2020屆高考物理一輪 專題32 分子動(dòng)理論 氣體學(xué)案 新課標(biāo)

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1、2020屆高三新課標(biāo)物理一輪原創(chuàng)精品學(xué)案 專題32 分子動(dòng)理論 氣體 教學(xué)目標(biāo)：1．知道分子動(dòng)理論的內(nèi)容 2．能夠用分子動(dòng)理論的相關(guān)知識分析有關(guān)熱現(xiàn)象 3．氣體實(shí)驗(yàn)定律，能夠運(yùn)用氣體狀態(tài)方程分析解決有關(guān)問題 本講重點(diǎn)：分子動(dòng)理論的內(nèi)容，氣體實(shí)驗(yàn)定律 本講難點(diǎn)：1．用分子動(dòng)理論的相關(guān)知識分析有關(guān)熱現(xiàn)象 2．運(yùn)用氣體狀態(tài)方程分析解決有關(guān)問題 考點(diǎn)點(diǎn)撥：1．分子動(dòng)理論 2．物體的內(nèi)能 3．氣體實(shí)驗(yàn)定律和理想氣體狀態(tài)方程 4．氣體熱現(xiàn)象的的微觀意義 第一課時(shí) 2．單分子油膜法測定分子的直徑 ①把在水面上盡可能散開的油膜視為

2、 。 ②把形成單分子油膜的分子視為 排列的 形分子，把分子看作小球，這就是分子的理想化模型。 ③利用單分子油膜法可測定分子的直徑d=V／S，其中V是 ，S是水面上形成的單分子油膜的 。 （2）氣體的體積、壓強(qiáng)、溫度間的關(guān)系： ①一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的情況下，體積減小時(shí)， ________________ 增大，壓強(qiáng) 。 寫出玻意耳定律的公式：_________________ ②一定質(zhì)量的氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，溫度升高， 增大，體積 。 寫出蓋?呂薩克定律的公式：____

3、_____________ ③一定質(zhì)量的氣體，在體積不變的情況下，溫度升高， 增大，壓強(qiáng) 。 寫出查理定律的公式：_________________ （3）理想氣體狀態(tài)方程為：_____________________ （二）重難點(diǎn)闡釋 布朗運(yùn)動(dòng)是指懸浮在液體中的固體微粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)。關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)，要注意以下幾點(diǎn)：①形成條件是：只要微粒足夠小。②微粒越小、溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越激烈。③觀察到的是固體微粒（不是液體，不是固體分子）的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，反映的是液體分子運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性。④實(shí)驗(yàn)中描繪出的是某固體微粒每隔30秒的位置的連線，不是該微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡。 二、高考

4、要點(diǎn)精析 【例1】 根據(jù)水的密度為ρ=1.0×103kg/m3和水的摩爾質(zhì)量M=1.8×10-2kg,，利用阿伏加德羅常數(shù)，估算水分子的質(zhì)量和水分子的直徑。 解析：每個(gè)水分子的質(zhì)量m=M/NA=1.8×10-2÷6.02×1023=3.0×10-26kg；水的摩爾體積V=M/ρ，把水分子看作一個(gè)挨一個(gè)緊密排列的小球，則每個(gè)分子的體積為v=V/NA,而根據(jù)球體積的計(jì)算公式，用d表示水分子直徑，v=4πr3/3=πd3/6，得d=4×10-10 m 【例2】 下面關(guān)于分子力的說法中正確的有： A．鐵絲很難被拉長，這一事實(shí)說明鐵絲分子間存在引力 B．水很難被壓縮，這一事實(shí)說明水分子間存在

5、斥力 C．將打氣管的出口端封住，向下壓活塞，當(dāng)空氣被壓縮到一定程度后很難再壓縮，這一事實(shí)說明這時(shí)空氣分子間表現(xiàn)為斥力 D．磁鐵可以吸引鐵屑，這一事實(shí)說明分子間存在引力 【例3】觀察布朗運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說法中正確的是 A．溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯 B．大氣壓強(qiáng)的變化，對布朗運(yùn)動(dòng)沒有影響 C．懸浮顆粒越大，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯 D．懸浮顆粒的布朗運(yùn)動(dòng)，就是構(gòu)成懸浮顆粒的物質(zhì)的分子熱運(yùn)動(dòng) 解析：A選項(xiàng)正確。布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮的固體小顆粒的運(yùn)動(dòng)，間接的反映了液體分子的運(yùn)動(dòng)。其劇烈程度與溫度、顆粒大小有關(guān)，溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯，顆粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯。 點(diǎn)評：學(xué)生容易出現(xiàn)的錯(cuò)誤，認(rèn)為大氣壓強(qiáng)的

6、變化對布朗運(yùn)動(dòng)會產(chǎn)生影響；把布朗運(yùn)動(dòng)和分子熱運(yùn)動(dòng)混為一談。 ☆考點(diǎn)精煉 1．利用阿伏加德羅常數(shù)，估算在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下相鄰氣體分子間的平均距離D。 2．從下列哪一組數(shù)據(jù)可以算出阿伏伽德羅常數(shù)?（ ） A．水的密度和水的摩爾質(zhì)量 B．水的摩爾質(zhì)量和水分子的體積 C．水分子的體積和水分子的質(zhì)量 D．水分子的質(zhì)量和水的摩爾質(zhì)量 3．如圖所示．設(shè)有一分子位于圖中的坐標(biāo)原點(diǎn)O處不動(dòng)，另一分子可位于x軸上不同位置處．圖中縱坐標(biāo)表示這兩個(gè)分子間分子力的大小，兩條曲線分別表示斥力和引力的大小隨兩分子間距離變化的關(guān)系，e為兩曲線的交點(diǎn)．則 （ ） A．a(chǎn)b表示吸力，cd表示斥力，e點(diǎn)

7、的橫坐標(biāo)可能為 10-15m B．a(chǎn)b表示斥力，cd表示吸力，e點(diǎn)的橫坐標(biāo)可能為 10-10m C．a(chǎn)b表示吸力，cd表示斥力，e點(diǎn)的橫坐標(biāo)可能為 10-10m D．a(chǎn)b表示斥力，cd表示吸力，e點(diǎn)的橫坐標(biāo)可能為10-15m （二）物體的內(nèi)能 ☆考點(diǎn)點(diǎn)撥 物體中所有分子做熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢能的總和叫做物體的內(nèi)能。物體的內(nèi)能跟物體的溫度和體積都有關(guān)系：溫度升高時(shí)物體內(nèi)能增加；體積變化時(shí)，物體內(nèi)能變化。 分析分子勢能的變化是可以通過分析分子力做功的情況來確定。 【例4】 下列說法中正確的是 A．物體自由下落時(shí)速度增大，所以物體內(nèi)能也增大 B．物體的機(jī)械能為零時(shí)內(nèi)能也為零 C

8、．物體的體積減小溫度不變時(shí)，物體內(nèi)能一定減小 D．氣體體積增大時(shí)氣體分子勢能一定增大 ☆考點(diǎn)精煉 4．關(guān)于分子勢能的下面說法中，正確的是（ ） A．當(dāng)分子距離為r0（平衡距離）時(shí)分子勢能最大 B．當(dāng)分子距離為r0（平衡距離）時(shí)分子勢能最小，但不一定為零 C．當(dāng)分子距離為r0（平衡距離）時(shí)，由于分子力為零，所以分子勢能為零 D．分子相距無窮遠(yuǎn)時(shí)分子勢能為零，在相互靠近到不能再靠近的過程中，分子勢能逐漸增大 第二課時(shí) （三）氣體實(shí)驗(yàn)定律和理想氣體狀態(tài)方程 ☆考點(diǎn)點(diǎn)撥 ☆考點(diǎn)點(diǎn)撥 【例5】一定質(zhì)量的理想氣體，要使氣體溫度在經(jīng)過不同的狀態(tài)變化過程后返回初始狀態(tài)的溫

9、度，可能的過程是（ ） A．先等壓膨脹，后等容降壓 B．先等壓壓縮，后等容降壓 C．先等容升壓，后等壓膨脹 D．先等容降壓，后等壓壓縮 解析：本題采用圖解法直觀。 先作出氣體的p－V圖線，如圖，設(shè)氣體的初狀態(tài)為Q，作出過Q的等溫線（雙曲線），然后畫A選項(xiàng)的過程圖線如①，（其中平行V軸為等壓膨脹過程，平行p軸線段為等容降壓過程），可見過程圖①能與等溫線相交，即能返回到Q狀態(tài)的溫度，故A選項(xiàng)正確。 同理可作出 B、C、D三選項(xiàng)的圖線分別如圖②、③、④，都不能與過Q點(diǎn)的等溫線相交，故B、C、D選項(xiàng)不正確。 答案：A 【例6】如圖所示，表示一定質(zhì)量的理想氣體沿箭頭所示的方向發(fā)生

10、狀態(tài)變化的過程，則該氣體壓強(qiáng)變化情況是（ ） A．從狀態(tài)c到狀態(tài)d，壓強(qiáng)減小 B．從狀態(tài)d到狀態(tài)a，壓強(qiáng)增大 C．從狀態(tài)a到狀態(tài)b，壓強(qiáng)增大 D．從狀態(tài)b到狀態(tài)c，壓強(qiáng)不變 【例7】甲、乙兩個(gè)相同的密閉容器中分別裝有等質(zhì)量的同種氣體，已知甲、乙容器中氣體的壓強(qiáng)分別為p甲、p乙，且p甲

11、一平衡狀態(tài)，此時(shí)其壓強(qiáng)為p0，有人設(shè)計(jì)了四種途徑，使氣體經(jīng)過每種途徑后壓強(qiáng)仍為p0。這四種途徑是①先保持體積不變，降低壓強(qiáng)，再保持溫度不變，壓縮體積 ②先保持體積不變，使氣體升溫，再保持溫度不變，讓體積膨脹③先保持溫度不變，使體積膨脹，再保持體積不變，使氣體升溫 ④先保持溫度不變，壓縮氣體，再保持體積不變，使氣體降溫。可以斷定（ ） （2020年，全國） A．①、②不可能 B．③、④不可能 C．①、③不可能 D．①、②、③、④都可能 6．一定質(zhì)量的理想氣體（ ）（2020年，江蘇） A．先等壓膨脹，

12、再等容降溫，其溫度必低于起始溫度 B．先等溫膨脹，再等壓壓縮，其體積必小于起始體積 C．先等容升溫，再等壓壓縮，其溫度有可能等于起始溫度 D．先等容加熱，再絕熱壓縮，其內(nèi)能必大于起始內(nèi)能 （四）氣體熱現(xiàn)象的的微觀意義 ☆考點(diǎn)點(diǎn)撥 （1）氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)：大量分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，速率有大有小，但分子的速率卻按一定的規(guī)律分布，溫度越高，分子的熱運(yùn)動(dòng)越激烈。 （2）氣體熱現(xiàn)象的的微觀意義：從微觀的角度看，氣體的壓強(qiáng)是大量氣體分子頻繁撞擊器壁而產(chǎn)生的。氣體分子的平均動(dòng)能決定于溫度，分子的密集程度決定于體積。所以：氣體壓強(qiáng)與溫度和體積有關(guān)。一定質(zhì)量的氣體，溫度保持不變時(shí)，分子的平均動(dòng)能是一

13、定的；體積保持不變時(shí)，分子的密集程度保持不變；溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能增大。 ☆考點(diǎn)精煉 7．一定質(zhì)量氣體作等容變化，溫度降低時(shí)，氣體的壓強(qiáng)減小，這時(shí) （ ） A．分子平均動(dòng)能減小 B．分子與器壁碰撞時(shí)，對器壁的總沖量減小 C．分子平均密度變小了 D．單位時(shí)間內(nèi)分子對器壁單位面積的碰撞次數(shù)減少 8．一定質(zhì)量的理想氣體，體積變大的同時(shí)，溫度也升高了，那么下面判斷正確的是（ ） A．氣體分子平均動(dòng)能增大 B．單位體積內(nèi)分子數(shù)目增多 C．氣體的壓強(qiáng)一定保持不變 D．氣體的壓強(qiáng)可能變大 5．D 解析：四種途徑的變化過程，均有可能使的值保持恒定，符合氣體的性質(zhì)

14、規(guī)律，故D項(xiàng)正確。 三、考點(diǎn)落實(shí)訓(xùn)練 1．關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)，如下說法中正確的是（ ） A．布朗運(yùn)動(dòng)是在顯微鏡中看到的液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng) B．布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映 C．懸浮微粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越顯著 D．液體溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越顯著 2．把表面光滑的鉛塊放在鐵塊上，經(jīng)過幾年后將它們分開，發(fā)現(xiàn)鉛塊中含有鐵，而鐵塊中也含有鉛，這種現(xiàn)象說明（ ） A．物質(zhì)分子之間存在著相互作用力 B．分子之間存在空隙 C．分子在永不停息地運(yùn)動(dòng) D．分子的引力大于斥力 5．對于液體和固體，如果用M表示摩爾質(zhì)量，

15、ρ表示物質(zhì)密度，V表示摩爾體積，V0表示分子體積，NA表示阿伏加德羅常數(shù)，那么下列關(guān)系式中正確的是（ ） A．= NA B．= NA C．= Vmol D．ρM = Vmol 6．對一定量的氣體，它的壓強(qiáng)、體積和溫度存在某些關(guān)系。關(guān)于它們關(guān)系的表述，正確的是（ ） A．溫度不變時(shí)，體積減小，壓強(qiáng)增大 B．體積不變時(shí)，溫度升高，壓強(qiáng)減小 C．體積減小時(shí)，溫度一定升高 D．溫度升高時(shí)，壓強(qiáng)可能減小 7．根據(jù)分子動(dòng)理論，物質(zhì)分子間距離為r0時(shí)分子所受到的引力與斥力相等，以下關(guān)于分子勢能的說法正確的是 A．當(dāng)分

16、子間距離是r0時(shí)，分子具有最大勢能，距離增大或減小時(shí)勢能都變小 B．當(dāng)分子間距離是r0時(shí)，分子具有最小勢能，距離增大或減小時(shí)勢能都變大 C．分子距離越大，分子勢能越大，分子距離越小，分子勢能越小 D．分子距離越大，分子勢能越小，分子距離越小，分子勢能越大 11．若以表示水的摩爾質(zhì)量，表示在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的摩爾體積，為在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的密度，NA為阿佛加德羅常數(shù)，m、分別表示每個(gè)水分子的質(zhì)量和體積，下面是四個(gè)關(guān)系式： ① ② ③ ④ 其中 A．①和②都是正確的 B．①和③都是正確的 C．③和④都是正確的 D．①和④都是正確的