2020届高考物理人教版一轮复习分子动理论内能热力学定律学案

分子动理论热力学定律与能量守恒1．分子动理论的基本观点：⑴ 物体是由大量分子组成的：① 分子的大小：分子直径的数量级： m，用油膜法估测．② 分子的质量：分子质量的数量级：kg；③ 阿伏加德罗常数：1mol的任何物质中含有相同的粒子数，用符号N A表示，N A = mol－1，N A是联系宏观量和微观量的桥梁，N A = ，N A = V mol/V分子．④ 分子模型：球体模型直径为V0 = ；立方体模型边长为V0 = d3．⑵分子永不停息地做无规则热运动：①扩散现象：相互接触的物体互相进入对方的现象．温度越高，扩散．②布朗运动的特点：永不停息、无规则运动；颗粒，运动越剧烈；温度越高，⑶分子间存在着相互作用力：分子间存在相互作用的引力和斥力；分子力是分子间引力和斥力的；r0为分子间引力和斥力大小相等时的距离，其数量级为10－10 m，如图所示，分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而_______，随分子间距离的减小而，但总是斥力变化得较．①r =r0时，F引 = F斥，分子力F= 0；②r < r0时，F引和F斥都随距离的减小而，但F斥比F引增大得更，分子力F表现为；③r > r0时，F引和F斥都随距离的增大而，但F斥比F引减小得更，分子力F表现为；④ r > 10r0（10－9 m）时，F引、F斥迅速，几乎为零，分子力F≈ 0．2．气体分子运动速率的统计分布规律：气体和气体分子运动的特点如图所示．3．温度和内能：⑴温度和温标：两个系统处于时，它们具有某个“共同的热学性质”，我们把表征这一“共同热学性质”的物理量定义为温度．一切达到热平衡的系统都具有相同的温度．⑵两种温标：摄氏温标和热力学温标，T = （T热力学温标，t摄氏温标）4．ΔU= ．5．能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式为另一种形式，或者是从一个物体到别的物体，在或的过程中其总量保持不变．能量守恒定律是自然界的普遍规律，不需要条件的．但是，某一种具体形式的能是否守恒却是有条件的，例如，机械能守恒是有条件的．第一类永动机是指能量，却源源不断地对外的机器，第一类永动机是不能制成的，因为它违背了．若过程是绝热的，则Q = 0，W =ΔU；若过程中不做功，即W = 0，Q = ΔU；若过程的始、末状态物体的内能不变，即ΔU = 0，则W + Q = 0或W =–Q．6．用油膜法估测分子的大小：⑴实验目的：学会一种估测分子大小的方法．⑵实验原理：将油酸滴在水面上，让油酸尽可能，可认为油酸在水面上形成油膜层．如果把分子看作球形，单分子油膜层的就可以看作油酸分子的直径．事先测出油酸滴的体积V和油膜的面积S，就可以算出分子的直径d = ．⑶实验器材：盛水方盘、注射器（或胶头滴管）、试剂瓶、坐标纸、玻璃板、痱子粉、油酸酒精溶液、量筒、彩笔⑷实验装置与模型：如图所示．⑸实验步骤：①在方盘中盛入适量的水（约2cm深），使水处于状态；②用注射器（或胶头滴管）取事先配好的油酸酒精溶液，逐滴滴入量筒，记下量筒中滴入1 mL溶液加入溶液的滴数n；③将痱子粉地撒在水面上；④用注射器（或胶头滴管）靠近水面将1滴油酸酒精溶液滴在水面上；⑤待油酸膜的面积稳定后，把玻璃板放在方盘上，用笔描绘出油膜的．⑥记录数据：油酸精液中油酸的体积，油膜的面积．⑹注意事项：实验前应检查方盘是否；方盘中的水应保持状态，最好静置一段时间，痱子粉均匀撒在水面上；向水面滴油酸酒精溶液时，针尖应、靠近水面，如果离水面太高，可能无法形成油膜．最好在1 cm左右；计算油膜面积时，以坐标纸上方格的数目来计算，不足半个的舍去，多于半个的算1个．1．以下关于分子动理论的说法中不正确的是（）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2．如图所示是氧气分子在不同温度（0 ℃和100 ℃）下的速率分布，由图可得信息（）A．同一温度下，氧气分子速率呈现出“中间多，两头少”的分布规律B．随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增大C．随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例增大D．随着温度的升高，氧气分子的平均速率变小3．关于对内能的理解，下列说法不正确的是（）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．1 g 100 ℃水的内能小于1 g 100 ℃水蒸气的内能4．给旱区送水的消防车停于水平地面上，在缓慢放水过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则胎内气体（）A．从外界吸热 B．对外界做负功 C．分子平均动能减小 D．内能增加5．用油膜法估测分子大小的实验步骤如下：①向体积为V1的纯油酸中加入酒精，直到油酸酒精溶液总量为V2；②用注射器吸取上述溶液，一滴一滴地滴入小量筒，当滴入n滴时体积为V0；③先往边长为30～40 cm的浅盘里倒入2 cm深的水；④用注射器往水面上滴一滴上述溶液，等油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描出油酸薄膜的形状；⑤将画有油酸薄膜轮廓形状的玻璃板，放在画有许多边长为a的小正方形的坐标纸上；⑥计算出轮廓范围内正方形的总数为N，其中不足半个格的两个格算一格，多于半个格的算一格．上述实验步骤中有遗漏和错误遗漏的步骤是____________________________________________________________________；错误的步骤是__________________________________________________（指明步骤，并改正）；油酸分子直径的表达式d = _____________．〖考点1〗分子模型、与阿伏加德罗常数相关的估算【例1】某同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验前，查阅数据手册得知：油酸的摩尔质量M=0.283 kg·mol－1，密度ρ = 0.895×103 kg·m－3．若100滴油酸的体积为1 mL，则1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是多少？（取N A= 6.02×1023mol－1，球的体积V与直径D的关系为V= πD3/6，结果保留一位有效数字）【变式跟踪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N A= 6.0×1023mol －1．试求：（结果均保留一位有效数字）⑴该液化水中含有水分子的总数N；⑵一个水分子的直径d．〖考点2〗分子间作用力、分子势能与分子间距的关系【例2】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________（填入正确选项前的字母）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【变式跟踪2】如图所示为两分子系统的势能E p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〖考点3〗热力学第一定律及能量守恒定律的应用【例3】如图所示，内壁光滑的汽缸水平放置．一定质量的理想气体被活塞密封在汽缸内，外界大气压强为p0．现对汽缸缓慢加热，气体吸收热量Q后，体积由V1增大为V2．则在此过程中，气体分子平均动能________（选填“增大”、“不变”或“减小”），气体内能变化了________．【变式跟踪3】⑴第一类永动机不可能制成是因为其违反了______________________________．⑵在一个大气压下，水在沸腾时，1 g水吸收2 263.8 J的热量后由液态变成同温度的气态，其体积由1.043 cm3变成1 676 cm3，求：① 1 g水所含的分子个数；②体积膨胀时气体对外界做的功；③气体的内能变化（大气压强p0 = 1.0×105 Pa，水的摩尔质量为M = 18 g/mol，阿伏加德罗常数N A = 6.0×1023 mol－1）．1．【2013·全国新课标】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【预测1】下列关于热现象的描述正确的是A．根据热力学定律，热机的效率可以达到100%B．做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的C．温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同D．物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动也是无规律的2．【2013·北京】下列说法正确的是A．液体中悬浮颗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【预测2】下列说法正确的是A．把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面，这是由于水表面存在表面张力的缘故B．水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干净的玻璃板上却不能，为是因为油脂使水的表面张力增大的缘故C．在围绕地球飞行的宇宙飞船中，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果D．在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，这与液体的种类和毛细管的材质有关E．当两薄玻璃板间夹有一层水膜时，在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开，这是由于水膜具有表面张力的缘故3．【2013·福建】下列四幅图中，能正确反映分子间作用力f和分子势能E P随分子间距离r变化关系的图线是（填选图下方的字母）【预测3】如图所示，用F表示两分子间的作用力，E p表示分子间的分子势能，在两个分子之间的距离由10r0变为r0的过程中A．F不断增大，E p不断减小B．F先增大后减小，E p不断减小C．F不断增大，E p先增大后减小D．F、E p都是先增大后减小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2．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3．一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N A，下列表达式中正确的有（）A．油酸分子的直径d = M/ρS B．油酸分子的直径d = m/ρSC．油酸所含的分子数N = (m/M)N A D．油酸所含的分子数N = (M/m)N A4．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往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm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用注射器将事先配制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．完成下列问题：⑴上述步骤中，正确的顺序是（填写步骤前面的数字）⑵将1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液；测得1 cm3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0.13 m2．由此估算出油酸分子的直径为________m（结果保留一位有效数字）5．物体由大量分子组成，下列说法正确的是（）A．分子热运动越剧烈，物体内每个分子的动能越大B．分子间引力总是随着分子间的距离减小而减小C．物体的内能跟物体的温度和体积有关D．只有外界对物体做功才能增加物体的内能6．一定量的理想气体在某一过程中，从外界吸收热量2.5×104 J，气体对外界做功1.0×104 J，则该理想气体的（）A．温度降低，密度增大 B．温度降低，密度减小C．温度升高，密度增大 D．温度升高，密度减小7．如图所示，一绝热容器被隔板K隔开a、b两部分．已知a内有一定量的稀薄气体，b内为真空，抽开隔板K后，a内气体进入b，最终达到平衡状态．在此过程中（）A．气体对外界做功，内能减少B．气体不做功，内能不变C．气体压强变小，温度降低D．气体压强变小，温度不变8．根据热力学定律,下列说法正确的是（）A．电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递B．空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量C．科技的进步可以使内燃机成为单一的热源热机D．对能源的过度消耗使自然界的能量不断减少，形成“能源危机”9．气体内能是所有气体分子热运动动能和势能的总和，其大小与气体的状态有关，分子热运动的平均动能与分子势能分别取决于气体的（）A．温度和体积 B．体积和压强 C．温度和压强 D．压强和温度10．已知汞的摩尔质量为M = 200.5×10－3 kg/mol，密度为ρ = 13.6×103 kg/m3，阿伏加德罗常数N A = 6.0×1023 mol－1．求：⑴一个汞原子的质量；（用相应的字母表示即可）⑵一个汞原子的体积；（结果保留一位有效数字）⑶体积为1 cm3的汞中汞原子的个数．（结果保留一位有效数字）参考答案：1．10 10 6.02×10 mol /m 分子 πd 3/6 越快 越小 同时 合力 减小 增大 快 增大 快 斥力 减小 快 引力 减弱3．热平衡 273.15 + t 快慢 温度 体积 物质的量 做功 热传递 4．Q + W5．转化 转移 转化 转移 不消耗任何 做功 能量守恒定律6．散开 单分子 厚度 V /S 稳定 均匀 形状 干净 稳定 竖直1．B ；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．2．A ；由题图可知，其横轴为氧气分子的速率，纵轴表示氧气分子所占的比例（不是总数而是占全部分子数的比例），图象成峰状，这表明，不论是0 ℃还是在100 ℃下，氧气分子都呈现了“中间多，两头少”，即分子速率特大或特小的分子数比例都较小，绝大多数分子具有中等的速率．又由图知t = 100 ℃时，“峰”向右移动，表明占总数比例最大的那部分分子的速率增大了，但仍有速率较小或较大的分子，只是这些分子所占的比例较0 ℃时有所减小．3．BC ；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1 g 100 ℃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1 g 100 ℃水的内能小于1 g 100 ℃水蒸气的内能，D 正确．4．A ；胎内气体发生的是等温变化，在缓慢放水过程中，压强减小，体积增大，因温度不变，所以分子平均动能和内能不变，而体积增大，气体膨胀对外界做正功，根据热力学第一定律可知气体一定从外界吸热，A 对．5．答案：将痱子粉均匀撒在水面上 错误的步骤是 ⑥，应该是不足半个格的舍去，多于半个格的算一格 V 1V 0/(NV 2a 2n )解析：为了使油膜不分裂成几块，需在水面上均匀撒上痱子粉；由于本实验只是一种估算，在数油膜所覆盖的坐标格数时，大于半个格的算一个格，少于半个格的舍去；油酸溶液在水面上充分扩散后形成一层单分子油膜，油膜厚度可看成分子直径，由题意可知，油酸溶液的浓度为 V 1/V 2，一滴油酸溶液的体积为 V 0/n ，一滴油酸溶液中含纯油酸体积为V 1V 0/nV 2，一滴油酸溶液形成的油膜面积为Na 2，所以油膜厚度即分子直径d = V 1V 0/(NV 2a 2n )．例1 答案：1×10 m解析：一个油酸分子的体积 V = M /ρN A ，由球的体积与直径的关系得分子直径D =36AN Mπρ，单分子油膜的面积S = 1×10－8m 3/D ，代入数据得S = 1×101m 2．变式1 答案：⑴ 3×1025个 ⑵ 4×10－10m解析：⑴ 水的摩尔体积为V 0 M /ρ = 1.8×10－2/1.0×103 m 3/mol = 1.8×10－5 m 3/mol ，水分子数：N= VN A /V 0 = 1.0×103×10－6×6.0×1023/1.8×10－5≈ 3×1025个．⑵ 建立水分子的球模型有 V 0/N A = πd 3/6，可得水分子直径：d = 36AN M π= 4×10－10m例2 ACE ；由E p - r 图可知：在r > r 0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 < r 0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 = r 0时，分子势能最小，动能最大，故C 正确； 在r = r 0时，分子势能最小，但不为零，故选项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，故选项E 正确．变式2 BC ；分子间距等于r 0时分子势能最小，即r 0 = r 2；当r 小于r 1时分子力表现为斥力；当r 大于r 1小于r 2时分子力表现为斥力；当r 大于r 2时分子力表现为引力，A 错误，B 、C 正确；在分子间距离r 由r 1变到r 2的过程中，分子斥力做正功，分子势能减小，D 错误． 例3答案：增大 Q – p 0(V 2–V 1)解析：由于对汽缸缓慢加热，温度升高，气体分子平均动能增大；根据热力学第一定律W + Q = ΔU ，其中气体对外做功W = – p 0(V 2–V 1)，气体内能变化ΔU = Q – p 0(V 2–V 1)． 变式3 答案：⑴ 能量守恒定律 ⑵ ①3.3×1022个 ②167.5 J ③增加 2 096.3 J解析：⑵ ① 1 g 水所含的分子个数为n = (1/18)×6×1023 = 3.3×1022个．② 气体体积膨胀时对外做的功为W = p 0ΔV = 105×(1676 – 1.043)×10－6J = 167.5 J ． ③ 根据热力学第一定律有：ΔU = W + Q = (2263.8 – 167.5) J = 2 096.3 J1．BCE ；由分子力随分子间距离变化关系分析知，分子力先增大，然后减小，再增大，A 选项错误；分子从相距很远处开始运动，则r > r 0时合力为引力，力和位移的夹角小于90°，分子力做正功，分子动能大．r > r 0时合力为斥力，力和位移的夹角大于90°，分子力做负功，分子动能减小，BC 选项正确；由分子力做功与分子势能变化关系知，分子势能先减小，后增大，D 选项错误；分子仅在分子力作用下运动，只有分子力做功，分子势能和动能之间相互转化，分子势能和动能之和不变；E 选项正确． 预测1 C2．A ；布朗运动不是液体分子的运动，而是小颗粒的运动；内能的变化由做功和热传递二者共同决定；内能的变化由做功和热传递二者共同决定；所以BCD 错，A 对． 预测2 ACD 3．A预测3 B ；由图象可知F 先增大后减小，E p 则不断减小，B 正确1．D ；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．2．BD ；布朗运动是悬浮在液体中的粒子的无规则运动，而不是液体分子的无规则运动，A 项错误．液体温度越高，分子热运动越剧烈，液体分子对悬浮粒子撞击力越大；悬浮粒子越小，对其撞击的液体分子数越少，悬浮粒子受到液体分子撞击作用的平衡性越弱，因而布朗运动越剧烈，B 、D 正确，C 项错误．3．BC ；设油酸分子的直径为d ，则有dS = m /ρ ⇒ d = m /ρS ，故B 正确；设油酸所含的分子数为N ，则有N = (m /M )N A ，故C 正确．4．答案：⑴ ④①②⑤③ ⑵ 5×10－10解析：纯油酸的体积V 和油膜面积S ，可计算出油膜的厚度L ，把油膜厚度L 视为油酸分子的直径，则d = V /S ，每滴油酸酒精溶液的体积是 1/50 cm 3，而1 cm 3的油酸溶于酒精，制成300 cm 3的油酸酒精溶液，则一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积是V= 1300×150 cm 3，则根据题目要求保留一位有效数字可知油酸分子的直径为5×10－10m ．5．C ；分子热运动越剧烈，分子的平均动能越大，但不一定是每个分子的动能都大，故A 错．分子间的引力和斥力都是随着分子间距离的减小而增大，故B 错．物体的内能由物质的量、物态、体积及温度决定，即所有分子动能和分子势能之和，故C 正确．物体内能的变化由做功和热传递共同决定，故D 错．6．D ；由ΔU = W + Q 可得理想气体内能变化ΔU = –1.0×104 J + 2.5×104 J = 1.5×104J ＞0，故温度升高，A 、B 两项均错．因为气体对外做功，所以气体一定膨胀，体积变大，由ρ = m /V 可知密度变小，故C 项错误，D 项正确．7．BD ；绝热容器a 内的稀薄气体与外界没有热传递，Q = 0；稀薄气体向真空扩散不做功，W = 0；根据热力学第一定律稀薄气体的内能不变，则温度不变；稀薄气体扩散体积增大，压强必然减小．故选B 、D ． 8．AB9．A ；由于温度是分子平均动能的标志，所以气体分子的动能宏观上取决于温度；分子势能是由分子间作用力和分子间距离共同决定的，宏观上取决于气体的体积．因此选项A 正确． 10．⑴ 一个汞原子的质量为m 0 = M /N A ．⑵ 一个汞原子的体积为 V 0 = V mol N A = M ρN A = 200.5×10－313.6×103×6.0×1023 m 3 = 2×10－29 m 3． ⑶ 1cm 3的汞中含汞原子个数 n = ρVN A M = 13.6×103×1×10－6×6.0×1023200.5×10－3= 4×1022．。

第十一章热学[选修3－3]一、三年高|考考点统计与分析考点试题题型分值分子动理论、内能2021年广东T132021年海南T172021年上海T192021年浙江T132021年广东T142021年江苏T12A(3)2021年全国Ⅰ选择填空选择自选填空选择计算选择4分4分4分10分4分4分6分固体、液体、气体2021年福建T28(2)2021年广东T142021年江苏T12A(2)2021年全国新课标T33(2)2021年海南T17(2)2021年山东T36(1)2021年上海T42021年山东T36(1)2021年福建T28(1)2021年海南T17(1)2021年全国新课标T33(2)2021年海南T17(2)2021年广东T152021年全国新课标T39选择选择填空计算计算填空选择填空填空填空计算计算选择计算6分4分6分9分8分3分2分4分6分4分9分9分4分15分内能、热力学定律2021年全国新课标T33(1)2021年福建T28(1)2021年山东T36(2)2021年江苏T12A(3)填空填空计算计算选择6分6分8分9分4分在新课标省区的高|考中,对热学局部的考查是在选做题局部出现,考查的知识点不会面面俱到,一般情况下只重点考查某几个知识点,如分子动理论、阿伏加德罗常数的应用、理想气体状态方程、热力学第|一定律等,从近三年的高|考考点分析来看,高|考在本章中命题形式既有选择题,也有填空、计算题,为了增加考题对知识点的覆盖面,计算题形式的命题多是一个情境下的多个设问,也有以混合题型出现的命题形式.二、2021年高|考考情预测预计在2021年高|考中,对热学的考查仍集中在上述知识点上,气体局部有定量计算题,其他局部主要以定性分析的题目出现.[备课札记]第十一章热学[选修3－3][学习目标定位](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．液体的外表张力现象(Ⅰ)8．气体实验定律(Ⅰ)9．理想气体(Ⅰ)10．饱和蒸汽、未饱和蒸汽和饱和蒸汽压(Ⅰ) 11．相对湿度(Ⅰ)12．热力学第|一定律(Ⅰ)13．能量守恒定律(Ⅰ)14．热力学第二定律(Ⅰ)实验十二：用油膜法估测分子的大小高|考地位高|考对本章内容的要求偏低,题型多样,难度不大.考点布设1.分子动理论、热力学定律、能量守恒等是高|考的热点.2．气体实验定律与热力学定律的综合考查在高|考中经常出现.第1单元分子动理论__内能分子动理论[想一想]在国际单位制中,金属铝的密度为ρ ,它的摩尔质量为M ,阿伏加德罗常数为N A ,那么1 m3和1 kg铝所含铝原子的个数分别是多少?1个铝原子的质量和占有的体积分别是多少?[提示]由密度ρ和摩尔质量M可求铝的摩尔体积V＝Mρ,故1 m3铝所含原子个数为1VN A＝ρN AM,1 kg铝所含原子个数为1M N A,1个铝原子质量为MN A,1个铝原子占有的体积为VN A＝MρN A.[记一记]1．物体是由大量分子组成的(1)分子的大小①分子的直径(视为球模型)：数量级|为10－10 m .②分子的质量：数量级|为10－26 kg .(2)阿伏加德罗常数①1 mol的任何物质都含有相同的粒子数.通常可取N A＝×1023 mol－1 .②阿伏加德罗常数是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁.2．分子永不停息地做无规那么运动(1)扩散现象①定义：不同物质能够彼此进入对方的现象叫做扩散.②实质：扩散现象并不是外界作用引起的,也不是化学反响的结果,而是由物质分子的无规那么运动产生的.(2)布朗运动①定义：悬浮在液体中的小颗粒的永不停息地无规那么运动叫做布朗运动.②特点：永不停息,无规那么；颗粒越小,温度越高,布朗运动越显著.③布朗运动是由成千上万个分子组成的 "分子集团〞即固体颗粒的运动,布朗运动的无规那么性是液体(气体)分子运动无规那么性的反映 .(3)热运动分子的无规那么运动和温度有关,温度越高,分子运动越剧烈.分子永不停息地无规那么运动叫做热运动.3．分子间同时存在引力和斥力(1)物质分子间存在空隙,分子间的引力和斥力是同时存在的,实际表现出的分子力是引力和斥力的合力.(2)分子力随分子间距离变化的关系：分子间的引力和斥力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,但斥力比引力变化的快.(3)分子力与分子间距离关系图线由分子间的作用力与分子间距离关系图线(如图11－1－1所示)可知：图11－1－1当r＝r0时,F引＝F斥,分子力为0；当r>r0时,F引>F斥,分子力表现为引力.当r<r0时,F引<F斥,分子力表现为斥力.当分子间距离大于10r0(约为10－9 m)时,分子力很弱,可以忽略不计.4．统计规律由于物体是由数量极多的分子组成的,这些分子并没有统一的运动步调,单独来看,各个分子的运动都是不规那么的、带有偶然性的,但从总体来看,大量分子的运动却有一定的规律,这种规律叫做统计规律.大量分子的集体行为受到统计规律的支配.[试一试]－1－2所示,甲分子固定在坐标原点O ,乙分子沿x轴运动,两分子间的分子势能E p与两分子间距离的变化关系如图中曲线所示.图中分子势能的最|小值为－E0 .假设两分子所具有的总能量为0 ,那么以下说法中正确的选项是()图11－1－2A．乙分子在P点(x＝x2)时,加速度最|大B．乙分子在P点(x＝x2)时,其动能为E0C．乙分子在Q点(x＝x1)时,处于平衡状态D．乙分子的运动范围为x≥x1解析：选BD x2处分子势能最|小,那么分子动能最|大,分子力为0 ,加速度为0 ,应选项A错,B正确；因x1处分子力不为0 ,故不是平衡状态,选项C错误；在x1处因分子势能为零,故分子动能为零,速度为零,故乙分子会沿原路返回,应选项D正确.温度、温标与物体的内能[想一想]物体内分子的平均动能、分子势能以及内能,在宏观上分别由什么决定?[提示]物体分子的平均动能由温度决定；分子势能由物体的体积决定；物体的内能跟物体的温度和体积都有关系.[记一记]1．温度两个系统处于热平衡时,它们具有某个 "共同的热学性质〞,我们把表征这一 "共同热学性质〞的物理量定义为温度.一切到达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_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.(3)物体的内能与物体的位置上下、运动速度大小无关.[试一试]2．1 g 100 ℃的水和1 g 100 ℃的水蒸气相比拟,以下说法正确的选项是()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．1 g 100 ℃的水的内能小于1 g 100 ℃的水蒸气的内能解析：选AD温度相同那么它们的分子平均动能相同；又因为1 g水和1 g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1 g 100 ℃的水的内能小于1 g 100 ℃的水蒸气的内能,C错误、D正确.热力学定律与能量守恒[想一想]蒸汽机、内燃机等热机以及电冰箱工作时都利用了气体状态变化来实现能量的转移和转化,我们把这些气体称为工质.某热机经过一个循环后,工质从高温热源吸热Q1,对外做功W ,又向低温热源放热Q2 ,工质完全恢复初始状态,内能没有变化.根据热力学第|一定律,在工质的一个循环中,Q、Q2、W三者之间满足的关系?热机的效率不可能到达100% ,从能量转化的角度说明了什么?[提示]Q1－Q2＝W ,说明内能不能完全转化为机械能.[记一记]1．热力学第|一定律(1)改变物体内能的两种方式：①做功；②热传递.(2)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：ΔU＝Q＋W .2．热力学第二定律(1)热力学第二定律的两种表述：①克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体.②开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量,使之完全变成功,而不产生其他影响.或表述为 "第二类永动机是不可能制成的.〞(2)用熵的概念表示热力学第二定律在任何自然过程中,一个孤立系统的总熵不会减小(填 "增大〞或 "减小〞) .(3)热力学第二定律的微观意义一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行.3．能量守恒定律(1)能量守恒定律能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到别的物体,在转化或转移的过程中,能量的总量保持不变.(2)能源的利用①存在能量耗散和品质下降.②重视利用能源时对环境的影响.③要开发新能源(如太阳能、生物质能、风能、水流能等) .[试一试]3．关于热力学定律,以下说法正确的选项是()A．在一定条件下物体的温度可以降到0 KB．物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功C．吸收了热量的物体,其内能一定增加D．压缩气体总能使气体的温度升高解析：选B0 K是绝|对零度,不可能到达,A项错；由热力学第|一定律可知,C、D选项错；应选B .微观量的估算物质有固态、液态和气态三种情况 ,不同物态下应将分子看成不同的模型 .(1)固体、液体分子一个一个紧密排列 ,可将分子看成球形或立方体形 ,如图11－1－3所示 ,分子间距等于小球的直径或立方体的棱长 ,所以d ＝ 36V π(球体模型)或d ＝3V (立方体模型) .图11－1－3(2)气体分子不是一个一个紧密排列的 ,它们之间的距离很大 ,所以气体分子的大小不等于分子所占有的平均空间 .如图11－1－4所示 ,此时每个分子占有的空间视为棱长为d 的立方体 ,所以d ＝3V .图11－1－42．微观量分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m . 3．宏观量物体体积V 、摩尔体积V mol 、物体的质量M 、摩尔质量M mol 、物体的密度ρ . 4．关系(1)分子的质量：m ＝M mol N A ＝ρV molN A.(2)分子的体积：V 0＝V mol N A ＝M molρN A .对气体 ,V 0表示分子占据的空间 .(3)物体所含的分子数：n ＝V V mol ·N A ＝M ρV mol ·N A ,或n ＝M M mol ·N A ＝ρVM mol ·N A.[例1] (2021·云南局部名校联考) "水立方〞国|家游泳中|心是北京为2021年夏季奥运会修建的主游泳馆 .水立方游泳馆共有8条泳道的国际标准比赛用游泳池 ,游泳池长50 m 、宽25 m、水深3 m .设水的摩尔质量为M＝×10－2 kg/mol ,试估算该游泳池中水分子数.[尝试解题]游泳池中水体积V＝50×25×3 m3＝3 750 m3 ,质量m＝ρV×103×3 750 kg×106 kg ,物质的量为n＝m/M×108 mol ,该游泳池中水分子数N＝nN A×108×6×1023×1032 .[答案]×1032分子力、分子势能与分子间距离的关系1.分子力与分子势能名称工程分子间的相互作用力F分子势能E p与分子间距的关系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,斥力做正功,分子势能减少r减小,斥力做负功,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,引力做负功,分子势能增加r减小,引力做正功,分子势能减少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,可以认为分子间没有相互作用力分子势能为零[例2]以下关于分子力和分子势能的说法中,正确的选项是()A．当分子力表现为引力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而增大B．当分子力表现为引力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小C．当分子力表现为斥力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大D．当分子力表现为斥力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而减小[尝试解题]当分子间距为r0时为平衡位置,当r>r0时分子间表现为引力,且其随r的增大而先增大后减小,一直做负功,分子势能增大,故A、B错；当r<r0时分子间表现为斥力,且分子力随着r的减小而增大,当r减小时分子力做负功,分子势能增大,应选项C正确,D错.[答案] C(1)分子势能在平衡位置有最|小值,无论分子间距离如何变化,靠近平衡位置,分子势能减小,反之增大.(2)判断分子势能的变化有两种方法：①看分子力的做功情况.②直接由分子势能与分子间距离的关系图线判断,但要注意其和分子力与分子间距离的关系图线的区别.热力学定律的应用1.对热力学第|一定律的理解(1)热力学第|一定律不仅反映了做功和热传递这两种改变内能的过程是等效的,而且给出了内能的变化量和做功与热传递之间的定量关系 .此定律是标量式,应用时功、内能、热量的单位应统一为国际单位焦耳.(2)对公式ΔU＝Q＋W符号的规定：符号W Q ΔU＋外界对物体做功物体吸收热量内能增加－物体对外界做功物体放出热量内能减少(3)几种特殊情况：①假设过程是绝|热的,那么Q＝0 ,W＝ΔU ,外界对物体做的功等于物体内能的增加；②假设过程中不做功,即W＝0 , ,那么Q＝ΔU ,物体吸收的热量等于物体内能的增加；③假设过程的始末状态物体的内能不变,即ΔU＝0 ,那么W＋Q＝0或W＝－Q,外界对物体做的功等于物体放出的热量.(4)应用考前须知：①应用热力学第|一定律时要明确研究的对象是哪个物体或者是哪个热力学系统；②应用热力学第|一定律计算时,要依照符号法那么代入数据,对结果的正、负也同样依照规那么来解释其意义；③分析此类问题需要注意两点,"绝|热〞说明与外界没有热交换,气体向真空扩散时对外不做功.公众号：惟微小筑2．对热力学第二定律的理解(1)在热力学第二定律的表述中, "自发地〞、 "不产生其他影响〞的涵义：① "自发地〞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〞的涵义是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：热力学第二定律的每一种表述,都揭示了大量分子参与宏观过程的方向性,进而使人们认识到自然界中进行的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：低温物体①高温物体热量Q能自发传给热量Q不能自发传给热②功能自发地完全转化为不能自发地且不能完全转化为气体体积V2(较大)③气体体积V1能自发膨胀到不能自发收缩到混合气体AB④不同气体A和B能自发混合成不能自发别离成[例3](2021·新课标全国卷)关于热力学定律,以下说法正确的选项是________ .A．为了增加物体的内能,必须对物体做功或向它传递热量B．对某物体做功,必定会使该物体的内能增加C．可以从单一热源吸收热量,使之完全变为功D．不可能使热量从低温物体传向高温物体E．功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程[尝试解题]改变内能的方法有做功和热传递两种,所以为了增加物体的内能,必须对物体做功或向它传递热量,选项A正确；对物体做功的同时物体向外界放热,那么物体的内能可能不变或减小,选项B错误；根据热力学第二定律可知,在对外界有影响的前提下,可以从单一热源吸收热量,使之完全变为功,选项C正确；在有外界做功的条件下,可以使热量从低温物体传递到高温物体,选项D错误；根据热力学第二定律可知,选项E正确.[答案]ACE。

第三讲热力学定律与能量守恒定律一、热力学第一定律1．改变物体内能的两种方式(1)做功；(2)热传递．2．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：ΔU＝Q＋W.(3)ΔU＝Q＋W中正、负号法则：二、能量守恒定律1．内容能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者是从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变．2．条件性能量守恒定律是自然界的普遍规律，某一种形式的能是否守恒是有条件的．3．第一类永动机是不可能制成的，它违背了能量守恒定律．三、热力学第二定律1．热力学第二定律的两种表述(1)克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体．(2)开尔文表述：不可能从单一热源吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响或表述为“第二类永动机是不可能制成的”．2．用熵的概念表示热力学第二定律在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小．3．热力学第二定律的微观意义一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行．4．第二类永动机不可能制成的原因是违背了热力学第二定律．[小题快练]1．判断题(1)为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量，做功和热传递的实质是相同的．( × )(2)绝热过程中，外界压缩气体做功20 J，气体的内能可能不变．( × )(3)在给自行车打气时，会发现打气筒的温度升高，这是因为打气筒从外界吸热．( × )(4)可以从单一热源吸收热量，使之完全变成功．( √ )2．一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做功7.0×104J，气体内能减少1.3×105 J，则此过程( B )A．气体从外界吸收热量2.0×105 JB．气体向外界放出热量2.0×105 JC．气体从外界吸收热量6.0×104 JD．气体向外界放出热量6.0×104 J3．(多选)对热力学第二定律，下列理解正确的是( BD )A．自然界进行的一切宏观过程都是可逆的B．自然界进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的C．热量不可能由低温物体传递到高温物体D．由热力学第二定律可知热量从低温物体传向高温物体是可能的，从单一热源吸收热量，完全变成功也是可能的考点一热力学第一定律 (自主学习)1．热力学第一定律不仅反映了做功和热传递这两种方式改变内能的过程是等效的，而且给出了内能的变化量和做功与热传递之间的定量关系，即ΔU＝Q＋W.2．三种特殊情况(1)若过程是绝热的，则Q＝0，W＝ΔU，外界对物体做的功等于物体内能的增加量．(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量．(3)若过程的始末状态物体的内能不变，即ΔU＝0，则W＋Q＝0或W＝－Q，外界对物体做的功等于物体放出的热量．1－1.[热力学第一定律的理解] (多选)(2015·某某卷)图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：AB1－2.[热力学第一定律的应用] (多选) (2019·某某实验中学月考)如图，用隔板将一绝热气缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空．现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个气缸．待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积．假设整个系统不漏气．下列说法正确的是( )A．气体自发扩散前后内能相同B．气体在被压缩的过程中内能增大C．在自发扩散过程中，气体对外界做功D．气体在被压缩的过程中，外界对气体做功E．气体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能不变解析：气体向真空扩散过程中不对外做功，且又因为气缸绝热，可知气体自发扩散前后内能相同，选项A正确，C错误；气体在被压缩的过程中活塞对气体做功，因气缸绝热，则气体内能增大，选项B、D正确；气体在被压缩的过程中，因气体内能增加，则温度升高，气体分子的平均动能增加，选项E错误．答案：ABD[反思总结]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体，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．考点二热力学第二定律 (自主学习)1．对热力学第二定律关键词的理解在热力学第二定律的表述中，“自发地”“不产生其他影响”的含义：(1)“自发地”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”的含义是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自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性．如热量Q能自发传给低温物体(1)高温物体热量Q不能自发传给能自发地完全转化为(2)功热不能自发地且不能完全转化为能自发膨胀到气体体积V2(较大)(3)气体体积V1不能自发收缩到能自发混合成(4)不同气体A和B混合气体AB不能自发分离成3．两类永动机的比较分类第一类永动机第二类永动机设计要求不需要任何动力或燃料，却能不从单一热源吸收热量，使之完全2－1.[热力学第二定律的理解] (多选)根据热力学定律，下列说法正确的是( ) A．第二类永动机违反能量守恒定律，因此不可能制成B．效率为100%的热机是不可能制成的C．电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递D．从单一热源吸收热量，使之完全变为功而不引起其他变化是提高机械效率的常用手段E．吸收了热量的物体，其内能也不一定增加答案：BCE2－2.[热力学定律的理解] (多选)下列叙述和热力学定律相关，其中正确的是( ) A．第一类永动机不可能制成，是因为违背了能量守恒定律B．能量耗散过程中能量不守恒C．电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，违背了热力学第二定律D．能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性E．物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功答案：ADE考点三气体实验定律与热力学第一定律的综合应用 (自主学习)气体实验定律与热力学第一定律的结合量是气体的体积和温度，当温度变化时，气体的内能变化，当体积变化时，气体将伴随着做功，解题时要掌握气体变化过程的特点：(1)等温过程：内能不变，即ΔU＝0.(2)等容过程：W＝0.(3)绝热过程：Q＝0.3－1.(多选)(2019·某某一中期中)如图所示，一定质量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如p－T图中从a到b的直线所示，在此过程中( )A ．气体的体积减小B ．气体对外界做功C ．气体的内能不变D ．气体先从外界吸收热量，后向外界放出热量E ．外界对气体做功，同时气体向外界放出热量解析：由p 1V 1＝p 2V 2得，由a 到b 压强变大，体积减小．故A 正确；温度不变气体内能不变．故C 正确；由热力学第一定律可得，外界对气体做功，同时气体向外界放出热量，故E 正确． 答案：ACE3－2.如图所示，一根上粗下细、粗端与细端都粗细均匀的玻璃管上端封闭、下端开口，横截面积S 1＝4S 2，下端与大气连通．粗管中有一段水银封闭了一定质量的理想气体，水银柱下表面恰好与粗管和细管的交界处平齐，空气柱和水银柱长度均为h ＝4 cm.现在细管口连接一抽气机(图中未画出)，对细管内气体进行缓慢抽气，最终使一半水银进入细管中，水银没有流出细管．已知大气压强为p 0＝76 cmHg.(1)求抽气结束后细管内气体的压强；(2)抽气过程中粗管内气体吸热还是放热？请说明原因．解析：(1)缓慢抽气过程，粗管内气体温度不变，设抽气后粗管内气体压强为p 1，细管内气体压强为p 2，由玻意耳定律知(p 0－ρgh )hS 1＝p 1(h ＋12h )S 1，由S 1＝4S 2知抽气后细管内水银柱长度为2h ，故p 2＝p 1＋(12h ＋2h )ρg ，解得p 2＝58 cmHg. (2)吸热．抽气过程中，粗管内气体温度不变，内能不变，ΔU ＝W ＋Q ＝0，气体体积增大，对外做功，W ＜0，则Q ＞0，故气体需要吸热．答案：(1)58 cmHg (2)见解析1．关于热力学定律和分子动理论，下列说法正确的是( D )A．一定量气体吸收热量，其内能一定增大B．不可能使热量由低温物体传递到高温物体C．若两分子间距离增大，分子势能一定增大D．若两分子间距离减小，分子间引力和斥力都增大2．(多选)用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图所示，充气袋四周被挤压时，假设袋内气体与外界无热交换，则袋内气体( AC )A．体积减小，内能增大B．体积减小，压强减小C．对外界做负功，内能增大D．对外界做正功，压强减小3．(多选)夏天，自行车内胎充气过足，放在阳光下受到暴晒，车胎极易爆裂．关于这一现象对车胎内气体描述正确的有(暴晒过程中内胎容积几乎不变)( BCD )A．车胎爆裂，是车胎内气体温度升高，分子间斥力急剧增大的结果B．在爆裂前的过程中，车胎内气体温度升高，分子无规则热运动加剧，气体压强增大C．在爆裂前的过程中，车胎内气体吸热，内能增加D．在车胎突然爆裂的瞬间，车胎内气体内能减少4. 如图所示，一个厚度和质量不计、横截面积为S＝10 cm2的绝热汽缸倒扣在水平桌面上，汽缸内有一绝热的“T”形活塞固定在桌面上，活塞与汽缸封闭一定质量的理想气体，开始时，气体的温度为T0＝300 K, 压强为p＝0.5×105 Pa, 活塞与汽缸底的距离为h＝10 cm，活塞与汽缸可无摩擦滑动且不漏气，大气压强为p0＝1.0×105 Pa.求：(1)此时桌面对汽缸的作用力F；(2)现通过电热丝给气体缓慢加热到T，此过程中气体吸收热量为Q＝7 J，内能增加了ΔU ＝5 J ，整个过程活塞都在汽缸内，求T 的值．解析：(1)对汽缸受力分析，由平衡条件有F ＋pS ＝p 0S ，得F ＝(p 0－p )S ＝50 N.(2)设温度升高至T 时活塞距离汽缸底H ，则气体对外界做功W ＝p 0ΔV ＝p 0S (H －h )，由热力学第一定律ΔU ＝Q －W ，解得H ＝12 cm.气体温度从T 0升高到T 的过程，由理想气体状态方程得pSh T 0＝p 0SH T， 解得T ＝p 0H phT 0＝720 K. 答案：(1)50 N (2)720 K[A 组·基础题]1．(2015·某某卷)某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的，且车胎体积增大．若这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体，那么( D )A ．外界对胎内气体做功，气体内能减小B ．外界对胎内气体做功，气体内能增大C ．胎内气体对外界做功，内能减小D ．胎内气体对外界做功，内能增大2. (2018·某某模拟)一定质量的理想气体的状态经历了如图所示的ab 、bc 、cd 、da 四个过程，其中bc 的延长线通过原点，cd 垂直于ab 且与水平轴平行，da 与bc 平行，则气体体积在( B )A ．ab 过程中不断减小B ．bc 过程中保持不变C ．cd 过程中不断增加D ．da 过程中保持不变解析：因为bc的延长线通过原点，所以bc是等容线，即气体体积在bc过程中保持不变，B 正确；ab是等温线，压强减小则体积增大，A错误；cd是等压线，温度降低则体积减小，C 错误；连接aO交cd于e，则ae是等容线，即V a＝V e，因为V d<V e，所以V d<V a，所以da过程中体积发生变化，D错误．3．(多选)根据热力学定律，下列说法中正确的是( AB )A．电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递B．空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量C．科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机D．对能源的过度消耗将使自然界的能量不断减少，形成“能源危机”4．(多选)关于热力学定律，下列说法正确的是( ACE )A．为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量B．对某物体做功，必定会使该物体的内能增加C．可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功D．不可能使热量从低温物体传向高温物体E．功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程5．(多选) 如图所示，汽缸和活塞与外界均无热交换，中间有一个固定的导热性良好的隔板，封闭着两部分气体A和B，活塞处于静止平衡状态．现通过电热丝对气体A加热一段时间，后来活塞达到新的平衡，不计气体分子势能，不计活塞与汽缸壁间的摩擦，大气压强保持不变，则下列判断正确的是( ACE )A．气体A吸热，内能增加B．气体B吸热，对外做功，内能不变C．气体A分子的平均动能增大D．气体A和气体B内每个分子的动能都增大E．气体B分子单位时间内对器壁单位面积碰撞总次数减少[B组·能力题]6. 如图所示，—个绝热的汽缸(汽缸足够高)竖直放置，内有一个绝热且光滑的活塞，中间有一个固定的导热性良好的隔板，隔板将汽缸分成两部分，分别密封着两部分理想气体A 和B.活塞的质量m＝8 kg，横截面积S＝10 cm2，与隔板相距h＝25 cm，现通过电热丝缓慢加热气体，当A 气体吸收热量Q ＝200 J 时，活塞上升了h ′＝10 cm ，此时气体的温度为t 1＝27 ℃，已知大气压强p 0＝1×105 Pa ，重力加速度g 取10 m/s 2.(1)加热过程中，若A 气体的内能增加了ΔU 1＝55 J ，求B 气体的内能增加量ΔU 2；(2)现在停止对气体加热，同时在活塞上缓慢添加砂粒，当活塞恰好回到原来的位置时，A 气体的温度为t 2＝30 ℃，求添加砂粒的总质量M .解析：(1)B 气体对外做功W ＝(p 0S ＋mg )h ′＝18 J ，由热力学第一定律得ΔU 1＋ΔU 2＝Q －W ，ΔU 2＝Q －W －ΔU 1＝127 J.(2)B 气体的初状态p 1＝p 0＋mg S＝1.8×105 Pa ， V 1＝(h ＋h ′)S ＝3.5×10－4 m 3，T 1＝(27＋273) K ＝300 K ，B 气体的末状态p 2＝p 0＋(m ＋M )g S ，V 2＝hS ＝2.5×10－4 m 3，T 2＝(30＋273) K ＝303 K ，由理想气体状态方程得p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2，代入数据得M ＝7.452 kg. 答案：(1)127 J (2)7.452 kg7．一定质量的理想气体，其内能跟温度成正比．在初始状态A 时，体积为V 0，压强为p 0，温度为T 0，已知此时其内能为U 0.该理想气体从状态A 经由一系列变化，最终还回到原来状态A ，其变化过程的p －T 图象如图所示，其中CA 延长线过坐标原点，B 、A 在同一竖直线上．求：(1)气体在状态B 的体积；(2)气体在状态C 的体积；(3)从状态B 经由状态C ，最终回到状态A 的过程中，气体与外界交换的热量．解析：(1)由题图可知，从状态A 到状态B 气体温度T 1＝T 0，为等温变化过程，在状态B 时气体压强p 1＝3p 0，设体积为V 1，由玻意耳定律有p 0V 0＝p 1V 1，解得V 1＝V 03. (2)由题图可知，从状态B 到状态C 气体压强p 2＝p 1＝3p 0，为等压变化过程，在状态C 时气体温度T 2＝3T 0，设体积为V 2，由盖—吕萨克定律有V 1T 1＝V 2T 2，解得V 2＝V 0.(3)由状态B 经状态C 回到状态A ，设外界对气体做的总功为ΔW ，从状态B 到状态C ，设外界对气体做功为ΔW BC ，word11 / 11 ΔW BC ＝p 2(V 1－V 2)，联立解得ΔW BC ＝－2p 0V 0.从状态C 回到状态A ，由图线知为等容过程，外界对气体不做功，所以ΔW ＝ΔW BC ＝－2p 0V 0. 由状态B 经状态C 回到状态A ，气体内能增加量为ΔU ＝0，设气体从外界吸收的热量为ΔQ ，由热力学第一定律ΔU ＝ΔQ ＋ΔW ，解得ΔQ ＝2p 0V 0，即气体从外界吸收热量2p 0V 0. 答案：(1)V 03(2)V 0 (3)从外界吸收热量2p 0V 0。

[研读考纲明方向]考纲要求复习指南主题内容要求 考情分析：本章在高考中属于选考内容，总分值为15分，一般分为两小题。

第一个小题常考查分子动理论、固体、液体、热力学定律等基本内容，总计5分，多以选择或填空的形式呈现；第二个小题重点考查气体实验定律、热力学第一定律等，总计10分，以计算题形式呈现，要求稍高。

命题趋势：继续做为高考中的选考部分，总分值15分，分两小题，第一个小题继续以选择或填空的形式呈现，考查分子动理论、固体、液体、热力学定律等基础知识，题目中可能会以分子动理论 与统计观点分子动理论的基本观点和实验依据Ⅰ 阿伏加德罗常数 Ⅰ 气体分子运动速率的统计分布 Ⅰ 温度、内能 Ⅰ 固体、液体 与气体固体的微观结构、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 Ⅱ 理想气体 Ⅰ 饱和蒸气、未饱和蒸气、饱和蒸气压 Ⅰ 相对湿度Ⅰ 热力学定律热力学第一定律Ⅰ[重读教材定方法](对应人教版选修3－3的页码及相关问题)1.P4[问题与练习]T4，从题中数据能求出氧气分子的大小吗？提示：氧气分子间相距很大，所以由题给数据只能得出氧气分子占据的空间体积的平均值，不能求出氧气分子的体积。

2．P6阅读“布朗运动”部分，布朗运动说明固体小颗粒的分子做无规则运动，这种说法对吗？提示：不对，布朗运动只能说明固体小颗粒周围的液体分子做无规则运动。

3．P14图7.5－1，两分子由相距无穷远逐渐靠近直到不可再靠近，它们之间的分子势能怎样变化？提示：开始分子力做正功，然后分子力做负功，所以分子势能先减小再增大。

4．P25图8.3－2，A和B状态的压强哪个大？提示：p A V AT A ＝p B V BT B，而V A＝V B，T A<T B，所以p A<p B，B状态压强大。

5．P28图8.4－3，由图中雨滴类比气体分子，分析气体分子产生的压强与什么有关？提示：雨滴动能越大，撞击力越大，压强越大；雨滴越密集，压强越大，所以气体分子碰撞引起的压强与气体分子的平均动能和分子的密集程度有关。

第13章热学2．要求会正确使用温度计。

第1讲分子动理论内能主干梳理对点激活知识点分子动理论Ⅰ1．物体是由大量分子组成的(1)分子的大小0110－10 m；②分子质量：数量级是10－26 kg；③测量方法：油膜法。

(2)阿伏加德罗常数1 mol任何物质所含有的粒子数，N A026.02×1023mol－1。

阿伏加德罗常数是联系宏观物理量与微观物理量的桥梁。

2．分子做永不停息的无规则运动(1)扩散现象03不同物质能够彼此进入对方的现象。

04无规则运动产生的。

温度越高，扩散现象越明显。

(2)布朗运动05无规则运动。

②成因：液体分子无规则运动，对固体微粒撞击作用不平衡造成的。

06越小，温度07越高，布朗运动越明显。

08液体分子运动的无规则性。

(3)热运动09无规则运动。

②特点：温度越高，分子无规则运动越激烈。

3．分子间的相互作用力(1)引力和斥力同时存在，都随分子间距离的增大而10减小，随分子间距离的减小而11增大，12斥力比引力变化更快。

(2)分子力随分子间距离的变化图象如图所示。

(3)分子力的特点①r＝r0时(r0的数量级为10－10 m)，F引＝F斥，分子力F＝0；②r<r0时，F引<F斥，分子力F表现为13斥力；③r>r0时，F引>F斥，分子力F表现为14引力；④r>10r0时，F引、F斥都已十分微弱，可认为分子力F＝150。

知识点温度、内能Ⅰ1．温度01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＝02t＋273.15 K。

3．分子的动能(1)03分子热运动所具有的动能；(2)平均动能是所有分子热运动的动能的平均值，04温度是分子热运动的平均动能的标志；(3)05总和。

4．分子的势能(1)定义：由于分子间存在着引力和斥力，06相互位置决定的能。

(2)分子势能的决定因素微观上——决定于07分子间距离； 宏观上——决定于物体的08体积。

高三物理教案：分子动理论复习学案以下是为大家整理的关于《高三物理教案：分子动理论复习学案》，供大家学习参考！本文题目：高三物理教案：分子动理论复习学案1.本章主要是研究物体的组成、分子热运动、分子间的作用力以及物体的内能。

2.本章主要内容为分子动理论，以分子动理论为基础，将宏观物理量温度和物体的内能联系起来。

属模块中高考必考内容。

3.高考中以选择题形式考查对基础知识的理解，以计算题形式进行宏观量与微观量间的计算。

第一课时分子动理论【教学要求】1.知道物体是由大量分子组成的，理解阿伏加德罗常数。

2.知道分子热运动，分子热运动与布朗运动关系。

3.知道分子间的作用力和一些宏观解释。

【知识再现】一、物质是由大量分子组成的1.分子体积很小，它的直径数量级是 m.2.油膜法测分子直径：d=V/S，V是，S是水面上形成成的单分子油膜的面积.3.分子质量很小，一般分子质量的数量级是kg4.分子间有空隙.5.阿伏加德罗常数：1 mol的任何物质都含有相同的粒子数，这个数的测量值NA= mol—1。

阿伏加德罗常数是个十分巨大的数字，分子的体积和质量都很分小，从而说明物质是由大量分子组成的.二、分子永不停息地做无规则热运动1.扩散现象：相互接触的物质彼此进入对方的现象，温度越高，扩散 .2.布朗运动：在显微镜下看到的悬浮在液体中的的永不停息的无规则运动，颗粒越小，运动越 ;温度越高，运动越 .布朗运动不是液体分子的运动.三、分子间存在着相互作用力1.分子间同时存在相互作用的和，合力叫分子力.2.特点：分子间的引力和斥力都随分子间的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力比引力变化更。

知识点一微观量与宏观量关系的计算微观量与宏观量间的关系,以阿伏加德罗常数为联系的桥梁。

解题时应抓住宏观量中的质量、体积、摩尔质量、摩尔体积、分子数目等，微观量中的分子质量、分子大小(体积与直径)，气体问题一般用正方体模型，固体、液体分子一般用球模型。

第八章热第八章热高考调研考纲导航分子动论、热和功、气体内容要求说明42物质是由大量分子组成的阿伏伽德罗常分子的热运动、布朗运动分子间的相互作用力43分子热运动的动能，温度是分子平均动能大小的标志物体分子间的相互作用势能物体的内能[]44做功和热传递是改变物体内能的两种方式热量能量守恒定律45热力第一定律46热力第二定律47永动机不可能制成48绝对零度不可达到49能的开发和利用、能的利用和环境保护50气体的状态和状态参量热力温度IIIIIIIIIII布朗运动分子平均动能改变物体内能的两种方式热过程的方向性热力第三定律能热力温度I 气体压强的微观定义51气体的体积、温度、压强间的关系52气体分子运动的特点53气体压强的微观定义命题取向高考对本章的命题热点多集中在分子动论、估算分子大小和目、内能和功，题型多为选择题，命题特点多为本章内容的单独命题，少与气体性质结合命题分子热运动、能量守恒部分的试题多为低档题，中档题不多，由于近几年《考试说明》对这部分内容的要求基本没有变，随着近几年物高考卷结构的变（例如：试题总长度、试题类型、各种类型题目的权重等），估计今后的高考试题中，考查形式与近年大致相同，多以选择题的形式出现，其难度不大分子量、质量或直径（体积）等微观的估算问题要求有较强的思维和运算能力分子的动能和势能、物体的内能是高考的热点近几年，此处出现的各省市乃至全国高考试题就有多处对能的转和守恒定律的应用，近年多次出了计算题，显然对生运用能的转和守恒定律提出了较高要求，应引起足够重视备考方略了解分子间相互作用力与分子势能的关系，温度与分子平均动能的关系会运用内能的改变与做功和热传递的关系式，解释能量转移和转现象第一课时分子动论内能第一关：基础关展望高考基础知识一、物体是由大量分子组成的知识讲解这里的分子是指构成物质的单元，可以是原子、离子，也可以是分子在热运动中它们遵从相同的规律，所以统称为分子（1）分子模型：把分子看做是小球，这是一个想的模型所以在涉及具体据时，只在量级上是有意义的一般认为分子直径的量级为10-10(2)固体\,液体的结构模型固体\,液体被想地认为各分子是一个挨一个紧密排列的,每个分子的体积就是每个分子平均占有的空间分子体积=物体体积÷分子个(3)气体的结构模型气体分子仍被视为小球,但分子间距离较大,不能看做一个挨一个紧密排列,气体分子的体积远小于每个分子平均占有的空间(将每个气体分子平均占有的空间看做以相邻分子间距离为边长的正立方体),所以气体的体积与气体的种类无关,在中,在标准状态下1 的任何气体的体积为224 L,即是这个原因(4)阿伏加德罗常为N=602×1023-1是联系微观世界和宏观世界的桥梁它把A物质的摩尔质量\,摩尔体积这些宏观物量和分子质量\,分子体积这些微观物量联系起了二、分子永不停息地做无规则热运动知识讲解物体里的分子永不停息地做无规则运动,这种运动跟温度有关,所以通常把分子的这种运动叫做热运动扩散现象和布朗运动都可以很好地证明分子热运动的存在(1)扩散现象①定义不同物质互相接触时彼此进入到对方中去的现象②特点从浓度大处向浓度小处扩散;b扩散快慢与物质的状态\,温度有关(2)布朗运动①定义悬浮在液体中的固体微粒永不停息的无规则运动叫做布朗运动②特点永不停息;b无规则;c颗粒越小,现象越明显;d温度越高,运动越激烈③影响布朗运动的因素固体颗粒的大小和液体的温度的高低一般说,固体颗粒越小\,液体温度越高,布朗运动越剧烈原因是固体颗粒越小,其受到液体分子撞击的不平衡性越大,且自身惯性也越小,故运动变越快;液体温度越高,液体分子的运动越剧烈,液体分子对固体颗粒的撞击力就越大[|||||]说明①布朗运动是悬浮的固体微粒的运动,不是单个分子的运动,但是布朗运动证实了周围液体分子的无规则运动②固体微粒的运动是极不规则的,下图并非固体微粒的运动轨迹,而是每隔30 微粒位置的连线③任何固体微粒悬浮在液体中,在任何温度下都会做布朗运动活活用1下列说法中正确的是（）A分子的扩散现象和布朗运动都证明了分子做永不停息的无规则运动B布朗运动是组成固体微粒的分子无规则运动的反映布朗运动是气体或液体分子无规则运动的反映D阳光从缝隙射入教室,从阳光中看到的尘埃的运动就是布朗运动解析：扩散现象和布朗运动产生的根本原因是分子在永不停息地做无规则运动,因此,这两种运动都能证明分子做永不停息的无规则运动,所以A正确布朗运动是由于液体或气体分子无规则碰撞悬浮微粒而产生的,因此可以认为布朗运动间接地反映了气体分子或液体分子的无规则运动,故B\,D错,正确所以本题选择A\,两项答案：A点评：本题主要考查布朗运动产生的过程,解决这类问题的关键应为(1)弄清研究对象——做布朗运动的悬浮微粒;(2)使悬浮微粒运动状态变的外力——液体分子或气体分子对悬浮微粒撞击力的大小和不均衡程度;(3)研究布朗运动的意义——从宏观上反映分子做永不停息的无规则运动三、分子间存在着相互作用力 知识讲解(1)分子力分子之间同时存在着相互的引力和斥力,这两个力的合力即为所表现出的分子之间的作用力(2)分子间作用力的变分子间的作用力与分子间的距离有关分子间的引力和斥力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,但总是斥力变得较快如图所示,虚线分别表示引力F 引,斥力F 斥随距离r 的变关系,实线表示分子力F 随距离r 的变关系①当r=r 0(r 0为10-10 )时,F 引和F 斥相等,此二力的合力F 为零,即分子间呈现出没有作用力,此时分子所处的位置称为平衡位置;②当r<r 0时,F 引和F 斥都随距离的减小而增大,但F 引<F 斥,F 表现为斥力; ③当r>r 0时,F 引和F 斥都随距离的增大而减小,但F 引>F 斥,F 表现为引力; ④当r>10r 0(10-9 )时,F 引和F 斥都已经十分微弱,可以认为分子间没有相互作用力(F=0)活活用2有相距较远的甲、乙两个气体分子，现让甲分子固定不动，让乙分子在分子力的作用下靠近甲分子的过程中，下列说法正确的是（）①两分子间的作用力一直增大②两分子间的作用力先增大，后减小，再增大③两分子间的分子势能一直减小④两分子间的势能先减小后增大⑤乙分子的动能先增大后减小⑥乙分子的动能和两分子间的势能保持不变A①②③④B②④⑤⑥②③④⑥D①②③⑥答案B四、物体的内能知识讲解（1）定义：物体内所有分子的热运动动能与分子势能的总和，叫做物体的内能(2)说明①物体的内能跟物体的温度和体积有关,还跟物体所含的分子有关②物体做机械运动具有的机械能对物体的内能没有贡献③一切物体都具有内能活活用3关于物体的内能，下列说法中正确的是()①温度高的物体要比温度低的物体的内能大②当物体的速度为零时，物体动能为零，物体的分子的平均动能为零，物体的内能为零③可以看成想气体的相同质量的氧气和氢气，温度相等，则两气体的内能相等④如果让一定质量的想气体的温度升高，体积变小，该想气体的内能增加⑤等物质的量、等温度的两个同种物质组成的物体，体积大的物体的内能大⑥0°的水冻成0°的冰和0°的冰融为0°的水，分子的平均动能不变，变的是分子势能A②③④B①②④⑤⑥D④⑥答案D第二关：技法关解读高考解题技法一、用阿伏加德罗常估算微观量技法讲解1用阿伏加德罗常估算微观量阿伏加德罗常NA是宏观物量（物质的体积V、物质的质量、物质的密度ρ、摩尔体积V、摩尔质量M）和微观物量（分子体积V0、分子质量、分子）间联系的桥梁 （1）分子的质量0=mol A AV M N N ρ=（2）固体、液体分子的体积V 0=mol A AV MN N ρ=（3）分子=A A A Amol molmN VN V N mN M V M V ρρ===典例剖析例1已知铜的摩尔质量为64克/摩，铜的密度为89 克/厘米3，试估算每个铜原子的质量、体积和直径解析：对于固、液体说，在估算每个分子（或原子）的大小时，可以忽略分子之间的间隙，近似地认为组成它们的分子是一个挨着一个排列的，根据这一想的微观模型，任何固、液体的摩尔体积V 0均可近似看作等于N A （阿伏加德罗常）个分子体积V 的总和，由此便可求出一个分子的体积V=AV N 如果把分子都看成是一个整体，则可进一步求出每个分子的直径：16πd 3=300A6V d N A V N π=，另外，对于任何固、液、气体说，它们的摩尔质量M 等于NA （阿伏加德罗常）个分子质量的总和，由此便可求出一个分子的质量=AMN 把上述思路用于本题，每个铜原子的质量为=323A M 6410 kg /mol N 6.010-⨯=⨯ =11×10-25g 体积为V=33323A M 6410 kg /mo N l8.910 kg /m 6.010/molρ-⨯=⨯⨯⨯ =12×10-293直径为d=29333661.210 m3.14Vπ-⨯⨯==3×10-10答案：=11×10-25 gv=12×10-293d=3×10-10二、关于布朗运动的总结技法讲解2关于布朗运动的总结布朗运动的特点（1）永不停息；（2）无规则；（3）颗粒越小，现象越明显；（4）温度越高，现象越明显解决布朗运动与分子运动问题的关键是解布朗运动的产生条件、运动特点和布朗运动与分子运动的关系熟练掌握分子热运动的特点，会用分子运动解释有关生活现象注意：布朗运动的微粒用肉眼是看不见的，可在光显微镜下观察，而分子运动只有在离子显微镜下才能看到典例剖析[]例2关于布朗运动，下列说法中正确的是（）A温度越高，布朗运动越明显B大气压强的变，对布朗运动没有影响悬浮颗粒越大，布朗运动越明显D悬浮颗粒的布朗运动，就是构成悬浮颗粒的物质的分子热运动解析：布朗运动是悬浮在液体（或气体）中的微粒的无规则运动，而不是液体分子的运动，它的产生是液体分子对固体颗粒的撞击不平衡引起的，与颗粒的大小以及液体或气体的温度有关，而与外界因素（如大气压强等）无关因为固体颗粒越小，与颗粒相撞的分子也越少，这种撞击的不平衡越明显；液体或气体的温度越高，撞击得越剧烈故选项A、B正确答案：AB三、分子力的特点技法讲解3分子力的特点分子力特点（1）引力、斥力同时存在；（2）引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，但斥力变快；（3）引力、斥力的合力可表现为引力、零、斥力与分子力特点有关的习题主要有三类：一是判断对分子力特点的描述是否正确二是利用分子力特点研究分子力做功，分子的加速度，三是与实际相关联的问题要正确分析这些问题，必须准确把握分子的特点，熟知分子间斥力、引力及合力随分子间距离的变规律与实际的相联系的问题而应弄清楚是分子力原因还是其它力作用的结果，切不可见了相斥、相吸就与分子力联系典例剖析例3如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，F＞0为斥力F＜0为引力，、b、c、d为轴上四个特定的位置现把乙分子从处由静止释放，则（）A乙分子由到b做加速运动，由b到c做减速运动B乙分子由到c做加速运动，达到c时速度最大乙分子由到b的过程中，两分子间的分子势能一直减少D乙分子由b到d的过程中，两分子间的分子势能一直增加[]解析：乙分子从到b，再到c的过程分子之间均表现为引力，显然乙分子始终做加速运动，且到达c点速度最大，故A错，B正确乙分子从到b的过程，分子的引力一直做正功，因此，两分子间的分子势能一直减少，故正确乙分子由b 到c过程，分子引力仍然做正功，故两分子间的分子势能仍在减少，从c到d 的过程，分子间的斥力做负功，则分子间的势能增加，故D项错答案：四、内能与温度\,热量\,热能概念的区别技法讲解4内能与温度、热量、热能概念的区别（1）温度：温度的概念在前边已经具体地过，其高低直接反映了物体内部分子热运动的情况，所以在热中温度是描述物体热运动状态的基本参量之一温度是大量分子热运动的集体表现，是含有统计意义的，对于单个分子说，温度是没有意义的(2)内能：物体内所有分子的动能和势能的总和内能和机械能是截然不同的，内能是由大量分子的热运动和分子之间相对位置所决定的能量，机械能是物体做机械运动和物体形变所决定的能量，内能和机械能之间可以相互转(3)热量：是指热传递过程中内能的改变量热量用量度热传递过程中内能转移的能量一个物体的内能是无法测定的，而在某种过程中物体内能的变却是可以测定的，热量就是用测定内能变的一个物量（4）热能：是内能的通俗的而不甚确切的说法典例剖析例4关于温度、热量和内能的下列说法中正确的是（）A温度是分子动能的标志，动能越大的分子其温度也就越高B静止物体没有内能温度高的物体比温度低的物体含的热量多D分子的势能跟物体的体积有关[]解析：温度是描述热现象的一个基本概念，凡是跟温度有关的现象都是热现象，从分子运动论的观点看，温度是物体分子无规则运动（热运动）的平均动能的标志，它是状态量，是大量分子热运动的宏观表现，对于个别分子说，温度是没有意义的，因此，A不对，有的同认为B对，这显然把内能与机械能混淆了，物体内能是对分子而言，它是组成物体所有分子热运动的动能和分子势能的总和，它是状态量，它的大小与温度、体积以及物体所含分子有关，机械能是对物体整体而言，物体整体的动能和势能不变，物体仍具有内能，可见B不对，有的同认为对，这是错在把热量与内能混为一谈了，热量是一个过程量，它是内能传递的一种量度，只有在热传递的过程中才有意义，它量度了热传递过程中内能传递的一种量度，只有在热传递的过程中才有意义，它量度了热传递过程中内能转移的量，只有D才是正确的，因为物体的体积改变，分子间的距离随着改变，当r＞r0时，分子力为引力，分子势能随着分子间的距离增大而增大；当r＜r时，分子力为斥力，分子势能随着分子间的距离减小而增大；当r=r时，分子势能为最小值故选D答案：D第三关：训练关笑对高考随堂训练[§§§§§]1分子动论较好地解释了物质的宏观热性质据此可判断下列说法中错误．．的是（）A显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停的做无规则运动，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解析：选项A中小炭粒做布朗运动反映了液体分子的无规则热运动，故A是正确的B选项中分子间的相互作用力在间距r＜r范围内，随分子间距的增大而减小，而在r＞r的范围内，随分子间距的增大而减小故B是错误的选项中分子势能在r＜r0时，分子势能随r的增大而减小，r处最小，在r＞r时，分子势能随r的增大而增大，故选项是正确的D选项中真空环境是为防止其他杂质的介入，而高温条件下，分子热运动剧烈有利于掺入元素分子的扩散故题目要求选出的错误选项为B答案：B2关于内能，下列说法正确的是()A物体的运动速度越大，具有的内能越多B静止的物体没有动能，因而也没有内能温度高的物体具有内能，温度低的物体没有内能D静止的冰块虽不具有动能，但具有内能解析：内能是物体所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和，是不同于机械能的另一种形式的能；不论物体的温度高低，组成物体的分子都在不停息地做无规则运动，因此一切物体都具有内能，故AB错误答案：D3如图所示,设有一分子位于图中的坐标原点O处不动,另一分子可位于正轴上不同位置处,图中纵坐标表示这两个分子间分子力的大小,两条曲线分别表示斥力或引力的大小随两分子间距离变的关系,为两曲线的交点,则（）Ab线表示引力,cd线表示斥力,点的横坐标约为10-10Bb线表示斥力,cd线表示引力,点的横坐标约为10-10b线表示引力,cd线表示斥力,点的横坐标约为10-10Db线表示斥力,cd线表示引力,点的横坐标约为10-10解析：由于分子间斥力的大小随两分子间的距离变比引力快，分子间引力和斥力平衡的距离的量级为10-10,选项正确答案：4从下列哪一组物量可以算出氧气的摩尔质量（）A氧气的密度和阿伏加德罗常B氧气分子的体积和阿伏加德罗常[§§]氧气分子的质量和阿伏加德罗常D氧气分子的体积和氧气分子的质量解析：本题属于热部分内容，考查考生对阿伏加德罗常、摩尔质量、密度、质量、体积等物量及它们之间的联系的认识和解，主要考查考生估算的能力阿伏加德罗常是联系宏观世界和微观世界的桥梁，因此，解决此题的关键是运用阿伏加德罗常寻找宏观量与微观量之间的关系，即摩尔质量=阿伏加德罗常×分子质量[]答案：5假如全世界60亿人同时1 g的水分子个，每人每小时可以5 000个，不间断地，则完成任务所需时间最接近（阿伏加德罗常NA取6×1023-1)( ) A10年B1千年10万年D1千万年解析：1g水所含水分子的个为118×6×1023，要完其水分子所需时间为=238161086010500024365⨯⨯⨯⨯⨯⨯年=1×105年，所以答案为答案课时作业二十九分子动论内能1关于分子的热运动，下列说法正确的是()A分子的热运动就是布朗运动[]B布朗运动是悬浮在液体中的微粒的无规则运动，它反映液体分子的无规则运动温度越高，悬浮微粒越大，布朗运动越激烈D物体的速度越大，内部分子的热运动越激烈解析分子的热运动是分子的无规则运动，布朗运动是悬浮在液体中的微粒的无规则运动，它是由液体分子的无规则运动引起的，温度越高，布朗运动越激烈，微粒越小，液体分子撞击的不平衡性越明显，布朗运动越激烈，分子热运动的激烈程度由温度决定，与物体的宏观速度无关，综上所述，只有B正确答案B2已知地球半径约为64×106，空气的摩尔质量约为29×10-3g/，一个标准大气压约为10×10 5 P 利用以上据可估算出地球表面大气在标准状况下的体积为( )A4×10163B4×101834×1020 3D4×1022 3解析设地球表面大气的总质量为M ，则有Mg=p 0·4πR 2在标准状况下其体积为 V=0M M ×224×10-33=200p 4M gR π∙×224×10-33=56231.0104 3.14(6.410)291010-⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯×224×10-33=4×10183选B答案B3如图所示，甲分子固定在坐标原点O ，乙分子沿轴运动，两分子间的分子势能E p 与两分子间距离的变关系如图中曲线所示图中分子势能的最小值为-E 0若两分子所具有的总能量为0，则下列说法中正确的是( )A 乙分子在P 点（=2）时，加速度最大B 乙分子在P 点（=2）时，其动能为E 0乙分子在Q点（=）时，处于平衡状态1D乙分子的运动范围为≥1解析分子势能最小时，分子间距离处于平衡位置，所以P点是分子的平衡位置乙分子在P点的加速度为零，A、选项错误，B选项正确；由于两分子所具有的总能量为零，而Q点的分子势能为零，可知D选项正确答案BD4根据分子动论，下列说法正确的是()A一个气体分子的体积等于气体的摩尔体积与阿伏加德罗常之比B显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，就是分子的运动分子间的相互作用的引力和斥力一定随分子间的距离增大而减小D分子势能随着分子间的距离的增大，可能先减小后增大答案D5下列说法正确的是()A布朗运动和扩散现象都可以在气、液、固体中发生B布朗运动和扩散现象都是分子的运动对物体做功，同时物体吸热，物体内能可能不变D物体对外做功，同时吸热，物体内能可能不变答案D6以下说法正确的是()A温度相等的两块铁（固体），其内能一定相等B温度不等的两物体，其内能一定不等两物体的内能相等，其分子平均动能一定相等D两块相同物质组成的物体（固体），质量相等，温度相同，内能一样大解析温度相等的两块铁，因为不知道其质量是否相等，其内能不一定相等，所以A项错；而对于温度不等的两物体，分子平均动能不一样大，但由于分子势能、质量等因素，就有可能使内能一样大，因此B项错；同样的道项也错；D项正确答案D7关于内能和机械能的下列说法中，正确的是()A机械能很大的物体，其内能一定很大B物体的机械能损失时，内能却可能增加物体的内能损失时，机械能必然会减少D物体的内能为零时，机械能可以不为零E物体的机械能为零时，内能可以不为零解析内能和机械能是两种不同形式的能对同一物体（不考虑形变时）机械能由其整体的宏观速度和相对地面的高度决定；内能则与其内部分子的无规则运动及其聚集状态有关，它跟物体整体的宏观速度（不计摩擦发热时）和高度一般无直接联系把物体缓缓地举得很高，使它处于温度很低的环境中。

第1讲分子动理论内能考点1 微观量的估算1．分子的两种模型(1)球体模型直径d＝36Vπ.(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．2．与阿伏加德罗常数有关的宏观量和微观量的计算方法(1)宏观物理量：物体的质量m，体积V，密度ρ，摩尔质量M mol，摩尔体积V mol.(2)微观物理量：分子的质量m0，分子的体积V0，分子直径d.(3)宏观量、微观量以及它们之间的关系.1．(多选)钻石是首饰和高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为ρ(单位为kg/m 3)，摩尔质量为M (单位为g/mol)，阿伏加德罗常数为N A .已知1克拉＝0.2克，则( ACE )A ．a 克拉钻石所含有的分子数为0.2aN A MB ．a 克拉钻石所含有的分子数为aN AMC ．每个钻石分子直径的表达式为36M ×10－3N A ρπ(单位为m)D ．每个钻石分子直径的表达式为6MN A ρπ(单位为m) E ．每个钻石分子的质量为M N A解析：a 克拉钻石的摩尔数为0.2a M ，则所含分子数为0.2aMN A ，A 正确，B 错误；每个钻石分子的体积为M ×10－3ρN A ＝16πd 3，则其直径为36M ×10－3N A ρπ(m)，C 正确，D 错误；每个钻石分子质量为MN A，E 正确．2．很多轿车为了改善夜间行驶时的照明问题，在车灯的设计上选择了氙气灯，因为氙气灯灯光的亮度是普通灯灯光亮度的3倍，但是耗电量仅是普通灯的一半，氙气灯使用寿命则是普通灯的5倍，很多车主会选择含有氙气灯的汽车．若氙气充入灯头后的容积V ＝1.6 L ，氙气密度ρ＝6.0 kg/m 3，氙气摩尔质量M ＝0.131 kg/mol ，阿伏加德罗常数N A ＝6×1023mol－1.试估算：(结果保留一位有效数字) (1)灯头中氙气分子的总个数N ； (2)灯头中氙气分子间的平均距离． 解析：(1)设氙气的物质的量为n ， 则n ＝ρV M ，氙气分子的总个数N ＝ρV MN A ≈4×1022个． (2)每个分子所占的空间为V 0＝VN设分子间平均距离为a ，则有V 0＝a 3，则a＝3VN≈3×10－9 m.答案：(1)4×1022个(2)3×10－9 m(1)对固体和液体，一般认为分子紧密排列，摩尔体积与阿伏加德罗常数的比值是分子体积.(2)对气体，分子间距离很大，在标准状态下一摩尔任何气体的体积都为22.4 L，其摩尔体积与阿伏加德罗常数的比值是每个分子占据空间.考点2 分子热运动现象扩散现象布朗运动热运动1．(多选)关于扩散现象，下列说法正确的是( ACD )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：温度越高，分子运动越剧烈，扩散进行得越快，A正确；扩散现象是不同物质相互进入到间隙中，不是化学反应，B错；扩散现象说明分子是无规则运动的，C正确；扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，D正确；液体中的扩散现象与对流没有关系，E错．2．(2019·山西五市联考)(多选)小张在显微镜下观察水中悬浮的细微粉笔末的运动．从A点开始，他把粉笔末每隔20 s的位置记录在坐标纸上，依次得到B、C、D…点，把这些点连线形成如图所示折线图，则关于该粉笔末的运动，下列说法正确的是( BDE )A ．该折线图是粉笔末的运动轨迹B ．粉笔末的无规则运动反映了水分子的无规则运动C ．经过B 点后10 s ，粉笔末应该在BC 的中点处D ．粉笔末由B 到C 的平均速度小于C 到D 的平均速度E ．若改变水的温度，再记录一张图，则仅从图上不能确定记录哪一张图时的温度高 解析：折线图是每隔20 s 记录的粉笔末的位置的连线图，并非粉笔末的运动轨迹，A 项错误．粉笔末的无规则运动反映了水分子的无规则运动，B 项正确．由于布朗运动的无规则性，我们不能确定经过B 点后10 s 时粉笔末的具体位置，C 项错误．由v ＝xt，因为x BC <x CD ，t BC ＝t CD ，所以D 项正确．改变水的温度，显然能改变水分子热运动的剧烈程度，但并不能改变布朗运动的无规则性，则仅从图上不能确定记录哪一张图时的温度高，E 项正确．3．(2019·陕西宝鸡质检)(多选)关于布朗运动和分子热运动，下列说法中正确的是( BCE )A ．布朗运动是分子的运动，牛顿运动定律不再适用B ．布朗运动是分子无规则运动的反映C ．悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动是布朗运动D ．布朗运动的激烈程度跟温度有关，所以布朗运动也叫作热运动E ．布朗运动的明显程度与颗粒的体积和质量大小有关解析：本题考查布朗运动产生的机理和剧烈程度的相关因素．布朗运动是悬浮在液体中粒子的运动，这些粒子不是微观粒子，牛顿运动定律仍适用，故A 错误．悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动是布朗运动，固体小颗粒做布朗运动说明了液体分子不停地做无规则运动，故B 、C 正确．布朗运动反映的是分子的热运动，其本身不是分子的热运动，故D 错误．布朗运动的明显程度与颗粒的体积和质量大小有关，体积和质量越小，布朗运动越剧烈，故E 正确．(1)扩散现象直接证明了分子不停地做无规则运动，布朗运动间接证明了分子不停地做无规则运动.(2)布朗运动的固体颗粒的数量级为10－6 m，而分子直径的数量级为10－10 m，布朗粒子是成千上万个分子的集合体.考点3 分子力、分子势能与分子间距离的关系1．分子间同时存在着引力和斥力，引力和斥力都随距离增大而减小，分子力指引力和斥力的合力．2．分子势能与分子间距离有关．当改变分子间距离时，分子力做功，分子势能也随之改变．当分子力做正功时，分子势能减小；当分子力做负功时，分子势能增大．3．分子力及分子势能比较1．下列四幅图中，能正确反映分子间作用力F和分子势能E p随分子间距离r变化关系的图线是( B )解析：分子间作用力F的特点是：r<r0时F表现为斥力，r＝r0时F＝0，r>r0时F表现为引力；分子势能E p的特点是r＝r0时E p最小，因此只有B项正确．2．(2019·山东泰安模拟)(多选)甲分子固定在坐标原点O，只在两分子间的作用力作用下，乙分子沿x轴方向运动，两分子间的分子势能E p与两分子间距离x轴的变化关系如图所示，设乙分子在移动过程中所具有的总能量为0，则下列说法正确的是( ADE )A．乙分子在P点时加速度为0B．乙分子在Q点时分子势能最小C．乙分子在Q点时处于平衡状态D．乙分子在P点时动能最大E．乙分子在P点时，分子间引力和斥力相等解析：由题图可知，乙分子在P点时分子势能最小，此时乙分子受力平衡，甲、乙两分子间引力和斥力相等，乙分子所受合力为0，加速度为0，选项A、E正确；乙分子在Q点时分子势能为0，大于乙分子在P点时的分子势能，选项B错误；乙分子在Q点时与甲分子间的距离小于平衡距离，分子引力小于分子斥力，合力表现为斥力，所以乙分子在Q点合力不为0，故不处于平衡状态，选项C错误；乙分子在P点时，其分子势能最小，由能量守恒可知此时乙分子动能最大，选项D正确．考点4 温度和内能1．对温度和内能的理解2.物体的内能与机械能的比较1．(2018·全国卷Ⅱ)(多选)对于实际的气体，下列说法正确的是( BDE )A．气体的内能包括气体分子的重力势能B．气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能C．气体的内能包括气体整体运动的动能D．气体的体积变化时，其内能可能不变E．气体的内能包括气体分子热运动的动能解析：本题考查气体的内能．气体的内能是指所有气体分子的动能和分子间的势能之和，故A、C项错误．2．(多选)关于物体的内能，下列叙述正确的是( BDE )A．温度高的物体比温度低的物体内能大B．物体的内能不可能为零C．内能相同的物体，它们的分子平均动能一定相同D．内能不相同的物体，它们的分子平均动能可能相同E．物体的内能与物体的温度、体积、物态和分子数有关解析：温度高低反映分子平均动能的大小，但由于物体不同，分子数目不同，所处状态不同，无法反映内能大小，选项A错误；由于分子都在做无规则运动，因此，任何物体内能都不可能为零，选项B正确；内能相同的物体，它们的分子平均动能不一定相同，选项C 错误；内能不同的两个物体，它们的温度可以相同，即它们的分子平均动能可以相同，选项D正确；物体的内能与物体的温度、体积、物态和分子数有关，故选项E正确．3．(多选)关于气体的内能，下列说法正确的是( CDE )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，内能一定增加解析：质量和温度相同的气体，分子的平均动能相同，但是可能是不同的气体，其摩尔质量不同，分子数不同，故内能不一定相同，A错误；内能是微观意义上的能量，与宏观运动无关，B错误；气体被压缩时，外界对气体做功，气体可能放热，由ΔU＝W＋Q得内能可能不变，C正确；一定量的某种理想气体的内能不考虑分子势能，只与分子动能有关，而温度是分子平均动能的标志，所以一定量的某种理想气体的内能只与温度有关，D正确；一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，温度一定升高，故内能一定增加，E正确．分析物体内能问题的四点提醒(1)内能是对物体的大量分子而言的，不存在某个分子内能的说法．(2)决定内能大小的因素为温度、体积、分子数，还与物态有关系．(3)通过做功或热传递可以改变物体的内能．(4)温度是分子平均动能的标志，相同温度的任何物体，分子的平均动能相同．学习至此，请完成课时作业41。

2020届高三物理一轮复习导学案十二、热学（1）分子动理论内能【目标】1. 知道分子动理论的基本内容；掌握微观量的估算方法。

2. 理解内能的概念，了解温度和温标的含义。

【导入】分子动理论的基本内容是：物体是由大量分子组成的；分子永不停息地做无规 则运动；分子之间存在相互作用的引力和斥力.一、物体是由大量分子组成的：1、 分子的“小”：它的直径的数量级是io -1o m 可用油膜法来粗测直径d=v/s ，其中 V 是油滴体积，S 是油滴在水面上充分扩展后形成的油膜面积。

2、 分子数目的“多” ：1 mol 任何物质的分子数目均为阿伏加德罗常数N= 6.02 x 1023 mol -1.3、阿伏伽德罗常数是联系宏观物理量与微观物理量的桥梁， 根据油膜法测出分子的 直径，可算出阿伏伽德罗常数；反过来，己知阿伏伽德罗常数，根据摩尔质量（或 摩尔体积）就可以算出一个分子的质量（或一个分子所占据的体积）. ① 分子的质量：R 0=M/N A = V A ； ②分子的体积：V 0=V A = M A （固、液体）N A N A N A4、分子大小的测量方法一单分子油膜法 d=V/s ；5、分子间有间隙的实验依据是： _____________________________________________ 。

.分子永不停息地做无规则运动一一分子热运动1、 扩散现象：相互接触的物体彼此进入对方的现象.温度越高，扩散越快.2、 布朗运动：悬浮在液体中微小颗粒的无规则运动③分子的大小：球体模型直径④物质所含的分子数: N=nN =N A V V A A(1) 原因：液体分子对颗粒碰撞的不平衡而引起(2) 结论：布朗运动说明了液体内部分子运动的无规则性(3) 影响因素：温度(温度越高，布朗运动越明显)颗粒大小(颗粒越小，布朗运动 越明显)3、扩散现象和布朗运动同时也证明了分子间有间隙.三.分子间同时存在着相互作用的引力和斥力，如图为 子力跟分子间距的变化图线1、引力和斥力随分子间距的增大而减小， 但斥力变化比力快.2、平衡位置：F 斥=F 引时，分子间的距离r o ，其数量级为-10 » mr>r o 时，F 斥<F 引，分子力表现为引力.r>10r o 时，分子力可忽略.四、物体的内能1、分子的平均动能：物体内所有分子的动能的平均值.温度是分子平均动能的标志, 温度越高，分子平均动能越大.2、分子势能：由分子间的相互作用和相对位置决定的能量叫分子势能.分子势能的 大小与物体的体积有关.① r >r o 时，分子势能随分子间距的增大而增大.② r v r o 时，分子势能随分子间距的增大而减小.③ r = r o 时，分子势能最小.3、 物体的内能：物体内所有分子的动能和势能的总和叫物体的内能(热力学能)4、 内能的决定因素(1) 微观：分子势能、分子平均动能、分子数；(2) 宏观：物体体积、温度、物质的量。