高中物理分子动理论气体与热力学定律专题讲练.pdf

优秀学习资料欢迎下载分子动理论气体与热力学定律专题讲练一、考纲要求六.分子动理论、热和功、气体内容要求说明42物质是由大量分子组成的阿伏伽德罗常数分子的热运动.布朗运动.分子间的相互作用力43分子热运动的动能温度是物体的热运动平均动能的标志物体分子间的相互作用势能物体的内能44做功和热传递是改变物体内能的两种方式热量能量守恒定律45热力学第一定律46热力学第二定律47永动机不可能48绝对零度不可达到49能源的开发和利用能源的利用与环境保护50气体的状态和状态参量热力学温度51气体的体积、温度、压强之间的关系52气体分子运动的特点53气体压强的微观意义全部是 级 内容热学部分在高考理综中仅仅以一道选择题的形式出现，分值：分知识要点是分子动理论、内能、热力学三定律及能量守恒定律和气体的性质二、典例分类评析1、分子的两种模型及宏观量、微观量的计算（1）分子的两种模型球体模型：常用于固体、液体分子V=1/6d3立方体模型：常用于气体分子V=d3 （2）宏观量、微观量的计算在此所指的微观量为: 分子体积0V，分子的直径d，分子的质量0m宏观物理量为：物质的体积V、摩尔体积molV、物质的质量m 、摩尔质量M 、物质的密度。

阿伏加德罗常数是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁由宏观量去计算微观量，或由微观量去计算宏观量，都要通过阿伏加德罗常数建立联系所以说阿伏加德罗常数是联系宏观量与微观量的桥梁计算分子的质量：0molAAVMmNN计算分子的体积：0molAAVMVNN，进而还可以估算分子的直径( 线度 ) d，把分子看成小精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 13 页 - - - - - - - - - - 精品学习资料 - - -p d f 精品资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料欢迎下载球，由30432dV，得036Vd（注意：此式子对固体、液体成立）计算物质所含的分子数：AAAmolmVVnNNNMVM例 1、下列可算出阿伏加德罗常数的一组数据是（）A水的密度和水的摩尔质量B水的摩尔质量和水分子的体积C水分子的体积和水分子的质量D水分子的质量和水的摩尔质量例 2、只要知道下列哪一组物理量，就可以估算出气体中分子间的平均距离（）A.阿伏加德罗常数，气体摩尔质量和质量B阿伏加德罗常数，气体摩尔质量和密度C阿伏加德罗常数，气体质量和体积D该气体的密度、体积和摩尔质量例 3、某固体物质的摩尔质量为M，密度为，阿伏加德罗常数为AN，则每个分子的质量和单位体积内所含的分子数分别是（）AANM、ANM BAMN、AMN CANM、AMN DAMN、ANM例 4、若以表示水的， 表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，为表示在标准状态下水蒸气的密度， NA为阿伏加德罗常数，m、分别表示每个水分子的质量和体积，下面是四个关系式中正确的是（）A NA = m B = AN C m = AND= AN例 5、已知地球半径约为6.4106 m，空气的摩尔质量约为2910-3 kg/mol, 一个标准大气压约为1.0105 Pa.利用以上数据可估算出地球表面大气在标准状况下的体积为（）A.41016 m3B.41018 m3C. 41030 m3D. 41022 m32、分子热运动和布朗运动(1) 布朗运动布朗运动是指悬浮小颗粒的运动，布朗运动不是一个单一的分子的运动单个分子是看不见的，悬浮小颗粒是千万个分子组成的粒子，形成布朗运动的原因是悬浮小颗粒受到周围液体、气体分子紊乱的碰撞和来自各个方向碰撞效果的不平衡，因此，布朗运动不是分子运动，但它间接证明了周围液体、气体分子在永不停息地做无规则运动，布朗运动与扩散现象是不同的现象布朗运动是悬浮在液体中的微粒所做的无规则运动其运动的激烈程度与微粒的大小和液体的温度有关扩散现象是两种不同物质在接触时，没有受到外力影响。

而能彼此进到对方里去的现象气、液、固体都有扩散现象，扩散快慢除和温度有关外，还和物体的密度差、溶液的浓度有关物体的密度差( 或浓度差 ) 越大，温度越高，扩散进行的越快布朗运动的激烈程度与微粒的大小和液体的温度有关颗粒越小， 布朗运动越明显； 温度越高，精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 13 页 - - - - - - - - - - 精品学习资料 - - -p d f 精品资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料欢迎下载布朗运动越明显2）分子热运动物理上把分子的无规则运动叫热运动，因为分子的运动与温度有关，温度越高， 分子运动的越剧烈例 1、在显微镜下观察布朗运动时，布朗运动的激烈程度( ) A. 与悬浮颗粒大小有关，微粒越小，布朗运动越激烈B与悬浮颗粒中的分子大小有关，分子越小，布朗运动越激烈C与温度有关，温度越高布朗运动越激烈D与观察的时间长短有关，观察时间越长布朗运动越趋于平缓例 2、如图是观察记录做布朗运动的一个微粒的运动路线。

从微粒在A 点开始记录，每隔30 秒记录下微粒的一个位置，得到B、C、D、E、F、G 等点，则微粒在75 秒末时的位置( ) A一定在CD 连线的中点B一定不在CD 连线的中点C可能在CD 连线上，但不一定在CD 连线的中点D可能在CD 连线以外的某点例 3、关于布朗运动的激烈程度，下列说法正确的是（）A固体微粒越小，布朗运动越显著 B 液体的温度越高，布朗运动越显著 C 与固体微粒相碰撞的液体分子数目越多，布朗运动越显著 D 与固体微粒相碰撞的液体分子数目越少，布朗运动越显著例 4、用显微镜观察液体中的布朗运动，实验记录如图所示，下列说法中正确的是( ) A、图中记录的是小颗粒分子做无规则运动的轨迹B、图中记录的是小颗粒做布朗运动的轨迹C、图中记录的是小颗粒运动的位置连线D、实验中可以看到，微粒越小，布朗运动越不明显E、实验中可以看到，温度越高，布朗运动越剧烈3、分子之间的相互作用力和分子势能（1）分子之间的作用力分子间引力和斥力的大小跟分子间距离的关系 由 于分子间同时存在引力和斥力，两种力的合力又叫做分子力分子间距离当rr0时，分子间引力精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 13 页 - - - - - - - - - - 精品学习资料 - - -p d f 精品资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料欢迎下载和斥力都随距离减小而增大，但斥力增加得更快，因此分子间作用力表现为斥力。

当r r0时，引力和斥力都随距离的增大而减小，但是斥力减小的更快，因而分子间的作用力表现为引力，但它也随距离增大而迅速减小，当分子距离的数量级大于10-9m 时，分子间的作用力变得十分微弱，可以忽略不计了2）分子势能分子势能与分子之间间距的关系分子间距离以r0为数值基准， r 不论减小或增大，分子势能都增大所以说，分子在平衡位置处是分子势能最低点如果分子间距离是无限远时，取分子势能为零值，分子间距离从无限远逐渐减少至r0以前过程，分子间的作用力表现为引力，而且距离减少，分子引力做正功，分子势能不断减小，其数值将比零还小为负值当分子间距离到达r0以后再减小，分子作用力表现为斥力，在分子间距离减小过程中，克服斥力做功，使分子势能增大其数值将从负值逐渐变大至零，甚至为正值分子势能随分子间距离r 的变化情况可以在上图的图象中表现出来从图中看到分子间距离在r0处，分子势能最小例 1、有甲、乙两个分子，甲分子固定不动，乙分子由无穷远处逐渐向甲靠近，直到不再靠近为止，在这整个过程中（）A分子力总对乙做正功B乙总是克服分子力做功C先是分子力对乙做正功，然后乙克服分子力做功D乙先克服分子力做功，然后分子力对乙做正功例 2、以下关于分子力的说法，正确的是( ) A. 分子间既有引力作用又有斥力作用B. 温度和质量都相同的水和水蒸气具有相同的分子势能C. 当两分子间的距离大于平衡位置的间距r0时，分子间的距离越大，分子势能越小D. 气体分子的平均动能越大，其压强一定越大例 3、设物质分子间的距离为r0时，分子间的引力和斥力大小相等，则以下关于分子势能的说法中正确的是（）A分子间距越大，分子势能越大，分子间距越小，分子势能越小B分子间距越大，分子势能越小，分子间距越小，分子势能越大C当分子距离为r0时，分子具有最大势能。

距离增大或减小，分子势能都变小D当分子间距离为r0时，分子具有最小势能，距离增大或减小，分子势能都增大例 4、甲、乙两分子间作用力与距离的关系图象如图所示，现把甲分子固定在坐标原点O，乙分子从r轴上的3r处由静止释放， 则乙分子（）A.从3r到1r一直加速B.从3r到2r加速，从2r到1r减速r引力2rrf1rr斥力分子力O 精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 13 页 - - - - - - - - - - 精品学习资料 - - -p d f 精品资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料欢迎下载C.从3r到1r过程中，两分子间的分子势能一直减小D.从3r到1r过程中，两分子间的分子势能先减小后增加例 5、如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中的曲线所示，F0 为斥力，F0 为斥力，F W D. E W, Mgh + mg h = W . 如图所示，一根竖直的弹簧支持着一倒立气缸的活塞，使气缸悬空而静止。

设活塞与缸壁间无摩擦，可以在缸内自由移动，缸壁导热性良好使缸内 气 体 的 温 度 保 持 与 外 界 大 气 温 度 相 同 ， 则 下 列 结 论 中 正 确 的 是（）若外界大气压增大，则弹簧将压缩一些若外界大气压增大，则气缸的上底面距地面的高度将增大若气温升高，则活塞距地面的高度将减小若气温升高，则气缸的上底面距地面的高度将增大. 用两种不同的金属丝组成一个回路，接触点1 插在热水中，接触2 点插在冷水中，如图所示，电流计指针会发生偏转，这就是温差发电现象关于这一现象，正确说法是（）精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 10 页，共 13 页 - - - - - - - - - - 精品学习资料 - - -p d f 精品资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料欢迎下载A这一实验过程不违反热力学第二定律；B在实验过程中，热水一定降温、冷水一定升温；C在实验过程中，热水内能全部转化成电能，电能则部分转化成冷水的内能D在实验过程中，热水的内能只有部分转化成电能，电能则全部转化成冷水的内能。

一定质量的理想气体与外界没有热交换，在不考虑自由膨胀的情况下，下列说法中正确的是（）A.若气体分子的平均动能增大，则气体的压强一定增大B.若气体分子的平均动能增大，则气体的压强一定减小C.若相邻气体分子的平均距离增大，则气体分子的平均动能一定减小D.若相邻气体分子的平均距离增大，则气体压强一定减小. 下面的表格是某年某地区16 月份的气温与气压对照表：月份1 2 3 4 5 6 平均气温 /1.4 3.9 10.7 19.6 26.7 30.2 平均大气压 /105Pa 1.021 1.019 1.014 1.008 1.003 0.99。