4m＝7×10－10m.答案：(1)115±3(2)8×10－6 (3)7×10－10课时规范训练[基础巩固题组]1．(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．随分子间距离的增大，分子势能可能先减小后增大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：选ACD.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，如果先是分子力做正功，后是分子力做负功，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．2．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：选A.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． 3．(多选)1g100℃的水和1g100℃的水蒸气相比较，下列说法正确的是( )A．分子的平均动能和分子的总动能都相同B．分子的平均动能相同，分子的总动能不同C．内能相同D．1g100℃的水的内能小于1g100℃的水蒸气的内能解析：选AD.温度相同则它们的分子平均动能相同；又因为1g水和1g水蒸气的分子数相同，因而它们的分子总动能相同，A正确、B错误；当100℃的水变成100℃的水蒸气时，分子间距离变大，分子力做负功、分子势能增加，该过程吸收热量，所以1g100℃的水的内能小于1g100℃的水蒸气的内能，C错误、D正确．4．(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，悬浮粒子越小，布朗运动越剧烈 C．布朗运动是由于液体各个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粒子撞击作用的不平衡引起的解析：选BD.布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动，A错误．温度越高、颗粒越小，布朗运动越剧烈，B正确．布朗运动是由液体分子撞击的不平衡引起的，间接反映了液体分子的无规则运动，C错误、D正确．5．(多选)下列说法正确的是( )A．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性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．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大D．在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素E．当温度升高时，物体内每一个分子热运动的速率一定都增大解析：选ACD.根据布朗运动的定义，显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，不是分子运动，是小炭粒的无规则运动．但却反映了小炭粒周围的液体分子运动的无规则性，A正确．分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，可能先增大后减小，也可能一直减小，B错误．由于分子间的距离不确定，故分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大，也可能一直增大，C正确．由扩散现象可知，在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素，D正确．当温度升高时，分子的热运动加剧，但不是物体内每一个分子热运动的速率都增大，E错误．6．如图所示是分子间作用力和分子间距离的关系图线，关于图线下面说法正确的是( )A．曲线a是分子间引力和分子间距离的关系曲线B．曲线b是分子间作用力的合力和分子间距离的关系曲线C．曲线c是分子间斥力和分子间距离的关系曲线D．当分子间距离r＞r0时，曲线b对应的力先减小，后增大解析：选B.在F－r图象中，随着距离的增大，斥力比引力变化得快，所以a为斥力曲线，c为引力曲线，b为合力曲线，故A、C错误，B正确；当分子间距离r＞r0时，曲线b对应的力先增大，后减小，故D错误．7．(多选)当两分子间距为r0时，它们之间的引力和斥力大小相等．关于分子之间的相互作用，下列说法正确的是( )A．当两个分子间的距离等于r0时，分子势能最小B．当两个分子间的距离小于r0时，分子间只存在斥力C．在两个分子间的距离由很远逐渐减小到r＝r0的过程中，分子间作用力的合力先增大后减小D．在两个分子间的距离由很远逐渐减小到r＝r0的过程中，分子间作用力的合力一直增大E．在两个分子间的距离由r＝r0逐渐减小的过程中，分子间作用力的合力一直增大解析：选ACE.两个分子间的距离等于r0时，分子力为零，分子势能最小，选项A正确；两分子之间的距离小于r0时，它们之间既有引力又有斥力的作用，而且斥力大于引力，作用力表现为斥力，选项B错误；当分子间距离等于r0时，它们之间引力和斥力的大小相等、方向相反，合力为零，当两个分子间的距离由较远逐渐减小到r＝r0的过程中，分子间作用力的合力先增大后减小，表现为引力，选项C正确，D错误；两个分子间的距离由r＝r0开始减小的过程中，分子间作用力的合力一直增大，表现为斥力，选项E正确．8．在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中：(1)关于油膜面积的测量方法，下列说法中正确的是( )A．油酸酒精溶液滴入水中后，要立刻用刻度尺去量油膜的面积B．油酸酒精溶液滴入水中后，要让油膜尽可能地散开，再用刻度尺去量油膜的面积C．油酸酒精溶液滴入水中后，要立即将油膜的轮廓画在玻璃板上，再利用坐标纸去计算油膜的面积D．油酸酒精溶液滴入水中后，要让油膜尽可能散开，等到状态稳定后，再把油膜的轮廓画在玻璃板上，用坐。
2018高考物理(全国通用版)大一轮复习课件：选修3-3 第1课时 分子动理论与统计观点
运动的平均动能的标志.
(2)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. 3.分子势能的决定因素
微观上——决定于分子间距离;
宏观上——决定于物体的体积. 4.物体的内能
(1)内能:物体中 所有 分子的热运动动能与分子势能的总和; (2)对于给定的物体,其内能大小由物体的 温度 和 体积 决定.
解析:(1)分子并不是球形,但把分子当做球形处理,是一种估算的方法.
(2)由体积公式可知 d=
V S
.
d π 3 2
(3)由球体的体积公式可得 V0= Vmol=NAV0=
πN A d 6
3
4
3
=
πd 6
3
.油酸的摩尔体积
.
(2)
V S
答案:(1)球形
(3)
πd 6
3
πN A d 6
问题思考 (教师备用)
1.把很小的1滴油酸滴在水面上.水面上会形成一块油酸薄膜,薄膜是由 单层的油酸分子组成的,如图所示.
选修3-3P2图7.1-1
(1)尽管油酸分子有着复杂的结构和形状,但在估测其大小的数量级时,可以把它 简化成什么形状? (2)若已知1滴油酸的体积为V,在水面上形成的一块油酸薄膜的面积为S,那么油 酸分子的直径是多大? (3)若已知油酸分子的直径为d,则油酸分子的体积V0为多少?若已知阿伏加德罗常 数为NA,则油酸的摩尔体积Vmol为多少?
2014 Ⅰ 卷 Ⅱ 卷 T33 (1)
2015 Ⅰ 卷 T33 (1) Ⅱ 卷 Ⅰ 卷
2016 Ⅱ 卷 Ⅲ 卷
T33 T33 (1) (1)
固 体、 液 体 与 气 体
固体和液体 的性质 气体压强的 产生与计算 气体状态变 化的图像 问题 T33 (2) T33 (2) T33 (2) T33 (2) T33 (1)
高考物理大一轮复习课件：第十三单元 选修33 133
【答案】 B 【解析】 由符号法则可知，外界对气体做功 W 取正，气 体内能减少，ΔU 为负值，代入热力学第一定律表达式得 Q＝－ 2×105 J．故选 B.
(2016·江苏)(1)如图甲所示，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，B→C 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 对应的是________(选 填“①”或“②”)．
三、考点鸟瞰
考点鸟瞰 考点一：热力学第一定律 考点二：热力学第二定律 考点三：气体实验定律与热力学定律的综合
高考热度 ★★★★★
★★ ★★★★★
考点讲练
考点一 热力学第一定律
1．对热力学第一定律的理解 (1)反映了做功和热传递这两种改变内能的过程是等效的． (2)明确了内能变化、做功与热传递之间的定量关系． (3)应用时注意功、内能、热量的正负，单位应统一为国际单 位焦耳．
系统内能增加，故系统要从外界吸热，且吸收热量 Q＝W 外＋Δ
E
内>W
外，选项
D
错误；bc
过程为等压降温过程，由V1＝V2可知， T1 T2
气体体积会减小，W＝pΔV＝CΔTbc；同理 da 过程中，W′＝
p′ΔV′＝CΔTda，因为|ΔTbc|＝|ΔTda|，故|W|＝|W′|，选项
E体从状 态 M 可以经历过程 1 或者过程 2 到达状态 N， 其 p－V 图像如图所示．在过程 1 中，气体始 终与外界无热量交换；在过程 2 中，气体先经 历等容变化再经历等压变化．对于这两个过程，下列说法正确的 是( )
高考物理一轮复习第十三章热学(第1课时)课件(选修33)高三选修33物理课件
(3)分子力随分子间距离的变化图像
二、温度和物体的内能 1．两种温标：摄氏温标和_热__力__学___温__标__． 关系：T＝t＋_________ K.
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2．分子的动能 (1)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． (2)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． 3．分子势能的决定因素 微观上——决定于分子间距离； 宏观上——决定于物体的体积． 4．物体的内能 (1)内能：物体中_所__有__分子的热运动动能与分子势能的总和； (2)对于给定的物体，其内能大小由物体的_温__度__和_体__积__决定.
的大小
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2017年Ⅱ卷Ⅲ卷33题 2016年Ⅰ卷Ⅱ卷33题
2016年Ⅰ卷33题
1.在全国卷的命题中，对该部分内容的考查，在选考部分 单独设置，考查的知识内容比较全面．重点考查分子动理 论、气体实验定律及热力学第一定律．题型一般以选择、 命题 计算为主． 特点 2．预计在2018年高考中，对本部分内容的考查仍将以分 子动理论、气体实验定律及热力学第一定律为重点，固体 与液体的性质及物态变化的知识也可能会考查到.
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【变式 5】(2018 北京卷)关于分子动理论，下列说法正确的是 ()
A．气体扩散的快慢与温度无关 B．布朗运动是液体分子的无规则运动 C．分子间同时存在着引力和斥力 D．分子间的引力总是随分子间距增大而增大 答案：C
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考点三 分子力和分子势能的理解
(1)一个分子的质量：m0＝NMA＝ρNVAm. (2)一个分子的体积：V0＝VNmA＝ρMNA.(注：对气体，V0 为一个分
高三物理人教版一轮复习课件：选修3-3
人教版 ·高考总复习
路漫漫其修远兮 吾将上下而求索
选考内容
选修3-3
1 2 考 点 梳 理
高 考 导 航
2
热 点 透 析
高考导航
最新考纲
1.分子动理论的基本观点和实验依 据Ⅰ 2．阿伏加德罗常数Ⅰ 3．气体分子运动速率的统计分布Ⅰ 4．温度是分子平均动能的标志，内 能Ⅰ 5．固体的微观结构，晶体和非晶体 Ⅰ 6．液晶的微观结构Ⅰ 7．液体的表面张力现象Ⅰ 8．气体实验定律Ⅰ 9．理想气体Ⅰ 10．热力学第一定律Ⅰ 11．能量守恒定律Ⅰ 12．热力学第二定律Ⅰ 13．用油膜法估测分子的大小
热点透析
• 高考对分子动理论考查的内容包括：分子动 理论的基本观点和实验依据，阿伏加德罗常 数，气体分子运动速率的统计分布，温度是 分子平均动能的标志，内能等。考查分子动 理论的试题一般为选择题，难度中等。 • 高考对固体和液体考查的内容包括：固体的 微观结构、晶体和非晶体，液晶的微观结构 ，液体的表面张力现象、液体的浸润、不浸 润和毛细现象等。试题一般为选择题，难度 中等或偏易。 • 高考对气体考查的内容包括：气体实验定律 、理想气体状态方程等，常考查气体状态变
考向瞭望
1.考查阿伏加德罗常数及分子大小、 分子质量、分子数目等微观量的估 算。 2．考查分子的平均动能、热运动和 布朗运动。 3．考查晶体和非晶体的特点及液体 表面张力产生的原因。 4．气体实验定律的定量计算及图象 的考查。 5．热力学第一定律与理想气体状态 方程定性分析的综合考查。 6．考查热力学第二定律和能量守恒 的综合运算。 7．考查油膜法测分子直径大小的原 理、操作步骤和数据的处理。
高考物理一轮复习 模块整合课件 新人教版选修33
3．物体的内能与体积有关，有的同学会产生误解：认为 体积增大内能就增加，体积减小内能就减少，产生误解的原 因是没搞清楚分子势能与分子间距的变化关系。
热力学第一定律中各量的正负，我们不要死记，外界对 气体做功(我们研究的多为气体)或从外界吸热，它们的效果是 用来增加气体内能的，起“积极”作用；而气体对外做功或 向外界放热的效果是用来减少气体内能的，知道了这一点， 正负问题即可迎刃而解。
②抽气过程可等效为等温膨胀过程，设膨胀后气体的总 体积为V，由玻意耳定律得p1V0＝p0V
联立解得V＝76V0 设剩余气体的质量与原来总质量的比值为k，由题意得
k＝VV0＝67 [答案] (1)B (2)①76p0 ②67
(2014·保定调研)(1)下列说法不正确的是____。 (填正确答案代号)
①如果气体温度保持不变，将活塞缓慢拉至气缸顶端， 求在顶端处竖直拉力F的大小；
②如果外界温度缓慢升高到恰使活塞移至气缸顶端，求 外界温度为多少摄氏度？
[解析] (1)本题考查分子动理论以及理想气体状态关系， 意在考查考生对该部分知识的理解。由于液体表面张力的作 用，宇宙飞船中自由漂浮的水滴呈球形，选项A正确；布朗运 动是指液体里花粉微粒的运动，选项B错误；大量分子在做无 规则运动的时候，速率是有一定规律分布的，选项C正确；
①求封闭气体的压强。 ②若该空间温度缓慢升高到37℃，则活塞的位置会如何 变化？变化了多少？(已知大气压强为1.01×105Pa且不随温度 变化，g取10m/s2)
[解析] (1)ABC (2)①p＝p0＋mSg＝1.05×105Pa ②缓慢上升，所以气缸内压强不变 V1＝SH1，T1＝300K V2＝SH2，T2＝310K 由VV12＝TT12可得H2＝51.7cm 所以活塞位置升高了1.7cm。 [答案] (1)ABC (2)①1.05×105Pa ②升高了 1.7cm
高三物理一轮总复习 第13章 选修35章末总结课件
核能的应用，放射性污染和防护
关于动量部分，要注意以下几点： 1.动量、冲量都是矢量，动量定理，动量守恒定律 的表达式都是矢量式.解题时，先要规定正方向，与正方 向相同的力，速度、动量都是正值，反之则都是负值， 取好正、负值再代入表达式进行计算. 2.碰撞是现实生活和科技中经常遇到的问题，处理碰撞 问题的原则是：①由于碰撞时间很短，物体位移可忽略， 即原地碰撞.②在碰撞瞬间，内力远远大于外力，碰撞过 程动量守恒.③碰后系统的动能一定小于等于碰前系统
4.对半衰期、α 衰变、β 衰变的理解 半衰期仅由原子核本身的性质决定，与原子核所处 的物理、化学状态无关. α 衰变的实质可表示为：211H＋210n→42He， β 衰变的实质可表示为：10n→11H＋－01e 关于衰变次数的推算，应先根据原来核与新生核的
质量数之差求出 α 衰变次数，再依电荷数关系式求出 β 衰变次数.
章末总结 提高
量子论光 光的 电波 效粒 应二象 光性 子
原子
玻尔理论、氢原子能级 α 粒子散射实验、核式结构 原子核原 α
核力与结合能 核能质 核量 裂亏 变损 、、 核质 聚能 变方程
衰期约 5 700 年.已知植物存活期间，其体内 14C 与 12C
的比例不变；生命活动结束后，14C 的比例持续减小.现
关于原子部分，要注意以下几点： 1.对原子核的认识 卢瑟福由α 粒子散射实验结果提出了原子的核式结 构学说，指出在原子中存在一个很小的核；卢瑟福利用
α 粒子轰击氮核得到了质子，查德威克用实验证实在原
子核中除了质子外，还有中子，从而确定了原子核是由 质子和中子组成的；天然放射现象的发现又说明了原子 核也有复杂的结构，而且原子核还能够按照一定的规律 发生变化.
2018高考物理大一轮复习领航课件：第十三章 热学(选修3-3) -第1节
课时规范训练
主干回顾 夯基固源 考点透析 题 组 冲关
课 时 规 范训练
第1节 分子动理论 内能
油膜法
越高
越高 减小
增大
越小
温度
平均值
相对位置 体积
距离
温度
热运动动能 分子势能 体积
冰点
－273.15
√ × ×
× √
×
布朗运动
热运动
活动主 体
固体小颗粒
分子
区别
是固体小颗粒的运动，是比 是指分子的运动，分子无论
分子大得多的分子团的运动， 大小都做热运动，热运动不
较大的颗粒不做布朗运动， 能通过光学显微镜直接观察
但它本身的以及周围的分子 到
仍在做热运动
共同点
都是永不停息的无规则运动，都随温度的升高而变得更加 激烈，都是肉眼所不能看见的
联系
布朗运动是由于小颗粒受到周围分子做热运动的撞击力不 均衡而引起的，它是分子做无规则运动的反映
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一定量的气体在某一过程中， 外界对气体做了 8×104 J 的功，气体的内能减少了 1.2×105 J，则下列各式中正确的是 ( A．W＝8×104 J，Δ U＝1.2×105 J，Q＝4×104 J B．W＝8×104 J，Δ U＝－1.2×105 J，Q＝－2×105 J C．W＝－8×104 J，Δ U＝1.2×105 J，Q＝2×104 J D．W＝－8×104 J，Δ U＝1.2×105 J，Q＝－4×104 J )
…方法提炼… 判定物体内能变化的方法 (1)内能的变化都要用热力学第一定律进行综合分析． (2)做功情况看气体的体积： 体积增大， 气体对外做功，W 为 负；体积缩小，外界对气体做功，W 为正． (3)与外界绝热，则不发生热传递，此时 Q＝0. (4)如果研究对象是理想气Байду номын сангаас，则由于理想气体没有分子势 能，所以当它的内能变化时，主要体现在分子动能的变化上，从 宏观上看就是温度发生了变化。
13．3 热力学定律
知 识 清 单
一、热力学第一定律 改变内能的两种方式：做功和热传递．
做功 内能 变化 物理 实质 相互 联系 热传递
在绝热过程中，外界对物体做 在只有热传递过程中，物体 功，物体的内能增加；物体对外 吸收热量，内能增加；物体 界做功，物体的内能减少 放出热量，内能减少
其他形式的能与内能之间的转 不同物体间或同一物体的不 化 同部分之间内能的转移
三、考点鸟瞰
考点鸟瞰 考点一：热力学第一定律 考点二：热力学第二定律 考点三：气体实验定律与热力学定律的综合 高考热度 ★★★★★ ★★ ★★★★★
考 点 讲 练
考点一 热力学第一定律 1．对热力学第一定律的理解 (1)反映了做功和热传递这两种改变内能的过程是等效的． (2)明确了内能变化、做功与热传递之间的定量关系． (3)应用时注意功、内能、热量的正负，单位应统一为国际单 位焦耳．
二、热力学第二定律 表述一：热量不能自发地由低温物体传递到高温物体． 表述二：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做 功，不产生其他影响．或表述为“第二类永动机是不可能制成 的”．
两类永动机 (1)第一类永动机：不消耗任何能量，却不断地对外做功的机 器，违背能量守恒定律． (2)第二类永动机：没有冷凝器，只从单一热源吸收热量并把 它全部用来对外做功，而不引起其他变化的机器，违背了热力学 第二定律．
(2)如图甲所示，在 A→B 和 D→A 的过程中，气体放出的热 量分别为 4 J 和 20 J．在 B→C 和 C→D 的过程中，气体吸收的 热量分别为 20 J 和 12 J．求气体完成一次循环对外界所做的功．
【答案】 【解析】
(1)不变
①
(2)8 J
(1)B→C 过程中由于气体分子总数不变，体积也
【答案】
BDE
【解析】 气体吸热，若同时对外做功，则温度可能降低， 故选项 A 错误；改变气体的内能的方式有两种：做功和热传递， 故选项 B 正确；理想气体等压膨胀过程是吸热过程，故选项 C 错误；根据热力学第二定律，热量不可能自发地从低温物体传到 高温物体， 故选项 D 正确； 如果两个系统分别与状态确定的第三 个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也一定达到热平 衡，否则就不会与第三个系统达到热平衡，故 E 项正确．
2．三种特殊情况 (1)若过程是绝热的，即 Q＝0，则 W＝ΔU，外界对物体做 的功等于物体内能的增加； (2)若过程中不做功，即 W＝0，则 Q＝ΔU，物体吸收的热 量等于物体内能的增加； (3)若过程的始、末状态内能不变， 即ΔU＝0，则 W＋Q＝0， 外界对物体做的功等于物体放出的热量．
(2016· 课标全国Ⅰ)关于热力学定律， 下列说法正确的是 ( A．气体吸热后温度一定升高 B．对气体做功可以改变其内能 C．理想气体等压膨胀过程一定放热 D．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体 E． 如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡， 那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡 )
做一定量的功或传递一定量的热在改变内能的效果上相同
热力学第一定律 (1)内容： 一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热 量与外界对它所做的功的和． (2)表达式：Δ U＝Q＋W(使用时注意正负) (3)符号法则：
符号 ＋ － W 外界对物体做功 物体对外界做功 Q 物体吸收热量 物体放出热量 ΔU 内能增加 内能减小
【答案】 B 【解析】 由符号法则可知，外界对气体做功 W 取正，气 体内能减少，ΔU 为负值，代入热力学第一定律表达式得 Q＝－ 2×105 J．故选 B.
(2016· 江苏)(1)如图甲所示， 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，B→C 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 对应的是________(选 填“①”或“②”)．
考点二 热力学第二定律 1．热力学第二定律的涵义 (1)“自发地”的涵义： 指明了热传递等热力学宏观现象的方 向性，不需要借助外界提供能量的帮助． (2)“不产生其他影响”的涵义： 发生的热力学宏观过程只在 本系统内完成，对周围环境不产生热力学方面的影响，如吸热、 放热、做功等．
2．热力学第二定律的实质 揭示了自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性． 3．热力学过程方向性实例
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 TA<TD，而温度又是分子平均动能的标志，由图像可 看出，图线①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①对应状态 A. (2)完成一次循环气体内能不变，则ΔU＝0，吸收的热量 Q ＝(20＋12－4－20) J＝8 J，由热力学第一定律ΔU＝Q＋ W 得， W＝－8 J，气体对外做功 8 J.