2019届高考物理备考艺体生百日突围系列专题14分子动理论与统计观点 19页

专题14分子动理论与统计观点第一部分名师综述综合分析近几年的高考物理试题发现，试题在考查主干知识的同时，注重考查必修中的基本概念和基本规律。更加注重：(1)建立宏观量和微观量的对应关系，如分子动能与温度相对应，分子势能与体积相对应，物体的内能与温度、体积、物质的量相对应等；(2)强化基本概念与基本规律的理解和记忆；(3)建立统计的观点；（1）考纲要求掌握分子动理论的基本内容.2.知道内能的概念.3.会分析分子力、分子势能随分子间距离的变化．（2）命题规律高考热学命题的重点内容有：(1)分子动理论要点，分子力、分子大小、质量、数目估算；题型多为选择题和填空题，绝大多数选择题只要求定性分析，极少数填空题要求应用阿伏加德罗常数进行计算(或估算)。第一部分知识背一背（1）物体是由大量分子组成的①多数分子大小的数量级为10－10m.②一般分子质量的数量级为10－26kg.（2）分子永不停息地做无规则热运动说明分子永不停息地做无规则运动的两个实例①扩散现象：由于分子的无规则运动而产生的物质迁移现象．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固体颗粒的永不停息地无规则运动．布朗运动反映了液体内部的分子的无规则运动．颗粒越小，运动越明显；温度越高，运动越剧烈．（3）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引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，但斥力比引力变化得快．(4)温度和内能①当分子力做正功时，分子势能减小；当分子力做负功时，分子势能增大．②从分子动理论观点来看，温度是物体分子热运动平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能就越大；反之亦然．注意同一温度下，不同物质分子的平均动能都相同，但由于不同物质的分子质量不尽相同，所以分子运动的平均速率不尽相同。③决定物体内能的是物体中所含分子的摩尔数、温度和体积三个因素。第三部分技能+方法n一、微观量的估算①微观量：分子体积V0、分子直径d、分子质量m0.②宏观量：物体的体积V、摩尔体积Vm、物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ.③关系(a)分子的质量：(b)分子的体积：(c)物体所含的分子数：或④）分子的两种模型：(a)对于固体、液体，分析分子的直径时，可建立球体模型，分子直径。(b)对于气体，分析分子间的平均距离时，可建立立方体模型，相邻分子间的平均距离为。⑤特别提醒(a)固体和液体分子都可看成是紧密堆积在一起的．分子的体积，仅适用于固体和液体，对气体不适用．(b)对于气体分子，的值并非气体分子的大小，而是两个相邻的气体分子之间的平均距离．二、布朗运动与分子热运动布朗运动热运动活动主体固体小颗粒分子区别是固体小颗粒的运动，是比分子大得多的分子团的运动，较大的颗粒不做布朗运动，但它本身的以及周围的分子仍在做热运动是指分子的运动，分子无论大小都做热运动，热运动不能通过光学显微镜直接观察到共同点都是永不停息的无规则运动，都随温度的升高而变得更加激烈，都是肉眼所不能看见的联系布朗运动是由于小颗粒受到周围分子做热运动的撞击力而引起的，它是分子做无规则运动的反映①.扩散现象直接反映了分子的无规则运动，并且可以发生在固体、液体、气体任何两种物质之间．②布朗运动不是分子的运动，是液体分子无规则运动的反映．三、分子间作用力n分子间总是同时存在着相互作用的引力和斥力，“分子力”是引力与斥力的合力．分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小、随分子间距离的减小而增大，但总是斥力变化得较快．如图所示．(1)当r＝r0时，F引＝F斥，F＝0；(2)当rr0时，F引和F斥都随距离的增大而减小，但F引>F斥，F表现为引力；(4)当r>10r0(10－9m)时，F引和F斥都已经十分微弱，可以认为分子间没有相互作用力(F＝0)【例1】关于扩散现象，下列说法正确的是（）A．温度越高，扩散进行得越快B．扩散现象是不同物质间的一种化学反应C．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的D．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生E．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的【答案】ACD【解析】根据分子动理论，温度越高，扩散进行得越快，故A正确；扩散现象不是化学反应，故B错误；扩散现象是由物质分子无规则运动产生的，故C正确；扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，故D正确；液体中的扩散现象不是由于液体的对流形成的，是液体分子无规则运动产生的，故E错误。【考点定位】分子动理论【方法技巧】本题主要是分子动理论，理解扩散现象的本质是分子无规则热运动【例2】下列说法中正确的是（）A.将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体B.固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上有不同的光学性质C.由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体D.在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体E．在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变【答案】BCD【解析】将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒还是晶体，选项A错误；固体可以分为晶体和非晶体两类，有n些晶体在不同方向上各向异性，具有不同的光学性质，选项B正确；由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体，例如石墨和金刚石，选项C正确；在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体，例如天然石英是晶体，熔融过的石英却是非晶体，把晶体硫加热熔化（温度超过）再倒进冷水中，会变成柔软的非晶硫，再过一段时间又会转化为晶体硫，选项D正确；在熔化过程中，晶体要吸收热量，虽然温度保持不变，但是内能要增加，选项E错误。考点：晶体和非晶体【名师点睛】该题通过晶体和非晶体的特性进行判断．晶体是具有一定的规则外形，各项异性，具有固定的熔点；非晶体没有固定的熔点，没有规则的几何外形，表现各项同性，由此可判断各选项的正误。【例3】对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的（）A．温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大B．外界对物体做功，物体内能一定增加C．温度越高，布朗运动越显著D．当分子间的距离增大时，分子间作用力就一直减小E．当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大【答案】ACE【解析】物体的内能由分子势能和分子平均动能了决定，温度只能决定分子的平均动能，温度高，则分子的平均动能大，故选项A正确；做功和热传递是改变物体内能的两种方式，所以只有外界对物体做功不能说明内能就一定增大，有可能还减少，即物体向外界传递热量，故选项B错误；布朗运动的快慢由温度来决定，温度高布朗运动越显著，故选项C正确；当分子间的距离增大时，分子间作用力可能先增大后减小，故选项D错误；当分子间作用力表现为斥力时，距离减小，则分子力做负功，分子势能增大，故选项E正确。所以本题正确选项为ACE。第四部分基础练+测一、单选题1．下列说法正确的是（）A．液体的温度越低，布朗运动越明显B．液体的温度越高，其分子热运动越剧烈C．气体对外界做功，其内能一定减小D．气体从外界吸热，其内能一定增大【答案】B【解析】【详解】n液体的温度越高，其分子热运动越剧烈，布朗运动越明显，选项A错误，B正确；气体对外界做功，若气体吸热，则其内能不一定减小，选项C错误；气体从外界吸热，若气体对外做功，则其内能不一定增大，选项D错误；2．下列说法正确的是A．物体温度升高，每个分子的动能都增加B．物体温度升高，分子的平均动能增加C．物体从外界吸收热量，物体的内能一定增加D．外界对物体做功，物体的内能一定增加【答案】B【解析】【详解】AB、物体温度升高时平均分子动能增加，但并非每个分子动能都增加，故A选项错误，B选项正确；CD、热传递和做功是改变内能的两种方式，两者等效，只确定一种方式不可确定内能如何变化，故C、D选项错误。3．下列说法正确的是A．液体分子的无规则运动称为布朗运动B．物体温度升高，其中每个分子热运动的动能均增大C．气体对容器的压强是大量气体分子对器壁的碰撞引起的D．气体对外做功，内能一定减少【答案】C【解析】【详解】A.布朗运动是悬浮在液体当中的固体颗粒的无规则运动，是液体分子无规则热运动的反映，故A错误；B.温度是分子的平均动能的标志，是大量分子运动的统计规律，物体温度升高，不是每个分子热运动的动能均增大。故B错误；C.气体压强产生的原因是大量气体分子对器壁的持续频繁的撞击，故C正确D.由公式ΔU=W+Q知做功和热传递都能改变物体内能，物体从外界吸收热量若同时对外界做功，则内能不一定减少，故D错误；故选：C4．下列说法正确的是（）A．液体分子的无规则运动称为布朗运动B．物体的内能是物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和C．物体对外界放热，其内能一定减少D．物体对外界做功，其内能定减少n【答案】B【解析】【详解】A．悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动称为布朗运动，选项A错误；B．物体的内能是物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和，选项B正确；C．物体对外界放热，若外界对物体做功，则物体的内能可能会增加，选项C错误；D．物体对外界做功，若物体同时吸热，则其内能可能会增加，选项D错误；5．下列说法正确的是A．物体吸收热量，其内能一定增加B．物体对外做功，其内能一定减小C．物体温度升高，分子平均动能一定增大D．物体温度升高，分子平均动能可能减小【答案】C【解析】【详解】A项：由热力学第一定律知，仅知道吸收热量而不知道做功情况，无法判断物体内能的变化情况，故A错误；B项：物体对外做功，如同时从外界吸收的热量大于做功的数值，则内能增加，故B错误；C、D项：温度是分子平均动能的标志，所以温度升高时分子平均动能增大，故C正确，D错误。故选：C。6．下列说法正确的是A．物体吸热，其内能一定增加B．物体放热，其内能一定减小C．布朗运动间接反映了液体分子无规则运动D．布朗运动是液体分子的无规则运动【答案】C【解析】【详解】物体吸热，若同时对外做功大于吸收的热量，则其内能减小，选项A错误；物体放热，若外界对气体做功大于放出的热，可知其内能增加，选项B错误；布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的运动，间接反映了液体分子无规则运动，选项C正确，D错误；故选C.7．关于能量的转化下列说法中正确的是（　　）A．满足能量守恒定律的物理过程都能自发地进行B．不但能量的总量保持不变，而且能量的可利用性在逐步提高C．空调机既能致热又能制冷，说明热传递不存在方向性nD．热量不可能由低温物体传给高温物体而不发生其他变化【答案】D【解析】【分析】热力学第二定律反映了自然界的宏观过程具有方向性，虽然总能量守恒，但能量可以利用的品质降低了．【详解】根据热力学第二定律，满足能量守恒定律的物理过程不一定都能自发地进行，选项A错误；能量在转化过程会由高品质能源转化为低品质的能源，故可利用性会降低，选项B错误；空调机既能致热又能制冷，但是要耗电，即热传递有方向性，热量只能自发地由高温物体传向低温物体，故C错误；根据热力学第二定律，热量不可能由低温物体传给高温物体而不发生其他变化，选项D正确；故选D.8．下列说法正确的是（）A．气体从外界吸收热量，气体的内能一定增加B．液体中的悬浮微粒越小，布朗运动越明显C．封闭在汽缸中的气体，体积减小，压强一定减小D．两块纯净的铅板压紧后能合在一起，说明此时分子间不存在斥力【答案】B【解析】【分析】根据热力学第一定律公式ΔU=W+Q判断气体的内能的变化；布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，由液体分子碰撞的不平衡性造成；分子间同时存在引力和斥力；【详解】A、根据热力学第一定律，气体内能的变化由做功和热传递共同决定，只知道吸收热量无法判断内能的变化，故A错误；B、布朗运动是由液体分子碰撞的不平衡性造成的，故悬浮微粒越小，碰撞的不平衡越明显，则布朗运动越明显，故B正确；C、根据理想气体状态方程PVT=C，封闭在气缸中的气体，体积减小，压强不一定减小，故C错误；D、分子间的引力和斥力同时存在，两块纯净的铅版压紧后能合在一起只是引力表现的更明显，故D错误；故选B。【点睛】关键是知道根据热力学第一定律，气体内能的变化由做功和热传递共同决定；布朗运动是由液体分子碰撞的不平衡性造成的，故悬浮微粒越小，碰撞的不平衡越明显，则布朗运动越明显。9．关于一定质量的理想气体，下列说法中正确的是（）A．气体被压缩，内能一定增加B．气体温度升高，每一个气体分子的动能都增大nC．气体的压强是由于大量气体分子频繁撞击器壁产生的D．气体很容易充满整个容器，是因为气体分子之间斥力的作用【答案】C【解析】气体被压缩，外界对气体做功，如果气体放热，则气体的内能不一定增加，选项A错误；气体温度升高，气体的凭据动能增大，但是不一定每一个气体分子的动能都增大，选项B错误；气体的压强是由于大量气体分子频繁撞击器壁产生的，选项C正确；气体很容易充满整个容器，是因为气体分子在永不停息的做无规则热运动，与分子力无关，故D错误；故选C.10．关于温度、热量、功、内能，以下说法正确的是(　　)A．同一物体温度高时，含有的热量多B．物体的内能越大，含有的热量就越多，温度也越高C．外界对系统做功W，内能必定增加WD．热量总是从温度高的物体传给温度低的物体【答案】D【解析】AB.热量是过程量，只有在吸热、放热过程中才发生转移，不能说物体含有多少热量，故A错误，B错误；C.只有在绝热过程中△U=W，故C错误；D.发生热传递的条件是存在温度差，热量从高温物体向低温物体传递，故D正确。故选：D。11．如图描绘了一颗悬浮微粒受到周围液体分子撞击的情景，下列关于布朗运动的说法正确的是（）A．悬浮微粒做布朗运动，是液体分子的无规则运动撞击造成的B．布朗运动就是液体分子的无规则运动C．液体温度越低，布朗运动越剧烈D．悬浮微粒越大，液体分子撞击作用的不平衡性表现得越明显【答案】A【解析】【详解】悬浮微粒做布朗运动，是液体分子的无规则运动撞击造成的，选项A正确；布朗运动是悬浮颗粒的运动，是液体分子的无规则运动的表现，选项B错误；液体温度越高，布朗运动越剧烈，选项C错误；悬浮微粒越小，液体分子撞击作用的不平衡性表现得越明显，选项D错误。n12．一定质量的理想气体温度不变时，体积减小，压强增大，下列说法中正确的A．气体分子的平均动能增大B．所有分子的分子势能总和增大C．单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增多D．气体分子撞击器壁的平均作用力增大【答案】C【解析】【详解】气体的温度不变，则气体分子的平均动能不变，选项A错误；理想气体的分子势能总为零，选项B错误；温度不变，则分子平均动能不变，气体分子撞击器壁的平均作用力不变；气体的压强变大，则单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增多，选项C正确，D错误；故选C.13．下列说法正确的是A．同一个物体，运动时的内能一定比静止时的内能大B．物体温度升高，组成物体的分子平均动能一定增加C．一定质量的物体，内能增加，温度一定升高D．温度升高时物体的每个分子的动能都将增大【答案】B【解析】【详解】微观物体的内能与宏观物体的机械能无关，选项A错误；温度是分子平均动能的标志，则当物体温度升高，组成物体的分子平均动能一定增加，选项B正确；一定质量的物体，内能与温度、体积等都有关，则当内能增加时，温度不一定升高，选项C错误；温度升高时物体的平均动能增加，但不是每个分子的动能都将增大，选项D错误；故选B.14．下列说法正确的是A．气体的温度升高，每个气体分子的运动速率都会增大B．从微观角度讲，气体压强只与气体分子的密集程度有关C．当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大D．若一定质量的气体膨胀对外做功50J，则内能一定减少50J【答案】C【解析】【详解】A.气体的温度是分子平均动能的标志，所以气体的温度升高，从统计规律看分子的平均运动速率增大，但是仍会有分子的速率减小。故A错误。B.从微观角度讲，气体压强只气体分子的密集程度和气体的温度有关。故B错误。nC.在r>r0时，分子力表现为引力，分子的间距增大时分子力做负功，故r越大，分子势能越大。故B正确。D.一定质量的气体膨胀对外做功50J，同时气体还可能吸收热量，所以内能减少量不一定是50J。故D错误。15．由分子动理论可知，下列说法正确的A．液体分子的无规则运动称为布朗运动B．物体的内能跟物体的温度和体积有关C．分子间引力总是随着分子间距离的减小而减小D．分子热运动越剧烈，物体内每个分子的动能越大【答案】B【解析】【详解】我们所观察到的布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，小颗粒的布朗运动是由于周围液体分子撞击的冲力不平衡而引起的，所以固体小颗粒的无规则运动反映了周围液体分子的无规则运动。但并不是液体分子的无规则运动，故A错误；组成物体的所有分子的动能与势能之和是物体的内能，物体内能与物体的温度和体积有关，故B正确；分子间引力总随分子间距离的减小而增大，故C错误；温度是分子平均动能的标志，分子热运动越剧烈，物体温度越高，分子平均动能越大，并不是每个分子动能都大，故D错误；故选B。16．关于两个分子之间的相互作用力和分子势能，下列判断正确的是（）A．两分子处于平衡位置，分子间没有引力和斥力B．两分子间距离减小，分子间的引力和斥力都増大C．两分子间距离减小，分子势能一定减小D．两分子处于平衡位置，分子势能最大【答案】B【解析】【详解】两分子处于平衡位置，分子间也存在引力和斥力，只不过合力为零，选项A错误；两分子间距离减小，分子间的引力和斥力都増大，选项B正确；当分子距离小于r0时，两分子间距离减小，分子势能增大，选项C错误；两分子处于平衡位置，分子势能最小，选项D错误；故选B.17．分子间距离增大时A．引力减小，斥力减小B．引力增大，斥力增大C．引力减小，斥力增大D．引力增大，斥力减小【答案】A【解析】【详解】分子间距离增大时，分子引力和斥力均减小，故选A.n二、多选题18．以下说法正确的是A．气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，仅与单位体积内的分子数有关B．在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变C．悬浮在液体中的微粒运动的无规则性，间接地反映了液体分子运动的无规则性D．当分子间的引力和斥力平衡时，分子势能最小E.若一定质量的理想气体温度升高，则气体分子的平均动能一定增大【答案】CDE【解析】【详解】A、气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，与单位体积内的分子数及温度有关，故A错；B、在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，则动能不变，吸收的热量转化为分子势能，所以内能增大，故B错；C、悬浮在液体中的微粒受到液体分子的碰撞，所以微粒运动的无规则性，间接地反映了液体分子运动的无规则性，故C对；D、当r