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1、2012版高中物理全程复习方略（新课标）：选修 3-3第1讲分子动理论内能（沪科版）（可编辑）? 高中新课标全程复习方略 物理 选修 热 学 3-3暋 暋 1分子动理论的基本观点和实验依据 栺 1考查阿伏加德罗常数及分子大小 分子质量 分 2阿伏加德罗常数 栺 子数目等微观量的估算 3气体分子运动速率的统计分布 栺 2考查分子的平均动能 热运动和布朗运动 分子力与分子势能的综合问题的考查 4温度是分子平均动能的标志 内能 栺 3 内能的相关因素考查 5固体的微观结构 晶体和非晶体 栺 4 6液晶的微观结构 栺 5考查晶体和非晶体的特点及液体表面张力产生 7液体的表面张力现象 栺 的原因 8气体
2、实验定律 栺 6气体实验定律的定量计算及气体图象的考查 9理想气体 栺 7封闭气体压强的计算 热力学第一定律与理想气 10饱和蒸气 未饱和蒸气和饱和蒸气压 栺 8 体状态方程定性分析的综 11相对湿度 栺 合考查 12热力学第一定律 栺 9考查热力学第二定律 能量守恒定律 13 栺 10考查热力学定律 并与能量守恒定律相结合分 14热力学第二定律 栺 析与气体有关的热现象 要知道中学物理中涉及的国际单位制的基本单位和 15 11考查油膜法测分子直径大小的实验原理 操作 暋其他物理量的单位 包括摄氏度 曟 标准大气压 栺 步骤和数据的处理 实验 用油膜法估测分子的大小 第 讲 分子动理论 内能
3、1 暋 暋 暋暋暋暋暋 暋 暋暋暋暋暋暋 授课提示 对应学生用书起始页码 P164 4相互关系 一 宏观量与微观量及相互关系 V 1固 液 气三态分子模型 M 氀m 一个分子的质量 1 m 在固体和液体分子大小的估算中通常将分子看做是一个 0 NA NA Vm M 紧挨一个的小球 或小立方体 每个分子的体积也就是 一个分子的体积 2 V 0 NA 氀NA 每个分子所占据的空间 虽然采用正方体模型和球形模 V m 物体所含的分子数 ? ? 型计算出分子直径的数量级是相同的 但考虑到误差因 3 n N N Vm A Vm A 氀 素 采用球形模型更准确一些 对气体分子来说 由于气 V m 氀 或n
4、 ?N ?N A A 体没有一定的体积和形状 气体分子间的平均距离比较 M M 大 气体分子占据的空间比每个分子的体积大得多 可以 NA 单位质量中所含的分子数 4 n曚 忽略每个分子的空间体积 认为每个分子占据的空间是 M 分子的大小 一个紧挨一个的立方体 分子间的平均距离为立方体边 5 3 长 气体分子占据的空间并非气体分子的实际体积 6V0 球体模型直径d 1 2微观量 毵 3 分子体积 分子直径 分子质量 立方体模型边长为 V d m 0 0 2 d V0 3宏观量 熟记 3 -10 物体的体积 摩尔体积 物体的质量 摩尔质量 一般分子直径的数量级是 V Vm m 栙 10 m -26
5、 M 物体的密度氀 栚一般分子质量的数量级是 10 kg 2暋暋50 师生交流中注重认知 二 作为教师 一定要认识到学生同自己一样是交流的主体 必须相互承认 相互尊重 必须遵循相互平等的交 往基本原则 平等相待 平等交流 千万不能因师道尊严而使用任何明显或隐蔽的命令性口吻与学生进行交流 更不能以威胁的口吻 说 下次再犯错 我一定把你怎么样 这一点 在批评犯错误的学生时尤其值得教师注意 选修 热 学 3-3暋 暋 1对气体分子 一般建立立方体模型 求出 1选两分子相距无穷远时分子势能为零 3 分子势能随分子间距离变化的关系中 当r r 时分子 的立方体的边长d V0是相邻的气体分子之间的平均 0
6、 距离 势能最小 但不是零 为负值 如果选 2 r r时分子势能为零 分子势能随分子间距离 0 2对固体 液体来说 可以看成球体模型 也可以看成立 变化的关系不会因势能零点的选取不同而发生改变 E灢r p 方体模型 两种模型不会影响数量级的估算 图线的形状也不会发生变化 但图线应做相对应的平移 二 布朗运动和分子热运动的比较 两种运动 四 温度和温标 1温度 温度在宏观上表示物体的冷热程度 在微观上表示 布 朗 运 动 热 运 动 分子的平均动能 比较项目 2两种温标 活动主体 固体微小颗粒 分 子 暋 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不同 但它
7、们表示的温 是微小颗粒的运动 是分子的运动 分 在光学显微镜下能看 子无论大小都做 度间隔是相同的 即每一度的大小相同 壳t 壳T 2关系 T t27315K 区 别 到 较大的颗粒不做 热运动 热运动不 暋 3平衡态及特点 对于一个孤立的热学系统 无论其初始状态如 能通过光学显微 布朗运动 但它本身 的分子仍在做热运动 镜直接观察到 何经过足够长的时间后 必须达到一个宏观平衡性质不再随 时间变化的状态 叫平衡态 系统处于平衡态时有共同特性即 都是永不停息地无规则运动 都随温度的 暠 温度相同 共 同 点 升高而变得更加激烈 都是肉眼所不能看 见的 1热力学温度的零值是低温极限 永远达 布朗运
8、动是由于小颗粒受到周围分子做热 不到 即热力学温度无负值 2温度是大量分子热运动的集体行为 对个别分子来说 联 系 运动的撞击力而引起的 它是分子做无规 暋 则运动的反映 温度没有意义 五 物体的内能 扩散现象直接反映了分子的无规则运 1 1 2 1平均动能 每个做热运动的分子都具有动能 mv 但是 动 并且可以发生在固体 液体 气体任何两种物质之间 2 2布朗运动中的微粒是由成千上万个分子组成的 分子集 各个分子的动能有大有小 且不断变化 在研究热现象 团暠 时 某个分子的动能大小没有意义 有意义的是物体内所 三 分子力与分子势能 有 分 子 的 动 能 的 平 均 值 即 平 均 动 能
9、Ek 1 1 1 名称 分子间的相 2 2 2 mv mv mv 分子势能Ep 2 1 2 2 2 n 1 2 项目 互作用力F mv n 2 2内能 1定义 物体内所有分子的动能和分子势能的总和 2物体的内能跟物体的温度 体积 物态和分子个数 即 与分子间距 质量 都有关系 的关系图象 3改变物体内能的两种方式 做功和热传递 4物体的内能和机械能的比较 名 称 内 能 机 械 能 和 都随距离的 暋 引 斥 增大 斥力做正 F F r 比较 增大而减小 随距离 功 分子势能减少 r r 物体内所有分子热运动 物体的动能 重力势能 随 0 的减小而增大 定义 引 减小 斥力做负 F r 分 的
10、动能与分子势能之和 和弹性势能的统称 斥 表现为斥力 功 分子势能增加 F F 子 和 都随距离的 跟宏观运动状态 参考 引 斥 增大 引力做负 F F r 决定 与物体的温度 体积 物 间 系和零势能点的选取 r r 增大而减小 随距离 功 分子势能增加 因素 态和分子数有关 距 0 有关 的减小而增大 引 减小 引力做正 F r 的 斥 表现为引力 功 分子势能减少 量值 任何物体都有内能 可以为零 F F 变 分子势能最小 但 引 斥 测量 无法测量 可 测 量 r r F F F 0 化 0 不为零 情 微观分子的运动和相互 宏观物体的运动和相 和 都已十分微 本质 引 斥 F F 况
11、 r 10r 作用的结果 互作用的结果 0 分子势能为零 弱 可以认为分子间 -9 10 m 没有相互作用力 2暋暋51 师生交流中注重策略 一 教师与学生的交流除了在课堂上 更多的时候是在课堂外 而且多数时候是以批评教育学生居多 在这种特 定的时段 特定的环境与特定的交流对象进行交流的过程中 一定要找到最佳的交流策略才能达到事半功倍的效果 ? 高中新课标全程复习方略 物理 运动 4用滴管 或注射器 向水面上滴入一滴配制好的油酸 热运动 机械运动 形式 酒精溶液 油酸就在水面上慢慢散开 形成单分子油膜 5待油酸薄膜形状稳定后 将一块较大的玻璃板盖在浅 联系 在一定条件下可以相互转化 能的总量守
12、恒 盘上 用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上 1物体的体积越大 分子势能不一定越大 6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 如0曟的水结成0曟的冰后体积变大 但分子势能却减 小了 7据油酸酒精溶液的浓度 算出一滴溶液中纯油酸的体 积 2理想气体分子间相互作用力为零 故分子势能忽略不 据一滴油酸的体积 和薄膜的面积 算出油酸薄 V V S 计 一定质量的理想气体的内能只与温度有关 V 膜的厚度 即为油酸分子的直径 比较算出的分子 d S 3内能是对物体的大量分子而言的 不存在某个分子内能的 -10 -10 直径 看其数量级 单位为 是否为 若不是 10 说法 m 10 需
13、重做实验 六 用油膜法估测分子的大小 5注意事项 1实验目的 1 油酸酒精溶液的浓度应小于 1估测油酸分子的大小 1 1000 学习间接测量微观量的原理和方法 2 2痱子粉的用量不要太大 并从盘中央加入 使粉自动扩散 2实验原理 利用油酸酒精溶液在平静的水面上形成单分 至均匀 子油膜 将油酸分子看做球形 测出一定体积油酸溶液在 3测 滴油酸酒精溶液的体积时 滴入量筒中的油酸酒 1 计算出油膜的厚度 水面上形成的油膜面积 用d V S 精溶液的体积应为整毫升数 应多滴几毫升 数出对应的 其中 为一滴油酸溶液中纯油酸的体积 为油膜面积 V S 滴数 这样求平均值误差较小 这个厚度就近似等于油酸分子
14、的直径 4浅盘里水离盘口面的距离应较小 并要水平放置 以 便准确地画出薄膜的形状 画线时视线应与板面垂直 5要待油膜形状稳定后 再画轮廓 6利用坐标求油膜面积时 以边长为 1cm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 大于半个的 算一个 3实验器材 7做完实验后 把水从盘的一侧边缘倒出 并用少量酒 盛水浅盘 滴管 或注射器 试剂瓶 坐标纸 玻璃板 痱 精清洗 然后用脱脂棉擦去酒精 最后用水冲洗 以保持 子粉 或细石膏粉 油酸酒精溶液 量筒 彩笔 盘的清洁 4实验步骤 6误差分析 3 取 毫升 的油酸溶于酒精中 制成 毫升 1 1 1cm 200 纯油酸体积的计算误差 1 的油
15、酸酒精溶液 油膜面积的测量误差主要是 2 往边长约为 30cm40cm的浅盘中倒入约 2cm深 2 栙油膜形状的画线误差 的水 然后将痱子粉 或细石膏粉 均匀地撒在水面上 栚数格子法本身是一种估算的方法 自然会带来误差 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 使这些溶液的体积恰好为 1mL算出每滴油 1 酸酒精溶液的体积V mL 0 n 暋暋暋暋暋 暋 暋暋暋暋暋暋 授课提示 对应学生用书起始页码 P166 一层大气 使月球表面附近的大气压达到 0 10暳 宏观量与微观量的关系 p 5 3 10Pa已知大气层厚度h 13暳10m 比月球半径小 暰 昵 例证 1在中国探月工程
16、一期即 嫦娥 得多 假设月球表面开始没有空气 试估算 暠 一号 圆满成功后 中国探月工程二 应在月球表面覆盖的大气层的总质量 1 m 暠 期即 嫦娥二号 卫星也已于 2010年 月球表面大气层的分子数 2 月 日成功发射 如图是 嫦娥二 10 1 气体分子间的距离 空气的平均摩尔质量 3 M 29 暠 号 卫星顺利升空的情景 已知大气 -2 阿 伏 加 德 罗 常 数 暳10 kgmol N 60暳 A 压强是由于大气的重力而产生的 某 23 -1 10 mol 学校兴趣小组的同学 通过查找资料 6 知道 月球半径R 17暳10m 月球表面重力加速度g 2 16m s为开发月球的需要 设想在月
17、球表面覆盖 2暋暋52 师生交流中注重策略 二 对待心理素质较差 承受能力较差的学生 应在事前做一些前奏性的思想工作 让其做好充分的心理准备 避免因疏忽或策略的失当而对学生造成心理的伤害 选修 热 学 3-3暋 暋 在 大于 暰 昵 A r r 时 分子间的作 解题指导 解答此题应注意以下三点 1 用力表现为引力 1根据压强的定义求月球表面覆盖的大气层 当 小于 时 分子间的作 B r r 1 关 的总质量 用力表现为斥力 键 利用阿伏加德罗常数的桥梁作用求分子数 2 点 当 等于 时 分子间的作 C r r 2 建立恰当分子模型求分子间的距离 3 用力为零 在 由 2 变到 的过程中 分子间
18、的作用力做负功 D r r r 暰标准解答昵 月球的表面积S 4毵R 1 2 1 一颗炮弹在空中以某一速 月球表面大气的重力与大气压力大小相等m S 2栙 0 g p 度 所以大气的总质量 v飞行 有人说 由于炮弹中所 有分子都具有这一速度 4毵R2 0 v所以 p m g 分子具有动能 又由于分子都处 代入数据可得 于高处 所以分子又具有势能 因此分子的上述动能和 6 2 4暳314暳 17暳10 5 势能的总和就是炮弹的内能 试分析这种说法是否正 m 暳10暳10kg 16 确 18 曋227暳10 k g 栚也有人说 炮弹飞行时 与空气摩擦造成炮弹温度升 月球表面大气层的分子数为 2 高
19、 所以炮弹内每个分子的温度都升高 每个分子的动 m N NA 能都增大 试分析这种说法是否正确 M 暰 昵 18 解题指导 解答此题应把握以下三点 227暳10 23 -2 暳60暳10 个 (一)数与代数29暳10 应用题1根据分子势能 与分（2）交点式：y=a(x-x1)(x-x2)子间距离 的关系曲 E （2）圆是轴对称图形，直径所在的直线是它的对称轴，圆有无数条对称轴。圆是中心对称图形，对称中心为圆心。r p 3、第五单元“加与减(二)”，第六单元“加与减(三)” 在“加与减”的学习中，结合生活情境，学生将经历从具体情境中抽象出加减法算式的过程，进一步体会加减法的意义;探索并掌握100
20、以内加减法(包括不进位、不退位与进位、退位)和连加、连减、加减混合的计算方法，并能正确计算;能根据具体问题，估计运算的结果;初步学会应用加减法解决生活中简单问题，感受加减法与日常生活的密切联系。43个 曋47暳10 线 分析出 与 若a0，则当x时，y随x的增大而减小。与 间的大小关系 r r r r (2)如圆中有直径的条件,可作出直径上的圆周角.（直径添线成直角）1 0 2 0 可以认为每一个气体分子占据的空间为一个立方 关 3 键 从而分析分子力情况 体 小立方体紧密排列 其边长即为分子间的距离 设分 点 2根据决定物体内能的二次方程的两个实数根因素分析炮弹的内能 子间距离为 大气层中气体的体积为 则有 a V sin明确温度的物理意义 166.116.17期末总复习3 2 V 4毵Rh 3 3 2 暰 昵