（新課標(biāo)）河南省2015高考物理總復(fù)習(xí)講義 第11章 第1講 分子動(dòng)理論 內(nèi)能

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1、 第1講　分子動(dòng)理論　內(nèi)能 知識(shí)一　分子運(yùn)動(dòng)論的基本內(nèi)容 1．物體是由大量分子組成的 (1)分子很小 ①直徑數(shù)量級(jí)為10－10 m. ②質(zhì)量數(shù)量級(jí)為10－27～10－26_kg. (2)分子數(shù)目特別大，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.021023 mol－1. 2．分子的熱運(yùn)動(dòng) (1)布朗運(yùn)動(dòng) ①永不停息、無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)． ②顆粒越小，運(yùn)動(dòng)越明顯． ③溫度越高，運(yùn)動(dòng)越激烈． ④運(yùn)動(dòng)軌跡不確定，只能用位置連線確定微粒做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)． ⑤不能直接觀察分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，而是用固體小顆粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)來(lái)反映液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)． (2)熱運(yùn)動(dòng)：物體里的分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，這種

2、運(yùn)動(dòng)跟溫度有關(guān)，常稱做熱運(yùn)動(dòng)． 3．分子間的相互作用力 (1)引力和斥力同時(shí)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(diǎn) ①r＝r0時(shí)(r0的數(shù)量級(jí)為10－10 m)，F(xiàn)引＝F斥，分子力F＝0； 圖11－1－1 ②rr0時(shí)，F(xiàn)引>F斥，分子力F表現(xiàn)為引力； ④r>10r0時(shí)，F(xiàn)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(yùn)動(dòng)不是液體分子的運(yùn)動(dòng)而是懸浮在液體中固體小顆粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)． (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(shí)存在的． 1 / 10 知識(shí)二　溫度和物體的內(nèi)能 1．溫度：兩個(gè)系統(tǒng)處于熱平衡時(shí)，它們具有某個(gè)“共同的熱學(xué)性質(zhì)”，我們把表征這一“共同熱學(xué)性質(zhì)”的物理量定義為溫度．一切達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度． 2．兩種溫標(biāo)：攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)． 關(guān)系：T＝t＋273.15_K. 3．分子的動(dòng)能 (1)分子動(dòng)能是分子熱運(yùn)動(dòng)所具有的動(dòng)能． (2)分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能是所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能的平均值，溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志． (3)分子熱運(yùn)動(dòng)的總動(dòng)能是物體內(nèi)所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能的總和． 4．分子的勢(shì)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(duì)位置決定的能． (2)分子勢(shì)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(nèi)能 (1)等于物體中所有分子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和，是狀態(tài)量． (2)對(duì)于給定的物體，其內(nèi)能大小由物體的溫度和體積決定． (3)物體的內(nèi)能與物體的位置高低、運(yùn)動(dòng)速度大小無(wú)關(guān)． 考點(diǎn)一　分子直徑、質(zhì)量、數(shù)目等微觀量的估算 一、宏觀量與微觀量的相互關(guān)系 1．微觀量：分子體積V0、分子直徑d、分子質(zhì)量m0. 2．宏觀量：物體的體積V、摩爾體積Vm，物體的質(zhì)量m、摩爾質(zhì)量M、物體的密度ρ. 3．相互關(guān)系 (1)一個(gè)分子的質(zhì)量：m0＝

5、＝. (2)一個(gè)分子的體積：V0＝＝.(注：對(duì)氣體，V0為分子所占空間體積) (3)物體所含的分子數(shù)：n＝NA＝NA 或n＝NA＝NA. (4)單位質(zhì)量中所含的分子數(shù)：n′＝. 二、求解分子直徑時(shí)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(duì)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(zhì)量為M(kg/mol)，銅的密度為ρ(kg/m3)，阿伏加德羅常數(shù)為NA(mol－1)．下列判斷錯(cuò)誤的是(　　) A．1 kg銅所含的原子數(shù)為 B．1 m3銅所含的原子數(shù)為 C．1個(gè)銅原子的質(zhì)量為(kg) D．1個(gè)

6、銅原子的體積為(m3) 【解析】　1 kg銅所含的原子數(shù)N＝NA＝，A正確；同理1 m3銅所含的原子數(shù)N＝NA，B錯(cuò)誤；1個(gè)銅原子的質(zhì)量m0＝(kg)，C正確；1個(gè)銅原子的體積V0＝(m3)，D正確． 【答案】　B 考點(diǎn)二　布朗運(yùn)動(dòng)與分子熱運(yùn)動(dòng) 布朗運(yùn)動(dòng) 熱運(yùn)動(dòng) 活動(dòng)主體 固體小顆粒 分子 區(qū)別 是固體小顆粒的運(yùn)動(dòng)，是比分子大得多的分子團(tuán)的運(yùn)動(dòng)，較大的顆粒不做布朗運(yùn)動(dòng)，但它本身的以及周圍的分子仍在做熱運(yùn)動(dòng) 是指分子的運(yùn)動(dòng)，分子無(wú)論大小都做熱運(yùn)動(dòng)，熱運(yùn)動(dòng)不能通過(guò)光學(xué)顯微鏡直接觀察到 共同點(diǎn) 都是永不停息地?zé)o規(guī)則運(yùn)動(dòng)，都隨溫度的升高而變得更加激烈，都是肉眼所不能看

7、見(jiàn)的 聯(lián)系 布朗運(yùn)動(dòng)是由于小顆粒受到周圍分子做熱運(yùn)動(dòng)的撞擊力而引起的，它是分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映 　(多選)(2012大綱全國(guó)高考)下列關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法，正確的是(　　) A．布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng) B．液體溫度越高，懸浮粒子越小，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈 C．布朗運(yùn)動(dòng)是由于液體各部分的溫度不同而引起的 D．布朗運(yùn)動(dòng)是由液體分子從各個(gè)方向?qū)腋×Ｗ幼矒糇饔玫牟黄胶庖鸬? 【解析】　布朗運(yùn)動(dòng)的研究對(duì)象是固體小顆粒，而不是液體分子，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤；布朗運(yùn)動(dòng)的影響因素是溫度和顆粒大小，溫度越高、顆粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯，故B選項(xiàng)正確；布朗運(yùn)動(dòng)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(xiàng)錯(cuò)誤，D選項(xiàng)正確． 【答案】　BD 考點(diǎn)三　分子力、分子勢(shì)能與分子間距離的關(guān)系 分子力與分子勢(shì)能的比較 　名稱 項(xiàng)目　　　 分子間的相互作用力F 分子勢(shì)能Ep 與分子間距 的關(guān)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(xiàn)引>F斥，F(xiàn)表現(xiàn)為引力 r增大，引力做負(fù)功，分子勢(shì)能增加r減小，引力做正功

9、，分子勢(shì)能減少 r＝r0 F引＝F斥，F(xiàn)＝0 分子勢(shì)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(rèn)為分子間沒(méi)有相互作用力 分子勢(shì)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(shì)能，在兩個(gè)分子之間的距離由10r0變?yōu)閞0的過(guò)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(shì)能是標(biāo)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(diǎn)四　實(shí)驗(yàn)：用油膜法估測(cè)分子的大小 一、實(shí)驗(yàn)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(cè)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(jì)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(gè)厚度就近似等于油酸分子的直徑． 圖11－1－3 二、實(shí)驗(yàn)器材 盛水淺盤、滴管(或注射器)、試劑瓶、坐標(biāo)紙、玻璃板、痱子粉(或細(xì)石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩筆． 三、實(shí)驗(yàn)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(zhǎng)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(xì)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(kāi)，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(huà)在玻璃板上． 6．將畫(huà)有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，算出油酸薄膜的面積． 7．據(jù)油酸酒精溶液的濃度，算出一滴溶液中純油酸的體積V，據(jù)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(shù)量級(jí)(單位為m)是否為10－10，若不是10－10需重做實(shí)驗(yàn)． 　(2011上海高考)在“用單分子油膜估測(cè)分子大小”實(shí)驗(yàn)中， (1)某同學(xué)操作步驟如下： ①取一定量的無(wú)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(cè)出它的體積； ③在蒸發(fā)皿內(nèi)盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散開(kāi)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(cè)量油膜的面積． 改正其中的錯(cuò)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(cè)出油酸分子的直徑為_(kāi)_______m. 【解析】　(1)②由于一滴溶液的體積太小，直接測(cè)量時(shí)相對(duì)誤差太大，應(yīng)用微小量累積法減小測(cè)量誤差． ③液面上不撒痱子粉時(shí)，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(huì)造成測(cè)量誤差增大甚至實(shí)驗(yàn)失?。? (2)由油膜的體積等于一滴油酸酒精溶液內(nèi)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(zhì)量為M，摩爾體積為V，密度為ρ，每個(gè)分子的質(zhì)量和體積分別為m和V0，則阿伏加德羅常數(shù)NA可表示為(　　) A．NA＝　　　　　　　　 B．NA＝ C．NA＝ D．NA＝ 【解析】　NA＝，C對(duì)；M＝ρV，即NA＝，B也對(duì)，應(yīng)選B、C. 【答案】　BC 2．(多選)下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．?dāng)U散現(xiàn)象說(shuō)明了分子在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng) B．布朗運(yùn)動(dòng)實(shí)際是液體分子的運(yùn)動(dòng) 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(nèi)

15、能不一定大 【答案】　AD 3．下列有關(guān)溫度的各種說(shuō)法中正確的是(　　) A．溫度低的物體內(nèi)能小 B．溫度低的物體，其分子運(yùn)動(dòng)的平均速率也必然小 C．做加速運(yùn)動(dòng)的物體，由于速度越來(lái)越大，因此物體分子的平均動(dòng)能越來(lái)越大 D．0℃的鐵和0℃的冰，它們的分子平均動(dòng)能相同 【答案】　D 4．(多選)“用油膜法估測(cè)分子的大小”實(shí)驗(yàn)的科學(xué)依據(jù)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(cè)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(gè)一個(gè)

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(shè)單分子油膜的面積為S，必然有d＝，所以“用油膜法估測(cè)分子的大小”實(shí)驗(yàn)的科學(xué)依據(jù)是A、B、D. 【答案】　ABD 5．(2011廣東高考)如圖11－1－4所示，兩個(gè)接觸面平滑的鉛柱壓緊后懸掛起來(lái)，下面的鉛柱不脫落，主要原因是(　　) 圖11－1－4 A．鉛分子做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng) B．鉛柱受到大氣壓力作用 C．鉛柱間存在萬(wàn)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(dá)到分子之間存在相互作用力的距離范圍內(nèi)，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(cuò)誤． 【答案】　D

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

18、【答案】　C 7．(多選)(2013新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ)兩個(gè)相距較遠(yuǎn)的分子僅在分子力作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，直至不再靠近．在此過(guò)程中，下列說(shuō)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(fù)功 C．分子動(dòng)能先增大，后減小 D．分子勢(shì)能先增大，后減小 E．分子勢(shì)能和動(dòng)能之和不變 【解析】　兩分子從相距較遠(yuǎn)處僅在分子力作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，直至不再靠近的過(guò)程中，分子力先表現(xiàn)為引力后表現(xiàn)為斥力，分子間距離r＞r0時(shí)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(shí)為斥力，光是斥力一直增大至最大，故選項(xiàng)A錯(cuò)；在兩分子靠近的過(guò)程中，先是引力做正功、后又斥力做

19、負(fù)功，分子勢(shì)能先減小后增大，分子動(dòng)能先增大后減小，所以選項(xiàng)B、C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)；分子僅在分子力作用下運(yùn)動(dòng)，只有分子力做功，分子勢(shì)能和動(dòng)能之和不變，選項(xiàng)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(shì)能Ep隨分子間距離r變化關(guān)系的圖線是(　　) 【解析】　當(dāng)r＝r0時(shí)引力與斥力的合力為零即分子力為零，A、D錯(cuò)；當(dāng)分子間的距離從r0增大或減小時(shí)，分子力都做負(fù)功，分子勢(shì)能增加，r＝r0時(shí)分子勢(shì)能最小，B對(duì)C錯(cuò)． 【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(jié)成的水珠．這一物理過(guò)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(dāng)水汽凝結(jié)成水珠時(shí)，水分子之間的距離減小，分子間的引力和斥力同時(shí)增大，只是斥力比引力增加得更快一些． 【答案】　D 10．(2011全國(guó)高考)在“油膜法估測(cè)油酸分子的大小”實(shí)驗(yàn)中，有下列實(shí)驗(yàn)步驟： ①往邊長(zhǎng)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(huà)有油膜形狀的玻璃板平放在坐標(biāo)紙上，計(jì)算出油膜的面積，根據(jù)油酸的體積和面積計(jì)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(nèi)每增加一定體積時(shí)的滴數(shù)，由此計(jì)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(xiě)步驟前面的數(shù)字) (2)將1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液；測(cè)得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴．現(xiàn)取一滴該油酸酒精溶液滴在水面上，測(cè)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_(kāi)_______m．(結(jié)果保留1位有效數(shù)字) 【解析】　(1)在“油膜法估測(cè)油酸分子的大小”實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)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(jì)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(duì)大家有所幫助，多謝您的瀏覽！