2018年高考物理一輪復習精講深剖（打包29套）.zip,2018,年高,物理,一輪,復習,精講深剖,打包,29 專題15.1 分子動理論 內(nèi)能 （一）真題速遞 1.（2017海南，15（1））關于布朗運動，下列說法正確的是_______。（填入正確答案標號。選對1個得2分，選對2個得3分，選對3個得4分；有選錯的得0分） A．布朗運動是液體中懸浮微粒的無規(guī)則運動 B．液體溫度越高，液體中懸浮微粒的布朗運動越劇烈 C．在液體中的懸浮顆粒只要大于某一尺寸，都會發(fā)生布朗運動 D．液體中懸浮微粒的布朗運動使液體分子永不停息地做無規(guī)則運動 E．液體中懸浮微粒的布朗運動是液體分子對它的撞擊作用不平衡所引起的 【答案】ABE 【點評】對于布朗運動，要理解并掌握布朗運動形成的原因，知道布朗運動既不是顆粒分子的運動，也不是液體分子的運動，而是液體分子無規(guī)則運動的反映． 2.科學家可以運用無規(guī)則運動的規(guī)律來研究生物蛋白分子。資料顯示，某種蛋白的摩爾質(zhì)量為66 kg/mol，其分子可視為半徑為3×10–9 m的球，已知阿伏伽德羅常數(shù)為6.0×1023 mol–1。請估算該蛋白的密度。（計算結果保留一位有效數(shù)字） 【答案】1×103 kg/m3 【解析】摩爾體積（或） 由密度，解得 （或） 代入數(shù)據(jù)得 = 1×103 kg/m3 （或 = 5×102 kg/m3，5×102 ~ 5×103 都算對） 【考點定位】阿伏伽德羅常數(shù) 【名師點睛】本題主要是考查阿伏伽德羅常數(shù)，摩爾質(zhì)量、摩爾體積等物理量間的關系，記得公式，用心計算，小心有效數(shù)字的要求即可。問題較容易。 3.（2017江蘇卷，12A（2））題12A–2（甲）和（乙）圖中是某同學從資料中查到的兩張記錄水中炭粒運動位置連線的圖片，記錄炭粒位置的時間間隔均為30 s，兩方格紙每格表示的長度相同。比較兩張圖片可知：若水溫相同，_________（選填“甲”或“乙”）中炭粒的顆粒較大；若炭粒大小相同，___________（選填“甲”或“乙”）中水分子的熱運動較劇烈。 【答案】甲 乙 【解析】（2）溫度相同，顆粒越大，布朗運動越不明顯，所以若水溫相同，甲中炭粒的顆粒較大；若炭粒大小相同，溫度越高，布朗運動越明顯，故乙中水分子的熱運動較劇烈。 【考點定位】布朗運動 【名師點睛】本題主要考查布朗運動，布朗運動與懸浮在液體中顆粒的大小及液體的溫度有關，較容易。 4．（2017北京，13）以下關于熱運動的說法正確的是 A．水流速度越大，水分子的熱運動越劇烈 B．水凝結成冰后，水分子的熱運動停止 C．水的溫度越高，水分子的熱運動越劇烈 D．水的溫度升高，每一個水分子的運動速率都會增大 【答案】C 【考點定位】分子動理論 【名師點睛】溫度是分子平均動能的標志，但單個分子做無規(guī)則運動，某單個分子在高溫時速率可能較小。 （二）考綱解讀 主題 內(nèi) 容 要求 說 明 分子動理論與統(tǒng)計觀點 分子動理論的基本觀點和實驗依據(jù) I 阿伏加德羅常數(shù) I 氣體分子運動速率的統(tǒng)計分布 I 溫度、內(nèi)能 I 本講共4個一級考點，高考中都是以選擇形式出現(xiàn)，相對難度較低。 （三）考點精講 考向一　宏觀量與微觀量的計算 1．微觀量：分子體積V0、分子直徑d、分子質(zhì)量m0. 2．宏觀量：物體的體積V、摩爾體積Vm、物體的質(zhì)量m、摩爾質(zhì)量M、物體的密度ρ. 3．關系 (1)分子的質(zhì)量：m0＝＝. (2)分子的體積：V0＝＝. (3)物體所含的分子數(shù)：N＝·NA＝·NA 或N＝·NA＝·NA. 4．分子的兩種模型 (1)球體模型直徑d＝ .(常用于固體和液體) (2)立方體模型邊長d＝.(常用于氣體) 對于氣體分子，d＝的值并非氣體分子的大小，而是兩個相鄰的氣體分子之間的平均距離． 【例1】 (多選)若以μ表示水的摩爾質(zhì)量，V表示在標準狀態(tài)下水蒸氣的摩爾體積，ρ表示在標準狀態(tài)下水蒸氣的密度，NA表示阿伏加德羅常數(shù)，m、v分別表示每個水分子的質(zhì)量和體積，下面關系正確的是(　　) A．NA＝　 B．ρ＝ C．ρ＜ D．m＝ 【答案】ACD. 【例2】．(多選)已知銅的摩爾質(zhì)量為M(kg/mol)，銅的密度為ρ(kg/m3)，阿伏加德羅常數(shù)為NA(mol－1)．下列判斷正確的是(　　) A．1 kg銅所含的原子數(shù)為 B．1 m3銅所含的原子數(shù)為 C．1個銅原子的質(zhì)量為(kg) D．1個銅原子的體積為(m3) 【答案】ACD. 【例3】目前專家們正在研究二氧化碳的深海處理技術．實驗發(fā)現(xiàn)，在水深300 m處，二氧化碳將變成凝膠狀態(tài)，當水深超過2 500 m時，二氧化碳會濃縮成近似固體的硬膠體．設在某狀態(tài)下二氧化碳氣體的密度為ρ，摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)為NA，將二氧化碳分子看成直徑為D的球，則在該狀態(tài)下體積為V的二氧化碳氣體變成硬膠體后體積為________． 【答案】 【解析】二氧化碳氣體變成硬膠體后，可以看成是分子一個個緊密排列在一起的，故體積為V的二氧化碳 氣體質(zhì)量為m＝ρV；所含分子數(shù)為n＝NA＝NA；變成硬膠體后體積為V′＝n·πD3＝. 方法總結 在進行微觀量與宏觀量之間的換算的兩點技巧 (1)正確建立分子模型：固體和液體一般建立球體模型，氣體一般建立立方體模型． (2)計算出宏觀量所含物質(zhì)的量，通過阿伏加德羅常數(shù)進行宏觀量與微觀量的轉換與計算． 考向二　布朗運動與分子熱運動 布朗運動 熱運動 活動主體 固體小顆粒 分子 區(qū)別 是固體小顆粒的運動，是比分子大得多的分子團的運動，較大的顆粒不做布朗運動，但它本身的以及周圍的分子仍在做熱運動 是指分子的運動，分子無論大小都做熱運動，熱運動不能通過光學顯微鏡直接觀察到 共同點 都是永不停息的無規(guī)則運動，都隨溫度的升高而變得更加激烈，都是肉眼所不能看見的 聯(lián)系 布朗運動是由于小顆粒受到周圍分子做熱運動的撞擊力不均衡而引起的，它是分子做無規(guī)則運動的反映 階梯練習 1．(多選)關于擴散現(xiàn)象，下列說法正確的是(　　) A．溫度越高，擴散進行得越快 B．擴散現(xiàn)象是不同物質(zhì)間的一種化學反應 C．擴散現(xiàn)象是由物質(zhì)分子無規(guī)則運動產(chǎn)生的 D．擴散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生 E．液體中的擴散現(xiàn)象是由于液體的對流形成的 【答案】ACD. 【解析】擴散現(xiàn)象與溫度有關，溫度越高，擴散進行得越快，選項A正確．擴散現(xiàn)象是由于分子的無規(guī)則運動引起的，不是一種化學反應，選項B錯誤、選項C正確、選項E錯誤．擴散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生，選項D正確． 2．關于布朗運動，下列說法正確的是(　　) A．布朗運動就是液體分子的無規(guī)則運動 B．布朗運動就是懸浮微粒的固體分子的無規(guī)則運動 C．氣體分子的運動是布朗運動 D．液體中的懸浮微粒越大，布朗運動就越不明顯 【答案】D. 3．(多選)下列哪些現(xiàn)象屬于熱運動(　　) A．把一塊平滑的鉛板疊放在平滑的鋁板上，經(jīng)相當長的一段時間再把它們分開，會看到與它們相接觸的面都變得灰蒙蒙的 B．把胡椒粉末放入菜湯中，最后胡椒粉末會沉在湯碗底，但我們喝湯時嘗到了胡椒的味道 C．含有泥沙的水經(jīng)一定時間會變澄清 D．用砂輪打磨而使零件溫度升高 【答案】ABD. 【解析】熱運動在微觀上是指分子的運動，如擴散現(xiàn)象，在宏觀上表現(xiàn)為溫度的變化，如“摩擦生熱”、物體的熱傳遞等，而水變澄清的過程是泥沙在重力作用下的沉淀，不是熱運動，C錯誤． 【易錯警示】 區(qū)別布朗運動與熱運動應注意以下兩點 (1)布朗運動并不是分子的熱運動． (2)布朗運動可通過顯微鏡觀察，分子熱運動不能用顯微鏡直接觀察． 考向三　分子力、分子力做功和分子勢能 分子力和分子勢能隨分子間距變化的規(guī)律如下： 分子力F 分子勢能Ep 隨分子間距的變化圖象 隨分子間距的變化情況 r＜r0 F引和F斥都隨距離的增大而減小，隨距離的減小而增大，F(xiàn)引＜F斥，F(xiàn)表現(xiàn)為斥力 r增大，分子力做正功，分子勢能減??；r減小，分子力做負功，分子勢能增加 r＞r0 F引和F斥都隨距離的增大而減小，隨距離的減小而增大，F(xiàn)引＞F斥，F(xiàn)表現(xiàn)為引力 r增大，分子力做負功，分子勢能增加；r減小，分子力做正功，分子勢能減小 r＝r0 F引＝F斥，F(xiàn)＝0 分子勢能最小，但不為零 r＞10r0 (10－9m) F引和F斥都已十分微弱，可以認為F＝0 分子勢能為零 【例3】(多選)分子力比重力、引力等要復雜得多，分子勢能跟分子間的距離的關系也比較復雜．圖示為分子勢能與分子間距離的關系圖象，用r0表示分子引力與分子斥力平衡時的分子間距，設r→∞時，Ep＝0，則下列說法正確的是(　　) A．當r＝r0時，分子力為零，Ep＝0 B．當r＝r0時，分子力為零，Ep為最小 C．當r0＜r＜10r0時，Ep隨著r的增大而增大 D．當r0＜r＜10r0時，Ep隨著r的增大而減小 E．當r＜r0時，Ep隨著r的減小而增大 【答案】　BCE 規(guī)律總結 判斷分子勢能變化的兩種方法 (1)利用分子力做功判斷 分子力做正功，分子勢能減??；分子力做負功，分子勢能增加． (2)利用分子勢能Ep與分子間距離r的關系圖線判斷 如圖所示，僅受分子力作用，分子動能和勢能之和不變，根據(jù)Ep變化可判知Ek變化．而Ep變化根據(jù)圖線判斷．但要注意此圖線和分子力與分子間距離的關系圖線形狀雖然相似，但意義不同，不要混淆． 階梯練習 1．兩分子間的斥力和引力的合力F與分子間距離r的關系如圖中曲線所示，曲線與r軸交點的橫坐標為r0.相距很遠的兩分子在分子力作用下，由靜止開始相互接近．若兩分子相距無窮遠時分子勢能為零，下列說法正確的是(　　) A．在r＞r0階段，F(xiàn)做正功，分子動能增加，勢能減小 B．在r＜r0階段，F(xiàn)做負功，分子動能減小，勢能也減小 C．在r＝r0時，分子勢能最小，動能最大 D．在r＝r0時，分子勢能為零 E．分子動能和勢能之和在整個過程中不變 【答案】ACE. 【解析】由Ep－r圖可知：在r＞r0階段，當r減小時F做正功，分子勢能減小，分子動能增加，故A正確；在r＜r0階段，當r減小時F做負功，分子勢能增加，分子動能減小，故B錯誤；在r＝r0時，分子勢能最小，但不為零，動能最大，故C正確，D錯誤；在整個相互接近的過程中，分子動能和勢能之和保持不變，故E正確． 2． (多選)兩個相距較遠的分子僅在分子力作用下由靜止開始運動，直至不再靠近．在此過程中，下列說法正確的是(　　) A．分子力先增大，后一直減小 B．分子力先做正功，后做負功 C．分子動能先增大，后減小 D．分子勢能先增大，后減小 E．分子勢能和動能之和不變 【答案】BCE. 考向四　實驗：用油膜法估測分子大小 1. 實驗原理：利用油酸酒精溶液在平靜的水面上形成單分子油膜，將油酸分子看作球形，測出一定體積油酸溶液在水面上形成的油膜面積，用d＝計算出油膜的厚度，其中V為一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積，S為油膜面積，這個厚度就近似等于油酸分子的直徑． 2．實驗器材：盛水淺盤、滴管(或注射器)、試劑瓶、坐標紙、玻璃板、痱子粉(或細石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩筆． 3．實驗步驟： (1)取1 mL(1 cm3)的油酸溶于酒精中，制成200 mL的油酸酒精溶液． (2)往邊長為30～40 cm的淺盤中倒入約2 cm深的水，然后將痱子粉(或細石膏粉)均勻地撒在水面上． (3)用滴管(或注射器)向量筒中滴入n滴配制好的油酸酒精溶液，使這些溶液的體積恰好為1 mL，算出每滴油酸酒精溶液的體積V0＝ mL. (4)用滴管(或注射器)向水面上滴入一滴配制好的油酸酒精溶液，油酸就在水面上慢慢散開，形成單分子油膜． (5)待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將一塊較大的玻璃板蓋在淺盤上，用彩筆將油酸薄膜的形狀畫在玻璃板上． (6)將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，算出油酸薄膜的面積． (7)據(jù)油酸酒精溶液的濃度，算出一滴溶液中純油酸的體積V，據(jù)一滴油酸的體積V和薄膜的面積S，算出油酸薄膜的厚度d＝，即為油酸分子的直徑．比較算出的分子直徑，看其數(shù)量級(單位為m)是否為10－10m，若不是10－10m需重做實驗． 4．實驗時應注意的事項： (1)油酸酒精溶液的濃度應小于. (2)痱子粉的用量不要太大，并從盤中央加入，使粉自動擴散至均勻． (3)測1滴油酸酒精溶液的體積時，滴入量筒中的油酸酒精溶液的體積應為整毫升數(shù)，應多滴幾毫升，數(shù)出對應的滴數(shù)，這樣求平均值誤差較?。? (4)淺盤里水離盤口面的距離應較小，并要水平放置，以便準確地畫出薄膜的形狀，畫線時視線應與板面垂直． (5)要待油膜形狀穩(wěn)定后，再畫輪廓. (6)利用坐標紙求油膜面積時，以邊長為1 cm的正方形為單位，計算輪廓內(nèi)正方形的個數(shù)，不足半個的舍去．大于半個的算一個． 5．可能引起誤差的幾種原因： (1)純油酸體積的計算引起誤差． (2)油膜面積的測量引起的誤差主要有兩個方面： ①油膜形狀的畫線誤差； ②數(shù)格子法本身是一種估算的方法，自然會帶來誤差． 階梯練習 1．在“油膜法估測油酸分子的大小”實驗中，有下列實驗步驟： ①往邊長約為40 cm的淺盤里倒入約2 cm深的水，待水面穩(wěn)定后將適量的痱子粉均勻地撒在水面上． ②用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形狀穩(wěn)定． ③將畫有油膜形狀的玻璃板平放在坐標紙上，計算出油膜的面積，根據(jù)油酸的體積和面積計算出油酸分子直徑的大?。? ④用注射器將事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下量筒內(nèi)每增加一定體積時的滴數(shù)，由此計算出一滴油酸酒精溶液的體積． ⑤將玻璃板放在淺盤上，然后將油膜的形狀用彩筆描繪在玻璃板上． 完成下列填空： (1)上述步驟中，正確的順序是_____．(填寫步驟前面的數(shù)字) (2)將1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液，測得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴．現(xiàn)取一滴該油酸酒精溶液滴在水面上，測得所形成的油膜的面積是0.13 m2.由此估算出油酸分子的直徑為________ m．(結果保留1位有效數(shù)字) 【答案】(1)④①②⑤③　(2)5×10－10 2．(1)現(xiàn)有按酒精與油酸的體積比為m∶n配制好的油酸酒精溶液，用滴管從量筒中取體積為V的該種溶液，讓其自由滴出，全部滴完共N滴．把一滴這樣的溶液滴入盛水的淺盤中，由于酒精溶于水，油酸在水面上展開，穩(wěn)定后形成單分子油膜的形狀如圖所示，已知坐標紙上每個小方格面積為S.根據(jù)以上數(shù)據(jù)可估算出油酸分子直徑為d＝________； (2)若已知油酸的密度為ρ，阿伏加德羅常數(shù)為NA，油酸的分子直徑為d，則油酸的摩爾質(zhì)量為________． 【答案】(1)　(2) 【解析】(1)一滴油酸酒精溶液里含油酸的體積為： V1＝，油膜的總面積為8S； 則油膜的厚度即為油酸分子直徑，即 d＝＝ (2)一個油酸分子的體積：V′＝πd3，則油酸的摩爾質(zhì)量為M＝ρNAV′＝πρNAd3. 3．在“用油膜法估測分子的大小”的實驗中，所用油酸酒精溶液的濃度為每104 mL溶液中有純油酸6 mL，用注射器測得1 mL上述溶液為75滴．把1滴該溶液滴入盛水的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆在玻璃板上描出油膜的輪廓，再把玻璃板放在坐標紙上，其形狀和尺寸如圖所示，坐標中正方形方格的邊長為1 cm.則 (1)油酸薄膜的面積是________cm2. (2)每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是________mL.(取一位有效數(shù)字) (3)按以上實驗數(shù)據(jù)估測出油酸分子直徑約為________m．(取一位有效數(shù)字) （四）知識還原 第1節(jié)　分子動理論　內(nèi)能 基礎知識 一、分子動理論 1．物體是由大量分子組成的 (1)分子模型：主要有兩種模型，固體與液體分子通常用球體模型，氣體分子通常用立方體模型． (2)分子的大小 ①分子直徑：數(shù)量級是10－10 m； ②分子質(zhì)量：數(shù)量級是10－26 kg； ③測量方法：油膜法． (3)阿伏加德羅常數(shù) 1 mol任何物質(zhì)所含有的粒子數(shù)，NA＝6.02×1023 mol－1. 2．分子熱運動 分子永不停息的無規(guī)則運動． (1)擴散現(xiàn)象 相互接觸的不同物質(zhì)彼此進入對方的現(xiàn)象．溫度越高，擴散越快，可在固體、液體、氣體中進行． (2)布朗運動 懸浮在液體(或氣體)中的微粒的無規(guī)則運動，微粒越小，溫度越高，布朗運動越顯著． 3．分子力 分子間同時存在引力和斥力，且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，但總是斥力變化得較快． 二、內(nèi)能 1．分子平均動能 (1)所有分子動能的平均值． (2)溫度是分子平均動能的標志． 2．分子勢能 由分子間相對位置決定的能，在宏觀上分子勢能與物體體積有關，在微觀上與分子間的距離有關． 3．物體的內(nèi)能 (1)內(nèi)能：物體中所有分子的熱運動動能與分子勢能的總和． (2)決定因素：溫度、體積和物質(zhì)的量． 三、溫度 1．意義：宏觀上表示物體的冷熱程度(微觀上標志物體中分子平均動能的大小)． 2．兩種溫標 (1)攝氏溫標t：單位℃，在1個標準大氣壓下，水的冰點作為0 ℃，沸點作為100 ℃，在0 ℃～100 ℃之間等分100份，每一份表示1 ℃. (2)熱力學溫標T：單位K，把－273.15 ℃作為0 K. (3)就每一度表示的冷熱差別來說，兩種溫度是相同的，即ΔT＝Δt.只是零值的起點不同，所以二者關系式為T＝t＋273.15. (4)絕對零度(0 K)，是低溫極限，只能接近不能達到，所以熱力學溫度無負值． [自我診斷] 1．判斷正誤 (1)質(zhì)量相等的物體含有的分子個數(shù)不一定相等．(√) (2)組成物體的每一個分子運動是有規(guī)律的．(×) (3)布朗運動是液體分子的運動．(×) (4)分子間斥力隨分子間距離的減小而增大，但分子間引力卻隨分子間距離的減小而減?。?×) (5)內(nèi)能相同的物體，溫度不一定相同．(√) (6)分子間無空隙，分子緊密排列．(×) 2．(多選)墨滴入水，擴而散之，徐徐混勻．關于該現(xiàn)象的分析正確的是(　　) A．混合均勻主要是由于碳粒受重力作用 B．混合均勻的過程中，水分子和碳粒都做無規(guī)則運動 C．使用碳粒更小的墨汁，混合均勻的過程進行得更迅速 D．墨汁的擴散運動是由于碳粒和水分子發(fā)生化學反應引起的 【答案】BC. 【解析】根據(jù)分子動理論的知識可知，最后混合均勻是擴散現(xiàn)象，水分子做無規(guī)則運動，碳粒做布朗運動，由于布朗運動的劇烈程度與顆粒大小和溫度有關，所以使用碳粒更小的墨汁，布朗運動會更明顯，則混合均勻的過程進行得更迅速，故選B、C. 3．關于物體的內(nèi)能，以下說法正確的是(　　) A．不同物體，溫度相等，內(nèi)能也相等 B．所有分子的勢能增大，物體內(nèi)能也增大 C．溫度升高，分子平均動能增大，但內(nèi)能不一定增大 D．只要兩物體的質(zhì)量、溫度、體積相等，兩物體的內(nèi)能一定相等 【答案】C. 13