高考物理二轮复习专题复习篇专题7第1讲分子动理论气体及热力学定律学案.docVIP

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分子动理论气体及热力学定律

[析考情·明策略]

考情分析

高考选考部分命题由“选择题＋计算题”形式向“填空题＋计算题”形式转变,从近几年命题角度来看,选择题和填空题主要考查对物理概念和物理规律的理解以及简单的应用；计算题往往以玻璃管或汽缸等为载体,考查气体实验定律、理想气体状态方程及图象问题。考虑命题的延续性,今年仍可能以“填空题＋计算题”形式考查,填空题的综合性可能会略微增强,尤其是综合图象问题的题目更能体现对物理学科核心素养的考查。

素养呈现

1.分子动理论、理想化模型

2.固体、液体、气体的性质、热力学定律

3.理想气体状态方程、气体实验定律

4.汽缸模型、液柱模型

素养

落实

1.分子动理论

2.从微观角度分析固体、液体和气体的性质

3.气体实验三定律及理想气体状态方程

4.热力学定律

考点1|分子动理论内能

一、突破三个重点

1．微观量的估算

(1)油膜法估算分子直径：d＝eq\f(V,S)

V为纯油酸体积,S为单分子油膜面积

(2)分子总数：N＝nNA＝eq\f(m,Mm)·NA＝eq\f(V,Vm)NA

[注意]对气体而言,N≠eq\f(V,V个)。

(3)两种模型：

球模型：V＝eq\f(4,3)πR3(适用于估算液体、固体分子直径)

立方体模型：V＝a3(适用于估算气体分子间距)

2．分子热运动的实验基础：扩散现象和布朗运动

现象

扩散现象

布朗运动

热运动

活动

主体

分子

微小固体颗粒

分子

区别

分子的运动,发生在固体、液体、气体之间

比分子大得多的微粒的运动,只能在液体、气体中发生

分子的运动,不能通过光学显微镜直接观察到

共同点

①都是无规则运动；②都随温度的升高而更加激烈

联系

扩散现象、布朗运动都反映无规则的热运动

3.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高低、运动速度大小无关。

二、掌握两个关系

(1)分子力与分子间距的关系、分子势能与分子间距的关系。

(2)分子力做功与分子势能变化的关系。

阿伏加德罗常数是联系宏观与微观的桥梁,掌握宏观与微观的联系。

[典例1]物体的体积变化时,分子间距离会随之变化,分子势能也会发生变化。已知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,设有A、B两个分子,A分子固定在O点,r0为其平衡位置,现使B分子由静止释放,并在分子力的作用下由距A分子0.5r0处开始沿r轴正方向运动到无穷远处,则B分子的加速度如何变化：________。分子力对B做功情况如何：________。分子势能如何变化：________。

[题眼点拨]①B分子由“静止释放”说明v0＝0。

②B分子由距A分子“0.5r0”处运动到无穷远,给出B分子与A分子之间的距离与r0的关系,进一步可以确定分子力是斥力还是引力。

[解析]由图象可知,曲线与r轴交点的横坐标为r0,B分子受到的分子力先变小,位于平衡位置时,分子力为零,过平衡位置后,分子力先变大再变小,故B分子的加速度先变小再反向变大,再变小。当r小于r0时,分子间的作用力表现为斥力,F做正功,分子动能增大,分子势能减小；当r等于r0时,分子动能最大,分子势能最小；当r大于r0时,分子间的作用力表现为引力,分子力做负功,分子动能减小,分子势能增大,故分子力先做正功再做负功,分子势能先减小后增大。

[答案]B分子的加速度先变小再反向变大,再变小分子力先做正功再做负功分子势能先减小后增大

反思感悟：分子力与分子势能的图象比较

分子力F

分子势能Ep

图象

随分子间距离的变化情况

rr0

F随r增大而减小,表现为斥力

r增大,F做正功,Ep减小

rr0

r增大,F先增大后减小,表现为引力

r增大,F做负功,Ep增大

r＝r0

F引＝F斥,F＝0

Ep最小,但不为零

r10r0

引力和斥力都很微弱,F＝0

Ep＝0

[跟进训练]

1．(多选)关于分子动理论,下列说法正确的是()

A．分子的质量m＝eq\f(Mmol,NA),分子的体积V＝eq\f(Vmol,NA)

B．扩散现象不仅可以在液体内进行,在固体间也可以进行

C．布朗运动反映了分子在永不停息地做无规则运动

D．两分子间距离大于r0时分子间的作用力只存在引力,小于r0时只存在斥力

E．两分子间距离大于r0时,增大分子间距,分子力做负功,分子势能增大

BCE[分子的质量m＝eq\f(Mmol,NA),分子所占空间的体积V＝eq\f(Vmol,NA),如果分子之间的间隙可以忽略不计,则V＝eq\f(Vmol,NA)表示的才是分子的体积,故A错误；扩散现象就是物质分子的无规则运动,扩散