2024高考物理一輪復(fù)習(xí)第13章熱學(xué)第1講分子動理論內(nèi)能學(xué)案新人教版

PAGE19-第13章熱學(xué)高考地位高考對本部分學(xué)問的考查主要以選擇題和計算題為主，其中計算題以氣體試驗定律的考查為主，雖然綜合性不太強(qiáng)，但學(xué)生的得分率較低，應(yīng)加以重視。分值為15分?？季V下載1.分子動理論的基本觀點和試驗依據(jù)(Ⅰ)2．阿伏加德羅常數(shù)(Ⅰ)3．氣體分子運(yùn)動速率的統(tǒng)計分布(Ⅰ)4．溫度、內(nèi)能(Ⅰ)5．固體的微觀結(jié)構(gòu)、晶體和非晶體(Ⅰ)6．液晶的微觀結(jié)構(gòu)(Ⅰ)7．液體的表面張力現(xiàn)象(Ⅰ)8．氣體試驗定律(Ⅱ)9．志向氣體(Ⅰ)10．飽和蒸汽、未飽和蒸汽和飽和蒸汽壓(Ⅰ)11．相對濕度(Ⅰ)12．熱力學(xué)第肯定律(Ⅰ)13．能量守恒定律(Ⅰ)14．熱力學(xué)其次定律(Ⅰ)15．單位制：中學(xué)物理中涉及的國際單位制的基本單位和其他單位，例如攝氏度、標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(Ⅰ)試驗：用油膜法估測分子的大小說明：1.知道國際單位制中規(guī)定的單位符號。2．要求會正確運(yùn)用溫度計。考綱解讀1.本部分考點內(nèi)容的要求基本上是Ⅰ級，即理解物理概念和物理規(guī)律的準(zhǔn)確含義，理解物理規(guī)律的適用條件，以及它們在簡潔狀況下的應(yīng)用。題型多為選擇題和填空題。2．高考熱學(xué)命題的重點內(nèi)容有：(1)分子動理論要點，分子力、分子大小、質(zhì)量、數(shù)目估算；(2)內(nèi)能的變更及變更內(nèi)能的物理過程、氣體壓強(qiáng)的確定因素以及氣體壓強(qiáng)的計算；(3)志向氣體狀態(tài)方程和用圖象表示氣體狀態(tài)的變更；(4)熱現(xiàn)象試驗與探究過程的方法。3．近兩年來熱學(xué)考題中還涌現(xiàn)出了很多對熱現(xiàn)象的自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新實力考查的新情景試題，多以科技前沿、社會熱點及與生產(chǎn)生活聯(lián)系的問題為背景來考查熱學(xué)學(xué)問在實際中的應(yīng)用。第1講分子動理論內(nèi)能主干梳理對點激活學(xué)問點分子動理論Ⅰ1．物體是由大量分子組成的(1)分子的大?、俜肿又睆剑簲?shù)量級是eq\x(01)10－10m；②分子質(zhì)量：數(shù)量級是10－26kg；③測量方法：油膜法。(2)阿伏加德羅常數(shù)1mol任何物質(zhì)所含有的粒子數(shù)，NA＝eq\x(02)6.02×1023mol－1。阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀物理量與微觀物理量的橋梁。2．分子做永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(1)擴(kuò)散現(xiàn)象①定義：eq\x(03)不同物質(zhì)能夠彼此進(jìn)入對方的現(xiàn)象。②實質(zhì)：不是外界作用引起的，也不是化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，而是由物質(zhì)分子的eq\x(04)無規(guī)則運(yùn)動產(chǎn)生的。溫度越高，擴(kuò)散現(xiàn)象越明顯。(2)布朗運(yùn)動①定義：懸浮在液體中的微粒的永不停息的eq\x(05)無規(guī)則運(yùn)動。②成因：液體分子無規(guī)則運(yùn)動，對固體微粒撞擊作用不平衡造成的。③特點：永不停息，無規(guī)則；微粒eq\x(06)越小，溫度eq\x(07)越高，布朗運(yùn)動越明顯。④結(jié)論：反映了eq\x(08)液體分子運(yùn)動的無規(guī)則性。(3)熱運(yùn)動①定義：分子永不停息的eq\x(09)無規(guī)則運(yùn)動。②特點：溫度越高，分子無規(guī)則運(yùn)動越激烈。3．分子間的相互作用力(1)引力和斥力同時存在，都隨分子間距離的增大而eq\x(10)減小，隨分子間距離的減小而eq\x(11)增大，eq\x(12)斥力比引力變更更快。(2)分子力隨分子間距離的變更圖象如圖所示。(3)分子力的特點①r＝r0時(r0的數(shù)量級為10－10m)，F(xiàn)引＝F斥，分子力F＝0；②r<r0時，F(xiàn)引<F斥，分子力F表現(xiàn)為eq\x(13)斥力；③r>r0時，F(xiàn)引>F斥，分子力F表現(xiàn)為eq\x(14)引力；④r>10r0時，F(xiàn)引、F斥都已特別微弱，可認(rèn)為分子力F＝eq\x(15)0。學(xué)問點溫度、內(nèi)能Ⅰ1．溫度一切達(dá)到eq\x(01)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＝eq\x(02)t＋273.15K。3．分子的動能(1)分子動能是eq\x(03)分子熱運(yùn)動所具有的動能；(2)平均動能是全部分子熱運(yùn)動的動能的平均值，eq\x(04)溫度是分子熱運(yùn)動的平均動能的標(biāo)記；(3)分子熱運(yùn)動的總動能是物體內(nèi)全部分子熱運(yùn)動動能的eq\x(05)總和。4．分子的勢能(1)定義：由于分子間存在著引力和斥力，所以分子具有由它們的eq\x(06)相互位置確定的能。(2)分子勢能的確定因素微觀上——確定于eq\x(07)分子間距離；宏觀上——確定于物體的eq\x(08)體積。5．物體的內(nèi)能(1)物體中全部分子的熱運(yùn)動eq\x(09)動能與eq\x(10)分子勢能的總和叫物體的內(nèi)能，內(nèi)能是狀態(tài)量。(2)對于給定的物體，其內(nèi)能大小與物體的eq\x(11)溫度和eq\x(12)體積有關(guān)。(3)物體的內(nèi)能與物體的位置凹凸、運(yùn)動速度大小無關(guān)。(4)確定內(nèi)能的因素①微觀上：分子動能、分子勢能、分子個數(shù)。②宏觀上：溫度、體積、物質(zhì)的量(摩爾數(shù))。(5)變更物體的內(nèi)能有兩種方式①做功：當(dāng)做功使物體的內(nèi)能發(fā)生變更時，外界對物體做了多少功，物體內(nèi)能就增加多少；物體對外界做了多少功，物體內(nèi)能就削減多少。②熱傳遞：當(dāng)熱傳遞使物體的內(nèi)能發(fā)生變更時，物體汲取了多少熱量，物體內(nèi)能就增加多少；物體放出了多少熱量，物體內(nèi)能就削減多少。學(xué)問點試驗：用油膜法估測分子的大小1．試驗?zāi)康?1)了解本試驗的試驗原理及所須要的器材，了解試驗的留意事項；(2)會正確測出一滴油酸酒精溶液中油酸的體積及形成油膜的面積；(3)會計算分子的大小，正確處理試驗數(shù)據(jù)。2．試驗原理如圖所示，測出一滴油酸酒精溶液在水面上形成的單分子油膜面積，將油酸分子看成球形，用d＝eq\f(V,S)計算出油膜的厚度，其中V為一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積，S為油膜面積，這個厚度d就是油酸分子的直徑。3．試驗器材清水、酒精、油酸、量筒、淺盤(邊長約30～40cm)、注射器(或滴管)、玻璃板(或有機(jī)玻璃板)、彩筆、痱子粉(或石膏粉)、坐標(biāo)紙、容量瓶(500mL)。4．試驗步驟(1)用稀酒精溶液及清水清洗淺盤，充分洗去油污、粉塵，以免給試驗帶來誤差。(2)配制油酸酒精溶液，取油酸1mL，注入500mL的容量瓶中，然后向容量瓶內(nèi)注入酒精，直到液面達(dá)到500mL刻度線為止，搖動容量瓶，使油酸充分在酒精中溶解，這樣就得到了500mL含1mL純油酸的油酸酒精溶液。(3)用注射器或滴管將油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，并登記量筒內(nèi)增加肯定體積VN時的滴數(shù)N。(4)依據(jù)V0＝eq\f(VN,N)算出每滴油酸酒精溶液的體積V0。(5)向淺盤里倒入約2cm深的水，并將痱子粉或石膏粉勻稱地撒在水面上。(6)用注射器或滴管在水面上滴一滴油酸酒精溶液。(7)待油酸薄膜的形態(tài)穩(wěn)定后，將玻璃板(或有機(jī)玻璃板)放在淺盤上，并用彩筆在玻璃板上描畫出油酸薄膜的形態(tài)。(8)將畫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S(求面積時以坐標(biāo)紙上邊長為1cm的正方形為單位，計算輪廓內(nèi)正方形的個數(shù)，不足半個的舍去，多于半個的算一個)。(9)依據(jù)油酸酒精溶液的配制比例，算出一滴溶液中純油酸的體積V，并代入公式d＝eq\f(V,S)算出油酸薄膜的厚度d。(10)重復(fù)以上試驗步驟，多測幾次油酸薄膜的厚度，求平均值，即為油酸分子的直徑大小。5．留意事項(1)油酸酒精溶液配制后不要長時間放置，以免濃度變更，產(chǎn)生誤差。(2)注射器針頭高出水面的高度應(yīng)在1cm之內(nèi)，當(dāng)針頭靠水面很近(油酸酒精溶液未滴下)時，會發(fā)覺針頭下方的粉層已被排開，這是由于針頭中酒精揮發(fā)所致，不影響試驗效果。(3)試驗之前要訓(xùn)練好滴法。(4)待測油酸面擴(kuò)散后又收縮，要在穩(wěn)定后再畫輪廓，擴(kuò)散后又收縮有兩個緣由：一是水面受油酸液滴沖擊凹陷后又復(fù)原，二是酒精揮發(fā)后液面收縮。(5)當(dāng)重做試驗時，水從淺盤的一側(cè)邊緣倒出，在這側(cè)邊緣會殘留油酸，可用少量酒精清洗，并用脫脂棉擦去，再用清水沖洗，這樣可保持淺盤的清潔。(6)從淺盤的中心加痱子粉，使粉自動擴(kuò)散至勻稱，這是由以下兩種因素所致：第一，加粉后水的表面張力系數(shù)變小，水將粉粒拉開；其次，粉粒之間的排斥。這樣做比粉撒在水面上的試驗效果好。(7)本試驗只要求估算分子大小，試驗結(jié)果數(shù)量級符合要求即可。(8)試驗中所用的油酸及酒精都應(yīng)取較純藥品，否則會影響結(jié)果。另外，試驗中全部的容器必需干凈，不能有油污。(9)計算時留意單位和數(shù)量級，以及有效數(shù)字要求，細(xì)心求解、計算。一堵點疏通1．只要知道氣體的體積和阿伏加德羅常數(shù)，就可以算出分子的體積。()2．?dāng)U散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動的猛烈程度都與溫度有關(guān)，所以擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動也叫做熱運(yùn)動。()3．相同質(zhì)量和相同溫度的氫氣和氧氣，氫氣的內(nèi)能大，氧氣分子的平均動能大，氫氣分子的平均速率大。()4．在陽光照耀下的教室里，眼睛干脆看到的空氣中塵埃的運(yùn)動屬于布朗運(yùn)動。()5．分子力隨分子間距離的變更而變更，當(dāng)r>r0時，隨著距離的增大，分子間的引力和斥力都增大，但引力比斥力增大的快，故分子力表現(xiàn)為引力。()6．分子的動能與分子的勢能的和叫做這個分子的內(nèi)能。()7．“用油膜法估測分子的大小”試驗中油酸分子直徑等于一滴混合溶液中純油酸的體積除以相應(yīng)油酸膜的面積。()8．分子力減小時，分子勢能也肯定減小。()9．物體的機(jī)械能減小時，內(nèi)能不肯定減小。()10．內(nèi)能相同的物體，它們的分子平均動能肯定相同。()答案1.×2.×3.×4.×5.×6.×7.√8.×9.√10.×二對點激活1．(人教版選修3－3·P7·T2改編)(多選)以下關(guān)于布朗運(yùn)動的說法錯誤的是()A．布朗運(yùn)動就是分子的無規(guī)則運(yùn)動B．布朗運(yùn)動證明，組成固體小顆粒的分子在做無規(guī)則運(yùn)動C．一鍋水中撒一點胡椒粉，加熱時發(fā)覺水中的胡椒粉在翻滾，這說明溫度越高布朗運(yùn)動越激烈D．在顯微鏡下可以視察到煤油中小?；覊m的布朗運(yùn)動，這說明煤油分子在做無規(guī)則運(yùn)動E．?dāng)U散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動都證明分子在做永不停息的無規(guī)則運(yùn)動答案ABC解析布朗運(yùn)動反映了液體分子的無規(guī)則運(yùn)動，它是固體顆粒的運(yùn)動，不屬于分子運(yùn)動，故A、B錯誤；胡椒粉的運(yùn)動不是布朗運(yùn)動，故C錯誤，正確的只有D、E。2．(多選)對內(nèi)能的理解，下列說法正確的是()A．物體的質(zhì)量越大，物體的內(nèi)能越大B．物體的溫度越高，物體的內(nèi)能越大C．同一個物體，內(nèi)能的大小與物體的體積和溫度有關(guān)D．對物體做功，物體的內(nèi)能可能減小E．物體放出了熱量，物體的內(nèi)能可能不變答案CDE解析物體的內(nèi)能是物體內(nèi)全部分子的分子動能和分子勢能的總和，與物體的溫度、體積、分子總數(shù)(即物質(zhì)的量)均有關(guān)，故A、B錯誤，C正確；做功和熱傳遞都能變更物體的內(nèi)能，對物體做功，物體同時對外放熱，物體的內(nèi)能可能減小，D正確；物體放出了熱量，同時對物體做功，物體的內(nèi)能可能不變，E正確。3.(人教版選修3－3·P9·T4)如圖所示，把一塊洗凈的玻璃板吊在橡皮筋的下端，使玻璃板水平地接觸水面。假如你想使玻璃板離開水面，向上拉橡皮筋的力必需大于玻璃板的重量。請說明為什么。答案因為玻璃板和水的分子間分子引力大于斥力。4.(人教版選修3－3·P4·T2)在做“用油膜法估測分子的大小”試驗時，每104mL油酸酒精溶液中有純油酸6mL。用注射器測得75滴這樣的溶液為1mL。把1滴這樣的溶液滴入盛水的淺盤里，把玻璃板蓋在淺盤上并描畫出油酸膜輪廓，如圖所示。圖中正方形小方格的邊長為1cm。(1)1滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是多少？(2)油酸膜的面積是多少？(3)按以上數(shù)據(jù)，估算油酸分子的大小。答案(1)8×10－6mL(2)114cm2(3)7×10－10m解析(1)1滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積V＝eq\f(1mL,75)×eq\f(6mL,104mL)＝8×10－6mL。(2)數(shù)出圖中輪廊內(nèi)的方格數(shù)，面積大于半格的算一個，少于半格的不計，共114個方格，每個方格面積為1cm2，故油酸膜的面積為S＝114cm2。(3)單分子油酸膜的厚度等于油酸分子的直徑：d＝eq\f(V,S)≈7×10－8cm＝7×10－10m。5．(人教版選修3－3·P4·T3)把銅分子看成球形，試估算銅分子的直徑。已知銅的密度為8.9×103kg/m3，銅的摩爾質(zhì)量為6.4×10－2kg/mol。答案2.84×10－10m解析銅的摩爾體積V＝eq\f(M,ρ)，一個銅原子的體積V0＝eq\f(V,NA)V0＝eq\f(πd3,6)聯(lián)立得d＝eq\r(3,\f(6M,ρπNA))＝2.84×10－10m?？键c細(xì)研悟法培優(yōu)考點1微觀量的估算1.分子模型物質(zhì)有固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)三種狀態(tài)，不同物態(tài)下應(yīng)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，如圖所示。分子間距等于小球的直徑或立方體的棱長，所以d＝eq\r(3,\f(6V,π))(球體模型)或d＝eq\r(3,V)(立方體模型)。(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，所以計算的一般是每個分子所占據(jù)的平均空間大小。如圖所示，將每個分子占據(jù)的空間視為棱長為d的立方體，所以d＝eq\r(3,V)。2．微觀量：分子體積V0、分子直徑d、分子質(zhì)量m。3．宏觀量：物體體積V、摩爾體積Vmol、物體的質(zhì)量M、摩爾質(zhì)量Mmol、物體的密度ρ。4．微觀量與宏觀量的關(guān)系(1)分子的質(zhì)量：m＝eq\f(Mmol,NA)＝eq\f(ρVmol,NA)。(2)分子的體積(或占據(jù)的空間)：V0＝eq\f(Vmol,NA)＝eq\f(Mmol,ρNA)對固體和液體，V0表示分子的體積；對氣體，V0表示分子占據(jù)的空間。(3)物體所含的分子數(shù)：N＝eq\f(V,Vmol)·NA＝eq\f(M,ρVmol)·NA，或N＝eq\f(M,Mmol)·NA＝eq\f(\a\vs4\al(ρV),Mmol)·NA。例1(多選)鉆石是首飾和高強(qiáng)度鉆頭、刻刀等工具中的主要材料，設(shè)鉆石的密度為ρ(單位為kg/m3)，摩爾質(zhì)量為M(單位為g/mol)，阿伏加德羅常數(shù)為NA。已知1克拉＝0.2克，則()A．a(chǎn)克拉鉆石所含有的分子數(shù)為eq\f(0.2aNA,M)B．a(chǎn)克拉鉆石所含有的分子數(shù)為eq\f(aNA,M)C．每個鉆石分子直徑的表達(dá)式為eq\r(3,\f(6M×10－3,NAρπ))(單位為m)D．每個鉆石分子直徑的表達(dá)式為eq\r(\f(6M,NAρπ))(單位為m)E．每個鉆石分子的質(zhì)量為eq\f(M,NA)(單位為g)(1)求解每個鉆石分子直徑表達(dá)式時，把鉆石分子看成哪種模型？提示：球體模型。(2)a克拉鉆石的物質(zhì)的量如何求？提示：eq\f(0.2a,M)。嘗試解答選ACE。a克拉鉆石物質(zhì)的量(摩爾數(shù))為n＝eq\f(0.2a,M)，所含分子數(shù)為N＝nNA＝eq\f(0.2aNA,M)，A正確，B錯誤；鉆石的摩爾體積V＝eq\f(M×10－3,ρ)(單位為m3/mol)，每個鉆石分子體積為V0＝eq\f(V,NA)＝eq\f(M×10－3,NAρ)，設(shè)鉆石分子直徑為d，則V0＝eq\f(4,3)π·eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2)))3，聯(lián)立解得d＝eq\r(3,\f(6M×10－3,NAρπ))(單位為m)，C正確，D錯誤；依據(jù)阿伏加德羅常數(shù)的意義知，每個鉆石分子的質(zhì)量m＝eq\f(M,NA)(單位為g)，E正確。微觀量的求解方法(1)分子的大小、分子體積、分子質(zhì)量屬微觀量，干脆測量它們的數(shù)值特別困難，可以借助較易測量的宏觀量結(jié)合摩爾體積、摩爾質(zhì)量等來估算這些微觀量，其中阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀量和微觀量的橋梁和紐帶。(2)建立合適的物理模型，通常把固體、液體分子模擬為球形或立方體形，如上例中將鉆石分子看成球形；對于氣體分子所占據(jù)的空間則可建立為立方體模型。[變式1－1](2024·江蘇省四星級中學(xué)一調(diào)聯(lián)考)某氣體的摩爾質(zhì)量為M，摩爾體積為V，密度為ρ，每個分子的質(zhì)量和體積分別為m和V0。則阿伏加徳羅常數(shù)NA可表示為________或________。答案eq\f(M,m)eq\f(ρV,m)解析摩爾質(zhì)量M除以每個分子的質(zhì)量m為NA，即NA＝eq\f(M,m)。氣體摩爾體積為V，密度為ρ，則摩爾質(zhì)量為M＝ρV，所以：NA＝eq\f(M,m)＝eq\f(ρV,m)。氣體摩爾體積除以阿伏加徳羅常數(shù)等于一個氣體分子平均占據(jù)的空間體積，不等于氣體分子體積。[變式1－2](2024·通州、海門、啟東高三上學(xué)期期末三縣聯(lián)考)某一體積為V的密封容器，充入密度為ρ、摩爾質(zhì)量為M的志向氣體，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則該容器中氣體分子的總個數(shù)N＝________?，F(xiàn)將這部分氣體壓縮成液體，體積變?yōu)閂0，此時分子間的平均距離d＝________。(將液體分子視為立方體模型)答案eq\f(ρVNA,M)eq\r(3,\f(V0M,ρVNA))解析氣體的質(zhì)量為：m＝ρV氣體分子的總個數(shù)：N＝nNA＝eq\f(m,M)NA＝eq\f(ρV,M)NA；每個液體分子的體積為V1＝eq\f(V0,N)＝eq\f(V0M,ρVNA)所以此時分子間的平均距離d＝eq\r(3,\f(V0M,ρVNA))?？键c2擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動與分子熱運(yùn)動1.擴(kuò)散現(xiàn)象：相互接觸的物體分子彼此進(jìn)入對方的現(xiàn)象。產(chǎn)生緣由：分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動。2．布朗運(yùn)動(1)探討對象：懸浮在液體或氣體中的小顆粒。(2)運(yùn)動特點：無規(guī)則、永不停息。(3)相關(guān)因素：顆粒大小、溫度。(4)物理意義：說明液體或氣體分子永不停息地做無規(guī)則的熱運(yùn)動。3．?dāng)U散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動與熱運(yùn)動的比較現(xiàn)象擴(kuò)散現(xiàn)象布朗運(yùn)動熱運(yùn)動活動主體分子微小固體顆粒分子區(qū)分分子的運(yùn)動，發(fā)生在固體、液體、氣體任何兩種物質(zhì)之間比分子大得多的微粒的運(yùn)動，只能在液體、氣體中發(fā)生分子的運(yùn)動，不能通過光學(xué)顯微鏡干脆視察到共同點①都是無規(guī)則運(yùn)動；②都隨溫度的上升而更加激烈聯(lián)系擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動都反映分子做無規(guī)則的熱運(yùn)動例2(2024·北京豐臺二模)關(guān)于布朗運(yùn)動，下列說法中正確的是()A．布朗運(yùn)動反映了花粉顆粒內(nèi)部分子的無規(guī)則運(yùn)動B．懸浮在水中的花粉顆粒越大，布朗運(yùn)動就越明顯C．溫度上升，布朗運(yùn)動和分子熱運(yùn)動都會變得猛烈D．布朗運(yùn)動是由于液體各個部分的溫度不同引起的(1)布朗運(yùn)動是花粉顆粒內(nèi)部分子的無規(guī)則運(yùn)動嗎？提示：不是。(2)布朗運(yùn)動的產(chǎn)生緣由是什么？提示：液體分子對花粉顆粒撞擊的不平衡性。嘗試解答選C。布朗運(yùn)動是花粉顆粒的無規(guī)則運(yùn)動，反映了液體分子的無規(guī)則運(yùn)動，A錯誤；懸浮在水中的花粉顆粒越小，布朗運(yùn)動就越明顯，B錯誤；溫度上升，布朗運(yùn)動和分子熱運(yùn)動都會變得猛烈，C正確；布朗運(yùn)動是由于液體分子對懸浮在液體中的花粉顆粒的撞擊不平衡引起的，D錯誤。幾點易錯提示(1)布朗運(yùn)動不是熱運(yùn)動。(2)布朗運(yùn)動肉眼看不見。(3)固體顆粒不是固體分子，是由大量分子組成的。[變式2－1](2024·全國卷Ⅱ)(多選)關(guān)于擴(kuò)散現(xiàn)象，下列說法正確的是()A．溫度越高，擴(kuò)散進(jìn)行得越快B．?dāng)U散現(xiàn)象是不同物質(zhì)間的一種化學(xué)反應(yīng)C．?dāng)U散現(xiàn)象是由物質(zhì)分子無規(guī)則運(yùn)動產(chǎn)生的D．?dāng)U散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生E．液體中的擴(kuò)散現(xiàn)象是由液體的對流形成的答案ACD解析溫度越高，分子的熱運(yùn)動越猛烈，擴(kuò)散進(jìn)行得越快，A、C正確；擴(kuò)散現(xiàn)象是一種物理現(xiàn)象，不是化學(xué)反應(yīng)，B錯誤；擴(kuò)散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生，D正確；液體中的擴(kuò)散現(xiàn)象是由于液體分子的無規(guī)則運(yùn)動而產(chǎn)生的，E錯誤。[變式2－2](2024·江蘇高考)下圖甲和乙是某同學(xué)從資料中查到的兩張記錄水中炭粒運(yùn)動位置連線的圖片，記錄炭粒位置的時間間隔均為30s，兩方格紙每格表示的長度相同。比較兩張圖片可知：若水溫相同，________(選填“甲”或“乙”)中炭粒的顆粒較大；若炭粒大小相同，________(選填“甲”或“乙”)中水分子的熱運(yùn)動較猛烈。答案甲乙解析由題圖可看出，圖乙中炭粒無規(guī)則運(yùn)動更明顯，表明甲圖中炭粒更大或水分子的熱運(yùn)動不如乙圖中猛烈。考點3分子力、分子勢能與內(nèi)能1.分子力與分子勢能的比較名稱項目分子間的相互作用力F分子勢能Ep與分子間距的關(guān)系圖線隨分子間距的變更狀況r<r0F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)為斥力r增大，斥力做正功，分子勢能削減r減小，斥力做負(fù)功，分子勢能增加r0<r<10r0F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，分子勢能增加r減小，引力做正功，分子勢能削減r＝r0F引＝F斥，F(xiàn)＝0分子勢能最小，但不為零r>10r0(10－9m)F引和F斥都已特別微弱，可以認(rèn)為分子間沒有相互作用力分子勢能為零2．物體的內(nèi)能與機(jī)械能的比較名稱比較內(nèi)能機(jī)械能定義物體中全部分子熱運(yùn)動動能與分子勢能的總和物體的動能、重力勢能和彈性勢能的統(tǒng)稱確定因素與物體的溫度、體積、物態(tài)和分子數(shù)有關(guān)跟宏觀運(yùn)動狀態(tài)、參考系和零勢能點的選取有關(guān)量值任何物體都有內(nèi)能可以為零測量無法測量可測量本質(zhì)微觀分子的運(yùn)動和相互作用的結(jié)果宏觀物體的運(yùn)動和相互作用的結(jié)果運(yùn)動形式熱運(yùn)動機(jī)械運(yùn)動聯(lián)系在肯定條件下可以相互轉(zhuǎn)化，能的總量守恒3．溫度、內(nèi)能、熱量、功的比較概念溫度內(nèi)能(熱能)熱量功含義表示物體的冷熱程度，是物體分子平均動能大小的標(biāo)記，它是大量分子熱運(yùn)動的集體表現(xiàn)，對個別分子來說，溫度沒有意義物體內(nèi)全部分子動能和勢能的總和，它是由大量分子的熱運(yùn)動和分子的相互位置所確定的能是熱傳遞過程中內(nèi)能的變更量，熱量是用來量度熱傳遞過程中內(nèi)能轉(zhuǎn)移的多少做功過程是機(jī)械能或其他形式的能和內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化過程聯(lián)系溫度和內(nèi)能是狀態(tài)量，熱量和功則是過程量。熱傳遞的前提條件是存在溫差，傳遞的是熱量而不是溫度，實質(zhì)上是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移例3(2024·陜西二模)(多選)如圖所示是分子間作用力跟分子距離的關(guān)系。下列關(guān)于分子動理論有關(guān)說法正確的是()A．分子間距離為r0時，分子間既有斥力作用，也有引力作用B．分子間距離為r0時，分子間勢能最小C．物體中的分子勢能總和與物體體積大小有關(guān)D．物質(zhì)間的擴(kuò)散主要是分子間斥力作用的結(jié)果E．物體具有內(nèi)能是分子間作用力的宏觀表現(xiàn)(1)分子間距離為r0時，分子力表現(xiàn)為零，是指分子間引力和斥力都為零嗎？提示：不是，是指分子間引力等于斥力，分子力表現(xiàn)為零。(2)分子勢能的變更與分子力做功有什么關(guān)系？提示：分子力做正功，分子勢能減小；分子力做負(fù)功，分子勢能增大。嘗試解答選ABC。分子間同時存在引力和斥力，分子間距離為r0時，分子間的斥力等于引力，故A正確；當(dāng)r＞r0時分子力表現(xiàn)為引力，分子距離增大，分子力做負(fù)功，分子勢能增大，當(dāng)r＜r0時分子力表現(xiàn)為斥力，分子距離減小，分子力做負(fù)功，分子勢能增大，故當(dāng)r＝r0時分子勢能最小，故B正確；分子勢能與分子間距有關(guān)，所以物體中分子勢能總和跟物體的體積大小有關(guān)，故C正確；物質(zhì)間的擴(kuò)散主要是分子在不停地做無規(guī)則運(yùn)動的結(jié)果，故D錯誤；屬于分子間作用力的宏觀表現(xiàn)的是：固體或液體很難被壓縮說明分子斥力的存在，固體或液體有肯定的體積說明分子引力的存在，故E錯誤。推斷分子勢能變更的三種方法方法一：依據(jù)分子力做功推斷。分子力做正功，分子勢能減小；分子力做負(fù)功，分子勢能增加。方法二：利用分子勢能與分子間距離的關(guān)系圖線推斷。如圖所示。方法三：與彈簧類比。彈簧處于原長時(r＝r0)彈性勢能最小，在此基礎(chǔ)上：r↑，Ep↑；r↓，Ep↑。[變式3](多選)甲分子固定在坐標(biāo)原點O，只在兩分子間的作用力作用下，乙分子沿x軸方向運(yùn)動，兩分子間的分子勢能Ep與兩分子間距離x的變更關(guān)系如圖所示，設(shè)乙分子在移動過程中所具有的總能量為0，則下列說法正確的是()A．乙分子在P點時加速度為0B．乙分子在Q點時分子勢能最小C．乙分子在Q點時處于平衡狀態(tài)D．乙分子在P點時動能最大E．乙分子在P點時，分子間引力和斥力相等答案ADE解析由題圖可知，乙分子在P點時分子勢能最小，此時乙分子受力平衡，甲、乙兩分子間引力和斥力相等，乙分子所受合力為0，加速度為0，A、E正確；乙分子在Q點時分子勢能為0，大于乙分子在P點時的分子勢能，B錯誤；乙分子在Q點時與甲分子間的距離小于平衡距離，分子引力小于分子斥力，合力表現(xiàn)為斥力，所以乙分子在Q點時合力不為0，故不處于平衡狀態(tài)，C錯誤；乙分子在P點時，其分子勢能最小，由能量守恒可知此時乙分子動能最大，D正確?？键c4用油膜法估測分子的大小用油膜法估測分子的大小是將分子看成球形模型，將微觀量測量轉(zhuǎn)化為宏觀量測量，要精確測出一滴油酸酒精溶液中的純油酸體積，以及該體積油酸在水面上形成的油酸薄膜的面積。誤差分析產(chǎn)生緣由減小方法偶然誤差：(1)油酸酒精溶液配制后長時間放置，溶液的濃度變更，會給試驗帶來較大誤差(2)利用小格子數(shù)計算油膜輪廓面積時，輪廓的不規(guī)則性簡潔帶來計算誤差(3)測量量筒內(nèi)溶液增加1mL的滴數(shù)時，體積觀測不精確會帶來誤差(4)油膜輪廓的畫線不準(zhǔn)會帶來誤差(1)為減小濃度的變更，可將配好的溶液密封(2)計算輪廓范圍內(nèi)小格子個數(shù)時，不足半個格子的舍去，大于等于半個格子的算一個。方格邊長的單位越小，計算出的面積越精確(3)選用內(nèi)徑小的量筒，讀數(shù)時平視(4)畫圖時圖線輪廓邊緣清楚系統(tǒng)誤差：將油酸分子看成球形且緊密排列，忽視了分子間隙—例4利用油膜法估測油酸分子的大小，試驗器材有：濃度為0.05%(體積分?jǐn)?shù))的油酸酒精溶液、最小刻度為0.1mL的量筒、盛有適量清水的規(guī)格為30cm×40cm的淺盤、痱子粉、橡皮頭滴管、玻璃板、彩筆、坐標(biāo)紙。(1)下面是試驗步驟，請?zhí)顚懰钡牟襟EC。A．用滴管將濃度為0.05%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，登記滴入1mL油酸酒精溶液時的滴數(shù)N；B．將痱子粉勻稱地撒在淺盤內(nèi)的水面上，用滴管吸取濃度為0.05%的油酸酒精溶液，從靠近水面處向淺盤中心一滴一滴地滴入油酸酒精溶液，直到穩(wěn)定時油酸薄膜有足夠大的面積且不與器壁接觸為止，登記滴入的滴數(shù)n；C．____________________________________________________________；D．將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，以坐標(biāo)紙上邊長為1cm的正方形為單位，計算輪廓內(nèi)正方形的個數(shù)，算出油酸薄膜的面積S。(2)用已給的和測得的物理量表示單個油酸分子的大小________(單位：cm)。(1)如何計算出一滴純油酸的體積？提示：V0＝eq\f(V,N)，N為滴入1mL油酸酒精溶液時的滴數(shù)，V為1mL油酸酒精溶液中含有純油酸的體積。(2)怎樣計算油酸分子的直徑？提示：用純油酸的體積除以油酸膜的面積。嘗試解答(1)待薄膜輪廓穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆將油酸薄膜的輪廓畫在玻璃板上(2)eq\f(n×0.05%,NS)。(1)待薄膜輪廓穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆將油酸薄膜的輪廓畫在玻璃板上。(2)每滴油酸酒精溶液的體積為eq\f(1,N)cm3n滴油酸酒精溶液所含純油酸的體積為V＝eq\f(n,N)×0.05%cm3所以單個油酸分子的直徑大小d＝eq\f(V,S)＝eq\f(n×0.05%,NS)。油膜法估測分子大小的思路(1)理解分子模型，理解油酸分子在水面上形成的薄膜厚度即分子直徑。(2)明確溶質(zhì)和溶劑的體積濃度關(guān)系，正確求出純油酸體積V。(3)精確數(shù)出輪廓內(nèi)正方形個數(shù)，計算出油膜的面積S。(4)利用d＝eq\f(V,S)求得分子直徑。[變式4－1](2024·石家莊二模)在“用油膜法估測分子大小”的試驗中，將1mL的油酸加入酒精中配制成1000mL的油酸酒精溶液，通過注射器測得80滴這樣的溶液為1mL，取1滴溶液滴在撒有痱子粉的淺水槽中，待油膜界面穩(wěn)定后，測得油膜面積為253cm2。(1)估算油酸分子的直徑d＝________m(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)。(2)將上述油酸酒精溶液置于一個敞口容器中放置一段時間，再運(yùn)用該溶液進(jìn)行試驗會導(dǎo)致分子直徑的測量結(jié)果________(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。答案(1)5×10－10(2)偏大解析(1)測得油膜面積為：S＝253cm2＝2.53×10－2m2，每一滴油酸酒精溶液含有純油酸的體積為：V＝eq\f(1,1000)×eq\f(1,80)mL＝1.25×10－11m3油酸分子的直徑為：d＝eq\f(V,S)＝eq\f(1.25×10－11,2.53×10－2)m≈5×10－10m。(2)將油酸酒精溶液置于一個敞口容器中放置一段時間，酒精揮發(fā)，導(dǎo)致油酸酒精溶液中油酸的濃度增大，因此一滴油酸酒精溶液中油酸的體積計算值偏大，測得的分子直徑偏大。[變式4－2]油酸酒精溶液的濃度為每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.6mL，現(xiàn)用滴管向量筒內(nèi)滴加50滴上述溶液，量筒中的溶液體積增加了1mL，若把一滴這樣的油酸酒精溶液滴入足夠大盛水的淺盤中，由于酒精溶于水，油酸在水面綻開，穩(wěn)定后形成的油膜的形態(tài)如圖所示，若每一小方格邊長為25mm，試問：(1)這種估測方法是將每個油酸分子視為________模型，讓油酸盡可能地在水面上散開，則形成的油膜可視為________油膜，這層油膜的厚度可視為油酸分子的________。圖中油酸膜的面積為________m2；每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是________m3；依據(jù)上述數(shù)據(jù)，估測出油酸分子的直徑是________m。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(2)某同學(xué)在試驗過程中，在距水面約2cm的位置將一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜，試驗時視察到，油膜的面積會先擴(kuò)張后又收縮了一些，這是為什么呢？請寫出你分析的緣由：_______________________________________________________________________________________________________。答案(1)球體'單分子'直徑4.4×10－21.2×10－112.7×10－10(2)①水面受到落下油滴的沖擊，先陷下后又復(fù)原水平，因此油膜的面積擴(kuò)張；②油酸酒精溶液中的酒精揮發(fā)，使液面收縮解析(1)油膜面積約占70小格，面積約為S＝70×25×25×10－6m2≈4.4×10－2m2，一滴油酸酒精溶液含有純油酸的體積為V＝eq\f(1,50)×eq\f(0.6,1000)×10－6m3＝1.2×10－11m3，油酸分子的直徑約等于油膜的厚度d＝eq\f(V,S)＝eq\f(1.2×10－11,4.4×10－2)m≈2.7×10－10m。(2)見答案。高考模擬隨堂集訓(xùn)1．(2024·江蘇高考)(多選)在沒有外界影響的狀況下，密閉容器內(nèi)的志向氣體靜置足夠長時間后，該氣體()A．分子的無規(guī)則運(yùn)動停息下來B．每個分子的速度大小均相等C．分子的平均動能保持不變D．分子的密集程度保持不變答案CD解析分子的無規(guī)則運(yùn)動則為分子的熱運(yùn)動，由分子動理論可知，分子熱運(yùn)動不行能停止，故A錯誤；密閉容器內(nèi)的志向氣體，溫度不變，所以分子平均動能不變，但并不是每個分子的動能都相等，故B錯誤，C正確；由于沒有外界影響且容器密閉，所以分子的密集程度不變，故D正確。2．(2024·全國卷Ⅱ)(多選)對于實際的氣體，下列說法正確的是()A．氣體的內(nèi)能包括氣體分子的重力勢能B．氣體的內(nèi)能包括分子之間相互作用的勢能C．氣體的內(nèi)能包括氣體整體運(yùn)動的動能D．氣體體積變更時，其內(nèi)能可能不變E．氣體的內(nèi)能包