1、专题十三热学考点内容要求热点考向1.分子动理论的基本观点和实验依据1.本专题的命题多集中在分子动理论、估算分子数目和大小、热力学两大定律的应用、气体状态参量的意义及与热力学第一定律的综合问题，还有气体实验定律和气体状态方程的应用及图象表示气体状态的变化过程等知识点上，多以选择题的形式出现.2.阿伏加德罗常数3.气体分子运动速率的统计分布4.温度是分子平均动能的标志、内能考点内容要求热点考向5.固体的微观结构、晶体和非晶体2.对热学前面知识的考查往往在一题中容纳更多的知识点，把热学知识综合在一起进行考查，多以选择题和填空题的形式出现；对后面知识的考查多以计算题的形式出现，着重考查热学状态方程的应
2、用.6.液晶的微观结构7.液体的表面张力现象8.气体实验定律9.理想气体10.饱和蒸汽、未饱和蒸汽和蒸汽压续表考点内容要求热点考向11.相对湿度3.物理课程新标准在课程性质中指出：“高中物理课程有助于学生继续学习基本的物理知识与技能，增强创新意识和实践能力，发展探索自然、理解自然的兴趣与热情”.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同时,本考点还可以与生活、生产相关联来考查热学知识在实际中的应用.12.热力学第一定律13.能量守恒定律14.热力学第二定律15.实验十三：用油膜法估测分子的大小续表第 1 讲分子动理论内能考点 1物体是由大量分子组成的1这里的分
3、子是指构成物质的单元，可以是原子、离子，也可以是分子在热运动中它们遵从相同的规律，所以统称为_分子体积和质量很小，分子直径数量级是_m，分子质量数量级是_kg.102710262物体能被压、水与酒精混合后总体积比混合前两体积之和要小，表明分子间确实存在着_10-10分子空隙3阿伏加德罗常数：1 mol 的任何物质含有 NA_个 分 子.1 mol 的 任 何 气 体，在 标 准 状 态 下 的 体 积 是_m3.分子的质量 m0、分子的体积 V0 和分子的直径 d称为微观物理量，物体的质量 M、体积 V、密度、摩尔质量MA 和摩尔体积 VA 称为宏观物理量，阿伏加德罗常数是联系宏观物理量与微观
4、物理量的桥梁4微观量与宏观量间的关系6.02102322.4103【跟踪训练】)1从下列哪一组数据可以计算出阿伏加德罗常数？(A水的密度和水的摩尔质量B水的摩尔质量和水分子的体积C水分子的体积和水分子的质量D水分子的质量和水的摩尔质量解析：阿伏加德罗常数是联系宏观量和微观量的桥梁，所以它计算的必然是性质相同的两个物理量，且其中一个是宏观量，另一个是微观量如已知物质分子的体积和物质的摩尔体积，物质的分子质量和物质的摩尔质量，均可计算出阿伏加德罗常数，据此可以排除选项 A、B、C，而 D 选项两个量性质相同，且一个是宏观量，另一个是微观量，故 D 选项正确答案：D2只要知道下列哪一组物理量，就可以
5、估算出气体分子间的平均距离？()A阿伏加德罗常数，该气体的摩尔质量和质量B阿伏加德罗常数，该气体的摩尔质量和密度C阿伏加德罗常数，该气体的质量和体积D该气体的密度、体积和摩尔质量解析：在一定状况下，阿伏加德罗常数个气体粒子气体的气体分子在该状况下所占有的体积 V0，视该分子为一刚性球体，则可求其半径，两个半径之和即为气体分子间的平均距离B3(双选)若以表示水的摩尔质量，v 表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，表示在标准状态下水蒸气的密度，NA 为阿伏加德罗常数，m、分别表示每个水分子的质量和体积，下面四个关系式中正确的有()解析：水蒸气的摩尔体积与其密度的乘积是摩尔质量，摩尔质量除以一个分子的质
6、量得阿伏加德罗常数，所以 A 表达式正确；B 选项表达式得到的不是水蒸气的密度，则 B 不正确；C 选项表达式摩尔质量与阿伏加德罗常数的比值，可求得一个分子的质量，它对固、液、气三种状态下的物体求分子的质量都适用；D 选项表达式是分子的体积，该式只适用于固体、液体，不适用于气体，则 D 不正确答案：AC考点 2分子热运动和分子间相互作用力1分子不停息地做无规则热运动(1)扩散现象：相互接触的物体互相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(或气体)中的微小颗粒的无规则运动颗粒越_，运动越明显；温度越_，运动越激烈布朗运动是液体分子永不停息地做无规则热运动的反映
7、，是液体分子对微小颗粒撞击作用的不平衡造成的小高高(3)分子永不停息地做无规则热运动的实验事实有两个：扩散现象和布朗运动扩散现象不仅说明物质分子在不停地运动着，同时还说明分子与分子之间有空隙，扩散现象是分子永停息地做无规则运动的直接表现；布朗运动是固体微粒(不是液体分子，也不是固体分子)的无规则运动，但它说明分子在不停地做无规则运动，布朗运动是液体(或气体)分子无规则运动的间接反映2分子间存在着相互作用力(1)分子间相互作用力既有引力，又有斥力从理论上讲，任何时候引力和斥力都是同时存在的，实际表现出的分子力是引力和斥力的合力(2)分子间相互作用的引力与斥力都随着分子间距离的增大而减小，只是斥力
8、变化得更快一些(如图 1311 所示)(3)分子间存在一个平衡距离 r0，分子间距离为 r0 的位置就叫做平衡位置(数量级为 10 10 m)图 1311当 rr0 时，F 引F 斥，对外表现的分子力 F 为引力；当 rr0 时，F 引F 斥，对外表现的分子力 F0；当 rr0 时，F 引F 斥，对外表现的分子力 F 为斥力(4)分子力是一种短程作用力，当分子间距离的数量级大于109m 时，即分子之间的距离是分子直径的 10 倍以上(r10r0)时，分子间的相互作用力已变得很小，可以忽略不计，可以认为此时分子间相互作用的引力和斥力都为零，这时物体处于气态并可以当成理想气体在标准状态下，气体分子
9、间的相互作用力可以忽略不计，就是因为这时气体分子间的距离远大于分子直径的缘故【跟踪训练】B4关于分子热运动和布朗运动，下列说法正确的是()A布朗微粒越大，同一时刻与之碰撞的液体分子越多，布朗运动越显著B布朗运动是分子无规则运动的间接反映C当物体的温度达到 0 时，物体分子的热运动就会停止D布朗运动的剧烈程度和温度有关，所以布朗运动也叫热运动5(双选)下面关于分子力的说法中正确的有()A铁丝很难被拉长，这一事实说明铁丝分子间存在引力B水很难被压缩，这一事实说明水分子间存在斥力C将打气管的出口端封住，向下压活塞，当空气被压缩到一定程度后很难再压缩，这一事实说明这时空气分子间表现为斥力D磁铁可以吸引
10、铁屑，这一事实说明分子间存在引力解析：无论怎样压缩，气体分子间距离一定大于 r0，所以气体分子间一定表现为引力空气压缩到一定程度很难再压缩不是因为分子斥力的作用，而是气体分子频繁撞击活塞产生压强的结果，应该用压强增大解释，所以 C 不正确磁铁吸引铁屑是磁场力的作用，不是分子力的作用，所以 D 也不正确答案：AB6(双选)如图 1312 所示，关于分子间的作用力的下列说法正确的是(r0 为分子的平衡位置)()A.两个分子间距离小于 r0 时,分子间只有斥力B.两个分子间距离大于 r0 时,分子间只有引力C.两个分子间距离由较远逐渐减小到 rr0 的过程中，分子力先增大后减小，表现为引力D.两个分
11、子间距离由极小逐渐增大到 rr0 的过程中，引力和斥力都同时减小，分子力表现为斥力图 1312解析：关于分子间的引力和斥力的表现可参照分子的“弹簧模型”，但同时也应明确分子间的合力无论表现为引力或斥力，其间的引力和斥力都是同时存在的，则易分析出 A、B 错误，C、D 正确答案：CD考点 3物体的内能1分子的动能：温度是物体大量分子平均动能的标志(1)温度是大量分子的平均动能的标志，对个别分子来讲是无意义的(2)温度相同的不同种类的物质，它们分子的平均动能相同，但由于不同种类物质的分子质量不等，所以它们分子的平均速率不同(3)分子的平均动能与物体运动的速度无关2分子势能：微观上与分子间的距离有关
12、，宏观上与物体的体积有关(1)选取分子间距离为无穷远处分子势能为零，则分子势能与分子间距离的关系如图1313 所示(2)分子力做正功，分子势能减小；克服分子力做功，分子势能增大当 rr0 时，分子力表现为引力，随着 r 的增大，分子引力做负功，分子势能增加；图 1313当 rr0 时，分子力表现为斥力，随着 r 的减小，分子斥力做负功，分子势能增加；rr0 时，分子势能最小，但不为零，为负值，因为选两分子相距无穷远时的分子势能为零3物体的内能(1)物体内所有分子的动能与势能的总和即为物体的内能由于分子的动能与温度有关，分子势能与体积有关，所以一定质量的某种物质的内能由物体的温度和体积共同决定的
13、，当然还和分子的数目有关(2)改变内能的两种方式：做功和热传递做功是其他形式的能与内能相互转化的过程热传递是物体间内能的转移过程做功与热传递在改变物体内能上是等效的，但在能量的转化或转移上有本质的区别【跟踪训练】7气体内能是所有气体分子热运动动能和势能的总和，其大小与气体的状态有关，分子热运动的平均动能与分子间势能)分别取决于气体的(A温度和体积C温度和压强B体积和压强D压强和温度解析：由于温度是分子平均动能的标志，所以气体分子的动能在宏观上取决于温度；分子势能是由分子间引力和分子间距离共同决定，宏观上取决于气体的体积答案：A8下列说法正确的是()A温度是分子平均动能的标志，物体温度高，则分子
14、的平均动能大B温度是分子平均动能的标志，温度升高，则物体的每一个分子的动能都增大C当某物体内能增加时，则该物体的温度一定升高D甲物体的温度比乙物体的温度高，则甲物体分子平均速率比乙物体分子平均速率大解析：温度是大量分子平均动能的标志，对个别分子来讲没有意义；物体的内能包括分子动能和分子势能；不同物体的分子的质量不相同，所以无法靠温度来判断分子的平均速率故 B、C、D 错误答案：A9(双选)如图 1314 所示，甲分子固定在坐标原点 O，乙分子位于 x 轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，F0 为斥力，F0 为引力a、b、c、d 为 x轴上四个特定的位置现把乙分子从
15、a 处由静止释放，则以下判断正确的是()A乙分子由 a 到 b 做加速运动，由 b 到 c 做减速运动B乙分子由 a 到 c 做加速运动，到达 c 时速度最大C乙分子由 a 到 b 的过程中，两分子间的分子势能一直减小D乙分子由 b 到 d 的过程中，两分子间的分子势能一直增大图 1314解析：乙分子从 a 到 b 再到 c 的过程，分子之间均表现为引力，显然乙分子始终做加速运动，且达到 c 点速度最大，故A 错误，B 正确乙分子由 a 到 b 的过程中，两分子间的引力一直做正功，两分子间的分子势能一直减小，故 C 正确乙分子由 b 到 c 的过程中，两分子间的引力仍然做正功，两分子间的分子势
16、能仍在减小，由 c 到 d 的过程中，两分子间的斥力做负功，则分子势能增加，故 D 错误答案：BC热点分子间相互作用力【例题】(双选，2010 年全国卷)图1315 为两分子系统的势能 Ep 与两分子间距离 r 的关系曲线下列说法正确的是()A当 r 大于 r1 时，分子间的作用力表现为引力B当 r 小于 r1 时，分子间的作用力表现为斥力C当 r 等于 r2 时，分子间的作用力为零D当由 r1 变到 r2 的过程中，分子间的作用力做负功图 1315解析：分子间距等于 r0 时分子势能最小，即 r0r2.当r 小于 r1 时分子力表现为斥力；当 r 大于r1 小于r2 时分子力表现为斥力；当
17、r 大于 r2 时分子力表现为引力，A 错 B、C 对在 r由 r1 变到 r2 的过程中，分子斥力做正功分子势能减小，D 错答案：BC备考策略：要记住分子间作用力和分子势能的特点和规律，仔细地看懂高中物理课本中分子间的作用力跟距离的关系图和两分子系统的分子势能跟距离的关系图抓住关键点：分子间距等于 r0 时分子势能最小.【触类旁通】1在使两个分子间的距离由很远(r109 m)变到很难再靠近的过程中，关于分子间作用力的大小和分子势能的变化，下列正确说法是()A分子间作用力先减小后增大B分子间作用力先增大后减小C分子势能先减小后增大D分子势能先增大后减小解析：设两分子平衡位置之间距离为 r0，分
18、子间距从 r 减小到 r0 过程，分子间作用力表现为引力，分子力大小先增大后减小；分子间距从 r0 继续减小过程，分子力表现为斥力，分子力大小增大当 rr0 时，分子力为零，此时分子势能最小故正确选项为 C.答案：C易错点对内能涵义的理解【例题】下列说法中正确的是()A温度低的物体内能小B温度低的物体分子运动的平均速率小C做加速运动的物体，由于速度越来越大，因此物体分子的平均动能越来越大D温度低的铜块与温度高的铁块相比，分子平均动能小错解分析：A，因为温度低，平均动能就小，所以内能就就越小，而温度低的物体分子平均动能小，所以速率也小，所以应选 B.C，由加速运动的规律我们了解到，物体的速度大小
19、由初速度、加速度和时间决定，随着时间的推移，速度越来越误选 C.正确解析：内能是物体内所有分子的动能和势能的总和温度是分子平均动能的标志，任何物质只要温度低则物体分子平均动能就一定小，D 选项正确；但温度低不表示内能一定也小，也就是所有分子的动能和势能的总和不一定就小，A 选项错误；温度低，物体分子平均动能小，但不同物质的分子质量不同，所以无法确定温度低时分子运动的平均速率是否一定小，B 选项错误；微观分子无规则运动与宏观物体运动不同，分子的平均动能只是分子无规则热运动的动能，而物体加速运动时，物体内所有分子均参与物体的整体、有规律的运动，这时物体整体运动虽然越来越快，但并不能说明分子无规则运
20、动的情况就加剧从本质上说，分子无规则运动的剧烈程度只与物体的温度有关，而与物体的宏观运动情况无关，C 选项错误.故选 D.指点迷津：物体内能是物体内部分子热运动和相互作用决定的能，与温度和体积有关，跟物体的宏观机械运动无关；而机械能是物体宏观机械运动具有的能量，与物体整体运动速度和位置有关.解题关键是充分理解决定物体内能大小的因素、分子速率的决定因素、内能与机械能的区别以及改变内能的两种方式等内容.【纠错强化】1(双选)关于内能和机械能的下列说法中，正确的是()BDA机械能很大的物体，其内能一定很大B物体的机械能损失时，内能却可能增加C物体的内能为零时，机械能可以不为零D物体的机械能为零时，内能可以不为零
