2019-2020年高考物理第一輪復習 第十一章 熱學（備考指南選修3-3）.doc
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2019-2020年高考物理第一輪復習 第十一章 熱學（備考指南，選修3-3） 考 點 內(nèi) 容 要求 考 點 內(nèi) 容 要求 一、分子動理論內(nèi)能 分子動理論的基本觀點和實驗依據(jù) Ⅰ 二、固體、液體和氣體 固體的微觀結構、晶體和非晶體 Ⅰ 阿伏加德羅常數(shù) Ⅰ 液晶的微觀結構 Ⅰ 氣體分子運動速率的統(tǒng)計分布 Ⅰ 液體的表面張力現(xiàn)象 Ⅰ 溫度是分子平均動能的標志、內(nèi)能 Ⅰ 氣體實驗定律 Ⅰ 理想氣體 Ⅰ 飽和蒸氣、未飽和蒸氣和飽和蒸氣壓 Ⅰ 相對濕度 Ⅰ 中學物理中涉及的國際單位制的基本單位和其他物理量的單位 Ⅰ 三、熱力學定律與能量守恒定律 熱力學第一定律 Ⅰ 能量守恒定律 Ⅰ 熱力學第二定律 Ⅰ 實驗十三 用油膜法測分子的大小 把 握 考 情 找規(guī)律：高考考查的知識不會面面俱到，重點考查分子動理論、阿伏加德羅常數(shù)的應用、氣體實驗定律及熱力學第一定律等知識。題型一般以選擇、計算為主。 明熱點：預計在xx高考中，對本部分內(nèi)容的考查仍將以分子動理論、熱力學定律及氣體狀態(tài)方程的應用為重點，分值為8～15分。 1．兩種分子模型 物質(zhì)有固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)三種情況，不同物態(tài)下應將分子看成不同的模型。 (1)固體、液體分子一個一個緊密排列，可將分子看成球形或立方體形，如圖1111所示，分子間距等于小球的直徑或立方體的棱長，所以d＝ (球體模型)或d＝(立方體模型)。 圖1111 (2)氣體分子不是一個一個緊密排列的，它們之間的距離很大，所以氣體分子的大小不等于分子所占有的平均空間。如圖1112所示，此時每個分子占有的空間視為棱長為d的立方體，所以d＝。 圖1112 2．宏觀量與微觀量的轉(zhuǎn)換橋梁 作為宏觀量的摩爾質(zhì)量Mmol 、摩爾體積Vmol 、密度ρ與作為微觀量的分子直徑d、分子質(zhì)量m、每個分子的體積V0都可通過阿伏加德羅常數(shù)聯(lián)系起來。如下所示。 (1)一個分子的質(zhì)量：m＝。 (2)一個分子所占的體積：V0＝(估算固體、液體分子的體積或氣體分子平均占有的空間)。 (3)1 mol 物質(zhì)的體積：Vmol＝。 (4)質(zhì)量為M的物體中所含的分子數(shù)：n＝NA。 (5)體積為V的物體中所含的分子數(shù)：n＝NA。 [典例] 空調(diào)在制冷過程中，室內(nèi)空氣中的水蒸氣接觸蒸發(fā)器(銅管)液化成水，經(jīng)排水管排走，空氣中水份越來越少，人會感覺干燥。某空調(diào)工作一段時間后，排出液化水的體積V＝1.0103 cm3。已知水的密度ρ＝1.0103 kg/m3、摩爾質(zhì)量M＝1.810－2 kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.01023 mol－1。試求：(結果均保留一位有效數(shù)字) (1)該液化水中含有水分子的總數(shù)N； (2)一個水分子的直徑d。 [解析] (1)水的摩爾體積為 Vm＝＝m3/mol＝1.810－5 m3/mol 水分子數(shù)N＝＝≈31025個 (2)建立水分子的球模型有＝ πd3 得水分子直徑d＝＝ m＝410－10 m [答案] (1)31025個 (2)410－10 m [針對訓練] 1．冬天到了，很多人用熱水袋取暖?，F(xiàn)有一中號熱水袋，容積為1 000 cm3，正常使用時，裝水量為80%，請估算該熱水袋中水分子的數(shù)目約為多少個？(計算結果保留1位有效數(shù)字，已知1 mol水的質(zhì)量為18 g，水的密度取1.0103 kg/m3，阿伏加德羅常數(shù)取61023 mol－1) 解析：熱水袋內(nèi)水的物質(zhì)的量為n＝＝ 熱水袋內(nèi)水分子數(shù)為N＝nNA 代入數(shù)值得N＝31025個 答案：31025個 2．已知潛水員在岸上和海底吸入空氣的密度分別為1.3 kg/m3和2.1 kg/m3，空氣的摩爾質(zhì)量為0.029 kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.021023mol－1。若潛水員呼吸一次吸入2 L空氣，試估算潛水員在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空氣的分子數(shù)。(結果保留1位有效數(shù)字) 解析：設空氣的摩爾質(zhì)量為M，在海底和岸上的空氣密度分別為ρ海和ρ岸，一次吸入空氣的體積為V，則有Δn＝NA，代入數(shù)據(jù)得Δn＝31022。 答案：31022 3．(xx常州模擬)已知汞的摩爾質(zhì)量M＝0.20 kg/mol，密度ρ＝1.36104 kg/m3，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.01023 mol－1，將體積V0＝1.0 cm3的汞變?yōu)閂＝3.4103 cm3的汞蒸氣，則1.0 cm3的汞蒸氣所含的分子數(shù)為多少？ 解析：體積V0＝1.0 cm3的汞的質(zhì)量m＝ρV0＝1.3610－2kg，物質(zhì)的量n＝m/M＝6.810－2mol,1.0 cm3的汞蒸氣所含的分子數(shù)為N＝nNA/V＝1.21019。 答案：1.21019 要點二 布朗運動與分子熱運動 布朗運動與分子熱運動的比較如下 布朗運動 分子熱運動 共同點 都是無規(guī)則運動，都隨溫度的升高而變得更加劇烈 不同點 小顆粒的運動 分子的運動 使用光學顯微鏡觀察 使用電子顯微鏡觀察 聯(lián)系 布朗運動是由于小顆粒受到周圍分子熱運動的撞擊力而引起的，反映了分子做無規(guī)則運動 [多角練通] 1．(多選)(xx全國卷)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個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?qū)腋×Ｗ幼矒糇饔玫牟黄胶庖鸬? 解析：選BD 布朗運動是懸浮顆粒的無規(guī)則運動，A錯誤；溫度越高，顆粒越小，布朗運動越劇烈，B正確；布朗運動是液體分子撞擊的不平衡引起的，間接反映了液體分子的無規(guī)則運動，C錯誤，D正確。 2．做布朗運動實驗，得到某個觀測記錄如圖1113所示。圖中記錄的是( ) 圖1113 A．分子無規(guī)則運動的情況 B．某個微粒做布朗運動的軌跡 C．某個微粒做布朗運動的速度—時間圖線 D．按等時間間隔依次記錄的某個運動微粒位置的連線 解析：選D 微粒在周圍液體分子無規(guī)則碰撞作用下，做布朗運動，軌跡是無規(guī)則的，實際操作中不易描繪出微粒的實際軌跡；按等時間間隔依次記錄的某個運動微粒位置的連線的無規(guī)則性，也能反映微粒做布朗運動的無規(guī)則性。記錄描繪的正是按等時間間隔記錄的某個運動微粒位置的連線，故D正確。 3．(xx山西四校聯(lián)考)下列敘述正確的是( ) A．擴散現(xiàn)象說明了分子在不停地做無規(guī)則運動 B．布朗運動就是液體分子的運動 C．分子間距離增大，分子間作用力一定減小 D．物體的溫度較高，分子運動越激烈，每個分子的動能都一定越大 解析：選A 擴散現(xiàn)象說明了分子在不停地做無規(guī)則運動，選項A正確；布朗運動是液體分子無規(guī)則運動的反映，不是液體分子的運動，選項B錯誤；在分子之間距離從平衡位置開始增大時，分子間作用力先增大后減小，選項C錯誤；物體的溫度越高，分子運動越激烈，分子平均動能增大，并非每個分子的動能都一定越大，選項D錯誤。 要點三 分子力、分子勢能與分子間距離的關系 分子力F、分子勢能Ep與分子間距離r的關系圖線如圖1114所示(取無窮遠處分子勢能Ep＝0) 圖1114 (1)當r＞r0時，分子力為引力，當r增大時，分子力做負功，分子勢能增加。 (2)當r＜r0時，分子力為斥力，當r減小時，分子力做負功，分子勢能增加。 (3)當r＝r0時，分子勢能最小。 [典例] (多選)(xx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] 兩個分子相距較遠時表現(xiàn)為引力，相互靠近時分子力先增大后減小，減小到零后分子力變?yōu)槌饬?，分子減速至不再靠近，因此分子力經(jīng)歷了增大、減小再反向增大的過程，故A錯誤。分子不斷靠近，分子力先做正功后做負功，分子動能先增大后減小，B、C正確。分子力做正功分子勢能減小，分子力做負功分子勢能增大，故D錯誤。整個過程中只有分子力做功，動能和勢能之和不變，E正確。 [答案] BCE [方法規(guī)律] (1)分子勢能在平衡位置有最小值，無論分子間距離如何變化，靠近平衡位置，分子勢能減小，反之增大。 (2)判斷分子勢能的變化有兩種方法 ①看分子力的做功情況。 ②直接由分子勢能與分子間距離的關系圖線判斷，但要注意其和分子力與分子間距離的關系圖線的區(qū)別。 [針對訓練] 1．(xx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( ) 圖1115 解析：選B 本題考查分子間作用力以及分子勢能隨分子間距離變化關系，意在考查考生對該部分知識的了解情況。當r＝r0時，分子間作用力f＝0，分子勢能Ep最小，排除A、C、D，選B。 2.(多選)(xx海南高考)兩分子間的斥力和引力的合力F與分子間距離r的關系如圖1116中曲線所示，曲線與r軸交點的橫坐標為r0。相距很遠的兩分子在分子力作用下，由靜止開始相互接近。若兩分子相距無窮遠時分子勢能為零，下列說法正確的是( ) 圖1116 A．在r>r0階段，F(xiàn)做正功，分子動能增加，勢能減小 B．在r
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