2019-2020年高考物理總復習 熱學講義（選修3-3）.doc
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2019-2020年高考物理總復習 熱學講義（選修3-3） 考綱下載 (1)分子動理論的基本觀點 阿伏加德羅常數(shù)(Ⅰ) (2)用油膜法估測分子的大小(實驗、探究)(Ⅰ) (3)布朗運動(Ⅰ) (4)分子熱運動速率的統(tǒng)計分布規(guī)律(Ⅰ) (5)氣體壓強的微觀解釋(Ⅰ) (6)溫度和內(nèi)能(Ⅰ) (7)晶體和非晶體 晶體的微觀結(jié)構(gòu)(Ⅰ) (8)液晶(Ⅰ) (9)液體的表面張力(Ⅰ) (10)氣體實驗規(guī)律(Ⅰ) (11)理想氣體(Ⅰ) (12)熱力學第一定律(Ⅰ) (13)能源與可持續(xù)發(fā)展(Ⅰ) 考向前瞻 預計在xx高考中，對熱學的考查仍集中在上述知識點上，氣體部分有定量計算題，其他部分主要以定性分析的題目出現(xiàn)。 分子動理論 對應學生用書P181 [必備知識] 1．物體是由大量分子組成的 (1)分子的大小 ①分子的直徑(視為球模型)：數(shù)量級為10－10 m。 ②分子的質(zhì)量：數(shù)量級為10－26 kg。 (2)阿伏加德羅常數(shù) ①1 mol的任何物質(zhì)都含有相同的粒子數(shù)。通常可取NA＝6.021023 mol－1。 ②阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀物理量和微觀物理量的橋梁。 2．分子模型 物質(zhì)有固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)三種情況，不同物態(tài)下應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1－1所示，分子間距等于小球的直徑或立方體的棱長，所以d＝ (球體模型)或d＝(立方體模型)。 圖1－1 (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，所以氣體分子的大小不等于分子所占有的平均空間。如圖1－2所示，此時每個分子占有的空間視為棱長為d的立方體，所以d＝。 圖1－2 [典題例析] 空調(diào)在制冷過程中，室內(nèi)空氣中的水蒸氣接觸蒸發(fā)器(銅管)液化成水，經(jīng)排水管排走，空氣中水分越來越少，人會感覺干燥。某空調(diào)工作一段時間后，排出液化水的體積V＝1.0103 cm3。已知水的密度ρ＝1.0103 kg/m3、摩爾質(zhì)量M＝1.810－2 kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.01023 mol－1。試求：(結(jié)果均保留一位有效數(shù)字) (1)該液化水中含有水分子的總數(shù)N； (2)一個水分子的直徑d。 [解析] (1)水的摩爾體積為Vm＝＝m3/mol＝1.810－5 m3/mol 水分子數(shù)：N＝＝≈31025個。 (2)建立水分子的球模型有＝πd3 得水分子直徑d＝ ＝ m＝410－10 m。 [答案] (1)31025個 (2)410－10 m 宏觀量與微觀量之間的關系 宏觀量包括物體的體積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等，微觀量包括分子體積V0、分子直徑d、分子質(zhì)量m0等，它們之間的關系有： (1)分子的質(zhì)量：m0＝＝。 (2)分子的體積：V0＝＝。對氣體，V0為分子所占空間。 (3)物體所含的分子數(shù)：n＝NA＝NA或n＝NA＝NA。 [針對訓練] 1．(xx鹽城模擬)某氣體的摩爾質(zhì)量為Mmol，摩爾體積為Vmol，密度為ρ，每個分子的質(zhì)量和體積分別為m和V0，則阿伏加德羅常數(shù)NA不可表示為( ) A．NA＝ B．NA＝ C．NA＝ D．NA＝ 解析：選CD 阿伏加德羅常數(shù)NA＝＝＝，其中V應為每個氣體分子所占有的體積，而V0是氣體分子的體積，故C錯誤。D中ρV0不是氣體分子的質(zhì)量，因而也是錯誤的。 2．(xx南通三模)深海潛水作業(yè)中，潛水員的生活艙中注入的是高壓氮氧混合氣體。該混合氣體在1個標準大氣壓下、溫度為T時的密度為ρ。當生活艙內(nèi)混合氣體的壓強為31個標準大氣壓，溫度為T時，潛水員在艙內(nèi)一次吸入混合氣體的體積為V。 (1)求潛水員一次吸入混合氣體的質(zhì)量m； (2)若混合氣體總質(zhì)量的20%是氧氣，氧氣的摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)為NA，求潛水員一次吸入氧氣分子的個數(shù)N。 解析：(1)設1個標準大氣壓下體積為V0的混合氣體壓縮至31個標準大氣壓時的體積為V，根據(jù)玻意耳定律得：p0V0＝31p0V 解得：V0＝31V m＝ρV0＝31ρV。 (2)吸入氧氣分子的個數(shù)： N＝NA＝NA。 答案：(1)31ρV (2)NA 布朗運動與擴散現(xiàn)象 對應學生用書P182 [必備知識] 1．擴散現(xiàn)象 (1)定義：不同物質(zhì)能夠彼此進入對方的現(xiàn)象叫做擴散。 (2)實質(zhì)：擴散現(xiàn)象并不是外界作用引起的，也不是化學反應的結(jié)果，而是由物質(zhì)分子的無規(guī)則運動產(chǎn)生的。 2．布朗運動 (1)定義：懸浮在液體中的小顆粒的永不停息地無規(guī)則運動叫做布朗運動。 (2)特點：永不停息，無規(guī)則；顆粒越小，溫度越高，布朗運動越顯著。 (3)布朗運動是由成千上萬個分子組成的“分子集團”即固體顆粒的運動，布朗運動的無規(guī)則性是液體(氣體)分子運動無規(guī)則性的反映。 3．熱運動 分子的無規(guī)則運動和溫度有關，溫度越高，分子運動越激烈。分子永不停息地無規(guī)則運動叫做熱運動。 [典題例析] 我國已開展空氣中PM2.5濃度的監(jiān)測工作。PM2.5是指空氣中直徑小于2.5微米的懸浮顆粒物，可在顯微鏡下觀察到，它飄浮在空中做無規(guī)則運動，很難自然沉降到地面，吸入后會進入血液對人體形成危害。礦物燃料燃燒時廢棄物的排放是形成PM2.5的主要原因。下列關于PM2.5的說法中正確的( ) A．PM2.5在空氣中的運動屬于分子熱運動 B．溫度越高，PM2.5的無規(guī)則運動越劇烈 C．PM2.5的質(zhì)量越小，其無規(guī)則運動越劇烈 D．由于周圍大量空氣分子對PM2.5碰撞的不平衡，使其在空中做無規(guī)則運動 [解析] 選BCD PM2.5是固體小顆粒，不是分子，故A錯誤；溫度越高，PM2.5的無規(guī)則運動越劇烈，故B正確；PM2.5的質(zhì)量越小，其無規(guī)則運動越劇烈，故C正確；由于周圍大量空氣分子對PM2.5碰撞的不平衡，使其在空中做無規(guī)則運動，故D正確。 布朗運動與分子熱運動 布朗運動 熱運動 活動主體 固體小顆粒 分子 區(qū)別 是固體小顆粒的運動，是比分子大得多的分子團的運動，較大的顆粒不做布朗運動，但它本身的以及周圍的分子仍在做熱運動 是指分子的運動，分子不論大小都做熱運動，熱運動不能通過光學顯微鏡直接觀察到 共同點 都是永不停息的無規(guī)則運動，都隨溫度的升高而變得更加激烈，都是肉眼所不能看見的 聯(lián)系 布朗運動是由于小顆粒受到周圍分子做熱運動的撞擊力而引起的，它是分子做無規(guī)則運動的反映 [針對訓練] 1．做布朗運動實驗，得到某個觀測記錄如圖1－3所示。圖中記錄的是( ) 圖1－3 A．分子無規(guī)則運動的情況 B．某個微粒做布朗運動的軌跡 C．某個微粒做布朗運動的速度－時間圖線 D．按等時間間隔依次記錄的某個運動微粒位置的連線 解析：選D 微粒在周圍液體分子無規(guī)則碰撞作用下，做布朗運動，軌跡是無規(guī)則的，實際操作中不易描繪出微粒的實際軌跡；按等時間間隔依次記錄的某個運動微粒位置的連線的無規(guī)則性，也能反映微粒做布朗運動的無規(guī)則性。記錄描繪的正是按等時間間隔記錄的某個運動微粒位置的連線，故D正確。 2．(xx貴港模擬)烤鴨的烤制過程沒有添加任何調(diào)料，只是在烤制過程之前，把烤鴨放在腌制湯中腌制一定時間，鹽就會進入肉里。則下列說法正確的是( ) A．如果讓腌制湯溫度升高，鹽進入鴨肉的速度就會加快 B．烤鴨的腌制過程說明分子之間有引力，把鹽分子吸進鴨肉里 C．在腌制湯中，只有鹽分子進入鴨肉，不會有鹽分子從鴨肉里面出來 D．把鴨肉放入腌制湯后立刻冷凍，將不會有鹽分子進入鴨肉 解析：選A 如果讓腌制湯溫度升高，分子運動更劇烈，則鹽進入鴨肉的速度就會加快，故A正確；烤鴨的腌制過程鹽會進入肉里說明分子之間有間隙，以及說明分子不停的做無規(guī)則運動，不是因為分子之間有引力，故B錯誤；在腌制湯中，有鹽分子進入鴨肉，分子運動是無規(guī)則的，同樣會有鹽分子從鴨肉里面出來，故C錯誤；把鴨肉放入腌制湯后立刻冷凍，仍然會有鹽分子進入鴨肉，因為分子運動是永不停息的，故D錯誤。 分子力、分子勢能 對應學生用書P183 [必備知識] 1．分子間同時存在引力和斥力 (1)物質(zhì)分子間存在空隙，分子間的引力和斥力是同時存在的，實際表現(xiàn)出的分子力是引力和斥力的合力。 (2)分子力隨分子間距離變化的關系：分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小，隨分子間距離的減小而增大，但斥力比引力變化的快。 (3)分子力與分子間距離關系圖線 由分子間的作用力與分子間距離關系圖線(如圖1－4所示)可知： 圖1－4 當r＝r0時，F(xiàn)引＝F斥，分子力為0； 當r>r0時，F(xiàn)引>F斥，分子力表現(xiàn)為引力。 當r
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