2011届高三物理一轮复习全案：第一章 分子动理论内能（选修3-3）
【高考目标定位】
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1. 分子动理论的基本观点和实验根据 Ⅰ
2. 阿伏伽德罗常数
3. 气体分子运动速率的统计分析 Ⅰ
4. 温度是分子平均动能的标志、内能 Ⅰ
5. 固体分子微观结构、晶体和非晶体 Ⅰ
6. 液体的微观结构 Ⅰ
7. 液体的表面张力现象 Ⅰ
8. 气体实验定律 Ⅰ
9. 理想气体 Ⅰ
10. 饱和蒸汽、未饱和蒸汽和饱和蒸汽压 Ⅰ
11. 相对湿度 Ⅰ
12. 热力学第一定律 Ⅰ
13. 能量守恒定律 Ⅰ
14. 热力学第二定律 Ⅰ
15. 要知道中学物理涉及的国际单位制的基本单位和其他物理量的单位、包括摄氏度、标准气压 Ⅰ
实验：用油膜法估测分子的大小
1. 考查阿伏伽德罗常数及分子大小、分子质量、分子数目等微观量的估算
2. 考查分子的平均动能、热运动和布朗运动
3. 分子力与分子势能的综合问题
4. 考查内能的相关因素
5. 考查晶体和非晶体的特点及液体表面张力产生的原因
6. 气体实验定律的定量计算及图像的考查
7. 封闭气体压强的求解
8. 热力学第一定律与理想 气体状态方程定性分析的综合考查
9. 考查热力学第二定律
10. 能量守恒定律的综合运算
11. 考查油膜法测分子直径的实验原理、操作步骤和数据的处理
12. 饱和汽、未饱和汽压及相对湿度
【考纲知识梳理】
一、物质是由大量分子组成1、 分子体积很小，质量小。2、 油膜法测分子直径：3、 阿伏伽德罗常量：4、 微观物理量的估算问题：二、 布朗运动与扩散现象 1、 扩散现象：相互接触的物体互相进入对方的现象，温度越高，扩散越快。 2、 布朗运动：在显微镜下看到的悬浮在液体中的花粉颗粒的永不停息的无规则运动，颗粒越小，运动越明显；温度越高，运动越激烈，布朗运动是液体分子永不停息地做无规则热动动的反映，是微观分子热运动造成的宏观现象。 ①布朗运动成因：液体分子无规则运动，对固体小颗粒碰撞不平衡。②影响布朗运动剧烈程度因素：微粒小，温度高，布朗运动剧烈三、分子力与分子势能 1、 分子间存在着相互作用的分子力。 分子力有如下几个特点：分子间同时存在引力和斥力；分子间的引力和斥力都随分子间的距离增大而减小，随分子距离的减小而增大，但斥力比引力变化更快。实际表现出来的是引力和斥力的合力。（1） 时（约几个埃，1埃= 米），
，分子力F=0。
（2） 时， ，分子力F为斥力。
（3） 时， ，分子力F为斥力。 ④ 时， 、f斥速度减为零，分子力F=0。
2、分子势能（1）分子间由于存在相互作用而具有的，大小由分子间相对位置决定的能叫做分子势能。（2）分子势能改变与分子力做功的关系：分子力做功，分子势能减少；克服分子力做功，分子势能增加；且分子力做多少功，分子势能就改变多少。分子势能与分子间距的关系（如右图示）：①当r＞ 时，分子力表现为引力，随着r的增大，分子引力做负功，分子势能增加；②当r＜ 时，分子力表现为斥力，随着r的减小，分子斥力做负功，分子势能增加；③r= 时，分子势能最小，但不为零，为负值，因为选两分子相距无穷远时的分子势能为零。 对实际气体来说，体积增大，分子势能增加;体积缩小，分子势能减小。四、 物体的内能和机械能的比较
五、温度和温标
1、 温度：T（t） 意义：宏观上：表示物体的冷热程度联单 微观上：标志物体 分子平均动能的大小 2、两种温标：
（1）摄氏温 标t：单位： ℃ 在1atm下，冰的熔点是0℃ 沸点是：100 ℃（2）热力学温标T单位：K（SI制的基本单位之一） 把－273 ℃作为0K绝对零度（是低温的极限，只能无限接近、不能达到）
【要点名师精解】
类型一：阿伏伽德罗常数及微观量的计算【例1】已知水的密度 ，其摩尔质量 ，阿伏加德罗常数 。试求：⑴某人一口喝了 的水，内含多少水分 子？⑵估计一个水分子的线度多大？解析：水的摩尔体积是 ⑴ 中的水含有的分子数为 ⑵把水分子看成“球体”，并设其直径为 ，则有所以
类型二、 对内能概念的理解
【例2】下列说法中正确的是A.物体自由下落时速度增大，所以物体内能也增大B.物体的机械能为零时内能也为零C.物体的体积减小温度不变时，物体内能一定减小D.气体体积增大时气体分子势能一定增大解：物体的机械能和内能是两个完全不同的概念。物体的动能由物体的宏观速率决定，而物体内分子的动能由分子热运动的速率决定。分子动能不可能为零（温度不可能达到绝对零度），而物体的动能可能为零。所以A、B不正确。物体体积减小时，分子间距离减小，但分子势能不一定减小，例如将处于原长的弹簧压缩，分子势能 将增大，所以C也不正确。由于气体分子间距离一定大于r0，体积增大时分子间距离增大，分子力做负功，分子势能增大，所以D正确。
【感悟高考真题】
1．（2010・全国卷Ⅰ・19）右图为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线。下列说法正确的是答案：A. (1) D ；(2) 吸收；0.6；0.2；(3) 设气体体积为 ，液体体积为 ，
气体分子数 , (或 )则 （或 ）解得 ( 都算对) 解析：（1）掌握分子动理论和热力学定律才能准确处理本题。气泡的上升过程气泡内的压强减小，温度不变，由玻意尔定律知，上升过程中体积增大，微观上体现为分子间距增大，分子间引力减小，温度不变所以气体分子的平均动能、平均速率不变，此过程为自发过程，故熵增大。D 项正确。（2）本题从热力学第一定律入手，抓住理想气内能只与温度有关的特点进行处理。理想气体等温过程中内能不变，由热力学第一定律 ，物体对外做功0.6J，则一定同时从外界吸收热量0.6J，才能保证内能不变。而温度上升的过程，内能增加了0.2J。（3）微观量的运算，注意从单位制检查运算结论，最终结果只要保证数量级正确即可。设气体体积为 ，液体体积为 ，气体分子数 , (或 )则 （或 ）解得 ( 都算对)6.（08北京卷）15．假如全世界60亿人同时数1 g水的分子个数，每人每小时可以数5000个，不间断地数，则完成任务所需时间最接近(阿 伏加德罗常数NA取6×1023 mol－1) ( )
A．10年 B．1千年 C．10万年 D．1千万年
答案：C[解析]：1 g水的分子个数 个，则完成任务所需时间t = =6×1018小时，约为1000年。
7.（08天津卷）下列说法正确的是 ( )
A．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映
B．没有摩擦的理想热机可以把吸收的能量全部转化为机械能
C．知道某物质的摩尔质量和密度可求出阿伏加德罗常数
D．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同
答案：D[解析]：布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的运动，他反映的是液体无规则的运动，所以A错误；没有摩擦的理想热机不经过做功是不可能把吸收的能量全部转化为机械能的B错误，摩尔质量必须和分子的质量结合才能求出阿伏加德罗常数C错；温度是分子平均动能的标志，只要温度相同分子的平均动能就相同，物体的内能是势能和动能的总和所以D正确【考点精题精练】
1．（2010・福建省龙岩二中高三摸底考试)一定质量的气体(分子力及分子势能不计)处于平衡状态Ⅰ，现设法使其温度升高同时压强减小，达到平衡状态Ⅱ，则在状态Ⅰ变为状态Ⅱ的过程 （ BD ） A．气体分子的平均动能必定减小
B．单位时间内气体分子对器壁单位面积的碰撞次数减少 C．气体的体积可能不变 D．气体必定吸收热量2、（2010・吉林市普通中学高三下学期期中）下列说法中正确的是
A．扩散运动向着更为无序的方向进行，是可逆过程
B．物体的 内能取决于温度、体积和物质的量
C．分子间作用力随分子间距离的增大而减 小
D．液晶对不同颜色光的吸收强度随电场强度的变化而变化
3、（2010・江苏盐城中学高三一模）下列说法正确的是
A．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映
B．没有摩擦的理想热机可以把内能全部转化为机械能
C．浸润与不浸润均是分子力作用的表现
D．热力学温标的最低温度为0K，它没有负值，它的单位是物理学的基本单位之一
4、（2010・江苏盐城中学高三一模）质量m=0.1kg 的氢气在某状态下的体积V=1.92m3，则此时氢气分子的平均间距为 。（已知氢气的摩尔质量M=2g/mol，阿伏加德罗常数NA=6.0×1023mol-1．） 5、（2010・山东省德州市高三一模）对一定质量的理想气体，下列说法正确的是: A.气体的体积是所有气体分子的体积之和 B.气体温度越高，气体分子的热运动就越剧烈 C.气体对容器的压强是由大量气体分子对容器不断碰撞而产生的 D.当气体膨胀时，气体分子的势能减小，因而气体的内能一定 减少
答案：BC
6．下列说法中正确的是（ D ）（A）布朗运动是液体分子的无规则运动 （B）液体很难被压缩的原因是：当液体分子距离减小时，分子间斥力增大，分子间的引力减小，所以分子力体现为 斥力（C）每个分子的内能等于它的势能和动能的总和（D）物体的内能大小与其温度、体积及所含物质的量三者有关7．下列说法中正确的是 ( CD ) A．理想气体在等温变化时，内能不改变，因而与外界不发生热量交换 B．布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动 C．质量一定的理想气体，压强不变时，温度越高，体积越大 D．根据热力学第二定律可知，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体 8、（2010・山东省济南市高三期末检测考试）为保证环境和生态平衡，在生产活动中严禁污染水源。在某一水库中，一艘快艇在水面上匀速行驶，速度为8m/s。油箱突然破裂，柴油迅速流入水中，从 漏油开始到船员堵住漏油共用1.5分钟。漏出的油在水面上形成宽约为100m的长方形油层，漏出油的体积1.44×10－3m3.则该油层的厚度约为分子直径的多少倍？ （油分子的直径约为10―10m） 答案:油层长度 ① 油层厚度 ② （倍） ③9、（2010・山东省东营市一模）一种油的密度为 ，摩尔质量为M。取体积为V的油慢慢滴出，可滴n滴。将其中一滴滴在广阔水面上形成面积为S的单分子油膜，求阿伏加伽德罗常数。
解：（1）一个分子的直径 …………1分 由题意得 或 …………2分 解得： …………1分 10、 （2010・山东省聊城市一模） 一种油的密度为 ，摩尔质量为M。取体积为V的油慢慢滴出，可滴n滴。将其中一滴滴在广阔水面上形成面积为S的单分子油膜，求阿伏加伽德罗常数。 解：一个分子的直径 …………1分 由题意得 或 …………2分 解得： …………1分