第13章 第1节 分子动理论 内能(教参)-【名师导航】2024年高考物理一轮总复习(老高考)人教版

[教师备选资源] 命题分析 核心素养 1．分子动理论、液体、固体等基本知识多以选择题形式考查。 2．气体实验定律、理想气体状态方程和热力学定律的考查难度较高。 3．以汽缸、水银玻璃管等为载体的综合问题仍为命题热点。 4．变质量的气体问题难度相对较大但也引起足够重视。 物理观念：分子动理论、内能、分子力、晶体、液晶、饱和汽、未饱和汽、热力学定律、理想气体、气体实验定律。 科学思维：油膜法、放大法、图象法、控制变量法、临界法。 科学探究：测量分子直径。 科学态度与责任：布朗运动、扩散、表面张力、浸润、固体的熔点、液晶的应用、热机的应用、永动机的特点。 　分子动理论　内能 一、分子动理论 1．物体是由大量分子组成的 (1)分子直径大小的数量级为10－10 m。 油膜法测分子直径：d＝，V是油滴体积，S是单分子油膜的面积。 (2)一般分子质量的数量级为10－26 kg。 (3)阿伏加德罗常数：1 mol的任何物质都含有相同的粒子数，这个数叫阿伏加德罗常数NA，NA＝6.02×1023 mol－1。 2．分子永不停息地做无规则热运动 (1)扩散现象：相互接触的物体的分子或原子彼此进入对方的现象。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颗粒永不停息地做无规则运动。布朗运动反映了液体分子的无规则运动。颗粒越小，运动越明显；温度越高，运动越剧烈。 (3)热运动：分子永不停息的无规则运动。 3．分子间存在着相互作用力 (1)分子间同时存在引力和斥力，实际表现的分子力是它们的合力。 (2)引力和斥力都随着距离的增大而减小，但斥力比引力变化得快。 (3)分子间的作用力随分子间距离变化的关系如图所示。 二、温度和物体的内能 1．温度 (1)温度在宏观上表示物体的冷热程度，在微观上表示分子的平均动能。 (2)温度是决定一个系统与另一个系统是否达到热平衡状态的物理量，一切达到热平衡的系统都具有相同的温度。 2．两种温标 (1)摄氏温标和热力学温标的比较：两种温标温度的零点不同，同一温度用两种温标表示的数值不同，但它们表示的温度间隔是相同的，即每一度的大小相同，Δt＝ΔT。 (2)关系：T＝t＋273.15 K。 3．分子的平均动能：物体内所有分子动能的平均值叫分子的平均动能。温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子做热运动的平均动能越大。 4．分子势能：由分子间的相互作用力的大小和相对位置决定的势能叫分子势能。宏观上，分子势能的大小与物体的体积有关。 5．物体的内能：物体中所有分子热运动的动能与分子势能的总和。物体的内能跟物体的温度和体积都有关系。 一、易错易误辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)布朗运动是液体(或气体)中悬浮的固体小颗粒的运动。 (√) (2)温度是分子平均动能的宏观表现。 (√) (3)分子势能的大小与物体的大小没有任何关系。 (×) (4)分子间作用力增加，分子间的势能也变大。 (×) (5)分子间不可能同时存在斥力与引力。 (×) 二、教材习题衍生 1．(教科版选修3－3P39T2改编)对内能的理解，下列说法正确的是(　　) A．系统的内能是由系统的状态决定的 B．温度高的系统比温度低的系统的内能大 C．不计分子之间的分子势能，质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能 D．做功可以改变系统的内能，但是单纯地对系统传热不能改变系统的内能 A　[系统的内能是一个只依赖于系统自身状态的物理量，所以是由系统的状态决定的，A正确；系统的内能与温度、体积、物质的多少等因素都有关系，B错误；质量和温度相同的氢气和氧气的平均动能相同，但它们的物质的量不同，内能不同，C错误；做功和热传递都可以改变系统的内能，D错误。] 2．(教科版选修3－3P11T3改编)(多选)用显微镜观察水中的花粉，追踪某一个花粉颗粒，每隔10 s记下它的位置，得到了a、b、c、d、e、f、g等点，再用直线依次连接这些点，如图所示，则下列说法中正确的是(　　) A．连接这些点的折线就是这一花粉颗粒运动的轨迹 B．花粉颗粒的运动是水分子无规则运动的反映 C．在这六段时间内花粉颗粒运动的平均速度大小相等 D．从a点计时，经36 s，花粉颗粒可能不在d、e的连线上 E．从a点计时，经36 s，花粉颗粒可能在d、e连线上，但不一定在d、e连线的中点 BDE　[根据题意，每隔10 s把观察到的花粉颗粒的位置记录下来，然后用直线把这些位置依次连接成折线，故此图象是每隔10 s花粉颗粒的位置，而不是花粉颗粒的运动轨迹，故A错误；由图线的杂乱无章说明花粉颗粒做无规则运动，故B正确；在这六段时间内花粉颗粒运动的平均速度大小不一定相等，故C错误；从a点开始计时，经36 s，花粉颗粒可能在任意一点，可能不在d、e的连线上，当然也可能在d、e的连线上