高三物理023.doc

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期数： 0510 WLG3 023
学科：物理 年级：高三 编稿老师：王晔
审稿老师：张凤莲

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物理高考总复习
第八章 分子热运动、能量守恒、气体

【高考考纲要求】

内 容
要 求
说 明
1．物质是由大量分子组成的.阿伏伽德罗常数、分子热运动、布朗运动、分子间相互作用力
2．分子热运动的动能，温度是物体的热运动平均动能的标志.物体分子间相互作用势能.物体的内能.
3．做功和热传递是改变物体内能的两种方式.热量.能量守恒定律.
4．热力学第一定律
5．热力学第二定律
6．永动机不可能
7．绝对零度不可达到
8．能源的开发和利用，能源的利用与环境保护
9．气体的状态和状态参量.热力学温度
10．气体分子运动的特点
11．气体压强的微观意义
12．实验:用油膜法估测分子的大小

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气体的体积、压强、温度间的关系可做定性介绍

第一单元 分子动理论
【基础知识回顾】
一．热学的研究方法：
凡是跟温度有关的现象都叫热现象，热学是研究热现象及其规律的一门科学；从能量观点来研究，确认热是能的一种形式叫热能，并把热能与其它形式的能联系起来建立的能量转化和守恒定律．由观察和实验总结出来的热现象规律构成热现象的宏观理论叫热力学。从物质微观结构来研究，即分子、原子的运动和它们之间的相互作用力出发，去研究的规律叫统计物理学：
二．分子动理论
1．物质是由大量分子组成的
（1）分子：分子是具有各种物质化学性质的最小微粒。
①分子的体积很小,它直径的数量级：10－10m; 分子的质量很小,质量的数量级: 10－26kg
②单分子油膜法可粗测分子直径：将油膜视为单分子油膜;不考虑油分子间隙;油分子视为球形
③分子大小计算有两种模型:一是球形模型,二是立方体模型;对固体和液体,可以认为它们的分子是球体可以用估算公式求出体积;对气体分子用上述模型只能估算出分子间距离
（2）阿伏加德罗常数
①1mol任何物质所含有的粒子数都是个常数，叫阿伏加德罗常数。NA＝6.02×1023mol－1
②阿伏加德罗常数NA把摩尔质量M、摩尔体积Vmol、物质体积V这些宏观物理量跟分子质量m、分子大小V0等微观物理量联系在了一起。
（3）固体、液体、气体分子微观量的估算方法
1．某种液体的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数是NA，则液体分子的半径为。
2．空气在标准状况下，分子之间的距离为
3.3×10－9m。
①分子数
对气体：摩尔数（22.4L为标准状态下1mol任何气体的体积）；
②分子的质量
③分子的体积（对气体V0是分子所占空间体积）
④分子直径：球体模型：；
立方体模型：
　（对气体d为各自模型的分子间距）
2．分子的热运动
（1）扩散现象：相互接触的物体的分子互相进入对方的现象，温度越高，扩散越快．
（2）布朗运动：悬浮在液体或气体中的微粒做永不停息的无规则运动。
产生的原因：液体或气体分子永不停息的无规则运动是产生布朗运动的原因．是液体或气体分子撞击的结果．当微粒足够小时，
由于任何时刻液体或气体分子从各个
方面对微粒的撞击作用不平衡，以及
3.关于布朗运动的下列说法中，正确的是( C  )
A．布朗运动就是分子的运动
B．布朗运动是组成固体微粒的分子无规则运动的反映
C．布朗运动是液体或气体分子无规则运动的反映
D．观察时间越长，布朗运动就越显著
E．阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到的尘埃的运动就是布朗运动.
分子对微粒的碰撞非常频繁，引起了
微粒的无规则运动
注意:布朗运动不是分子的运动,但它恰恰
反映了分子的无规则运动,它是分子无规则
运动的宏观表现
（3）热运动：分子的无规则运动跟温度有
关，这种运动叫热运动，温度越高，分子
的热运动越激烈．
3．分子的间相互作用力
（1）分子间同时存在相互作用的引力和斥力，实际表现出来的是分子引力和斥力的合力
F
f斥
f引
F
r
r0
（2）特点：分子间的引力和斥力都随分子间的距离增大而减小，随分子间的距离的减小而增大．
（3）图象：
①引力和斥力都随r的增大而减小，但斥力减小的快
②r＝r0（平衡位置，数量级为10－10m），F合＝0，
r＞r0时，分子表现为引力，
r＜r0时，分子表现为斥力

第二单元 物体的内能、能量守恒定律、热力学定律
一．分子的动能
1．做永不停息的无规则运动的分子具有动能；
2．平均动能：物体内所有分子动能的平均值叫做分子的平均动能；
3．温度是物体分子热运动平均动能的标志。
4．只要温度相同，不同种气体分子平均动能都相同
二．分子势能
1．分子间存在相互作用力，因此也具有由它们相对位置决定的分子势能。
2．分子势能的决定因素
（1）微观上：决定于分子间距和分子排列情况.分子势能变化与分子间距离变化有关.
r＞r0时，r越大，Ep越大；
r＜r0时，r越小，Ep越大；
气体r＞r0，体积越大，r越大，Ep越大；
固体、液体Ep与体积无确定关系
(2)宏观上:分子势能的大小与物体的体积有关
三．物体的内能
1．内能是物体中所有分子热运动动能和分子势能总和，也叫做物体的热力学能。
4．关于物体内能说法中，正确的是（ B ）
A．质量相同的0℃的水和冰，具有相同的内能
B．一定质量的理想气体，当它温度保持不变而体积膨胀的过程中，内能大小保持不变
C．两个容积大小不同的容器，分别储有温度相同的同种理想气体，它们具有内能一定相同
D．两个容积相同的容器，分别储有温度相同但压强不同的同种理想气体，它们具有的内能一定相同
5．如图容器A、B各有一个可自由移动的轻活塞，活塞下面是水，上面是大气，大气压强恒定，A、B的底部由带有阀门K的管道相连，整个装置与外界绝热。原先A中水面比B中的高，打开阀门，使A中的水逐渐向B中流，最后达到平衡。在这个过程中（ D ）

A．大气压力对水做功，水的内能增加
B．水克服大气压力做功，水的内能减少
C．大气压力对水不做功，水的内能不变
D．大气压力对水不做功，水的内能增加
2．内能与温度和体积有关，理想气体的内能只与温度有关。
3．任何状态的物体都具有内能
4．理想气体的特点
①理想气体分子可以看成质点，分子间作用力可以不计，所以理想气体不存在势能；
②不计分子重力；
③分子之间及分子与器壁之间的碰撞是完全弹性碰撞。
④理想气体不存在分子势能，因此理想气体的内能就是所有分子热运动动能的总和。因此理想气体的内能只跟温度有关跟体积无关。
5．内能和机械能的区别
①物体内能由物体内部分子热运动所决定的能量，物体的机械能是由物体机械运动所决定的。
②任何物体都具有内能，但有的物体可以不具有机械能；
③内能和机械能没有本质上的必然联系，因此不能进行比较．
6．改变内能的两种方式
①做功W：其它形式能与内能的相互转化，物体内能的改变用做功的值来量度。
②热传递Q（传导、对流、辐射）：
物体间内能的转移。条件是存在温度差。物体内能的改变用热量来量度。
③做功和热传递在改变物体内能上是等效的，但有本质区别。
7．热功当量：相当于单位热量的功的数值　J＝4.2J/cal，1J＝0.24cal，1cal＝4.2J
四．热力学第一定律: ΔU ＝W＋Q
W>0，表示外界对物体做功
W<0，表示物体对外界做功
Q>0，表示物体从外界吸收热量
Q<0，表示物体放出热量
ΔU>0，表示物体内能增加
ΔU<0，表示物体内能减小
能量守恒定律：能量既不会凭空产生也不会凭空消失，它只能从一种形式转化成别的形式，或者从一个物体转移到别的物体．
6．在密闭四壁绝热的房间里，打开工作着的电冰箱的门（ C ）
A．因电冰箱内冷空气不断流出，经一段时间后房间内的温度将降低
B．冰箱内流出冷空气，但同时冰箱的散热片放出热量，故房间内的温度不变
C．冰箱工作时要消耗电能，这部分电能在压缩机工作过程中最终转变为内能，所以房间内的温度要升高
D．无法判定房间内温度的变化
7．下列说法中，哪一说法最能表明能的转化和守恒定律在自然科学中的地位（　A　）
A．定律把种运动形式联系在一起，使不同的运动形式有了公共的量度
B．定律使不同学科的科学家有了共同的语言，便于学术交流
C．定律有时使解题过程简化
D．定律直接导致了中微子（一种基本粒子）的发现
8．既然自然界能量是守恒的，为什么还要节约能源呢？
　自然过程存在能量耗散是节能的主要原因。为了能量的充分利用，只有最大限度提高机械的工作效率，减小能量耗散，最大限度地节能（节能机械的设计为能源的充分利用，提高人类文明程度奠定了基础）。
能量守恒定律是没有条件的。在物理问题中，对某一种形式的能量或某一系统的能量是否守恒是有条件的.
永动机不可能制成
五．热力学第二定律
1．热传导的方向性：热传导的过程可以向一个方向自发地进行（例如：从高温到低温），却不能自发地向相反的方向进行.
2．第二类永动机：从单一热源吸收热量，全部用来做功，而不引起其它变化的热机
第二类永动机不违反能量守恒定律，但不可能制成，表示机械能和内能的转化过程具有方向性，尽管机械能可以全部转化为内能，内能却不能全部转化成机械能，同时不引起其它变化.
3．热力第二定律：
①第一种表述：不可能有使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化，这是按照热传导的方向性来表述的.
②第二种表述：不可能从单一热源泉吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化，这是按照机械能与内能转化过程的方向性来表述的，它也可以表述为：第二类永动机是不可能制成的.
4．能量耗散：我们不能把流散的内能重新收集起来加以利用，这种现象叫做能量的耗散。
六．能源和环境：
能够提供可利用能量的物质.常规能源（煤、石油、天然气等）；可再生能源（水流能、风能）；不可再生能源（石油、煤炭等）；清洁能源（太阳能等）

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