2019-2020年高考物理總復(fù)習(xí) 熱學(xué)講義（選修3-3）.doc
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2019-2020年高考物理總復(fù)習(xí) 熱學(xué)講義（選修3-3） 考綱下載 (1)分子動(dòng)理論的基本觀點(diǎn) 阿伏加德羅常數(shù)(Ⅰ) (2)用油膜法估測(cè)分子的大小(實(shí)驗(yàn)、探究)(Ⅰ) (3)布朗運(yùn)動(dòng)(Ⅰ) (4)分子熱運(yùn)動(dòng)速率的統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律(Ⅰ) (5)氣體壓強(qiáng)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(shí)驗(yàn)規(guī)律(Ⅰ) (11)理想氣體(Ⅰ) (12)熱力學(xué)第一定律(Ⅰ) (13)能源與可持續(xù)發(fā)展(Ⅰ) 考向前瞻 預(yù)計(jì)在xx高考中，對(duì)熱學(xué)的考查仍集中在上述知識(shí)點(diǎn)上，氣體部分有定量計(jì)算題，其他部分主要以定性分析的題目出現(xiàn)。 分子動(dòng)理論 對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)P181 [必備知識(shí)] 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(jí)為10－10 m。 ②分子的質(zhì)量：數(shù)量級(jí)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(yīng)將分子看成不同的模型。 (1)固體、液體分子一個(gè)一個(gè)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(zhǎng)，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(gè)一個(gè)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(shí)每個(gè)分子占有的空間視為棱長(zhǎng)為d的立方體，所以d＝。 圖1－2 [典題例析] 空調(diào)在制冷過(guò)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(lái)越少，人會(huì)感覺(jué)干燥。某空調(diào)工作一段時(shí)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(gè)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(gè)。 (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(gè) (2)410－10 m 宏觀量與微觀量之間的關(guān)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(guān)系有： (1)分子的質(zhì)量：m0＝＝。 (2)分子的體積：V0＝＝。對(duì)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(duì)訓(xùn)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(gè)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(yīng)為每個(gè)氣體分子所占有的體積，而V0是氣體分子的體積，故C錯(cuò)誤。D中ρV0不是氣體分子的質(zhì)量，因而也是錯(cuò)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(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下、溫度為T(mén)時(shí)的密度為ρ。當(dāng)生活艙內(nèi)混合氣體的壓強(qiáng)為31個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，溫度為T(mén)時(shí)，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(gè)數(shù)N。 解析：(1)設(shè)1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下體積為V0的混合氣體壓縮至31個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時(shí)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(gè)數(shù)： N＝NA＝NA。 答案：(1)31ρV (2)NA 布朗運(yùn)動(dòng)與擴(kuò)散現(xiàn)象 對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)P182 [必備知識(shí)] 1．?dāng)U散現(xiàn)象 (1)定義：不同物質(zhì)能夠彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象叫做擴(kuò)散。 (2)實(shí)質(zhì)：擴(kuò)散現(xiàn)象并不是外界作用引起的，也不是化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，而是由物質(zhì)分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。 2．布朗運(yùn)動(dòng) (1)定義：懸浮在液體中的小顆粒的永不停息地?zé)o規(guī)則運(yùn)動(dòng)叫做布朗運(yùn)動(dòng)。 (2)特點(diǎn)：永不停息，無(wú)規(guī)則；顆粒越小，溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越顯著。 (3)布朗運(yùn)動(dòng)是由成千上萬(wàn)個(gè)分子組成的“分子集團(tuán)”即固體顆粒的運(yùn)動(dòng)，布朗運(yùn)動(dòng)的無(wú)規(guī)則性是液體(氣體)分子運(yùn)動(dòng)無(wú)規(guī)則性的反映。 3．熱運(yùn)動(dòng) 分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)和溫度有關(guān)，溫度越高，分子運(yùn)動(dòng)越激烈。分子永不停息地?zé)o規(guī)則運(yùn)動(dòng)叫做熱運(yùn)動(dòng)。 [典題例析] 我國(guó)已開(kāi)展空氣中PM2.5濃度的監(jiān)測(cè)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(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，很難自然沉降到地面，吸入后會(huì)進(jìn)入血液對(duì)人體形成危害。礦物燃料燃燒時(shí)廢棄物的排放是形成PM2.5的主要原因。下列關(guān)于PM2.5的說(shuō)法中正確的( ) A．PM2.5在空氣中的運(yùn)動(dòng)屬于分子熱運(yùn)動(dòng) B．溫度越高，PM2.5的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)越劇烈 C．PM2.5的質(zhì)量越小，其無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)越劇烈 D．由于周?chē)罅靠諝夥肿訉?duì)PM2.5碰撞的不平衡，使其在空中做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng) [解析] 選BCD PM2.5是固體小顆粒，不是分子，故A錯(cuò)誤；溫度越高，PM2.5的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)越劇烈，故B正確；PM2.5的質(zhì)量越小，其無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)越劇烈，故C正確；由于周?chē)罅靠諝夥肿訉?duì)PM2.5碰撞的不平衡，使其在空中做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，故D正確。 布朗運(yùn)動(dòng)與分子熱運(yùn)動(dòng) 布朗運(yùn)動(dòng) 熱運(yùn)動(dòng) 活動(dòng)主體 固體小顆粒 分子 區(qū)別 是固體小顆粒的運(yùn)動(dòng)，是比分子大得多的分子團(tuán)的運(yùn)動(dòng)，較大的顆粒不做布朗運(yùn)動(dòng)，但它本身的以及周?chē)姆肿尤栽谧鰺徇\(yùn)動(dòng) 是指分子的運(yùn)動(dòng)，分子不論大小都做熱運(yùn)動(dòng)，熱運(yùn)動(dòng)不能通過(guò)光學(xué)顯微鏡直接觀察到 共同點(diǎn) 都是永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，都隨溫度的升高而變得更加激烈，都是肉眼所不能看見(jiàn)的 聯(lián)系 布朗運(yùn)動(dòng)是由于小顆粒受到周?chē)肿幼鰺徇\(yùn)動(dòng)的撞擊力而引起的，它是分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映 [針對(duì)訓(xùn)練] 1．做布朗運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)，得到某個(gè)觀測(cè)記錄如圖1－3所示。圖中記錄的是( ) 圖1－3 A．分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的情況 B．某個(gè)微粒做布朗運(yùn)動(dòng)的軌跡 C．某個(gè)微粒做布朗運(yùn)動(dòng)的速度－時(shí)間圖線 D．按等時(shí)間間隔依次記錄的某個(gè)運(yùn)動(dòng)微粒位置的連線 解析：選D 微粒在周?chē)后w分子無(wú)規(guī)則碰撞作用下，做布朗運(yùn)動(dòng)，軌跡是無(wú)規(guī)則的，實(shí)際操作中不易描繪出微粒的實(shí)際軌跡；按等時(shí)間間隔依次記錄的某個(gè)運(yùn)動(dòng)微粒位置的連線的無(wú)規(guī)則性，也能反映微粒做布朗運(yùn)動(dòng)的無(wú)規(guī)則性。記錄描繪的正是按等時(shí)間間隔記錄的某個(gè)運(yùn)動(dòng)微粒位置的連線，故D正確。 2．(xx貴港模擬)烤鴨的烤制過(guò)程沒(méi)有添加任何調(diào)料，只是在烤制過(guò)程之前，把烤鴨放在腌制湯中腌制一定時(shí)間，鹽就會(huì)進(jìn)入肉里。則下列說(shuō)法正確的是( ) A．如果讓腌制湯溫度升高，鹽進(jìn)入鴨肉的速度就會(huì)加快 B．烤鴨的腌制過(guò)程說(shuō)明分子之間有引力，把鹽分子吸進(jìn)鴨肉里 C．在腌制湯中，只有鹽分子進(jìn)入鴨肉，不會(huì)有鹽分子從鴨肉里面出來(lái) D．把鴨肉放入腌制湯后立刻冷凍，將不會(huì)有鹽分子進(jìn)入鴨肉 解析：選A 如果讓腌制湯溫度升高，分子運(yùn)動(dòng)更劇烈，則鹽進(jìn)入鴨肉的速度就會(huì)加快，故A正確；烤鴨的腌制過(guò)程鹽會(huì)進(jìn)入肉里說(shuō)明分子之間有間隙，以及說(shuō)明分子不停的做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，不是因?yàn)榉肿又g有引力，故B錯(cuò)誤；在腌制湯中，有鹽分子進(jìn)入鴨肉，分子運(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)則的，同樣會(huì)有鹽分子從鴨肉里面出來(lái)，故C錯(cuò)誤；把鴨肉放入腌制湯后立刻冷凍，仍然會(huì)有鹽分子進(jìn)入鴨肉，因?yàn)榉肿舆\(yùn)動(dòng)是永不停息的，故D錯(cuò)誤。 分子力、分子勢(shì)能 對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)P183 [必備知識(shí)] 1．分子間同時(shí)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(shí)存在的，實(shí)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(guān)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(guān)系圖線 由分子間的作用力與分子間距離關(guān)系圖線(如圖1－4所示)可知： 圖1－4 當(dāng)r＝r0時(shí)，F(xiàn)引＝F斥，分子力為0； 當(dāng)r>r0時(shí)，F(xiàn)引>F斥，分子力表現(xiàn)為引力。 當(dāng)r下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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