1、内容要求分子动理论的基本观点和实验依据阿伏加德罗常数气体分子运动速率的统计分布温度是分子平均动能的标志、内能热力学第一定律能量守恒定律热力学第二定律固体的微观结构、晶体和非晶体液晶的微观结构液体的表面张力现象气体实验定律理想气体近年高考命题热点多集中在分子动理论、分子大小与个数估算、内能及其改变方面题型多为选择题，填空题新考纲中新增了“固体的微观结构、晶体和非晶体“，”液晶的微观结构”，“理想气体”，“液体的表面张力”，要在理解基本概念和规律上下功夫，要重视能量转化和守恒定律方面的问题本章是热学的基础，知识结构分为四部分：第一部分是分子动理论，介绍了分子数，大小的估算，分子热运动和分子力；第二
2、部分是介绍物体的内能，从分子动能和分子势能的角度，阐述物体内能的决定因素，介绍了热力学第一定律，热力学第二定律，把热传递和功结合进去，是广义的能量转化和守恒定律，使本章练习题具有综合性；第三部分是固体的微观结构、晶体和非晶体，液体的表面张力、液晶的结构；第四部分是理想气体，介绍了气体分子运动的特点及气体的微观意义由于本章知识的微观性，故许多观点需要静下心来想象，有的要善于建立模型，善于类比，要从现象入手，多理解基本概念，逐渐深入理解其中基本论点 课时1分子动理论内能知识点一物质是由大量分子组成的 知识回顾1分子是具有各种物质的 性质的最小粒子，或是 (如金属)、或是 (如盐类)、或是 (如有机
3、物)2用油膜法测得分子直径(有机物质的大分子除外)的数量级为m，说明分子的体积极其微小3一般分子质量的数量级为kg.原子原子化学化学离子离子分子分子1010102710264分子间有间隙5阿伏加德罗常数：1 mol的任何物质都含有相同的粒子数，这个数的测量值NAmol1.6.021023 要点深化1如何理解固、液、气三态分子的体积在固体和液体分子大小的估算中，每个分子的体积也就是每个分子所占据的空间，虽然采用正方体模型和球形模型计算出分子直径的数量级是相同的，但考虑到误差因素，采用球形模型更准确一些针对气体分子来说，因为气体没有一定的体积和形状，分子间的平均距离比较大，气体分子占据的空间并非气
4、体分子的实际体积2阿伏加德罗常数的应用阿伏加德罗常数是联系宏观世界和微观世界的桥梁在此所指的微观物理量为：分子的体积v、分子的直径d、分子的质量m；宏观物理量为：物质的体积V、摩尔体积Vmol、物质的质量M、摩尔质量Mmol、物质的密度.在利用阿伏加德罗常数进行估算时，一是要正确选用公式，二是要注意建立恰当的物理模型 基础自测在国际单位制中，金属铜的密度为，它的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则下列结论正确的是()A1 kg铜所含铜原子的数目是NAB1 m3的铜所含铜原子的数目是NA/MC1个铜原子占有的体积是M/NAD1个铜原子的质量是/NA解析：1 kg铜的摩尔数为1/M，因而原子数为
5、NA，故A选项错误.1 m3铜的摩尔数为1/M，故1 m3中所含铜原子数为NA/M，故B选项正确.1 mol铜的体积为M/，则1个铜原子占有体积为M/NA，因此C选项正确.1个铜原子的质量应为M/NA，故D选项错误答案：BC知识点二分子做永不停息的无规则运动 知识回顾1扩散现象：相互接触的物质彼此进入对方的现象，温度越高，扩散2布朗运动：在显微镜下看到的悬浮在液体中的 的永不停息的无规则运动，它是 而产 生 的 颗 粒 越 小，运 动 越 ；温 度 越 高，运 动越 布朗运动液体分子的运动，是分子热运动的反映越快越快固体颗粒固体颗粒大量的液体分子对固体颗粒的撞击大量的液体分子对固体颗粒的撞击明
6、显明显激烈激烈不是不是 要点深化如何理解布朗运动？(1)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(2)布朗运动在相同温度下，悬浮颗粒越小，它的线度越小，表面积亦小，在某一瞬间跟它相撞的分子数越少，颗粒受到来自各个方向的撞击力越不平衡；另外，颗粒线度小，它的体积和质量比表面积减小得更快，因而冲击力引起的加速度更大；因此悬浮颗粒越小，布朗运动就越显著
7、(3)相同的颗粒悬浮在同种液体中，液体温度升高，分子运动的平均速率大，对悬浮颗粒的撞击作用也越大，颗粒受到来自各个方向的撞击力越不平衡，由撞击力引起的加速度越大，所以温度越高，布朗运动就越显著由此可见影响布朗运动是否剧烈的因素是温度高低及颗粒的大小 基础自测下列关于布朗运动的说法中正确的是()A布朗运动就是分子的无规则运动B布朗运动是液体分子无规则运动的反映C悬浮颗粒越小，布朗运动就越明显D温度越高，布朗运动就越明显解析：理解布朗运动包括：用光学显微镜看不见水分子，而悬浮颗粒是由大量分子组成的在光学显微镜下能观察到的布朗运动，是悬浮颗粒的无规则运动水分子的无规则运动，从各个方向对颗粒的不均等撞
8、击，使悬浮颗粒做无规则运动，所以，悬浮颗粒永不停息的无规则运动反映了水分子永不停息的无规则运动温度越高、悬浮颗粒越小，布朗运动就越明显，所以分子的无规则运动又称热运动答案：BCD知识点三分子间存在着相互作用力 知识回顾1分子间同时存在相互作用的 和 ，合力叫分子力2特点：分子间的引力和斥力都随分子间的 增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力比引力变化更 引力引力斥力斥力距离距离快快 要点深化1分子间作用力与分子间距的关系分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小、随分子间距离的减小而增大，但总是斥力变化得较快如图1所示，虚线分别表示引力F引、斥力F斥随距离r的变化关系，实线表示分子力F
9、随距离r的变化关系图图1当rr0时，F引F斥，F0；当rr0时，F引和F斥都随距离的减小而增大，但F引r0时，F引和F斥都随距离的增大而减小，但F引F斥，F表现为引力；当r10r0时，F引和F斥都已经十分微弱，可以认为分子间没有相互作用力(F0)2分子力本质上是电磁力分子是由原子组成的，原子内部有带正电的原子核和带负电的电子分子间的作用力就是由这些带电粒子的相互作用引起的 基础自测如图2所示，纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小，横坐标表示两个分子间的距离，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e为两曲线的交点，则下列说法正确的是()图图2Aab为斥力曲线，cd为
10、引力曲线，e点横坐标的数量级为1010 mBab为引力曲线，cd为斥力曲线，e点横坐标的数量级为1010 mC若两个分子间距离大于e点的横坐标，则分子间作用力表现为斥力D若两个分子距离越来越大，则分子势能亦越来越大解析：此图线是分子间作用力与分子间距离的关系图线，分子间作用力包括分子间引力与分子间斥力，其中分子间斥力随距离变化比较快，所以图象中F随r变化快的是斥力曲线，变化慢的是引力曲线，交点处表示引力与斥力相等的位置答案：B知识点四温度与温标 知识回顾1温度两种意义：宏观上表示物体的 ；微观上标志物体内分子热运动的 它是物体分子 的标志冷热程度冷热程度剧烈程度剧烈程度平均动能平均动能2两种温
11、标摄氏温标t：单位，在1个标准大气压下，水的冰点作为 ，沸点作为 .热力学温标T：单位K.把 作为0 K绝对零度(0 K)是 的极限，只能接近不能达到0100273.15低温低温 要点深化1平衡态与状态参量(1)系统：把所研究的对象称为系统(2)物理学中描述物体状态的常用参量为压强、体积、温度通常用体积描述其几何性质，用压强描述其力学性质，用温度描述其热学性质(3)平衡态：对于一个不受外界影响的系统，无论其初始状态如何，经过足够长的时间后，必将达到一个宏观性质不再随时间变化的状态，这种状态叫平衡态2温度与温标(1)热平衡定律：如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定
12、处于热平衡(2)处于热平衡的系统之间有“共同特性”，即温度相同(3)为了定量描述温度，需引入温标，常见温标有摄氏温标和热力学温标(4)热力学温标单位为开，热力学温度与摄氏温度的换算关系为Tt273.15 K.基础自测关于热力学温度与摄氏温度，下列说法中正确的是()A33240 KB温度变化1，也就是温度变化1 KC摄氏温度与热力学温度都可能取负值D温度由t升高到2t，对应的热力学温度由T K升高到2T K解析：热力学温度与摄氏温度两者之间的关系为：Tt273，Tt.由此可见A、B正确摄氏温度能取负值，热力学温度总是大于零的，选项C错误当摄氏温度从t升高到2t时，热力学温度从273t变化至273
13、2t，D错误答案：AB知识点五物体的内能 知识回顾1分子的平均动能：物体内分子动能的平均值叫分子平均动能 是分子平均动能的标志温度越高，分子平均动能 温度温度越大越大2分子势能：由分子间的相互作用和 决定的能量叫分子势能分子势能的大小与物体的体积有关(1)当分子间的距离rr0时，分子势能随分子间的距离增大而增大；(2)当rr0，分子力表现为引力时，随着分子间的距离增大，分子需要不断克服分子力做功，分子势能增大(3)r0为斥力，F0为斥力，F0为引力A、B、C、D为x轴上四个特定的位置，现把乙分子从A处由静止释放，选项中四个图分别表示乙分子的速度、加速度、势能、动能与两分子间距离的关系，其中大致
14、正确的是()图图5解析：乙分子的运动方向始终不变，A错误；加速度与力的大小成正比，方向与力相同，故B正确；乙分子从A处由静止释放，分子势能不可能增大到正值，故C错误；分子动能不可能为负值，故D错误答案：B题型三对内能的理解例3一颗炮弹在空中以某一速度v飞行，有人说：由于炮弹中所有分子都具有这一速度，所以分子具有动能；又由于分子都处于高处，所以分子又具有势能，因此分子的上述动能和势能的总和就是炮弹的内能，试分析这种说法是否正确解析物体的内能和机械能是两个不同的概念物体的内能是指物体内所有分子无规则热运动的动能和分子势能的总和，而机械能是指物体运动的动能和势能的总和不正确物体的内能是指物体内分子无
15、规则热运动的动能和分子间由于相互作用而具有的分子势能的和它和整个物体宏观有序运动的动能 mv2及物体的重力势能mgh的和，即机械能是完全不同的两个概念，是两种形式的能量物体具有内能的同时，还可具有机械能，物体的机械能可以是零，但物体的内能永不为零机械能和内能在一定条件下可相互转化如沿粗糙水平面运动的木块，由于不断克服摩擦力做功，机械能在减少，但木块的内能却在增加，因摩擦生热，它的温度升高了答案不正确题后反思解有关“内能”的题目，应把握以下几点：(1)温度是分子平均动能的标志，而不是分子平均速率的标志，它与单个分子的动能及物体的动能无任何关系；(2)内能是一种与分子热运动及分子间相互作用相关的能
16、量形式，与物体宏观有序的运动状态无关，它取决于物质的量、温度、体积及物态变式31关于物体内能，下列说法中正确的是()A相同质量的两个物体，升高相同的温度内能增量一定相同B在一定条件下，一定量0的水结成0的冰，内能一定减小C一定量的气体体积增大，但既不吸热也不放热，内能一定减小D一定量的气体吸收热量而保持体积不变，内能一定减小解析：升高相同的温度，分子的平均动能增量相同，而物体的内能是物体内所有的分子的动能和势能的总和分子的平均动能增量相同，分子数不同，分子的势能也不一定相同，所以内能增量一定相等是不正确的，即A错.0的水变成0的冰，需放出热量，因温度不变，所以分子的动能不变，分子的势能就必须减
17、少，因而内能就一定减少，即B正确一定质量的气体体积增大，气体对外做功，又因不吸热不放热，所以内能一定减少，即C正确对一定量气体吸热但体积不变，即不对外做功，外界也不对气体做功，内能一定增加，即D错答案：BC1(2010全国卷)图6为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线下列说法正确的是()图图6A当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力B当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力C当r等于r2时，分子间的作用力为零D在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功解析：分子间距离为r0(即分子力为零)时分子势能最低，由题图可知r2r0，所以rr2时表现为斥力，选项A错误、B正确；当rr2
18、时分子间作用力为零，选项C正确；在r由r1变到r2的过程中，分子力(表现为斥力)做正功，选项D错误答案：BC2(2010四川高考)下列现象中不能说明分子间存在分子力的是()A两铅块能被压合在一起B钢绳不易被拉断C水不容易被压缩 D空气容易被压缩解析：两铅块能被压合在一起，说明分子间存在引力；钢绳不易被拉断说明分子间存在引力；水不易被压缩，说明分子间存在斥力；空气容易被压缩，是因为分子间距离很大，作用力近似为零综上所述，应选D.答案：D3(2009北京高考)做布朗运动实验，得到某个观测记录如图7.图中记录的是()图图7A分子无规则运动的情况B某个微粒做布朗运动的轨迹C某个微粒做布朗运动的速度时间
19、图线D按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线解析：图中的折线记录的是某个做布朗运动的微粒按相等时间间隔依次记录的位置连线，不是分子无规则运动的情况，也不是微粒做布朗运动的轨迹，更不是微粒运动的vt图线，故D对，A、B、C错答案：D4(1)如图8所示，把一块洁净的玻璃板吊在橡皮筋的下端，使玻璃板水平地接触水面如果你想使玻璃板离开水面，必须用比玻璃板重力_的拉力向上拉橡皮筋原因是水分子和玻璃的分子间存在_作用图图8(2)往一杯清水中滴入一滴红墨水，一段时间后，整杯水都变成了红色这一现象在物理学中称为_现象，是由于分子的_而产生的，这一过程是沿着分子热运动的无序性_的方向进行的解析：(1)水分子对玻璃板下表面分子有吸引力作用，要拉起必须施加大于重力和分子吸引力合力的拉力(2)红墨水分子进入水中为扩散现象，是分子热运动的结果，并且分子热运动朝着熵增大，即无序性增大的方向进行答案：(1)大引力(2)扩散热运动增大5(2009江苏高考)已知气泡内气体的密度为1.29 kg/m3，平均摩尔质量为0.029 kg/mol.阿伏加德罗常数NA6.021023mol1，取气体分子的平均直径为21010m.若气泡内的气体能完全变为液体，请估算液体体积与原来气体体积的比值(结果保留一位有效数字)答案：1104
