2019版创新设计总复习高中物理讲义：选修3-3+热学选修3-3+基础课1+Word版含答案【KS5U+高考】

热力学第一定律能量守恒定律新课标要求（一）知识与技能1．能够从能量转化的观点理解热力学第一定律及其公式表达，会用ΔU=W+Q 分析和计算问题。

2．掌握能量守恒定律，理解这个定律的重要意义。

会用能量守恒的观点分析物理现象。

3．能综合运用学过的知识，用能量守恒定律进行有关计算，分析、解决有关问题。

4．了解第一类永动机不可能制成的原因。

（二）过程与方法通过用定量计算的例题讲解及课件展示来加深大家对知识的理解。

（三）情感、态度与价值观1．学习众多科学家孜孜以求、勇于探索自然规律的精神，进一步进行辩证唯物主义教育，为将来能在开发新能源、合理利用能源、发展节能技术的领域内作出贡献而努力。

2．感受英国科学家焦耳勤奋、刻苦，40年如一日研究电流热效应，测定热功当量的顽强意志体现出来的人格美。

教学重点能量转化和守恒定律的理解及综合应用，涉及热力学第一定律的定性分析和定量计算。

教学难点热力学第一定律的正确运用（定性分析和定量计算）及对第一类永动机不可能制成的具体分析探究过程的理解。

教学方法讲练法、分析归纳法、阅读法教学用具：投影仪、投影片。

教学过程（一）引入新课教师：（复习提问）改变物体内能的方式有哪些？学生：做功和热传递是改变物体内能的两种方式。

教师：既然做功和热传递都可以改变物体的内能，那么功，热量跟内能的改变之间一定有某种联系，本节课我们就来研究这个问题。

（二）进行新课1．热力学第一定律［投影］1．一个物体，它既没有吸收热量也没有放出热量，那么：①如果外界做的功为W，则它的内能如何变化？变化了多少？②如果物体对外界做的功为W，则它的内能如何变化？变化了多少？2．一个物体，如果外界既没有对物体做功，物体也没有对外界做功，那么：①如果物体吸收热量Q，它的内能如何变化？变化了多少？②如果放出热量Q，它的内能如何变化？变化了多少？［学生解答思考题］教师总结：一个物体，如果它既没有吸收热量也没有放出热量，那么，外界对它做多少功，它的内能就增加多少；物体对外界做多少功，它的内能就减少多少。

(完整版)物理选修3-3知识点总结
物理选修3-3部分介绍了热学的基本概念，由它派生而来的温度、热量和热流对本质
模型有何影响，以及如何用热传导来解释相关现象。

首先，温度是物质间热量的一种测量，它是一种宏观量。

温度的单位是摄氏度（°C）和华氏度（°F）。

热量是温度变化所伴随而存在的能量，在一定温度条件下，物质中存
在能量不变性。

热流是物质中热量的流动，它决定了热冲击力的大小。

其次，本质模型可以用于解释物质的热量运动以及物体之间的热量传递，以及相应的
热冲击力的变化。

本质模型可以用来评估不同物质间的能量传输，包括热传导、热对流和
热辐射。

它们是物质热量传输的三种主要类型。

热传导是指物质内部在热量分布上的变化，它取决于热传导性能指标，如导热系数，
模拟物质内部能量流和温度分布变化的情况。

热对流指物质间温度非均匀性下，在物体表
面和空气中之间的交换，它取决于对流传热的系数，模拟物体表面和空气之间热流的传递。

热辐射是指热量在物质内部或者在物体表面和空气之间，以光或电磁波的方式传输，它取
决于辐射系数，可以表示物体表面和空气之间光热传递情况。

最后，热学中的概念可以用于研究物质的热量传输，并用本质模型来模拟不同体系中
热量传输的特征，说明不同物质之间的能量传输和物体表面与空气之间的热量传输情况。

另外，传热分析也可以用来衡量热量传输的精确度，从而辅助热学的实际应用，如火力发电、冷藏制冷等。

它们对于热学的理解和分析都很有帮助。

第一章分子动理论1、物质是由大量分子组成的（1）单分子油膜法测量分子直径（2）1mol任何物质含有的微粒数相同N A=6.02x1023mol-1（3）对微观量的估算：分子的两种模型：球形和立方体（固体液体通常看成球形，空气分子占据的空间看成立方体）利用阿伏伽德罗常数联系宏观量与微观量Ⅰ．微观量：分子体积V0、分子直径d、分子质量m0.Ⅱ．宏观量：物体的体积V、摩尔体积V m，物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ.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V0＝NA Vm ，仅适用于固体和液体，对气体不适用，仅估算了气体分子所占的空间。

2、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.2、分子永不停息的做无规则的热运动（布朗运动 扩散现象）（1）扩散现象：不同物质能够彼此进入对方的现象，说明了物质分子在不停地运动，同时还说明分子间有空隙，温度越高扩散越快。

可以发生在固体、液体、气体任何两种物质之间（2）布朗运动：它是悬浮在液体（或气体）中的固体微粒的无规则运动，是在显微镜下观察到的。

①布朗运动的三个主要特点：永不停息地无规则运动；颗粒越小，布朗运动越明显；温度越高，布朗运动越明显。

②产生布朗运动的原因：它是由于液体分子无规则运动对固体微小颗粒各个方向撞击的不均匀性造成的。

③布朗运动间接地反映了液体分子的无规则运动，布朗运动、扩散现象都有力地说明物体内大量的分子都在永不停息地做无规则运动。

（3）热运动：分子的无规则运动与温度有关，简称热运动，温度越高，运动越剧烈3、分子间的相互作用力（1）分子间同时存在引力和斥力，两种力的合力又叫做分子力。

（2）分子之间的引力和斥力都随分子间距离增大而减小，随分子间距离的减小而增大。

但总是斥力变化得较快。

（3）图像：两条虚线分别表示斥力和引力；实线曲线表示引力和斥力的合力(即分子力)随距离变化的情况。

r0位置叫做平衡位置，r0的数量级为10-10m。

基础课3热力学定律与能量守恒定律知识排查热力学第一定律1.改变物体内能的两种方式(1)做功；(2)热传递。

2.热力学第一定律(1)内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。

(2)表达式：ΔU＝Q＋W。

(3)ΔU＝Q＋W中正、负号法则：能量守恒定律1.内容能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者是从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。

2.条件性能量守恒定律是自然界的普遍规律，某一种形式的能是否守恒是有条件的。

3.第一类永动机是不可能制成的，它违背了能量守恒定律。

热力学第二定律1.热力学第二定律的两种表述(1)克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体。

(2)开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响。

或表述为“第二类永动机是不可能制成的”。

2.用熵的概念表示热力学第二定律在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小。

3.热力学第二定律的微观意义一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行。

4.第二类永动机不可能制成的原因是违背了热力学第二定律。

小题速练1.思考判断(1)外界压缩气体做功20 J，气体的内能可能不变。

()(2)电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递。

()(3)科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机。

()(4)对能源的过度消耗将使自然界的能量不断减少，形成能源危机。

()(5)一定量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气，其分子之间的势能增加。

()2.(多选)对于热力学第一定律和热力学第二定律的理解，下列说法正确的是()A.一定质量的气体膨胀对外做功100 J，同时从外界吸收120 J的热量，则它的内能增大20 JB.物体从外界吸收热量，其内能一定增加；物体对外界做功，其内能一定减少C.凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量只能从高温物体传递给低温物体，而不能从低温物体传递给高温物体D.第二类永动机违反了热力学第二定律，没有违反热力学第一定律E.热现象过程中不可避免地出现能量耗散现象，能量耗散符合热力学第二定律热力学第一定律与能量守恒定律1.做功和热传递的区别做功与热传递在改变内能的效果上是相同的，但是从运动形式、能量转化的角度上看是不同的。

选修内容3-3综合热学是物理学的一部分，它研究热现象的规律。

用来描述热现象的一个基本概念是温度，温度变化的时候，物体的许多性质都发生变化。

凡是跟温度有关的现象都叫做热现象。

热学知识在实际中有重要的应用。

各种热机和致冷设备的研制，化工、冶金、气象的研究，都离不开热学知识。

研究热现象有两种不同的方法：一种是从宏观上总结热现象的规律，引入内能的概念，并把内能跟其他形式的能联系起来；另一种是从物质的微观结构出发，建立分子动理论，说明热现象是大量分子无规则运动的表现。

这两种方法相辅相成，使人们对热现象的研究越来越深入。

把宏观和微观结合起来，是热学的特点。

学习中要注意统计思想在日常生活和解释自然想象中的普遍意义。

（一）高中热学的基础理论高中热学的基础理论包括两部分：一是分子动理论，分子动理论提供了从微观角度研究热学问题的理论基础；二是能量转化和守恒定律．具体应用到热学问题的是包括物体内能的热力学第一定律，提供了从宏观角度研究热学问题的理论基础．它表明，从分子动理论出发可以得到对应于分子运动存在着一种新形式的能，即物体的内能．物体的内能改变，可以通过做功和热传递来实现，并遵守热力学第一定律．它们分别提供了从微观角度和宏观角度认识热现象的理论根据．但是，它们仍然是以实验和观察为基础的．以实验为基础，建立物理模型进行推理认识微观结构的方法，是物理的重要方法．对物质微观结构的认识，往往是通过宏观的物理实验，提出科学假说和模型，进行分析推理得出的．一个典型的事例就是布朗运动的分析和解释．（二）力热综合问题在力热综合问题中，研究对象主要选封闭气体及封闭气体的活塞或液柱。

对于封闭气体，可以根据过程特征选用气体定律建立方程；对于活塞或液柱，可根据运动状态由平衡条件或牛顿第二定律建立方程。

这两个方程的联系在于气体的压强与活塞受力，气体压强是联系力学规律和热学规律之间的桥梁．（三）固体、液体和气体1、固体固体可分为晶体和非晶体两大类，晶体分子或离子按一定的空间点阵排列。

3热力学第一定律能量守恒定律[学科素养与目标要求]物理观念：1.理解热力学第一定律和能量守恒定律.2.知道什么是第一类永动机及其不可能制成的原因．科学思维：1.能利用热力学第一定律进行有关计算.2.会用能量守恒的观点分析、解决有关问题．一、热力学第一定律1．改变内能的两种方式：做功与热传递．两者在改变系统内能方面是等价的．2．热力学第一定律：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和．3．热力学第一定律的表达式：ΔU＝Q＋W.二、能量守恒定律1．能量守恒定律能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变．2．能量守恒定律的意义(1)各种形式的能可以相互转化．(2)各种物理现象可以用能量守恒定律联系在一起．3．永动机不可能制成(1)第一类永动机：人们把设想的不消耗能量的机器称为第一类永动机．(2)第一类永动机由于违背了能量守恒定律，所以不可能制成．1．判断下列说法的正误．(1)外界对系统做功，系统的内能一定增加．(×)(2)系统内能增加，一定是系统从外界吸收了热量．(×)(3)系统内能减少，一定是系统对外界做了功．(×)(4)违背能量守恒定律的过程是不可能发生的．(√)2．一定质量的气体从外界吸收了50 J的热量，同时对外做功100 J，则物体的内能________(“增加”或“减少”)________ J.答案减少50一、热力学第一定律(1)如图所示，快速推动活塞对汽缸内气体做功10 J，气体内能改变了多少？若保持气体体积不变，外界对汽缸传递10 J的热量，气体内能改变了多少？(2)一根金属丝经过某一物理过程，温度升高了，除非事先知道，否则根本无法判定是通过做功的方法，还是使用了传热的方法使它的内能增加．因为单纯地对系统做功和单纯地对系统传热都能改变系统的内能．既然它们在改变系统内能方面是等价的，那么当外界对系统做功为W，又对系统传热为Q时，系统内能的增量ΔU应该是多少？答案(1)都增加了10 J．(2)Q＋W.1．对公式ΔU＝Q＋W符号的规定符号W QΔU＋体积减小，外界对热力学系统做功热力学系统吸收热量内能增加－体积增大，热力学系统对外界做功热力学系统放出热量内能减少2.几种特殊情况(1)绝热过程：Q＝0，则ΔU＝W，物体内能的增加量等于外界对物体做的功．(2)等容过程：W＝0，则ΔU＝Q，物体内能的增加量等于物体从外界吸收的热量．(3)等温过程：始末状态物体的内能不变，即ΔU＝0，则W＝－Q(或Q＝－W)，外界对物体做的功等于物体放出的热量(或物体吸收的热量等于物体对外界做的功)．3．判断是否做功的方法一般情况下看物体的体积是否变化．①若物体体积增大，表明物体对外界做功，W<0.②若物体体积减小，表明外界对物体做功，W>0.特别提醒热力学第一定律是将单纯的绝热过程和单纯的传热过程中内能改变的定量表达推广到一般情况，既有做功又有传热的过程，其中ΔU表示内能改变的数量，W表示做功的数量，Q表示外界与物体间传递的热量．例1一定量的气体在某一过程中，外界对气体做了8×104J的功，气体的内能减少了1.2×105 J，则下列各式中正确的是()A．W＝8×104 J，ΔU＝1.2×105 J，Q＝4×104 JB．W＝8×104 J，ΔU＝－1.2×105 J，Q＝－2×105 JC．W＝－8×104 J，ΔU＝1.2×105 J，Q＝2×104 JD．W＝－8×104 J，ΔU＝－1.2×105 J，Q＝－4×104 J答案B解析因为外界对气体做功，W取正值，即W＝8×104J；内能减少，ΔU取负值，即ΔU＝－1.2×105J；根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，可知Q＝ΔU－W＝－1.2×105J－8×104J ＝－2×105 J，B选项正确．应用热力学第一定律解题的一般步骤1．根据符号法则写出各已知量(W、Q、ΔU)的正负；2．根据方程ΔU＝W＋Q求出未知量；3．再根据未知量结果的正负来确定吸、放热情况、做功情况或内能变化情况．二、能量守恒定律的理解和应用(1)在能量发生转化或转移时，能量的总量会减少吗？(2)图为一种所谓“全自动”的机械手表，既不需要上发条，也不用任何电源，却能不停地走下去．这是不是一种永动机？如果不是，维持表针走动的能量是从哪儿来的？答案(1)能量的总量不会减少．(2)这不是永动机．手表戴在手腕上，通过手臂的运动，机械手表获得能量，供手表指针走动．若将此手表长时间放置不动，它就会停下来．1．能量的存在形式及相互转化(1)各种运动形式都有对应的能：机械运动有机械能，分子的热运动有内能，还有电磁能、化学能、核能等．(2)各种形式的能，通过某种力做功可以相互转化．例如：利用电炉取暖或烧水，电能转化为内能；煤燃烧，化学能转化为内能；列车刹车后，轮子温度升高，机械能转化为内能．2．能量守恒的两种表达(1)某种形式的能减少，一定有其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等．(2)某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等．3．第一类永动机不可能制成的原因分析如果没有外界供给热量而对外做功，由ΔU＝W＋Q知，系统内能将减小．若想源源不断地做功，在无外界能量供给的情况下是不可能的．例2(2018·咸阳实验中学月考)如图1所示，一演示用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶片．轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而“划水”，推动转轮转动．离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能转动较长时间，下列说法正确的是()图1A．转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量B．转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身C．转动的叶片不断搅动热水，水温升高D．叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量答案D解析形状记忆合金进入水中后受热，形状发生改变而搅动热水，由能量守恒知，能量来源于热水，热水温度会降低，故A、B、C错误；由能量守恒知，叶片吸收的能量一部分转化成叶片的动能，一部分释放于空气中，故D正确．三、气体实验定律和热力学第一定律的综合应用如图所示，一定质量的理想气体由a状态变化到b状态，请在图象基础上思考以下问题：(1)在变化过程中是气体对外界做功，还是外界对气体做功？(2)在变化过程中气体吸热，还是向外放热？气体内能如何变化．答案(1)由a状态变化到b状态，气体体积变大，因此气体对外界做功，即W<0.(2)由p－V图象知从a状态变化到b状态，温度升高，故ΔU>0.由ΔU＝W＋Q得Q>0，即气体吸热，内能增加．热力学第一定律与理想气体状态方程结合问题的分析思路：(1)利用体积的变化分析做功问题．气体体积增大，气体对外界做功；气体体积减小，外界对气体做功．(2)利用温度的变化分析理想气体内能的变化．一定质量的理想气体的内能仅与温度有关，温度升高，内能增加；温度降低，内能减小．(3)利用热力学第一定律判断是吸热还是放热．由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，则Q＝ΔU－W，若已知气体的做功情况和内能的变化情况，即可判断气体状态变化是吸热过程还是放热过程．例3(多选)(2018·全国卷Ⅲ)如图2，一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如p －V图中从a到b的直线所示．在此过程中()图2A．气体温度一直降低B．气体内能一直增加C．气体一直对外做功D．气体一直从外界吸热E．气体吸收的热量一直全部用于对外做功答案BCD解析在p－V图中理想气体的等温线是双曲线的一支，而且离坐标轴越远温度越高，故从a 到b温度升高，A错；一定质量的理想气体的内能由温度决定，温度越高，内能越大，B对；气体体积膨胀，对外做功，C对；根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W，得Q＝ΔU－W，由于ΔU>0、W<0，故Q>0，气体吸热，D对；由Q＝ΔU－W可知，气体吸收的热量一部分用来对外做功，一部分用来增加气体的内能，E错．例4如图3所示，倒悬的导热汽缸中封闭着一定质量的理想气体，轻质活塞可无摩擦地上下移动，活塞的横截面积为S，活塞的下面吊着一个重为G的物体，大气压强恒为p0，起初环境的热力学温度为T0时，活塞到汽缸底面的距离为L.当环境温度逐渐升高，导致活塞缓慢下降，该过程中活塞下降了0.1L，汽缸中的气体吸收的热量为Q.求：图3(1)汽缸内部气体内能的增量ΔU ；(2)最终的环境温度T .答案 (1)Q －0.1p 0SL ＋0.1LG (2)1.1T 0解析 (1)密封气体的压强p ＝p 0－G S密封气体对外做功大小W ＝pS ×0.1L由热力学第一定律得ΔU ＝Q －0.1p 0SL ＋0.1LG(2)该过程是等压变化，由盖—吕萨克定律有LS T 0＝(L ＋0.1L )S T解得T ＝1.1T 0.1．(热力学第一定律的理解和应用)关于内能的变化，以下说法正确的是( )A ．物体吸收热量，内能一定增大B ．物体对外做功，内能一定减少C ．物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变D ．物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变答案 C解析 根据热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q ，物体内能的变化与做功及热传递两个因素均有关，物体吸收热量，内能不一定增大，因为物体可能同时对外做功，故内能有可能不变或减少，A 错；物体对外做功，还有可能吸收热量，内能可能不变或增大，B 错，C 正确；物体放出热量，同时对外做功，内能一定减少，D 错误．2.(能量守恒定律的理解和应用)如图4所示，上端开口、粗细均匀的U 形管的底部中间有一阀门，开始阀门关闭，两管中的水面高度差为h .现将阀门打开，最终两管水面相平，则这一过程中( )图4A ．大气压做正功，重力做负功，水的内能不变B．大气压不做功，重力做正功，水的内能增大C．大气压不做功，重力做负功，水的内能增大D．大气压做负功，重力做正功，水的内能不变答案B解析由于两管粗细相同，作用在液体上的大气压力的合力为零，故大气压力不做功；水流动过程中重心下降，重力做正功，水的重力势能减少，减少的重力势能最终转化为内能，故水的内能增大，选项B对，A、C、D错．3.(热力学第一定律的理解和应用)(多选)一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C，其V－T图象如图5所示．下列说法正确的有()图5A．A→B的过程中，气体对外界做功B．A→B的过程中，气体放出热量C．B→C的过程中，气体压强不变D．A→B→C的过程中，气体内能增加答案BC解析由V－T图象知，从A到B的过程中，气体被等温压缩，外界对气体做正功，气体的内能不变．由热力学第一定律知，气体放出热量，A错误，B正确；从B到C的过程中气体做等压变化，温度降低，气体内能减少，故C正确，D错误．4．(气体实验定律和热力学第一定律的综合应用)(2019·沙市中学高二下期中)在寒冷的冬天里泡一泡温泉，不仅可以消除疲劳，还可扩张血管，促进血液循环，加速人体新陈代谢．假设水温恒定，则温泉中正在缓慢上升的气泡()A．压强增大，体积减小，吸收热量B．压强增大，体积减小，放出热量C．压强减小，体积增大，吸收热量D．压强减小，体积增大，放出热量答案C解析温泉中正在缓慢上升的气泡，压强减小，由理想气体状态方程公式pVT＝C，知温度不变，压强减小时体积增大；一定量的理想气体的内能仅与温度有关，故内能不变，体积增大时，气体对外做功，由热力学第一定律可知，气体应吸收热量，故C正确，A、B、D错误．5．(气体实验定律和热力学第一定律的综合应用)(2018·衡水中学模拟)如图6所示，内壁光滑、足够高的圆柱形汽缸竖直放置，内有一质量为m 的活塞封闭一定质量的理想气体．已知活塞横截面积为S ，外界大气压强为p 0，缸内气体温度为T 1.现对汽缸内气体缓慢加热，使气体体积由V 1增大到V 2，该过程中气体吸收的热量为Q 1，停止加热并保持体积V 2不变，使其降温到T 1，已知重力加速度为g ，求：图6(1)停止加热时缸内气体的温度；(2)降温过程中气体放出的热量．答案 (1)V 2V 1T 1 (2)Q 1－(p 0＋mg S)(V 2－V 1) 解析 (1)加热过程中气体等压膨胀，由V 1T 1＝V 2T 2， 得：T 2＝V 2V 1T 1. (2)设加热过程中，封闭气体内能增加ΔU ，因气体体积增大，故此过程中气体对外做功，W <0. 由热力学第一定律知：ΔU ＝Q 1＋W其中W ＝－p ΔV ＝－(p 0＋mg S)(V 2－V 1) 由于理想气体内能只与温度有关，故再次降到原温度时气体放出的热量满足Q 2＝ΔU整理可得：Q 2＝Q 1－(p 0＋mg S)(V 2－V 1)一、选择题考点一 热力学第一定律的理解和应用1．(多选)二氧化碳是导致“温室效应”的主要原因之一，目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术．在某次实验中，将一定质量的二氧化碳气体封闭在一个可自由压缩的导热容器中，将容器缓慢移到海水某深处，气体体积减为原来的一半，不计温度的变化，二氧化碳可视为理想气体，则此过程中( )A ．封闭气体对外界做正功B ．封闭气体向外界传递热量C ．封闭气体分子的平均动能不变D．封闭气体从外界吸收热量答案BC解析因为不计气体的温度变化，气体分子的平均动能不变，即ΔU＝0，选项C正确；因为气体体积减半，故外界对气体做功，即W>0，选项A错误；根据热力学第一定律：ΔU＝W ＋Q，可知Q<0，即气体向外界传递热量，选项B正确，D错误．2.如图1所示是密闭的汽缸，外力推动活塞P压缩一定质量的理想气体，对缸内气体做功800 J，同时气体向外界放热200 J，缸内气体的()图1A．温度升高，内能增加600 JB．温度升高，内能减少200 JC．温度降低，内能增加600 JD．温度降低，内能减少200 J答案A解析对一定质量的气体，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，ΔU＝800 J＋(－200 J)＝600 J，ΔU为正表示内能增加了600 J．内能增加，气体分子的平均动能增加，温度升高，选项A正确．3．(多选)下列过程可能发生的是()A．物体吸收热量，对外做功，同时内能增加B．物体吸收热量，对外做功，同时内能减少C．外界对物体做功，同时物体吸热，内能减少D．外界对物体做功，同时物体放热，内能增加答案ABD解析当物体吸收的热量多于物体对外做的功时，物体的内能就增加，A正确；当物体吸收的热量少于物体对外做的功时，物体的内能就减少，B正确；外界对物体做功，同时物体吸热，则物体的内能必增加，C错误；当物体放出的热量少于外界对物体做的功时，物体的内能增加，D正确．4．一定质量的气体在保持压强恒等于1.0×105 Pa的状况下，体积从20 L膨胀到30 L，这一过程中气体从外界吸热4×103 J，则气体内能的变化为()A．增加了5×103 J B．减少了5×103 JC．增加了3×103 J D．减少了3×103 J答案C解析气体等压膨胀过程对外做功W＝pΔV＝1.0×105 Pa×(30－20)×10－3 m3＝1.0×103 J．这一过程气体从外界吸热Q＝4×103J．由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，由于气体对外做功，W 应取负值，则可得ΔU＝－1.0×103 J＋4.0×103 J＝3.0×103 J，即气体内能增加了3×103 J．故选项C正确．5．(多选)如图2所示为简易测温装置，玻璃管中一小段水银封闭了烧瓶内一定质量的气体，当温度升高时()图2A．瓶内气体的密度增大B．瓶内气体分子的平均动能增加C．外界对瓶内气体做正功D．热传递使瓶内气体的内能增加答案BD解析由题图可知，当温度升高时容器内气体的变化为等压膨胀，故瓶内气体的密度减小，气体分子的平均动能增加，瓶内气体对外做正功，选项B正确，A、C错误；由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，瓶内气体内能增加是由于气体从外界吸收了热量，故选项D正确．6．(多选)(2019·深圳市调研)恒温环境中，在导热良好的注射器内，用活塞封闭了一定质量的理想气体．用力缓慢向外拉活塞，此过程中()A．封闭气体分子间的平均距离增大B．封闭气体分子的平均速率减小C．活塞对封闭气体做正功D．封闭气体的内能不变E．封闭气体从外界吸热答案ADE解析对于一定质量的理想气体，气体的内能和分子平均速率只取决于温度，由题意可知，温度不变，则封闭气体的内能不变，封闭气体分子的平均速率也不变，故B错误，D正确；用力向外缓慢拉动活塞的过程中，气体体积增大，则分子间的平均距离增大，气体对活塞做正功，则活塞对气体做负功，故A正确，C错误；根据ΔU＝W＋Q可知，温度不变，则内能U不变，即ΔU＝0，用力向外缓慢拉动活塞，则W<0，故Q>0，即气体从外界吸收热量，故E正确．考点二能量守恒定律的理解和应用7.(多选)细绳一端固定在天花板上，另一端拴一质量为m的小球，如图3所示．使小球在竖直平面内摆动，经过一段时间后，小球停止摆动．下列说法中正确的是()图3A．小球机械能不守恒B．小球能量正在消失C．小球摆动过程中，只有动能和重力势能在相互转化D．总能量守恒，但小球的机械能减少答案AD解析小球在竖直平面内摆动，经过一段时间后，小球停止摆动，说明机械能通过克服阻力做功不断地转化为内能，即机械能不守恒，故A正确；小球的机械能转化为内能，能量的种类变了，但能量不会消失，故B错误；小球长时间摆动过程中，重力势能和动能相互转化的同时，机械能不断地转化为内能，故摆动的幅度越来越小，但总能量守恒，故C错误，D正确．8．(多选)下列关于第一类永动机的说法正确的是()A．第一类永动机是不消耗任何能量却能源源不断地对外做功的机器B．第一类永动机不能制成的原因是违背了热力学第一定律C．第一类永动机不能制成的原因是技术问题D．第一类永动机不能制成的原因是违背了能量守恒定律答案AD解析第一类永动机是不消耗任何能量却能源源不断对外做功的机器，这是人们的美好愿望，但它违背了能量守恒定律，这也是它不能制成的原因．选项A、D正确，B、C错误．9.如图4所示，A、B是两个完全相同的铁球，A放在绝热板上，B用绝热绳悬挂．现只让它们吸收热量，当它们升高相同的温度时，它们所吸收的热量分别为Q A、Q B，则()图4A．Q A＝Q B B．Q A<Q BC．Q A>Q B D．无法确定答案C解析A、B升高相同的温度，根据Q＝cmΔt可知，升温需要的能量是相同的．由于受热膨胀，A 的重心升高，重力势能增加，吸收的热量Q A 一部分用于升温，剩余部分用于增加重力势能ΔE p A ，即Q A ＝Q ＋ΔE p A ；B 受热膨胀重心降低，重力势能减小，吸收的热量Q B 和减少的重力势能ΔE p B 共同用于升温，即Q ＝Q B ＋ΔE p B ，显然Q A >Q B .考点三 气体实验定律与热力学第一定律的综合应用10.(多选)用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图5所示，充气袋四周被挤压时，假设袋内气体与外界无热交换，则袋内气体( )图5A ．体积减小，内能增大B ．体积减小，压强减小C ．对外界做负功，内能增大D ．对外界做正功，压强减小答案 AC解析 实际气体在温度不太低、压强不太大时可看做理想气体．充气袋被挤压，气体体积减小，外界对气体做正功，则W >0，即气体对外界做负功，由于袋内气体与外界无热交换，即Q ＝0，根据热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q 知，内能增大，选项A 、C 正确；根据理想气体状态方程pV T＝C 可判断压强一定增大，选项B 、D 错误． 11.(多选)(2019·皖西高中教育联盟期末)如图6所示，在p －T 图象中，一定质量的理想气体经历了从状态A 到状态B 再到状态C ，最后回到状态A 的过程，在该过程中，下列说法正确的是( )图6A ．从A 到B 过程中，气体对外做功B ．从B 到C 过程中，气体放出热量C ．从C 到A 过程中，气体分子密度减小D ．从A 到B 过程和从C 到A 过程，气体做功的绝对值相等E ．从A 到B 再到C 过程中，气体内能先增加后减少答案 ABE解析 根据pV T＝C 可知，从A 到B 过程中，体积增大，因此气体对外做功，A 正确；从B 到C 过程中，直线通过原点，故体积不变，而温度降低，气体内能减少，根据热力学第一定律可知气体放出热量，B 正确；从C 到A 过程中，气体温度不变，压强增大，根据理想气体状态方程可知，气体体积减小，气体分子密度增大，C 错误；从A 到B 过程和从C 到A 过程，气体体积变化相等，但两个过程气体压强的平均值不同，因此两个过程气体做功绝对值不同，D 错误；由于从A 到B 再到C 过程，气体温度先升高后降低，因此气体内能先增加后减少，E 正确．二、非选择题12.(2019·黄冈市高二下期末)如图7所示，一定质量的理想气体从状态A 经绝热过程到达状态B ，再经等容过程到达状态C ，此过程的p －V 图象如图所示，图中虚线为等温线．在B →C 的过程中，气体吸收热量为12 J ．则：图7(1)试比较气体在A 和B 状态的内能E A 、E B 的大小；(2)气体从A →B 过程中气体对外界做的功．答案 (1)E A >E B (2)12 J解析 (1)A →B 过程绝热，Q ＝0，体积V 增大，对外做功，内能减小，E A ＞E B(2)A →B →C 过程中有：ΔU ＝W AB ＋W BC ＋Q AB ＋Q BCA 、C 温度相等，内能不变ΔU ＝0A 、B 绝热过程Q AB ＝0B 、C 等容变化不做功W BC ＝0在B →C 的过程中，气体吸收热量为12 J ，即Q BC ＝12 J故W AB ＝－12 J即从A →B 过程中气体对外做功12 J.13．如图8所示，导热材料制成的横截面积相等、长度均为45 cm 的汽缸A 、B 通过带有阀门的管道连接．初始时阀门关闭，厚度不计的光滑活塞C 位于B 内左侧，在A 内充满压强p A ＝2.8×105 Pa 的理想气体，B 内充满压强p B ＝1.4×105 Pa 的理想气体，忽略连接汽缸的管道体积，室温不变，现打开阀门，求：图8(1)平衡后活塞向右移动的距离和B 中气体的压强；(2)自打开阀门到平衡，B 内气体是吸热还是放热(简要说明理由)．答案 (1)15 cm 2.1×105 Pa (2)放热，理由见解析解析 (1)设平衡后活塞向右移动的距离为x ，活塞向右移动达到稳定后，对A 气体，有p A LS ＝p (L ＋x )S对B 气体，有p B LS ＝p (L －x )S得x ＝15 cmp ＝2.1×105 Pa(2)活塞C 向右移动，对B 中气体做功，而气体做等温变化，内能不变，由热力学第一定律可知B 内气体放热．14.(2019·宜宾市诊断)如图9所示在绝热汽缸内，有一绝热活塞封闭一定质量的气体，开始时缸内气体温度为27 ℃，封闭气柱长为9 cm ，活塞横截面积S ＝50 cm 2.现通过汽缸底部电阻丝给气体加热一段时间，此过程中气体吸热22 J ，稳定后气体温度变为127 ℃.已知大气压强等于105 Pa ，活塞与汽缸间无摩擦，不计活塞重力．求：图9(1)加热后活塞到汽缸底部的距离；(2)此过程中气体内能改变了多少．答案 (1)12 cm (2)7 J解析 (1)取封闭的气体为研究对象，开始时气体的体积为L 1S温度为：T 1＝(273＋27) K ＝300 K末状态的体积为L 2S ，温度为：T 2＝(273＋127) K ＝400 K气体做等压变化，则L 1S T 1＝L 2S T 2解得：L 2＝12 cm(2)在该过程中，气体对外做功W ＝p 0S (L 2－L 1)由热力学第一定律有ΔU ＝Q －W解得ΔU ＝7 J.。

第十三章热学(选修3－3)第1讲分子动理论内能必备知识·自主排查一、分子动理论1．物体是由大量分子组成的(1)分子的大小①分子的直径(视为球模型)：数量级为________ m；②分子的质量：数量级为10－26 kg.(2)阿伏加德罗常数①1 mol的任何物质都含有相同的粒子数．通常可取N A＝________；②阿伏加德罗常数是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁．(3)热运动①分子的永不停息的________运动叫做热运动；②特点：分子的无规则运动和温度有关，温度越高，分子运动越激烈．2．分子永不停息地做无规则运动(1)扩散现象①定义：________物质能够彼此进入对方的现象；②实质：扩散现象并不是外界作用引起的，也不是化学反应的结果，而是由分子的无规则运动产生的物质迁移现象，温度________，扩散现象越明显．(2)布朗运动①定义：悬浮在液体中的________的永不停息的无规则运动；②实质：布朗运动反映了________的无规则运动；③特点：a．永不停息、________运动．b．颗粒越小，运动越________．c．温度越高，运动越________．(3)热运动：分子永不停息的____________叫作热运动．分子的无规则运动和温度有关，温度越高，分子无规则运动________．3．分子间的相互作用力(1)分子间同时存在相互作用的________和________．实际表现出的分子力是________和________的合力．(2)引力和斥力都随分子间距离的减小而________；随分子间距离的增大而__________；斥力比引力变化快．(3)分子力F与分子间距离r的关系(r0的数量级为10－10 m)．距离分子力F F -r图象r＝r0F引____F斥F＝0r<r0F引____F斥F为斥力r>r0F引____F斥F为引力r>10r0F引＝F斥＝0F＝0二、温度、内能1．温度：两个系统处于________时，它们必定具有某个共同的热学性质，把表征这一“共同热学性质”的物理量叫作温度．一切达到热平衡状态的系统都具有相同的温度．温度标志物体内部大量分子做无规则运动的________．2．摄氏温标和热力学温标单位规定关系摄氏温标(t)℃在标准大气压下，冰的熔点是______，水的______是100 ℃T＝t＋273.15 KΔT＝Δt热力学温标(T)K零下________即为0 K3.分子的动能(1)分子动能是分子________所具有的动能．(2)分子热运动的平均动能是所有分子热运动的动能的平均值，温度是分子热运动的________的标志．(3)分子热运动的总动能是物体内所有分子热运动动能的________．4．分子的势能(1)意义：由于分子间存在着引力和斥力，所以分子具有由它们的________决定的能．(2)分子势能的决定因素：①微观上——决定于分子间距离和分子排列情况；取r→∞处为零势能处，分子势能E p 与分子间距离r的关系如图所示，当r＝r0时分子势能最小．②宏观上——决定于________和状态．5．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．对于给定的物体，其内能大小由物体的____________决定．(2)改变物体内能有两种方式：________________．,生活情境1.(1)秋风吹拂，树叶纷纷落下，属于分子的无规则运动．()(2)在箱子里放几块樟脑丸，过些日子一开箱就能闻到樟脑的气味，属于分子的无规则运动．()(3)烟囱里冒出的黑烟在空中飘荡是布朗运动．()(4)室内扫地时，在阳光照射下看见灰尘飞扬是布朗运动．()(5)水流速度越大，水分子的热运动越剧烈．()(6)水凝结成冰后，水分子的热运动停止．()(7)水的温度越高，水分子的热运动越剧烈．()(8)水的温度升高，每一个水分子的运动速率都会增大．()教材拓展2.[人教版选修3－3P7T2改编](多选)以下关于布朗运动的说法错误的是()A．布朗运动就是分子的无规则运动B．布朗运动证明，组成固体小颗粒的分子在做无规则运动C．一锅水中撒一点胡椒粉，加热时发现水中的胡椒粉在翻滚，这说明温度越高布朗运动越激烈D．在显微镜下可以观察到煤油中小粒灰尘的布朗运动，这说明煤油分子在做无规则运动E．扩散现象和布朗运动都证明分子在做永不停息的无规则运动3．[鲁科版教材·改编](多选)如图，用温度计测量质量已知的甲、乙、丙三杯水的温度，根据测量结果可以知道()A．甲杯中水的内能最少B．甲、乙杯中水的内能一样多C．丙杯中水分子的平均动能最大D．甲杯中水分子的平均动能小于乙杯中水分子的平均动能关键能力·分层突破考点一微观量的估算问题1．宏观量与微观量的关系(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V m、物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ.(3)关系①分子的质量：m0＝＝.②分子的体积：V0＝＝.③物体所含的分子数：N＝·N A＝·N A或N＝·N A＝·N A.2．两种模型(1)球体分子模型直径为d＝(2)立方体分子模型边长为d＝.跟进训练1.(多选)已知铜的摩尔质量为M kg/mol，铜的密度为ρ kg/m3，阿伏加德罗常数为N A mol －1.下列判断正确的是()A．1 kg铜所含的原子数为B．1 m3铜所含的原子数为C．1个铜原子的质量为kgD．1个铜原子的体积为m3E．1个铜原子的体积为2．很多轿车为了改善夜间行驶时的照明问题，在车灯的设计上选择了氙气灯，因为氙气灯灯光的亮度是普通灯灯光亮度的3倍，但是耗电量仅是普通灯的一半，氙气灯使用寿命则是普通灯的5倍，很多车主会选择含有氙气灯的汽车，若氙气充入灯头后的容积V＝1.6 L，氙气密度ρ＝6.0 kg/m3.已知氙气摩尔质量M＝0.131 kg/mol，阿伏加德罗常数N A＝6×1023 mol－1.试估算：(结果保留一位有效数字)(1)灯头中氙气分子的总个数N；(2)灯头中氙气分子间的平均距离．考点二布朗运动与分子热运动1．扩散现象：相互接触的物体分子彼此进入对方的现象．产生原因：分子永不停息地做无规则运动．2．扩散现象、布朗运动与热运动的比较：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区别分子的运动，发生在固体、液体、气体任何两种物质之间比分子大得多的微粒的运动，只能在液体、气体中发生分子的运动，不能通过光学显微镜直接观察到共同点①都是无规则运动；②都随温度的升高而更加激烈联系扩散现象、布朗运动都反映分子做无规则的热运动跟进训练3.(多选)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4．[2022·山西五市联考](多选)小张在显微镜下观察水中悬浮的细微粉笔末的运动．从A 点开始，他把粉笔末每隔20 s的位置记录在坐标纸上，依次得到B、C、D、…、J点，把这些点连线形成如图所示折线图，则关于该粉笔末的运动，下列说法正确的是()A．该折线图是粉笔末的运动轨迹B．粉笔末的无规则运动反映了水分子的无规则运动C．经过B点后10 s，粉笔末应该在BC的中点处D．粉笔末由B到C的平均速度小于C到D的平均速度E．若改变水的温度，再记录一张图，则仅从图上不能确定记录哪一张图时的温度高5．[2022·广东茂名一模]新型冠状病毒主要依靠呼吸道飞沫传播，在空气中含病毒飞沫微粒的运动取决于空气分子的不平衡碰撞，所以含病毒飞沫微粒所做的无规则运动属于________运动；空气分子间作用力F与分子间距离r的关系如图所示，r＝r0时，F＝0.相距较远的两个分子间距离减小到r0的过程中，分子势能______________(填“先减小后增大”“先增大后减小”“一直增大”或“一直减小”)．考点三分子动能、分子势能和内能1．改变内能的方式2．分析物体内能问题的四点提醒(1)内能是对物体的大量分子而言的，不存在某个分子内能的说法．(2)内能的大小与温度、体积、分子数和物态等因素有关．(3)通过做功或热传递可以改变物体的内能．(4)温度是分子平均动能的标志，相同温度的任何物体，分子的平均动能相同．角度1分子力、分子势能与分子间距离的关系例1.分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示，r＝r1时，F＝0.分子间势能由r决定，规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零．若一分子固定于原点O，另一分子从距O 点很远处向O点运动，在两分子间距减小到r2的过程中，势能________(填“减小”“不变”或“增大”)；在间距由r2减小到r1的过程中，势能________(填“减小”“不变”或“增大”)；在间距等于r1处，势能________(填“大于”“等于”或“小于”)零．解题心得：角度2物体的内能例2. (多选)下列说法中正确的是()A．物体自由下落时速度增大，所以物体内能也增大B．物体的机械能为零时内能也为零C．物体的体积减小温度不变时，物体内能不一定减小D．质量、温度、体积都相等的物体的内能不一定相等E．温度和质量都相同的氢气和氧气内能不相等解题心得：跟进训练6.(多选)两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近．在此过程中，下列说法正确的是()A．分子力先增大，后一直减小B．分子力先做正功，后做负功C．分子动能先增大，后减小D．分子势能先增大，后减小E．分子势能和动能之和不变7．(多选)1 g 100 ℃的水和1 g 100 ℃的水蒸气相比较，下列说法正确的是() A．分子的平均动能和分子的总动能都相同B．分子的平均动能相同，分子的总动能不同C．内能相同D．1 g 100 ℃的水的内能小于1 g 100 ℃的水蒸气的内能E．1 g 100 ℃的水和1 g 100 ℃的水蒸气的机械能可能相等考点四实验：用油膜法估测分子的大小●注意事项1．干净：实验用具要擦洗干净．2．适量：痱子粉和油酸的用量都不可太大，否则不易成功．3．适宜：油酸酒精溶液的浓度以小于0.1%为宜．4．水平、垂直：浅盘要水平放置，以便准确地画出薄膜的形状，画线时视线应与板面垂直．5．稳定：要待油膜形状稳定后再画轮廓．6．数格数：数出正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个．●误差分析1．纯油酸体积的计算引起误差；2．油膜形状的画线误差；3．数格子法本身是一种估算的方法，自然会带来误差．跟进训练8.用油膜法估算分子大小的实验中，首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液，稀释的目的是_________________________________________________________________________________________________________________.实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，可以________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.为得到油酸分子的直径，还需测量的物理量是________．9．[2022·枣庄模拟](1)如图1所示的四个图反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的四个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是________(用符号表示)．(2)在该实验中，油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL溶液中有1 mL油酸．用注射器测得1 mL上述溶液有100滴，把2滴该溶液滴入盛水的浅盘里，画出油膜的形状如图2所示，坐标格的正方形大小为20 mm×20 mm.可以估算出油膜的面积是________ m2，2滴油酸溶液中纯油酸的体积为________ m3，由此估算出油酸分子的直径是________ m(所有结果均保留两位有效数字)．(3)某同学通过测量出的数据计算分子直径时，发现计算结果比实际值偏大，可能是由于________．A．油酸未完全散开B．油酸溶液浓度低于实际值C．计算油膜面积时，将所有不足一格的方格算作一格D．求每滴溶液体积时，1 mL的溶液的滴数多记了10滴第十三章热学(选修3－3)第1讲分子动理论内能必备知识·自主排查一、1．(1)①10－10(2)①6.02×1023(3)①无规则2．(1)①不同②越高(2)①小颗粒②液体分子③无规则明显激烈(3)无规则运动越剧烈3．(1)引力斥力引力斥力(2)增大减小(3)＝<>二、1．热平衡剧烈程度2．0 ℃沸点273.15 ℃3．(1)热运动(2)平均动能(3)总和4．(1)相对位置(2)②体积5．(1)温度和体积(2)做功和热传递生活情境1．(1)×(2)√(3)×(4)×(5)×(6)×(7)√(8)×教材拓展2．答案：ABC3．答案：AC关键能力·分层突破1．解析：因为铜的摩尔质量为M kg/mol，所以1 kg铜所含的原子数为，选项A正确；铜的密度为ρ kg/m3，1 m3铜的质量为ρ，1 m3铜所含有的原子数为N A，选项B错误；1摩尔铜原子的质量为M，则1个铜原子的质量为kg，选项C正确；可将铜原子看作球体模型，1摩尔铜原子的体积为V＝，因此1个铜原子的体积为m3，选项D正确，E错误．答案：ACD2．解析：(1)设氙气的物质的量为n，则n＝氙气分子的总数：N＝N A＝×6×1023≈4×1022个(2)每个分子所占的空间为V0＝设分子间平均距离为a，则有V0＝a3则a＝＝m≈3×10－9 m.答案：(1)4×1022个(2)3×10－9 m3．解析：扩散现象是分子无规则热运动的反映，C正确、E错误；温度越高，分子热运动越激烈，扩散越快，A正确；气体、液体、固体的分子都在不停地进行着热运动，扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，D正确；在扩散现象中，分子本身结构没有发生变化，不属于化学变化，B错误．答案：ACD4．解析：折线图是每隔20 s记录的粉笔末的位置的连线图，并非粉笔末的运动轨迹，A项错误；粉笔末的无规则运动反映了水分子的无规则运动，B项正确；由于布朗运动的无规则性，我们不能确定经过B点后10 s时粉笔末的具体位置，C项错误；由＝，因为，t BC＝t CD，所以D项正确；改变水的温度，显然能改变水分子热运动的剧烈程度，但并不能改变布朗运动的无规则性，则仅从图上不能确定记录哪一张图时的温度高，E项正确．答案：BDE5．解析：含病毒飞沫微粒的运动是由空气分子的不平衡碰撞造成的，所以是布朗运动．两个相距较远的分子间距离减小到r0的过程中，分子间的作用力表现为引力，分子力一直做正功，分子势能一直减小．答案：布朗一直减小例1解析：另一分子从距O点很远处向O点运动，在两分子间距减小到r2的过程中，分子间作用力表现为引力，故分子间作用力做正功，分子间势能减小；在两分子间距由r2减小到r1的过程中，分子间作用力仍然表现为引力，故分子间作用力做正功，分子间势能减小；在间距减小到等于r1之前，分子间势能一直减小，由于规定两分子相距无穷远时分子间势能为零，则在间距等于r1处，分子间势能小于零．答案：减小减小小于例2解析：物体的机械能和内能是两个完全不同的概念，物体的动能由物体的宏观速率决定，而物体内分子的动能由分子热运动的速率决定．分子动能不可能为零(温度不可能达到绝对零度)，而物体的动能可能为零，所以A、B不正确；物体体积减小时，分子间距离减小，但分子势能可能增加，所以C正确；质量、温度、体积都相等的物体，如果是由不同物质组成，分子数不一定相同，因此，物体内能不一定相等，选项D正确；温度和质量都相同的氢气和氧气具有相同的分子平均动能，但由于分子数不相等，分子总动能不相等，分子势能也不相等，故其内能不相等，选项E正确．答案：CDE6．解析：分子力F与分子间距离r的关系是：当r<r0时F为斥力；当r＝r0时F＝0；当r>r0时F为引力．综上可知，当两分子由相距较远逐渐达到最近过程中分子力是先变大再变小后又变大，A项错误．分子力为引力时做正功，分子势能减小，分子力为斥力时做负功，分子势能增大，故B项正确，D项错误．因仅有分子力作用，故只有分子动能与分子势能之间发生转化，即分子势能减小时分子动能增大，分子势能增大时分子动能减小，其总和不变，C、E项均正确．答案：BCE7．解析：温度相同则它们的分子平均动能相同；又因为1 g水和1 g水蒸气的分子数相同，因而它们的分子总动能相同，A正确，B错误；当100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气时，分子间距离变大，分子力做负功，分子势能增加，该过程吸收热量，所以1 g 100 ℃的水的内能小于1 g 100 ℃的水蒸气的内能，C错误，D正确；机械能是指物体的动能和势能的总和，故1 g 100 ℃的水和1 g 100 ℃的水蒸气的机械能可以相等，故E正确．答案：ADE8．解析：本题考查了用油膜法估算分子大小的实验内容，突出了实验的操作、分析、探究能力的考查，体现了核心素养中科学探究、科学态度要素，体现了劳动实践、科学探索的价值观．用油膜法估算分子大小，是用油膜厚度代表油酸分子的直径，所以要使油酸分子在水面上形成单分子层油膜；因为一滴溶液的体积很小，不能准确测量，故需测量较多滴的油酸酒精溶液的总体积，再除以滴数得到一滴溶液的体积，进而得到一滴溶液中纯油酸的体积；因为本题中油酸体积等于厚度乘面积，故测厚度不仅需要测量一滴溶液的体积，还需要测量单分子层油膜的面积．答案：使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，测出1 mL油酸酒精溶液的滴数，得到一滴溶液中纯油酸的体积单分子层油膜的面积9．解析：(1)“用油膜法估测分子的大小”实验步骤为配制油酸酒精溶液→测定一滴油酸酒精溶液的体积→准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜面积→计算分子直径，因此操作先后顺序排列应是dacb.(2)由图示油膜可知，小方格的个数为75.油膜的面积S＝75×20 mm×20 mm＝30 000 mm2＝0.030 m2，2滴油酸溶液含纯油酸的体积为V＝2×mL＝2.0×10－5 mL＝2.0×10－11 m3，油酸分子的直径为d＝＝m≈6.7×10－10 m.(3)计算油酸分子直径的公式是d＝，V是纯油酸的体积，S是油膜的面积．油酸未完全散开，S偏小，故得到的分子直径d将偏大，故A正确；如果测得油酸溶液浓度低于实际值，则油酸的实际体积偏小，则直径将偏小，故B错误；计算油膜面积时，将所有不足一格的方格算作一格时，S将偏大，故得到的分子直径将偏小，故C错误；求每滴溶液体积时，1 mL的溶液的滴数多记了10滴，由V1＝mL可知，纯油酸的体积将偏小，则计算得到的分子直径将偏小，故D错误．答案：(1)dacb(2)0.030 2.0×10－11 6.7×10－10(3)A。

高考物理总复习-热学讲义(选修33)-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN选修3－3热学考纲下载(1)分子动理论的基本观点阿伏加德罗常数(Ⅰ)(2)用油膜法估测分子的大小(实验、探究)(Ⅰ)(3)布朗运动(Ⅰ)(4)分子热运动速率的统计分布规律(Ⅰ)(5)气体压强的微观解释(Ⅰ)(6)温度和内能(Ⅰ)(7)晶体和非晶体晶体的微观结构(Ⅰ)(8)液晶(Ⅰ)(9)液体的表面张力(Ⅰ)(10)气体实验规律(Ⅰ)(11)理想气体(Ⅰ)(12)热力学第一定律(Ⅰ)(13)能源与可持续发展(Ⅰ)考向前瞻预计在2016年高考中，对热学的考查仍集中在上述知识点上，气体部分有定量计算题，其他部分主要以定性分析的题目出现。

第1节分子动理论__内能分子动理论对应学生用书P181[必备知识]1．物体是由大量分子组成的(1)分子的大小①分子的直径(视为球模型)：数量级为10－10 m。

②分子的质量：数量级为10－26 kg。

(2)阿伏加德罗常数①1 mol的任何物质都含有相同的粒子数。

通常可取N A＝6.02×1023 mol－1。

②阿伏加德罗常数是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁。

2．分子模型物质有固态、液态和气态三种情况，不同物态下应将分子看成不同的模型。

(1)固体、液体分子一个一个紧密排列，可将分子看成球形或立方体形，如图1－1所示，分子间距等于小球的直径或立方体的棱长，所以d＝36Vπ(球体模型)或d＝3V(立方体模型)。

图1－1(2)气体分子不是一个一个紧密排列的，它们之间的距离很大，所以气体分子的大小不等于分子所占有的平均空间。

如图1－2所示，此时每个分子占有的空间视为棱长为d 的立方体，所以d ＝3V 。

图1－2[典题例析]空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器(铜管)液化成水，经排水管排走，空气中水分越来越少，人会感觉干燥。

某空调工作一段时间后，排出液化水的体积V ＝1.0×103 cm 3。