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1、-WORD 格式-可编辑-专业资料-完整版学习资料分享-高中物理选修 3-3全册精品讲学案 考点内容 要求 考纲解读 分子动理论的基本观点和实验依据 1.本部分考点内容的要求全是级，即理解物理概念和物理规律的确切含义，理解物理规律的适用条件，以及它们在简单情况下的应用 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)2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；(2)内能的变化及改变内能的物理过程以及气体压强的决定因素；(3)理想气体状态方程和用图象表示气体状态的变化；(4)热现象实验与探索过程的方
2、法 3近两年来热学考题中还涌现了许多对热现象的自主学习和创新能力考查的新情景试题 多以科技前沿、社会热点及与生活生产联系的问题为背景来考查热学知识在实际中的应用 说明：(1)要求会正确使用的仪器有：温度计；(2)要求定性了解分子动理论与统计观点的内容 阿伏加德罗常数 气体分子运动速率的统计分布 温度是分子平均动能的标志、内能 固体的微观结构、晶体和非晶体 液晶的微观结构 液体的表面张力现象 气体实验定律 理想气体 饱和蒸汽、未饱和蒸汽和饱和蒸汽压 相对湿度 热力学第一定律 能量守恒定律 热力学第二定律 要知道中学物理中涉及到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(C)、标准大气压
3、 实验：用油膜法估测分子的大小 -WORD 格式-可编辑-专业资料-完整版学习资料分享-第 1 课时 分子动理论 内能 导学目标 1.掌握分子动理论的内容，并能应用分析有关问题.2.理解温度与温标概念，会换算摄氏温度与热力学温度.3.理解内能概念，掌握影响内能的因素 一、分子动理论 基础导引 1请你通过一个日常生活中的扩散现象来说明：温度越高，分子运动越激烈 2请描述：当两个分子间的距离由小于 r0逐渐增大，直至远大于 r0时，分子间的引力如何变化？分子间的斥力如何变化？分子间引力与斥力的合力又如何变化？知识梳理 1物体是由_组成的(1)多数分子大小的数量级为_ m.(2)一般分子质量的数量级
4、为_ kg.2分子永不停息地做无规则热运动(1)扩散现象：相互接触的物体彼此进入对方的现象温度越_，扩散越快(2)布朗运动：在显微镜下看到的悬浮在液体中的_的永不停息地无规则运动布朗运动反映了_的无规则运动颗粒越_，运动越明显；温度越_，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_和_，实际表现的分子力是它们的_(2)引力和斥力都随着距离的增大而_，但斥力比引力变化得_ 思考：为什么微粒越小，布朗运动越明显？二、温度和温标 基础导引 天气预报某地某日的最高气温是 27C，它是多少开尔文？进行低温物理的研究时，热力学温度是2.5 K，它是多少摄氏度？知识梳理 1温度 温度在宏观上表
5、示物体的_程度；在微观上是分子热运动的_的标 志 2两种温标(1)比较摄氏温标和热力学温标：两种温标温度的零点不同，同一温度两种温标表示的数值_，但它们表示的温度间隔是_的，即每一度的大小相同，tT.-WORD 格式-可编辑-专业资料-完整版学习资料分享-(2)关系：T_.三、物体的内能 基础导引 1有甲、乙两个分子，甲分子固定不动，乙分子由无穷远处逐渐向甲靠近，直到不再靠近为止，在这整个过程中，分子势能的变化情况是 ()A不断增大 B不断减小 C先增大后减小 D先减小后增大 2氢气和氧气的质量、温度都相同，在不计分子势能的情况下，下列说法正确的是()A氧气的内能较大 B氢气的内能较大 C两者
6、的内能相等 D氢气分子的平均速率较大 知识梳理 1分子的平均动能：物体内所有分子动能的平均值叫做分子的平均动能_是分子热运动平均动能的标志，温度越高，分子做热运动的平均动能越_ 2分子势能：由分子间的相互作用和相对位置决定的势能叫分子势能分子势能的大小与物体的_有关 3物体的内能：物体中所有分子的热运动动能和分子势能的总和叫物体的内能物体的内能跟物体的_和_都有关系 考点一 微观量估算的基本方法 考点解读 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.3关系：(1)分子的质量：m0MNAVmNA.(2
7、)分子的体积：V0VmNAMNA.(3)物体所含的分子数：NVVmNAmVmNA或 NmMNAVMNA.4两种模型：(1)球体模型直径 d 36V0；(2)立方体模型边长为 d3V0.特别提醒 1.固体和液体分子都可看成是紧密堆集在一起的分子的体积 V0VmNA，仅适用于固体和液体，对气体不适用 2对于气体分子，d3V0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-WORD 格式-可编辑-专业资料-完整版学习资料分享-典例剖析 例 1 有一种气体，在一定的条件下可以变成近似固体的硬胶体设该气体在某状态下的密度为，摩尔质量为 M，阿伏加德罗常数为 NA，将该气体分子看做直径为 D
8、 的球体，体积为16D3，则该状态下体积为 V 的这种气体变成近似固体的硬胶体后体积约为多少？方法突破 1求解估算问题的关键是选择恰当的物理模型 2阿伏加德罗常数是联系宏观量(如体积、密度、质量)和微观量(如分子直径、分子体积、分子质量)的桥梁，用它可以估算分子直径、分子质量以及固体或液体分子的体积 跟踪训练 1 标准状态下气体的摩尔体积为 V022.4 L/mol，请估算教室内空气分子的平均间距 d.设教室内的温度为 0，阿伏加德罗常数 NA61023 mol1.(要写出必要的推算过程，计算结果保留 1 位有效数字)考点二 布朗运动和分子热运动的比较 考点解读 布朗运动 热运动 活动主体 固
9、体微小颗粒 分子 区别 是微小颗粒的运动，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 都是永不停息地无规则运动，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 特别提醒 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 典例剖析 例 2 关于分子运动，下列说法中正确的是 ()A布
10、朗运动就是液体分子的热运动 B布朗运动图中的不规则折线表示的是液体分子的运动轨迹-WORD 格式-可编辑-专业资料-完整版学习资料分享-图 1 图 2 图 3 C当分子间的距离变小时，分子间作用力可能减小，也可能增大 D物体温度改变时，物体分子的平均动能不一定改变 跟踪训练 2 在观察布朗运动时，从微粒在 a 点开始计时，间隔 30 s 记下微粒的一个位置得到 b、c、d、e、f、g 等点，然后用直线依次 连接，如图 1 所示，则下列说法正确的是 ()A微粒在 75 s 末时的位置一定在 cd 的中点上 B微粒在 75 s 末时的位置可能在 cd 的连线上，但不可能在 cd 中点上 C微粒在前
11、 30 s 内的路程一定等于 ab 的长度 D微粒在前 30 s 内的位移大小一定等于 ab 的长度 考点三 分子力与分子势能 考点解读 1分子间的相互作用力 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 2 所示(1)当 rr0时，F引F斥，F0；(2)当 rr0时，F引和 F斥都随距离的减小而增大，但 F引r0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 r10r0(109 m)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(F0)2分子势能 分子势能是由分子间相
12、对位置而决定的势能，它随着物体体积的变化而变化，与分子间距离的关系为：(1)当 rr0时，分子力表现为引力，随着 r 的增大，分子引力做负 功，分子势能增大；(2)当 r0 为斥力，F0 为斥力，Fr0范围内，当 r 增大时，分子力做负功，分子势能增大；在 r109 m)减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先减小后增大；分子势能不断增大 D在温度不变的条件下，增大饱和汽的体积，就可减小饱和汽的压强(2)如图 8 所示，一圆柱形绝热汽缸竖直放置，通过绝热活塞封 闭着一定质量的理想气体活塞的质量为 m，横截面积为 S，与 容器底部相距 h.现通过电热丝缓慢加热气体，当气体吸收热量 Q 时，活塞上
13、升了 h，此时气体的温度为 T1.已知大气压强为 p0，-WORD 格式-可编辑-专业资料-完整版学习资料分享-重力加速度为 g，不计活塞与汽缸的摩擦求：加热过程中气体的内能增加量；现停止对气体加热，同时在活塞上缓慢添加砂粒，当添加砂粒的质量为 m0时，活塞恰好回到原来的位置，求此时气体的温度-WORD 格式-可编辑-专业资料-完整版学习资料分享-复习讲义 基础再现 一、基础导引 1.内能增加了 690 J 2Q2Q1 知识梳理 1.(1)做功 做功(2)热传递 热量 2.(1)传递的热量 做的功(2)QW 二、基础导引 见解析 解析 A不可能因为是“自动”过程，所以茶变热时的内能增量只能来源
14、于周围环境，即周围环境中的热量会自动地收集到茶中，违背热力学第二定律，所以这是不可能发生的现象 B不可能蒸汽的内能转化为机械能必定需要做功，即热蒸汽推动活塞做功这一过程中，一方面由于活塞摩擦汽缸而产生热能，另一方面热蒸汽与周围环境存在温度差，蒸汽机会向周围环境散热所以，蒸汽机把蒸汽的内能全都转化为机械能，违背热力学第二定律，是不可能的 C可能浑水变清，泥沙下沉，重心下降，总的重力势能减少，最终转化为内能，而机械能百分百转化成内能是可能的 D可能冰箱通电后，消耗电能，将箱内低温物体的热量传到箱外 知识梳理 1.(1)低温 高温(2)功 2热力学第二定律 课堂探究 例 1 B 跟踪训练 1 吸收
15、0.6 0.2 例 2 BD 跟踪训练 2 AD 例 3(1)B(2)不变 50 跟踪训练 3(1)5 放出 29(3)31022 分组训练 1AC 2ABEG 3A-WORD 格式-可编辑-专业资料-完整版学习资料分享-4(1)AD(2)Mgp0SS 2MgV0(p0SMg)S 5(1)增加 负(2)上升 2.7 cm 课时规范训练 1C 2D 3ABD 4BD 5BC 6BD 7A 8(1)BD(2)33 300 J 9(1)AD(2)p0mgS 吸热(3)1.31032个 10(1)1105 Pa(2)吸热 10 J 11(1)AB(2)Q(p0Smg)h 12(1m0gp0Smg)T1
16、 实验十二 用油膜法估测分子的大小 一、实验目的-WORD 格式-可编辑-专业资料-完整版学习资料分享-1估测油酸分子的大小 2学习间接测量微观量的原理和方法 二、实验原理 实验采用使油酸在水面上形成一层单分子油膜的方法估测分子的大小当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，其中的酒精溶于水，并很快挥发，在水面上形成如图1 所示形状的一层纯油酸薄膜如果算出一定体积的油酸在水面上形成的单分子油膜的面积，即可算出油酸分子的大小 用 V 表示一滴油酸酒精溶液中所含油酸的体积，用 S 表示单分子油膜的面积，用 d 表示分子的直径，如图 2 所示，则：dVS.图 1 图 2 三、实验器
17、材 盛水浅盘、滴管(或注射器)、试剂瓶、坐标纸、玻璃板、痱子粉、油酸酒精溶液、量筒、彩笔 四、实验步骤 1用稀酒精溶液及清水清洗浅盘，充分洗去油污、粉尘，以免给实验带来误差 2配制油酸酒精溶液，取油酸 1 mL，注入 500 mL 的容量瓶中，然后向容量瓶内注入酒精，直到液面达到 500 mL 刻度线为止，摇动容量瓶，使油酸充分在酒精中溶解，这样就得到了 500 mL含 1 mL 纯油酸的油酸酒精溶液 3用注射器或滴管将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，并记下量筒内增加一定体积 Vn时的滴数 n.4根据 V0Vnn算出每滴油酸酒精溶液的体积 V0.5向浅盘里倒入约 2 cm 深的水，并将痱子粉
18、或石膏粉均匀地撒在水面上 6用注射器或滴管将一滴油酸酒精溶液滴在水面上 7待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板(或有机玻璃板)放在浅盘上，并将油酸膜的形状用彩笔画在玻璃板上 8将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积 S(求面积时以坐标纸上边长为 1 cm 的正方形为单位计算轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个)9根据油酸酒精溶液的配制比例，算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积 V，并代入公式 dVS算出油酸薄膜的厚度 d.10重复以上实验步骤多测几次油酸薄膜厚度，并求平均值，即为油酸分子的大小 五、数据处理 根据上面记录的数据，完成以下表格内容.-WORD 格式-
19、可编辑-专业资料-完整版学习资料分享-实验次数 量筒内增加 1 mL 溶液时的滴数 轮廓内的 小格子数 轮廓面积 S 1 2 实验次数 一滴纯油酸 的体积 V 分子的大小(m)平均值 1 2 六、注意事项 1注射器针头高出水面的高度应在 1 cm 之内，当针头靠水面很近(油酸未滴下之前)时，会发现针头下方的粉层已被排开，这是由于针头中酒精挥发所致，不影响实验效果 2待测油膜面扩散后又收缩，要在油膜面稳定后再画轮廓扩散后又收缩有两个原因：第一，水面受油酸液滴冲击凹陷后又恢复；第二，酒精挥发后液面收缩 3当重做实验时，将水从盘的一侧边缘倒出，在这侧边缘会残留油酸，可用少量酒精清洗，并用脱脂棉擦去再
20、用清水冲洗，这样做可保持盘的清洁 4从盘的中央加痱子粉，使粉自动扩散至均匀，这样做，比将粉撒在水面上的效果好因为：一，加粉后水的表面张力系数变小，水将粉粒拉开；二，粉粒之间相互排斥 记忆口诀 酒精油酸配溶液，五六十滴体积测.静水盆中撒痱粉，一滴溶液水面淋.玻璃板上画边缘，数出格子面积算.多半算一少半舍，相除直径容易得.例 1 某学生在用油膜法估测分子直径实验中，计算结果明显偏大，可能是由于()A油酸未完全散开 B油酸中含有大量酒精 C计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 D求每滴溶液中纯油酸的体积时，1 mL 的溶液的滴数误多记了 10 滴 例 2 油酸的分子式为 C17H33COOH，它
21、的一个分子可以看成由两部分组成：一部分是 C17H33，另一部分是COOH，COOH 对水有很强的亲和力当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面-WORD 格式-可编辑-专业资料-完整版学习资料分享-上时，油酸就在水面上散开，其中的酒精溶于水中，并很快挥发油酸中 C17H33部分冒出水面，而COOH 部分留在水中，油酸分子就直立在水面上，形成一个单分子层油膜 现有按体积比为 mn(mn)配制好的油酸酒精溶液置于容器中，还有一个充入约 2 cm 深水的浅盘一支滴管，一个量筒 请补充下述估测分子大小的实验步骤：(1)_(需测量的物理量自己用字母表示)图 3(2)用滴管将一滴油酸酒精溶液滴入浅盘，待油酸薄
22、膜稳定后，将薄膜轮廓描绘在坐标纸上，如图 3 所示(已知坐标纸上每个小方格面积为 S，求油膜面积时，半个以上方格面积记为 S，不足半个舍去)则油膜面积为_(3)估算油酸分子直径的表达式为 d_.1利用油膜法估测油酸分子的大小，实验器材有：浓度为 0.05%(体积分数)的油酸酒精溶液、最小刻度为 0.1 mL 的量筒、盛有适量清水的 4550 cm2的浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸(1)下面是实验步骤，请填写所缺的步骤 C.A用滴管将浓度为 0.05%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入 1 mL 油酸酒精溶液时的滴数 N B将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上，用滴管吸取浓度
23、为 0.05%的油酸酒精溶液，从低处向水面中央一滴一滴地滴入，直到油酸薄膜有足够大的面积又不与器壁接触为止，记下滴入的滴数 n C._.D将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长为 1 cm 的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，算出油酸薄膜的面积 S.(2)用已知的和测得的物理量表示单个油酸分子的大小_(单位：cm)2在做“用油膜法估测分子大小”的实验中，油酸酒精溶液的浓度为每 104 mL 溶液中有纯油酸 6 mL.用注射器测得 1 mL 上述溶液中有液滴 50 滴，把 1 滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃板放
24、在坐标纸上，其形状如图 4 所示坐标纸中正方形方格的边长为 20 mm.求：-WORD 格式-可编辑-专业资料-完整版学习资料分享-图 4(1)油酸膜的面积；(2)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积；(3)根据上述数据，估测出油酸分子的直径 3用油膜法测定分子大小的实验中，体积为 V 的油滴，在水面上形成了近似圆形的单分子油膜，油膜直径为 d，则单个油膜分子的直径约为 ()A.4Vd2 B.d24V C.2Vd2 D.d22V 4“用油膜法估测分子的大小”实验的简要步骤如下：A将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数(不足半个的舍去，多于半个的算一个)，再根据方格的边长求出油膜
25、的面积 S；B将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描绘在玻璃板上；C用浅盘装入约 2 cm 深的水；D用公式 dVS，求出薄膜厚度，即油酸分子的大小；E根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积 V.上述步骤中有遗漏或不完全的，请指出：(1)_(2)_ 5在用油膜法估测分子大小的实验中，已知配制的油酸溶液中，纯油酸与溶液体积之比为 1500，1 mL 该溶液能滴 250 滴，那么一滴该溶液的体积是_ mL，所以一滴溶液中所含的油酸体积为_ cm3.若实验中测得结果如下表所示，请根据所给数据填写出空白处的数值，并与公认的油酸分子长度
26、值 L01.121010 m 做比较，并判断此实验是否符合数量级的要求.次数 S/cm2 LVS/cm L 的平均值 1 533 2 493 3 563 -WORD 格式-可编辑-专业资料-完整版学习资料分享-答案 课堂探究 例 1 AC 由 dVS得，A 选项中 S 偏小，导致 d 结果偏大B 选项中含有大量酒精，是为了稀释油酸，不影响结果C 选项中，S 偏小，导致结果偏大D 选项中，使 1 滴溶液中纯油酸的体积偏小，导致结果偏小 例 2(1)见解析(2)8S(3)nV/8NS(mn)解析(1)用滴管向量筒内加注 N 滴酒精油酸溶液，读出其体积 V.随堂训练 1(1)见解析(2)0.05%n
27、NS 解析(1)待油酸薄膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上 2(1)2.2102 m2(2)1.21011 m3(3)5.51010 m 3A 4(1)在步骤 C 中，要在水面上洒上痱子粉或石膏粉(2)实验时，还需要 F：用注射器或滴管将溶液一滴一滴地滴入量筒，记下滴入 1 mL 溶液时的滴数 54103 8106 1.50108 cm 1.62108 cm 1.42108 cm 1.511010 m 符合数量级要求 150108 cm、1.62108 cm、1.42108 cm，其平均值 L L1L2L331.51108 cm1.511010 m，这与公认值的数量级相吻合，故此实验符合数量级的要求