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    人教版高考物理一轮复习第12章热学第1讲分子动理论内能课件

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    这是一份人教版高考物理一轮复习第12章热学第1讲分子动理论内能课件,共60页。PPT课件主要包含了知识点1,分子动理论的基本观点,-10,02×1023,固体颗粒,无规则,引力和斥力,知识点2,热平衡,剧烈程度等内容,欢迎下载使用。

    第1讲 分子动理论 内能
    1 知识梳理·双基自测
    2 核心考点·重点突破
    3 2年高考·1年模拟
    1.物体是由大量分子组成的(1)分子很小:①直径数量级为_________ m。②质量数量级为_________________ kg。(2)分子数目特别大:阿伏加德罗常数NA=_____________ ml-1。
    10-26~10-27 
    2.分子的热运动(1)扩散现象:由于分子的无规则运动而产生的物质迁移现象。温度越_____,扩散越快。(2)布朗运动:在高倍显微镜下看到的悬浮在液体中的___________的永不停息地无规则运动。其特点是:①永不停息,_________运动。②颗粒越小, 运动越_______。③温度越高,运动越_______。
    3.分子间的相互作用力(1)分子间同时存在相互作用的_____________。实际表现出的分子力是_____________的合力。(2)如图所示说明:随r的减小,f引、f斥都增大,f斥增加得快。
    引力和斥力都随分子间距离的减小而_______;随分子间距离的增大而_______;斥力比引力变化快。
    (3)分子力F与分子间距离r的关系(r0的数量级为10-10 m)。
    1.温度:两个系统处于_________时,它们必定具有某个共同的热学性质,把表征这一“共同热学性质”的物理量叫作温度。一切达到热平衡状态的系统都具有_______的温度。温度标志着物体内部大量分子做无规则运动的___________。
    温度是分子平均动能的标志 内能
    2.摄氏温标和热力学温标:
    3.分子的动能:(1)分子动能是_____________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,_______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_______。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___________决定的能。
    (2)分子势能的决定因素:①微观上——决定于_______________和分子排列情况;取r→∞处为零势能处,分子势能Ep与分子间距离r的关系如图所示,当r=r0时分子势能最小。②宏观上——决定于_______。
    5.物体的内能:(1)等于物体中所有分子的热运动_______和___________的总和,是状态量。对于给定的物体,其内能大小由物体的_______和_______决定。(2)改变物体内能有两种方式:_______和_________。
    一、堵点疏通1.布朗运动是固体小颗粒中固体分子的运动。(  )2.分子间同时存在引力与斥力,分子力是二者合力的表现。(  )3.温度、分子动能、分子势能或内能只对大量分子才有意义。(  )4.任何物体都有内能。(  )5.当分子力表现为引力时,分子势能随分子间距离的增大而增大。(  )
    二、对点激活1.根据分子动理论,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数之比B.显微镜下观察到的墨水中的小炭粒所做的不停的无规则运动,就是分子的运动C.分子间的相互作用力一定随分子间距离的增大而减小D.分子势能随着分子间距离的增大,可能先减小后增大
    [解析] 由于气体分子的间距大于分子直径,故气体分子的体积小于气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比,故A错误;显微镜下观察到的墨水中的小炭粒所做的不停的无规则运动,是布朗运动,它是分子无规则运动的体现,但不是分子的运动,故B错误;若分子间距离从平衡位置开始增大,则引力与斥力的合力先增大后减小,故C错误;若分子间距是从小于平衡距离开始变化,则分子力先做正功再做负功,故分子势能先减小后增大,故D正确。
    2.两个分子由距离很远(r>10-9m)逐渐靠拢到很难再靠近的过程中,分子间作用力的大小将(  )A.先减小后增大B.先增大后减小C.先增大后减小再增大D.先减小后增大再减小[解析] 根据分子间相互作用力的特点,两个分子由距离很远逐渐靠拢到很难再靠近的过程中,分子间作用力先增大后减小再增大,故C正确。
    3.关于温度和内能,下列说法正确的是(  )A.分子质量不同的物质如果温度相同,物体分子的平均动能也相同B.物体的内能变化时,它的温度一定改变C.同种物质,温度高的内能肯定比温度低的内能大D.物体的内能等于物体的势能和动能的总和
    [解析] 温度是物体分子平均动能的标志,所以温度相同,则物体分子的平均动能相同,A正确;内能是物体中所有分子的热运动的动能与分子势能的总和,宏观上与物质的量、物体的温度及体积有关,所以物体的内能变化,温度不一定改变,B、C、D错误。
    布朗运动与分子的热运动
    特别提醒: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)布朗运动可通过高倍显微镜观察,分子热运动不能用显微镜直接观察。
    (多选)雾霾天气对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述,是特定气候条件与人类活动相互作用的结果。雾霾中,各种悬浮颗粒物形状不规则,但可视为密度相同、直径不同的球体,并用PM10、PM2.5分别表示直径小于或等于10 μm、2.5 μm的颗粒物(PM是颗粒物的英文缩写)。某科研机构对北京地区的检测结果表明,在静稳的雾霾天气中,近地面高度百米的范围内,PM10的浓度随高度的增加略有减小,大于PM10的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小,且两种浓度分布基本不随时间变化。
    据此材料,以下叙述正确的是(  )A.PM10表示直径小于或等于1.0×10-5 m的悬浮颗粒物B.PM10受到的空气分子作用力的合力始终大于其受到的重力C.PM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动D.PM2.5浓度随高度的增加逐渐增大E.PM10必然有内能[答案] ACE
    [解析] PM10表示直径小于或等于1.0×10-5 m的悬浮颗粒物,A项正确;PM10悬浮在空气中,受到的空气分子作用力的合力等于其所受到的重力,B项错误;由题意推断,D项错误;PM10和大颗粒物的悬浮是由于空气分子的撞击,故它们都在做布朗运动,C项正确;所有物体的内能都不为0,E项正确。
    〔变式训练2〕(多选)以下关于热运动的说法正确的是(  )A.水流速度越大,水分子的热运动越剧烈B.水凝结成冰后,水分子的热运动不会停止C.水的温度越高,水分子的热运动越剧烈D.水的温度升高,每一个水分子的运动速率都会增大E.气体分子的热运动不一定比液体分子剧烈
    [解析] 水流的速度是机械运动的速度,不同于水分子无规则热运动的速度,A错误;分子永不停息地做无规则运动,B正确;温度是分子平均动能的标志,温度越高,分子的热运动越剧烈,故C正确;水的温度升高,水分子的平均动能增大,即水分子的平均运动速率增大,但不是每一个水分子的运动速率都增大,D错误;温度是分子热运动剧烈程度的反映,温度越高,分子热运动越剧烈,与物体运动的速度无关,由于气体和液体的温度高低不确定,所以气体分子的热运动不一定比液体分子激烈,E正确。
    1.分子力、分子势能与分子间距的关系取r→∞处为零势能处(1)当r>r0时,分子力为引力,当r增大时,分子力做负功,分子势能增加。(2)当r分子力、分子势能与物体的内能
    2.对内能概念的进一步说明(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。
    (多选)如图甲所示是分子间作用力与分子间距之间的关系,分子间作用力表现为斥力时为正,一般地,分子间距大于10r0时,分子间作用力就可以忽略;如图乙所示是分子势能与分子间距之间的关系,a是图线上一点,ab是在a点的图线切线。下列说法中正确的有(  )A.分子势能选择了无穷远处或大于10r0处为零势能参考点
    B.图甲中阴影部分面积表示分子势能差值,与零势能点的选取有关C.图乙中Oa的斜率大小表示分子间距离在该间距时的分子间作用力大小D.图乙中ab的斜率大小表示分子间距离在该间距时的分子间作用力大小E.理想气体分子间距一般大于10r0,所以总分子势能视为不变[答案] ADE
    [解析] 综合题设及题图信息可知,分子势能选择了无穷远处或大于10r0处为零势能参考点,故A正确;图甲阴影部分面积表示分子势能差值,势能差值与零势能点的选取无关,所以B错误;分子势能与分子间距图像中,图线切线的斜率的大小表示分子间作用力大小,所以C错误,D正确;理想气体分子间距一般大于10r0,分子间作用力忽略不计,分子势能不变,选取无穷远处为零势能点,则分子势能为零,所以总分子势能视为不变,且分子势能为零,所以E正确。
    〔变式训练3〕(多选)关于物体的内能,下列叙述中正确的是(  )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,但由于物体分子数目等其他影响内能的因素可能不同,故无法反映内能的大小,选项A错误;由于分子都在做永不停息的无规则运动,因此,任何物体的内能都不可能为零,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分子数有关,故选项E正确。
    实验:用油膜法估测分子的大小
    4.误差分析:(1)纯油酸体积的计算引起误差。(2)油膜面积的计算造成误差。①油膜形状的边界画线造成误差。②数格子的个数所造成的误差。
    在做“用油膜法估测分子的大小”实验中,油酸酒精溶液的浓度为每104 mL溶液中有纯油酸6 mL,用注射器测得1 mL上述溶液中有液滴50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,在玻璃板上描出油膜的轮廓,随后把玻璃板放在坐标纸上,其形状如图所示,坐标纸中正方形小方格的边长为20 mm,则:(1)油膜的面积是多少?(2)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少?(3)根据上述数据,估测出油酸分子的直径是多少?
    [答案] (1)2.32×10-2 m2 (2)1.2×10-11 m3 (3)5.2×10-10 m
    油膜法估测分子直径的过程
    1.(2019·北京卷,15)下列说法正确的是(  )A.温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度B.内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和C.气体压强仅与气体分子的平均动能有关D.气体膨胀对外做功且温度降低,分子的平均动能可能不变[解析] A对:温度是分子平均动能的量度(标志)。B错:内能是物体内所有分子的分子动能和分子势能的总和。C错:气体压强不仅与分子的平均动能有关,还与分子的密集程度有关。D错:温度降低,则分子的平均动能变小。
    3.(2020·全国Ⅰ理综·33)分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示,r=r1时,F=0。分子间势能由r决定,规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零。若一分子固定于原点O,另一分子从距O点很远处向O点运动,在两分子间距减小到r2的过程中,势能_______(填“减小”“不变”或“增大”);在间距由r2减小到r1的过程中,势能_______(填“减小”“不变”或“增大”);在间距等于r1处,势能_______(填“大于”“等于”或“小于”)零。
    [解析] 本题结合F-r图像分析分子间势能的变化情况。若一分子固定于O点,另一分子从距O点很远处向O点运动,在两分子间距减小到r2的过程中,分子间的作用力表现为引力,引力做正功,势能减小;在间距由r2减小到r1的过程中,分子间作用力仍表现为引力,引力仍做正功,势能继续减小;在间距等于r1处势能最小且小于零。
    4.(2019·全国卷Ⅲ,33)用油膜法估算分子大小的实验中,首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液,稀释的目的是_______________________________________________。实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积,可以_______________________________________________________________________________________________。为得到油酸分子的直径,还需测量的物理量是_____________________。
    使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜 
    把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中,测出1 mL油酸酒精溶液的滴数,得到一滴溶液中纯油酸的体积 
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