2021届高考物理二轮专题复习篇精品课件：专题7分子动理论气体及热力学定律

2．分子热运动的实验基础：扩散现象和布朗运动
现象
扩散现象
布朗运动
热运动
活动 主体
分子
微小固体颗粒
分子
分子的运动，发生 比分子大得多的微 分子的运动，不能
区别 在固体、液体、气 粒的运动，只能在 通过光学显微镜直
体之间
液体、气体中发生 接观察到
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[解析] 由图象可知，曲线与 r 轴交点的横坐标为 r0，B 分子受 到的分子力先变小，位于平衡位置时，分子力为零，过平衡位置后， 分子力先变大再变小，故 B 分子的加速度先变小再反向变大，再变 小。当 r 小于 r0 时，分子间的作用力表现为斥力，F 做正功，分子动 能增大，分子势能减小；当 r 等于 r0 时，分子动能最大，分子势能 最小；当 r 大于 r0 时，分子间的作用力表现为引力，分子力做负功， 分子动能减小，分子势能增大，故分子力先做正功再做负功，分子 势能先减小后增大。
(3)液体的表面张力使液体表面具有收缩到最小的趋势，表面张 力的方向跟液面相切。
2．饱和汽压的特点 液体的饱和汽压与温度有关，温度越高，饱和汽压越大，且饱 和汽压与饱和汽的体积无关。 3．相对湿度 某温度时空气中水蒸气的实际压强与同温度水的饱和汽压的百 分比。即：B＝pps×100%。
4．气体分子运动特点
01 考点1·分子动理论 内能
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一、突破三个重点 1．微观量的估算 (1)油膜法估算分子直径：d＝VS V 为纯油酸体积，S 为单分子油膜面积 (2)分子总数：N＝nNA＝Mmm·NA＝VVmNA [注意] 对气体而言，N≠VV个。
3.物体的内能 (1)等于物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和，是状 态量。 (2)对于给定的物体，其内能大小由物体的温度和体积决定。 (3)物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小无关。
2 0 2 1 届高考 物理二 轮专题 复习篇 课件： 专题7 第 1 讲 分 子 动 理论规则运动；②都随温度的升高而更加激烈 扩散现象、布朗运动都反映无规则的热运动
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r<r0 为斥力
减小
r 增大，F 先增大后减小，r 增大，F 做负功，Ep
r>r0 表现为引力
增大
r＝r0 F 引＝F 斥，F＝0
Ep 最小，但不为零
引力和斥力都很微弱，F
r>10r0 ＝0
Ep＝0
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(3)两种模型： 球模型：V＝43πR3(适用于估算液体、固体分子直径) 立方体模型：V＝a3(适用于估算气体分子间距)
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D [温度升高，分子的平均动能增大，不是每个气体分子运动 的速率都增加，A 错误；温度不变，分子热运动的平均动能不变， 体积减小，分子密集程度增大，故气体分子在单位时间内作用于器 壁单位面积的平均作用力一定增大，气体的压强一定增大，B 错误， D 正确；如果体积不变，那么分子密集程度不变，由于温度降低， 分子热运动的平均动能减小，故气体分子在单位时间内作用于器壁 单位面积的平均作用力一定减小，气体的压强一定减小，C 错误。]
02 考点2·固体 液体 气体
分子的运动特点
1．固体和液体
(1)晶体和非晶体。
比较
晶体 单晶体
形状
规则
熔点
固定
特性
各向异性
多晶体 不规则
固定 各向同性
非晶体
不规则 不固定 各向同性
(2)液晶是一种特殊的物质状态，所处的状态介于固态和液态之 间。液晶具有流动性，在光学、电学物理性质上表现出各向异性。
[题眼点拨] (1)“理想气体”暗示满足三个气体实验定律。 (2)“撞击器壁单位面积的平均次数”明确考查影响气体压强的 微观因素。
[解析] 根据理想气体状态方程p′T1V1 ′1＝p′T2V2 ′2＝p′T3V3 ′3，可知 T1>T2， T2<T3，T1＝T3；由于 T1>T2，状态 1 时气体分子热运动的平均动能大， 热运动的平均速率大，分子密度相等，故单位面积的平均碰撞次数多， 即 N1>N2；对于状态 2、3，由于 V′3>V′2，故分子密度 n3<n2，T3>T2， 故状态 3 分子热运动的平均动能大，热运动的平均速率大，而且 p′2＝ p′3，因此状态 2 单位面积的平均碰撞次数多，即 N2>N3。
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[答案] B 分子的加速度先变小再反向变大，再变小 分子力先 做正功再做负功 分子势能先减小后增大
2．(2020·北京高考·T2)对于一定质量的理想气体，下列说法正确的 是( )
A．若体积不变、温度升高，则每个气体分子热运动的速率都增大 B．若体积减小、温度不变，则器壁单位面积受气体分子的平均作用力 不变 C．若体积不变、温度降低，则气体分子密集程度不变，压强可能不变 D．若体积减小、温度不变，则气体分子密集程度增大，压强一定增大
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[典例 1] 物体的体积变化时，分子间距离会随之 变化，分子势能也会发生变化。已知两分子间的斥力和 引力的合力 F 与分子间距离 r 的关系如图中曲线所示， 设有 A、B 两个分子，A 分子固定在 O 点，r0 为其平衡 位置，现使 B 分子由静止释放，并在分子力的作用下由距 A 分子 0.5r0 处开 始沿 r 轴正方向运动到无穷远处，则 B 分子的加速度如何变化：________。 分子力对 B 做功情况如何：________。分子势能如何变化：________。
[跟进训练] 1．(多选)关于分子动理论，下列说法正确的是( ) A．分子的质量 m＝MNmAol，分子的体积 V＝VNmAol B．扩散现象不仅可以在液体内进行，在固体间也可以进行 C．布朗运动反映了分子在永不停息地做无规则运动 D．两分子间距离大于 r0 时分子间的作用力只存在引力，小于 r0 时只存在斥 力 E．两分子间距离大于 r0 时，增大分子间距，分子力做负功，分子势能增大
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[题眼点拨] ①B 分子由“静止释放”说明 v0＝0。 ②B 分子由距 A 分子“0.5r0”处运动到无穷远，给出 B 分子与 A 分子之间的距离与 r0 的关系，进一步可以确定分子力是斥力还是 引力。
5．对气体压强的理解 (1)气体对容器壁的压强是气体分子频繁碰撞的结果，温度越高， 气体分子数密度越大，气体对容器壁因碰撞而产生的压强就越大。 (2)地球表面大气压强可认为是由于大气重力产生的。
[典例 2] (2019·全国卷Ⅱ·T33(1))如 p-V 图所 示，1、2、3 三个点代表某容器中一定量理想气体 的三个不同状态，对应的温度分别是 T1、T2、T3。 用 N1、N2、N3 分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容 器壁上单位面积的平均次数，则 N1________N2，T1________T3， N2________N3。(填“大于”“小于”或“等于”)
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反思感悟：分子力与分子势能的图象比较
分子力 F
分子势能 Ep
1.分子动理论、理想化模型
1.分子动理论
2.固体、液体、气体的性质、
2.从微观角度分析固体、液
素养 热力学定律
素养 体和气体的性质
呈现 3.理想气体状态方程、气体 落实 3.气体实验三定律及理想
实验定律
气体状态方程
4.汽缸模型、液柱模型
4.热力学定律
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[答案] 大于 等于 大于
反思感悟：气体压强的理解 宏观：气体作用在器壁单位面积上的压力，大小取决于体积 V 和温度 T。 微观：大量气体分子无规则热运动对器壁碰撞产生的，大小取 决于单位体积内的分子数(分子数密度)和分子平均速度。
[跟进训练] 1．(多选)下列说法正确的是__________。 A．浸润和不浸润是分子力作用的表现 B．相对湿度是 100%，表明在当时的温度下，空气中水蒸气已达到饱 和状态 C．温度不变时，饱和汽压随饱和汽体积的增大而增大 D．干湿泡湿度计的干泡与湿泡的示数差越小，相对湿度越大 E．水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干净的玻璃板上却不能， 这是因为油脂可以使水的表面张力增大
图象
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随分子 间距离 的变化
情况
F 随 r 增大而减小，表现 r 增大，F 做正功，Ep
专题复习篇
专题七 选考部分 第1讲 分子动理论 气体及热
力学定律
物理
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[析考情·明策略] 高考选考部分命题由“选择题＋计算题”形式向“填空题＋计 算题”形式转变，从近几年命题角度来看，选择题和填空题主要 考查对物理概念和物理规律的理解以及简单的应用；计算题往往 考情 以玻璃管或汽缸等为载体，考查气体实验定律、理想气体状态方 分析 程及图象问题。考虑命题的延续性，今年仍可能以“填空题＋计 算题”形式考查，填空题的综合性可能会略微增强，尤其是综合 图象问题的题目更能体现对物理学科核心素养的考查。
BCE [分子的质量 m＝MNmAol，分子所占空间的体积 V＝VNmAol，如果分子之 间的间隙可以忽略不计，则 V＝VNmAol表示的才是分子的体积，故 A 错误；扩散现 象就是物质分子的无规则运动，扩散现象不仅可以在液体内进行，在固体间也 可以进行，故 B 正确；悬浮在液体或气体中的固体小颗粒在永不停息地做无规 则运动，它反映了分子在永不停息地做无规则运动，故 C 正确；分子的引力和 斥力是同时存在的，两分子间距离大于 r0 时分子间的引力大于斥力，表现为引 力，小于 r0 时斥力大于引力，表现为斥力，故 D 错误；两分子间距离大于 r0 时， 增大分子间距，分子力做负功，分子势能增大，故 E 正确。]
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二、掌握两个关系 (1)分子力与分子间距的关系、分子势能与分子间距的关系。 (2)分子力做功与分子势能变化的关系。 阿伏加德罗常数是联系宏观与微观的桥梁，掌握宏观与微观的 联系。