2019-2020年高考物理大一轮复习第13单元热学学案.doc

2019-2020年高考物理大一轮复习第13单元热学学案高考热点统计要求xx年xx年xx年xx年分子动理论33(1)33(1)33(1)固体、液体和气体33(1)33(1)33(1)33(1)33(1)33(1)33(2)33(1)气体实验定律、状态方程3333(2)33(2)33(2)33333333(2)3333热力学定律和能量守恒定律33(1)33(1)33(1)3333(2)3333考情分析1.本单元的主要内容是分子动理论的基本观点、固体和液体的基本性质、气体实验定律和理想气体状态方程及热力学定律,分子动理论、阿伏伽德罗常数的应用、气体实验定律及热力学第一定律的应用是高考命题的热点.2.扩散和布朗运动现象、阿伏伽德罗常数、分子力和分子势能、分子平均动能和温度、气体压强的微观解释、油膜法测分子直径、晶体与液晶、液体的表面张力等是本单元的基础知识,气体实验定律、理想气体状态方程与热力学定律是本单元的重点知识,应用气体实验定律、热力学第一定律的解题方法是教学重点.(2)一般分子质量的数量级为 kg.(3)阿伏伽德罗常数NA:1 mol的任何物质所含的分子数,NA=mol-1.2.分子永不停息地做无规则热运动(1)扩散现象:相互接触的物体的分子或原子彼此进入对方的现象.温度越,扩散越快.(2)布朗运动:在显微镜下看到的悬浮在液体中的微小颗粒的永不停息的无规则运动.布朗运动反映了的无规则运动,颗粒越,运动越明显;温度越,运动越剧烈.3.分子力(1)分子间同时存在着和,实际表现的分子力是它们的.(2)引力和斥力都随着距离的增大而,但分子间距离变化相等时斥力比引力变化得.(3)分子间的作用力随分子间距离r变化的关系如图32-1所示:当rr0时,表现为;当r10r0时,分子力变得十分微弱,可忽略不计.图32-1二、物体的内能1.分子的平均动能:物体内所有分子动能的平均值.是分子平均动能的标志,物体温度升高,分子热运动的增大.2.分子势能:与分子有关.分子势能的大小随分子间距离的变化曲线如图32-2所示(规定分子间距离无穷远时分子势能为零).图32-23.物体的内能:物体中所有分子的热运动与的总和.物体的内能跟物体的、及物体的都有关系.三、用油膜法估测分子的大小将油酸滴在水面上,让油酸尽可能散开,可认为油酸在水面上形成油膜,如果把分子看作,单层分子油膜的厚度就可以看作油酸分子的直径,如图32-3所示,测出油酸的体积V和油膜的面积S,就可以算出分子的直径d,则d=.图32-3【思维辨析】(1)布朗运动是液体分子的无规则运动.()(2)温度越高,布朗运动越剧烈.()(3)分子间的引力和斥力都随分子间距的增大而增大.()(4)-33 =240 K.()(5)分子动能指的是由于分子定向移动具有的能.()(6)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.()(7)内能相同的物体,它们的分子平均动能一定相同.()【思维拓展】分子的体积如何表示?考点一阿伏伽德罗常数的应用宏观量与微观量的转换桥梁作为宏观量的摩尔质量Mmol、摩尔体积Vmol、密度与作为微观量的分子直径d、分子质量m、分子体积V0都可通过阿伏伽德罗常数联系起来.如图32-4所示.图32-4(1)一个分子的质量:m=.(2)一个分子所占的体积:V0=(估算固体、液体分子的体积或气体分子平均占有的空间).(3)1 mol物体的体积:Vmol=.(4)质量为M的物体中所含的分子数:n=NA. (5)体积为V的物体中所含的分子数:n=NA.考向一液体、固体分子模型1 xx江苏卷 科学家可以运用无规则运动的规律来研究生物蛋白分子.资料显示,某种蛋白的摩尔质量为66 kg/mol,其分子可视为半径为310-9 m的球,已知阿伏伽德罗常数为6.01023 mol-1.请估算该蛋白的密度.(计算结果保留一位有效数字) 建模点拨固体、液体分子一个一个紧密排列,可将分子看成球体或立方体,如图32-5所示,分子间距等于小球的直径或立方体的棱长,所以d=(球体模型)或d=(立方体模型).图32-5考向二气体分子模型2 已知地球大气层的厚度h远小于地球半径R,空气平均摩尔质量为M,阿伏伽德罗常数为NA,地面大气压强为p0,重力加速度大小为g.由此可估算得,地球大气层空气分子总数为,空气分子之间的平均距离为. 建模点拨气体分子不是一个一个紧密排列的,它们之间的距离很大,所以气体分子的大小不等于分子所占有的平均空间.如图32-6所示,此时每个分子占有的空间视为棱长为d的立方体,所以d=.图32-6考点二分子动理论的应用考向一布朗运动与分子热运动项目布朗运动分子热运动活动主体固体小颗粒分子区别是固体小颗粒的运动,能通过光学显微镜直接观察到是分子的运动,分子不论大小都做热运动,热运动不能通过光学显微镜直接观察到共同点都是永不停息地无规则运动,都随温度的升高而变得更加剧烈,都是肉眼所不能看见的联系布朗运动是小颗粒受到周围做热运动的分子撞击作用不平衡而引起的,它是分子做无规则运动的反映3 (多选)xx江苏涟水中学质检 关于布朗运动,下列说法不正确的是()A.布朗运动就是液体分子的无规则运动B.布朗运动就是悬浮的固体微粒分子的无规则运动C.气体分子的运动是布朗运动D.液体中的悬浮微粒越大,布朗运动就越不明显E.布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮微粒撞击作用的不平衡引起的考向二分子间的作用力与分子势能4 (多选)xx山西晋城二模 将一个分子P固定在O点,另一个分子Q从图中的A点由静止释放,两分子之间的作用力与间距关系的图像如图32-7所示,则下列说法正确的是()图32-7A.分子Q由A运动到C的过程中,先加速再减速B.分子Q在C点时分子势能最小C.分子Q在C点时加速度大小为零D.分子Q由A点释放后运动到C点左侧的过程中,加速度先增大后减小再增大E.该图能表示固、液、气三种状态下分子力随分子间距变化的规律 方法技巧(1)分子势能在平衡位置有最小值,无论分子间距离如何变化,靠近平衡位置,分子势能减小,反之增大.(2)判断分子势能的变化有两种方法看分子力的做功情况.直接由分子势能与分子间距离的关系图线判断,但要注意其和分子力与分子间距离的关系图线的区别.考向三物体的内能1.物体的内能与机械能的比较内能机械能定义物体中所有分子热运动动能与分子势能的总和物体的动能、重力势能和弹性势能的统称决定因素与物体的温度、体积、物态和分子数有关跟宏观运动状态、参考系和零势能点的选取有关量值任何物体都有内能可以为零测量无法测量可测量本质微观分子的运动和相互作用的结果宏观物体的运动和相互作用的结果运动形式热运动机械运动联系在一定条件下可以相互转化,能的总量守恒2.内能和热量的比较内能热量区别是状态量,状态确定,系统的内能随之确定.一个物体在不同的状态下有不同的内能是过程量,它表示由于热传递而引起的内能变化过程中转移的能量联系在只有热传递改变物体内能的情况下,物体内能的改变量在数值上等于物体吸收或放出的热量5 (多选)关于物体的内能,下列说法不正确的是()A.温度相等的1 kg和100 g的水内能相同B.物体内能增加,一定要从外界吸收热量C.热量只能从内能多的物体转移到内能少的物体D.在相同物态下,同一物体温度降低,它的内能会减少E.物体运动时的内能不一定比静止时的内能大式题 (多选)xx太原二模 如图32-8所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上,两分子之间的相互作用力的合力F与两分子间距离x的关系如图中曲线所示,F0表现为斥力,FT1.图33-3又如图乙所示,A、B两点的温度相等,从B状态到A状态压强增大,体积一定减小,所以V2V1.(2)关于一定质量的气体的不同图像的比较过程类别图线特点示例等温过程p-VpV=CT(其中C为恒量),即p、V之积越大的等温线温度越高,线离原点越远p-p=CT,斜率k=CT,即斜率越大,温度越高等容过程p-Tp=T,斜率k=,即斜率越大,体积越小等压过程V-TV=T,斜率k=,即斜率越大,压强越小7 xx兰州一模 一定质量的理想气体体积V与热力学温度T的关系图像如图33-4所示,气体在状态A时的压强pA=p0,温度TA=T0,线段AB与V轴平行,BC的延长线过原点.求:(1)气体在状态B时的压强pB;(2)气体在状态C时的压强pC和温度TC.图33-4式题 xx上海静安质检 一定质量的气体经历一系列状态变化,其p-图线如图33-5所示,变化顺序为abcda,图中ab线段延长线过坐标原点,cd线段与P轴垂直,da线段与轴垂直.气体在此状态变化过程中()图33-5A.ab,压强减小、温度不变、体积增大B.bc,压强增大、温度降低、体积减小C.cd,压强不变、温度升高、体积减小D.da,压强减小、温度升高、体积不变 方法总结气体状态变化的图像的应用技巧(1)明确点、线的物理意义:求解气体状态变化的图像问题,应当明确图像上的点表示一定质量的理想气体的一个平衡状态,它对应着三个状态参量;图像上的某一条直线段或曲线段表示一定质量的理想气体状态变化的一个过程.(2)明确斜率的物理意义:在V-T图像(或p-T图像)中,比较两个状态的压强(或体积)大小,可以比较表示这两个状态的点与原点连线的斜率的大小,其规律是:斜率越大,压强(或体积)越小;斜率越小,压强(或体积)越大.考点四理想气体状态方程的求解1.理想气体(1)宏观上,理想气体是指在任何条件下始终遵循气体实验定律的气体,实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下,可视为理想气体.(2)微观上,理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力,分子本身没有体积,即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间.2.状态方程:=C.3.应用状态方程解题的一般步骤(1)明确研究对象,即某一定质量的理想气体;(2)确定气体在始、末状态的参量p1、V1、T1及p2、V2、T2;(3)由状态方程列式求解;(4)讨论结果的合理性.8 xx福建厦门一检 如图33-6所示,内壁光滑的水平放置气缸被两个活塞分成A、B、C三部分,两活塞间用轻杆连接,活塞厚度不计,在E、F两处设有限制装置,使左边活塞只能在E、F之间运动,E、F之间的容积为0.1V0.开始时左边活塞在E处,A部分的容积为V0,A部分内气体的压强为0.9p0(p0为大气压强),温度为297 K;B部分的容积为1.1V0,B部分内气体的压强为p0,温度恒为297 K;C部分内为真空.现缓慢加热A部分内气体,直至温度升为399.3 K.求:(1)活塞刚离开E处时的温度TE;(2)A部分内气体最后的压强p.图33-6式题 xx南昌十校二模 如图33-7所示,两端开口、粗细均匀的足够长玻璃管插在大水银槽中,管的上部有一定长度的水银柱,两段空气柱被封闭在左、右两侧的竖直管中.开启上部连通左、右水银的阀门A,当温度为300 K时,平衡时水银柱的位置如图所示,h1=h2=5 cm,L1=50 cm,大气压强为75 cmHg.(1)求右管内空气柱的长度L2;(2)关闭阀门A,当温度升至405 K时,求左侧竖直管内空气柱的长度L3.(大气压强保持不变)图33-7 方法总结对于两部分气体的问题,一定要找好两部分气体之间的关系,比如压强关系、体积关系等,分别找出两部分气体的初、末状态的压强、体积和温度,根据理想气体状态方程列式求解.考点五热力学定律的理解与应用考向一热力学第一定律的理解和应用1.改变内能的两种方式的比较做功热传递区别内能变化情况外界对物体做功,物体的内能增加;物体对外界做功,物体的内能减少物体吸收热量,内能增加;物体放出热量,内能减少从运动形式上看宏观的机械运动向物体的微观分子热运动的转化通过分子之间的相互作用,使同一物体的不同部分或不同物体间的分子热运动发生变化,是内能的转移从能量的角度看其他形式的能与内能相互转化的过程不同物体之间或同一物体不同部分之间内能的转移能的性质变化情况能的性质发生了变化能的性质不变联系做一定量的功或传递一定量的热量在改变内能的效果上是相同的2.温度、内能、热量、功的比较含义特点温度表示物体的冷热程度,是物体分子平均动能大小的标志,它是大量分子热运动的集体表现,对个别分子来说,温度没有意义状态量内能物体内所有分子动能和势能的总和,它是由大量分子的热运动和分子的相对位置所决定的热量是热传递过程中内能的改变量,热量用来量度热传递过程中内能转移的多少过程量功做功过程是机械能或其他形式的能和内能之间的转化过程3.对公式U=Q+W符号的规定符号WQU+外界对物体做功物体吸收热量内能增加-物体对外界做功物体放出热量内能减少4.几种特殊情况(1)若过程是绝热的,则Q=0,W=U,外界对物体做的功等于物体内能的增加量.(2)若过程中不做功,即W=0,则Q=U,物体吸收的热量等于物体内能的增加量.(3)若过程的初、末状态物体的内能不变,即U=0,则W+Q=0或W=-Q,外界对物体做的功等于物体放出的热量.9 (多选)xx全国卷 如图33-8所示,用隔板将一绝热气缸分成两部分,隔板左侧充有理想气体,隔板右侧与绝热活塞之间是真空.现将隔板抽开,气体会自发扩散至整个气缸.待气体达到稳定后,缓慢推压活塞,将气体压回到原来的体积.假设整个系统不漏气.下列说法正确的是()图33-8A.气体自发扩散前后内能相同B.气体在被压缩的过程中内能增大C.在自发扩散过程中,气体对外界做功D.气体在被压缩的过程中,外界对气体做功E.气体在被压缩的过程中,气体分子的平均动能不变式题 (多选)xx全国卷 如图33-9所示,一定质量的理想气体从状态a出发,经过等容过程ab到达状态b,再经过等温过程bc到达状态c,最后经等压过程ca回到状态a.下列说法正确的是()图33-9A.在过程ab中气体的内能增加B.在过程ca中外界对气体做功C.在过程ab中气体对外界做功D.在过程bc中气体从外界吸收热量E.在过程ca中气体从外界吸收热量 规律总结(1)做功情况看气体的体积:体积增大,气体对外做功,W为负;体积缩小,外界对气体做功,W为正.(2)如果研究对象是理想气体,由于理想气体没有分子势能,所以当它的内能变化时,主要体现在分子平均动能的变化上,从宏观上看就是温度发生了变化.考向二热力学第二定律的理解和应用1.对热力学第二定律的理解(1)“自发地”说明了热传递等热力学宏观现象的方向性,不需要借助外界提供能量的帮助.(2)“不产生其他影响”的含义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成,对周围环境不产生热力学方面的影响.如吸热、放热、做功等.2.热力学第二定律的实质热力学第二定律的每一种表述,都揭示了大量分子参与宏观过程的方向性,进而使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性.10 (多选)关于热力学定律,下列说法正确的是()A.不可能从单一热源吸收热量,并把它全部用来做功B.可能从单一热源吸收热量,并把它全部用来做功C.不可能使热量从低温物体传向高温物体D.机械能转变为内能的实际宏观过程是不可逆过程E.与热现象有关的变化过程都具有方向性 规律总结热量不可能自发地从低温物体传到高温物体,但在有外界影响的条件下,热量可以从低温物体传到高温物体,例如电冰箱;在引起其他变化的条件下内能可以全部转化为机械能,例如气体的等温膨胀过程.式题 (多选)关于第二类永动机,下列说法正确的是()A.能将从单一热源吸收的热量全部用来做功,而不引起其他变化的热机叫作第二类永动机B.第二类永动机违反了能量守恒定律,所以不可能制成C.第二类永动机不可能制成,说明机械能可以全部转化为内能,内能却不可能全部转化为机械能D.第二类永动机不可能制成,说明机械能可以全部转化为内能,内能却不可能在不引起其他变化的同时全部转化为机械能E.第二类永动机不违反能量守恒定律,但违反热力学第二定律 规律总结两类永动机的比较第一类永动机第二类永动机不消耗能量却可以源源不断地对外做功的机器从单一热源吸热,全部用来对外做功而不引起其他变化的机器违背能量守恒定律,不可能实现不违背能量守恒定律,但违背热力学第二定律,不可能实现第34讲选修3-3计算题型突破考点一变质量气体计算题分析变质量问题时,可以通过巧妙地选择合适的研究对象,使这类问题转化为一定质量的气体问题,用相关规律求解.1.充气问题向球、轮胎等封闭容器中充气是一个典型的变质量的气体问题.只要选择容器内原有气体和即将打入的气体作为研究对象,就可把充气过程中的气体质量变化的问题转化为定质量问题.2.抽气问题从容器内抽气的过程中,容器内的气体质量不断减小,这属于变质量问题.分析时,将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体作为研究对象,可把抽气过程中的气体质量变化的问题转化为定质量问题.3.分装问题将一个大容器里的气体分装到多个小容器中的问题也是一个典型的变质量问题.分析这类问题时,可以把大容器中的气体和多个小容器中的气体看成整体来作为研究对象,可将变质量问题转化为定质量问题.4.漏气问题容器漏气过程中气体的质量不断发生变化,属于变质量问题,不能用相关方程求解.如果选容器内剩余气体为研究对象,便可使问题变成一定质量的气体状态变化,再用相关方程求解即可.1 容积为510-3 m3的容器内盛有理想气体,若用最大容积为0.110-3 m3的活塞抽气筒抽气,在温度不变的情况下抽气10次,容器内剩余气体的压强是最初压强的几分之几?式题 xx广东惠州模拟 如图34-1所示,喷洒农药用的某种喷雾器,其药液桶的总容积为14 L,装入药液后,封闭在药液上方的空气体积为2 L,气压为1 atm.打气筒活塞每次可以打进气压为1 atm、体积为0.2 L的空气.(不考虑环境温度的变化)(1)要使药液上方的气体压强增大到5 atm,应打气多少次?(2)如果药液上方的气体压强达到5 atm时停止打气,并开始向外喷药,那么当喷雾器不能再向外喷药时,筒内剩下的药液还有多少升?图34-1考点二“气缸类”计算题“气缸类”计算题解题的关键是压强的计算,对于活塞和气缸封闭的气体压强的计算,可根据情况灵活地隔离活塞或气缸为研究对象,受力分析时一定要找到研究对象跟哪些气体接触,接触气体对它都有力的作用,气体的压力一定与接触面垂直并指向受力物体.2 xx山西联考 如图34-2所示,上端开口的光滑圆柱形绝热气缸竖直放置,质量m=5 kg,横截面积S=50 cm2的活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内,在气缸内距缸底某处设有体积可忽略的卡环a、b,使活塞只能向上滑动,开始时活塞搁在a、b上,缸内气体的压强等于大气压强,温度为300 K.现通过内部电热丝缓慢加热气缸内气体,直至活塞恰好离开 a、b.已知大气压强p0=1.0105 Pa,g取10 m/s2.(1)求加热后气缸内气体的温度;(2)继续加热气缸内的气体,使活塞缓慢上升H=0.1 m(活塞未滑出气缸),若气体的内能的变化量为18 J,则此过程中气体是吸热还是放热?传递的热量是多少?图34-2式题 xx全国卷 如图34-3所示,容积均为V的气缸A、B下端有细管(容积可忽略)连通,阀门K2位于细管的中部,A、B的顶部各有一阀门K1、K3;B中有一可自由滑动的活塞(质量、体积均可忽略).初始时,三个阀门均打开,活塞在B的底部;关闭K2、K3,通过K1给气缸充气,使A中气体的压强达到大气压p0的3倍后关闭K1.已知室温为27 ,气缸导热.(1)打开K2,求稳定时活塞上方气体的体积和压强;(2)接着打开K3,求稳定时活塞的位置;(3)再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20 ,求此时活塞下方气体的压强.图34-3考点三“液柱类”计算题对于水和水银封闭气体压强的计算,我们经常用参考液片法,选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研究对象,分析液片两侧受力情况,建立平衡方程消去面积,得到液片两侧压强相等,进而求得气体压强.例如,图34-4中粗细均匀的U形管中封闭了一定质量的气体A,在其最低处取一液片B,由其两侧受力平衡可知(pA+ph0)S=(p0+ph+ph0)S,即pA=p0+ph.图34-43 xx全国卷 一U形玻璃管竖直放置,左端开口,右端封闭,左端上部有一光滑的轻活塞.初始时,管内汞柱及空气柱长度如图34-5所示.用力向下缓慢推活塞,直至管内两边汞柱高度相等时为止.求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离.已知玻璃管的横截面积处处相同;在活塞向下移动的过程中,没有发生气体泄漏;大气压强p0=75.0 cmHg.环境温度不变.图34-5式题 xx全国卷 在水下气泡内空气的压强大于气泡表面外侧水的压强,两压强差p与气泡半径r之间的关系为p=,其中=0.070 N/m.现让水下10 m处一半径为0.50 cm的气泡缓慢上升,已知大气压强p0=1.0105 Pa,水的密度=1.0103 kg/m3,重力加速度大小g取10 m/s2.(1)求在水下10 m处气泡内外的压强差;(2)忽略水温随水深的变化,在气泡上升到十分接近水面时,求气泡的半径与其原来半径之比的近似值.考点四“状态图线综合应用类”计算题(1)p-V图像、V-T图像、p-T图像的理解.要能够识别p-V图像、p-T图像、V-T图像中的等温线、等容线和等压线,能从图像上解读出状态参量和状态变化过程.依据理想气体状态方程=C,得到p=CTT,认识p-图像、V-T图像、p-T图像斜率的意义.作平行于横轴(或纵轴)的平行线,与同一坐标系内的两条p-V线(或p-线)、两条V-T线或两条p-T线交于两点,两点横坐标(或纵坐标)相同,依据纵坐标(或横坐标)关系,比较第三物理量的关系.(2)对于热力学定律与气体实验定律的综合问题,主要是会根据图像判断做功情况和内能变化情况,然后根据热力学第一定律判断吸、放热情况.做功情况看气体的体积:体积增大,气体对外做功,W为负;体积缩小,外界对气体做功,W为正.如果研究对象是理想气体,则由于理想气体没有分子势能,所以当它的内能变化时,主要体现在分子平均动能的变化上,从宏观上看就是温度发生了变化.4 xx大连二模 一定质量的理想气体,状态从ABCDA的变化过程可用如图34-6所示的p-V图线描述,其中DA为等温线,气体在状态A时温度为TA=300 K,求:(1)气体在状态C时的温度;(2)若气体在AB过程中吸热1000 J,则在AB过程中气体内能如何变化?变化了多少?图34-6式题 xx黑龙江牡丹江一中摸底 一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C,其状态变化过程的p-V图像如图34-7所示.已知该气体在状态A时的温度为27 .(1)该气体在状态B、C时的温度分别为多少摄氏度?(2)该气体从状态A到状态C的过程中是吸热还是放热?传递的热量是多少?图34-7教师详解(听课手册)第十三单元热学第32讲分子动理论内能用油膜法估测分子的大小【教材知识梳理】核心填空一、1.(1)10-10(2)10-26(3)6.0210232.(1)高(2)液体分子小高3.(1)引力斥力合力(2)减小快(3)斥力零引力二、1.温度平均动能2.间距3.动能分子势能温度体积分子的摩尔数(或分子数)三、单层分子球形思维辨析(1)()(2)()(3)()(4)()(5)()(6)()(7)()思维拓展(1)球体模型:将分子视为球体,V0=(d表示分子直径);(2)立方体模型:将分子视为立方体V0=d3(d表示分子间距).固体、液体分子体积V0=(V表示摩尔体积),但对气体V0表示一个气体分子平均占据的体积,因为气体分子之间的间隙不能忽略.【考点互动探究】考点一例11103 kg/m3解析 摩尔体积V=r3NA由密度=,解得=代入数据得=1103 kg/m3例2解析 大气压是由地球大气层的重力产生,设大气层质量为m,地球表面积为S可知mg=p0S,S=4R2大气分子数n=气体分子间距大,所以把每一个气体分子平均占据的空间认为是一个立方体模型,立方体边长即为分子间平均距离,假设为a,因为大气层的厚度远小于地球半径,所以大气层每一层的截面积都为地球的表面积S,大气层体积V=Sh=4R2h,V=na3联立解得a=考点二例3ABC解析 布朗运动是液体分子撞击悬浮微粒的不平衡引起的,间接反映了液体分子的无规则运动,选项A、B错误,E正确;气体分子的运动不是布朗运动,选项C错误;布朗运动的剧烈程度与液体的温度以及颗粒的大小有关,液体中的悬浮微粒越大,布朗运动就越不明显,选项D正确.例4BCD解析 分子Q由A运动到C的过程中,一直受引力作用,速度一直增大,动能增加,分子势能减少,在C点的分子势能最小,选项A错误,选项B正确;分子Q在C点时受到的分子力为零,故在C点时的加速度大小为零,选项C正确;分子Q由A点释放后运动到C点过程中,受到先增大后减小的引力,然后再向C点左侧运动时则受到逐渐增大的斥力,故加速度先增大后减小再增大,选项D正确;此图只能表示固、液两种状态下分子力随分子间距变化的规律,气体分子间距一般大于10r0,选项E错误.例5ABC解析 影响内能大小的因素是体积、温度、物态和分子总数,1 kg水和100 g水的质量不同,水分子总数不同,所以内能不同,故选项A错误;改变内能有做功和热传递两种方式,所以物体内能增加,不一定要从外界吸收热量,也可以是外界对物体做功,选项B错误;热量能从内能多的物体转移到内能少的物体,也能从内能少的物体转移到内能多的物体,选项C错误;在相同物态下,同一物体温度降低,分子的平均动能减小,内能减少,选项D正确;物体运动的快慢与分子运动的快慢无关,物体运动快,分子的平均动能不一定大,内能不一定大,选项E正确.变式题BCE解析 根据图像可以看出分子力的大小变化,在横轴下方的为引力,上方的为斥力,分子力做正功,分子势能减小,分子力做负功,分子势能增大,分子乙从a到b受到引力作用,从静止开始做加速运动,从b到c,仍受引力继续加速,选项A错误;从a到c,一直受引力,故一直加速,所以到c点时,速度最大,选项B正确;从a到c的过程中,分子乙受到引力作用,力的方向与运动方向一致,故分子力做正功,所以分子势能减小,选项C正确;从a到c,分子力做正功,分子势能减小,从c到d,分子力做负功,分子势能增加,选项D错误,选项E正确.考点三例6将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上解析 在步骤中,应将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上;油酸分子直径为d=,一滴纯油酸的体积为V=,油膜的面积为S=Na2,联立解得d=.变式题8.010-37.510-10解析 在围成的方格中,不足半格的舍去,多于半格的算一个,共有80个方格,故油酸薄膜的面积为S=801 cm1 cm=80 cm2=8.010-3 m2.每滴油酸酒精溶液中含有油酸的体积V=0.2% mL=610-6 cm3.油酸分子的直径为d= m=7.510-10 m.1.(多选)下列关于分子运动的说法不正确的是()A.气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数,仅与单位体积内的分子数有关B.布朗运动是液体分子的运动,它说明分子不停息地做无规则热运动C.当分子间的引力和斥力平衡时,分子势能最小D.如果气体分子总数不变,而气体温度升高,气体分子的平均动能一定增大,因此压强也一定增大E.内能不同的物体,它们分子热运动的平均动能可能相同解析 ABD气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数,除了与单位体积内的分子数有关外,还与分子的平均速率有关,选项A错误;布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动,是液体分子热运动的体现,它说明分子不停息地做无规则热运动,选项B错误;当分子间的引力和斥力平衡时,即r=r0时,分子势能最小,选项C正确;如果气体分子总数不变,而气体温度升高,气体分子的平均动能一定增大,压强不一定增大,选项D错误;根据内能的物理意义及温度是分子热运动的平均动能的标志可知,内能不同的物体,它们分子热运动的平均动能可能相同,选项E正确.2.(多选)下列说法正确的是()A.0 的冰与0 的水分子的平均动能相同B.质量相等的两个物体,温度高的内能不一定大C.分子间作用力的合力总是随分子间距离的增大而减小D.即使制冷技术不断提高,绝对零度也不能达到E.用打气筒向篮球内充气时需要用力,说明气体分子间有斥力解析 ABD温度是分子平均动能的标志,选项A正确;物体的内能与温度、体积、物质的量均有关,质量相等的两个物体,温度高的内能不一定大,选项B正确;当rr0时,分子间作用力的合力随分子间距离的增大先增大后减小,选项C错误;绝对零度永远不可能达到,选项D正确;用打气筒向篮球内充气时,气体压强增大,对活塞的压力增大,所以打气时需要用力推动活塞,选项E错误.3.(多选)xx唐山摸底 对于分子动理论和物体内能的理解,下列说法正确的是()A.温度高的物体内能不一定大,但分子平均动能一定大B.外界对物体做功,物体内能一定增加C.温度越高,布朗运动越显著D.当分子间的距离增大时,分子间作用力的合力就一直减小E.当分子间作用力表现为斥力时,分子势能随分子间距离的减小而增大解析 ACE温度高的物体分子平均动能一定大,但是内能不一定大,选项A正确;外界对物体做功,若物体向外放热,其内能不一定增加,选项B错误;温度越高,布朗运动越显著,选项C正确;当分子间的距离增大时,分子间作用力的合力可能先增大后减小,选项D错误;当分子间作用力表现为斥力时,分子势能随分子间距离的减小而增大,选项E正确.4.(多选)xx豫东、豫北名校联考 关于分子动理论的基本观点和实验依据,下列说法正确的是()A.大多数分子直径的数量级为10-10 mB.扫地时扬起的尘埃在空气中的运动不是布朗运动C.悬浮在液体中的微粒越大,布朗运动就越明显D.在液体表面分子力表现为引力E.随着分子间距离的增大,分子势能一定增大解析 ABD多数分子直径的数量级为10-10 m,选项A正确;扫地时扬起的尘埃比做布朗运动的微粒大得多,而且扬起的尘埃是空气的流动造成的,不是布朗运动,选项B正确;悬浮在液体中的微粒越大,液体分子的撞击对微粒影响越小,布朗运动就越不明显,选项C错误;液体表面分子之间距离较大,分子力表现为引力,选项D正确;分子势能变化与分子力做功有关,在平衡距离以内斥力大于引力,分子力表现为斥力,若在此范围内分子间距离增大,分子力做正功,分子势能减小;在平衡距离以外引力大于斥力,分子力表现为引力,若分子间距增大,分子力做负功,分子势能增大,选项E错误.5.xx重庆九龙坡区期中 如图所示为布朗运动实验的观测记录,关于布朗运动的实验,下列说法正确的是()A.图中记录的是分子无规则运动的情况B.图中记录的是微粒做布朗