（新課標）河南省2015高考物理總復習講義 第11章 第1講 分子動理論 內能

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1、 第1講　分子動理論　內能 知識一　分子運動論的基本內容 1．物體是由大量分子組成的 (1)分子很小 ①直徑數量級為10－10 m. ②質量數量級為10－27～10－26_kg. (2)分子數目特別大，阿伏加德羅常數NA＝6.021023 mol－1. 2．分子的熱運動 (1)布朗運動 ①永不停息、無規(guī)則運動． ②顆粒越小，運動越明顯． ③溫度越高，運動越激烈． ④運動軌跡不確定，只能用位置連線確定微粒做無規(guī)則運動． ⑤不能直接觀察分子的無規(guī)則運動，而是用固體小顆粒的無規(guī)則運動來反映液體分子的無規(guī)則運動． (2)熱運動：物體里的分子永不停息地做無規(guī)則運動，這種

2、運動跟溫度有關，常稱做熱運動． 3．分子間的相互作用力 (1)引力和斥力同時存在，都隨距離的增大而減小，斥力變化更快． (2)分子力的特點 ①r＝r0時(r0的數量級為10－10 m)，F引＝F斥，分子力F＝0； 圖11－1－1 ②rr0時，F引>F斥，分子力F表現為引力； ④r>10r0時，F引、F斥迅速減為零，分子力F＝0. (3)分子力隨分子間距離的變化圖象(如圖11－1－1) 　(1)布朗運動不是液體分子的運動而是懸浮在液體中固體小顆粒的無規(guī)則運動． (2)分子力指的是斥力和引力的合力，分子

3、之間的引力、斥力是同時存在的． 1 / 10 知識二　溫度和物體的內能 1．溫度：兩個系統處于熱平衡時，它們具有某個“共同的熱學性質”，我們把表征這一“共同熱學性質”的物理量定義為溫度．一切達到熱平衡的系統都具有相同的溫度． 2．兩種溫標：攝氏溫標和熱力學溫標． 關系：T＝t＋273.15_K. 3．分子的動能 (1)分子動能是分子熱運動所具有的動能． (2)分子熱運動的平均動能是所有分子熱運動的動能的平均值，溫度是分子熱運動的平均動能的標志． (3)分子熱運動的總動能是物體內所有分子熱運動動能的總和． 4．分子的勢能 (1)意義：由于分子間存在著引力和斥力，所以分子

4、具有由它們的相對位置決定的能． (2)分子勢能的決定因素． 微觀上——決定于分子間距離； 宏觀上——決定于物體的體積． 5．物體的內能 (1)等于物體中所有分子的熱運動動能與分子勢能的總和，是狀態(tài)量． (2)對于給定的物體，其內能大小由物體的溫度和體積決定． (3)物體的內能與物體的位置高低、運動速度大小無關． 考點一　分子直徑、質量、數目等微觀量的估算 一、宏觀量與微觀量的相互關系 1．微觀量：分子體積V0、分子直徑d、分子質量m0. 2．宏觀量：物體的體積V、摩爾體積Vm，物體的質量m、摩爾質量M、物體的密度ρ. 3．相互關系 (1)一個分子的質量：m0＝

5、＝. (2)一個分子的體積：V0＝＝.(注：對氣體，V0為分子所占空間體積) (3)物體所含的分子數：n＝NA＝NA 或n＝NA＝NA. (4)單位質量中所含的分子數：n′＝. 二、求解分子直徑時的兩種模型 1．把分子看做球形，d＝. 2．把分子看做小立方體，d＝. 對于氣體，按上述思路算出的不是分子直徑，而是氣體分子間的平均距離． 　已知銅的摩爾質量為M(kg/mol)，銅的密度為ρ(kg/m3)，阿伏加德羅常數為NA(mol－1)．下列判斷錯誤的是(　　) A．1 kg銅所含的原子數為 B．1 m3銅所含的原子數為 C．1個銅原子的質量為(kg) D．1個

6、銅原子的體積為(m3) 【解析】　1 kg銅所含的原子數N＝NA＝，A正確；同理1 m3銅所含的原子數N＝NA，B錯誤；1個銅原子的質量m0＝(kg)，C正確；1個銅原子的體積V0＝(m3)，D正確． 【答案】　B 考點二　布朗運動與分子熱運動 布朗運動 熱運動 活動主體 固體小顆粒 分子 區(qū)別 是固體小顆粒的運動，是比分子大得多的分子團的運動，較大的顆粒不做布朗運動，但它本身的以及周圍的分子仍在做熱運動 是指分子的運動，分子無論大小都做熱運動，熱運動不能通過光學顯微鏡直接觀察到 共同點 都是永不停息地無規(guī)則運動，都隨溫度的升高而變得更加激烈，都是肉眼所不能看

7、見的 聯系 布朗運動是由于小顆粒受到周圍分子做熱運動的撞擊力而引起的，它是分子做無規(guī)則運動的反映 　(多選)(2012大綱全國高考)下列關于布朗運動的說法，正確的是(　　) A．布朗運動是液體分子的無規(guī)則運動 B．液體溫度越高，懸浮粒子越小，布朗運動越劇烈 C．布朗運動是由于液體各部分的溫度不同而引起的 D．布朗運動是由液體分子從各個方向對懸浮粒子撞擊作用的不平衡引起的 【解析】　布朗運動的研究對象是固體小顆粒，而不是液體分子，故A選項錯誤；布朗運動的影響因素是溫度和顆粒大小，溫度越高、顆粒越小，布朗運動越明顯，故B選項正確；布朗運動是由于固體小顆粒受液體分子的碰撞作用不平衡而

8、引起的，而不是由液體各部分的溫度不同而引起的，故C選項錯誤，D選項正確． 【答案】　BD 考點三　分子力、分子勢能與分子間距離的關系 分子力與分子勢能的比較 　名稱 項目　　　 分子間的相互作用力F 分子勢能Ep 與分子間距 的關系圖象 隨分子間距的變化情況 rr0 F引和F斥都隨距離的增大而減小，隨距離的減小而增大，F引>F斥，F表現為引力 r增大，引力做負功，分子勢能增加r減小，引力做正功

9、，分子勢能減少 r＝r0 F引＝F斥，F＝0 分子勢能最小，但不為零 r>10r0 (10－9 m) F引和F斥都已十分微弱，可以認為分子間沒有相互作用力 分子勢能為零 　 圖11－1－2 如圖11－1－2所示，用F表示兩分子間的作用力，Ep表示分子間的分子勢能，在兩個分子之間的距離由10r0變?yōu)閞0的過程中(　　) A．F不斷增大，Ep不斷減小 B．F先增大后減小，Ep則不斷減小 C．F不斷增大，Ep先增大后減小 D．F、Ep都是先增大后減小 【解析】　分子間的作用力是矢量，分子勢能是標量，由圖象可知F先增大后變小，Ep則不斷減小，B正確． 【答案】　B

10、 考點四　實驗：用油膜法估測分子的大小 一、實驗原理 利用油酸酒精溶液在平靜的水面上形成單分子油膜，將油酸分子看做球形，測出一定體積油酸溶液在水面上形成的油膜面積，用d＝V/S計算出油膜的厚度，其中V為一滴油酸溶液中純油酸的體積，S為油膜面積，這個厚度就近似等于油酸分子的直徑． 圖11－1－3 二、實驗器材 盛水淺盤、滴管(或注射器)、試劑瓶、坐標紙、玻璃板、痱子粉(或細石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩筆． 三、實驗步驟 1．取1 mL(1 cm3)的油酸溶于酒精中，制成200 mL的油酸酒精溶液． 2．往邊長約為30～40 cm的淺盤中倒入約2 cm深的水，然后

11、將痱子粉(或細石膏粉)均勻地撒在水面上． 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，使這些溶液的體積恰好為1 mL，算出每滴油酸酒精溶液的體積V0＝ mL. 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開，形成單分子油膜． 5．待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將一塊較大的玻璃板蓋在淺盤上，用彩筆將油酸薄膜的形狀畫在玻璃板上． 6．將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，算出油酸薄膜的面積． 7．據油酸酒精溶液的濃度，算出一滴溶液中純油酸的體積V，據一滴油酸的體積V和薄膜的面積S，算出油酸薄膜的厚度d＝，即為油酸分子的直徑．比較算出的分子直徑

12、，看其數量級(單位為m)是否為10－10，若不是10－10需重做實驗． 　(2011上海高考)在“用單分子油膜估測分子大小”實驗中， (1)某同學操作步驟如下： ①取一定量的無水酒精和油酸，制成一定濃度的油酸酒精溶液； ②在量筒中滴入一滴該溶液，測出它的體積； ③在蒸發(fā)皿內盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散開穩(wěn)定； ④在蒸發(fā)皿上覆蓋透明玻璃，描出油膜形狀，用透明方格紙測量油膜的面積． 改正其中的錯誤： ________________________________________________________________________ __________

13、______________________________________________________________ (2)若油酸酒精溶液體積濃度為0.10%，一滴溶液的體積為4.810－3 mL，其形成的油膜面積為40 cm2，則估測出油酸分子的直徑為________m. 【解析】　(1)②由于一滴溶液的體積太小，直接測量時相對誤差太大，應用微小量累積法減小測量誤差． ③液面上不撒痱子粉時，滴入的油酸酒精溶液在酒精揮發(fā)后剩余的油膜不能形成一塊完整的油膜，油膜間的縫隙會造成測量誤差增大甚至實驗失?。? (2)由油膜的體積等于一滴油酸酒精溶液內純油酸的體積可得：d＝＝ m＝1.21

14、0－9 m. 【答案】　(1)②在量筒中滴入N滴溶液 ③在水面上先撒上痱子粉 (2)1.210－9 1．(多選)某氣體的摩爾質量為M，摩爾體積為V，密度為ρ，每個分子的質量和體積分別為m和V0，則阿伏加德羅常數NA可表示為(　　) A．NA＝　　　　　　　　 B．NA＝ C．NA＝ D．NA＝ 【解析】　NA＝，C對；M＝ρV，即NA＝，B也對，應選B、C. 【答案】　BC 2．(多選)下列說法中正確的是(　　) A．擴散現象說明了分子在不停地做無規(guī)則運動 B．布朗運動實際是液體分子的運動 C．分子間距離增大，分子間作用力一定減小 D．溫度高的物體的內

15、能不一定大 【答案】　AD 3．下列有關溫度的各種說法中正確的是(　　) A．溫度低的物體內能小 B．溫度低的物體，其分子運動的平均速率也必然小 C．做加速運動的物體，由于速度越來越大，因此物體分子的平均動能越來越大 D．0℃的鐵和0℃的冰，它們的分子平均動能相同 【答案】　D 4．(多選)“用油膜法估測分子的大小”實驗的科學依據是(　　) A．將油酸形成的膜看成單分子油膜 B．不考慮各油酸分子間的間隙 C．考慮了各油酸分子間的間隙 D．將油酸分子看成球形 【解析】　“用油膜法估測分子的大小”的原理是將一滴油酸(體積為V)滴入水中，使之形成一層單分子油膜，成為一個一個

16、單層排列的球形體，顯然，球形體的直徑即為單分子油膜的厚度d，假設單分子油膜的面積為S，必然有d＝，所以“用油膜法估測分子的大小”實驗的科學依據是A、B、D. 【答案】　ABD 5．(2011廣東高考)如圖11－1－4所示，兩個接觸面平滑的鉛柱壓緊后懸掛起來，下面的鉛柱不脫落，主要原因是(　　) 圖11－1－4 A．鉛分子做無規(guī)則熱運動 B．鉛柱受到大氣壓力作用 C．鉛柱間存在萬有引力作用 D．鉛柱間存在分子引力作用 【解析】　擠壓后的鉛分子之間的距離可以達到分子之間存在相互作用力的距離范圍內，故不脫落的主要原因是分子之間的引力，故D正確，A、B、C錯誤． 【答案】　D

17、6．(2012四川高考)物體由大量分子組成，下列說法正確的是(　　) A．分子熱運動越劇烈，物體內每個分子的動能越大 B．分子間引力總是隨著分子間距離的減小而減小 C．物體的內能跟物體的溫度和體積有關 D．只有外界對物體做功才能增加物體的內能 【解析】　分子熱運動越劇烈，分子的平均動能越大，但某一分子的動能不一定大，選項A錯誤；分子間引力總是隨分子間距離的減小而增大，選項B錯誤；物體的內能是所有分子動能和分子勢能之和，分子動能與溫度有關，分子勢能與體積有關，所以物體的內能跟物體的溫度和體積有關，選項C正確；由熱力學第一定律知，做功和熱傳遞都可以改變物體的內能，選項D錯誤．

18、【答案】　C 7．(多選)(2013新課標全國卷Ⅰ)兩個相距較遠的分子僅在分子力作用下由靜止開始運動，直至不再靠近．在此過程中，下列說法正確的是(　　) A．分子力先增大，后一直減小 B．分子力先做正功，后做負功 C．分子動能先增大，后減小 D．分子勢能先增大，后減小 E．分子勢能和動能之和不變 【解析】　兩分子從相距較遠處僅在分子力作用下由靜止開始運動，直至不再靠近的過程中，分子力先表現為引力后表現為斥力，分子間距離r＞r0時為引力，隨著距離r的減小引力先增大后減小，分子間距離r＜r0時為斥力，光是斥力一直增大至最大，故選項A錯；在兩分子靠近的過程中，先是引力做正功、后又斥力做

19、負功，分子勢能先減小后增大，分子動能先增大后減小，所以選項B、C正確，選項D錯；分子僅在分子力作用下運動，只有分子力做功，分子勢能和動能之和不變，選項E正確． 【答案】　BCE 8．(2013福建高考)下列四幅圖中，能正確反映分子間作用力f和分子勢能Ep隨分子間距離r變化關系的圖線是(　　) 【解析】　當r＝r0時引力與斥力的合力為零即分子力為零，A、D錯；當分子間的距離從r0增大或減小時，分子力都做負功，分子勢能增加，r＝r0時分子勢能最小，B對C錯． 【答案】　B 9．(2012廣東高考)清晨，草葉上的露珠是由空氣中的水汽凝結成的水珠．這一物理過程中，水分子間的(　　) A

20、．引力消失，斥力增大 B．斥力消失，引力增大 C．引力、斥力都減小 D．引力、斥力都增大 【解析】　當水汽凝結成水珠時，水分子之間的距離減小，分子間的引力和斥力同時增大，只是斥力比引力增加得更快一些． 【答案】　D 10．(2011全國高考)在“油膜法估測油酸分子的大小”實驗中，有下列實驗步驟： ①往邊長約為40 cm的淺盤里倒入約2 cm深的水，待水面穩(wěn)定后將適量的痱子粉均勻地撒在水面上． ②用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形狀穩(wěn)定． ③將畫有油膜形狀的玻璃板平放在坐標紙上，計算出油膜的面積，根據油酸的體積和面積計算出油酸分子直徑的大?。? ④用注射器

21、將事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下量筒內每增加一定體積時的滴數，由此計算出一滴油酸酒精溶液的體積． ⑤將玻璃板放在淺盤上，然后將油膜的形狀用彩筆描繪在玻璃板上． 完成下列填空： (1)上述步驟中，正確的順序是________．(填寫步驟前面的數字) (2)將1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液；測得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴．現取一滴該油酸酒精溶液滴在水面上，測得所形成的油膜的面積是0.13 m2.由此估算出油酸分子的直徑為________m．(結果保留1位有效數字) 【解析】　(1)在“油膜法估測油酸分子的大小”實驗中，應先配制油酸酒精溶液；再往盤中倒入水，并撒痱子粉；然后用注射器將配好的溶液滴一滴在水面上，待薄膜形狀穩(wěn)定，再將玻璃板放于盤上，用彩筆描繪在玻璃上，由d＝計算． (2)一滴溶液中含油酸體積V＝ m3，故d＝510－10 m 【答案】　(1)④①②⑤③　(2)510－10 希望對大家有所幫助，多謝您的瀏覽！