資源簡介

章末素養提升
物理 觀念 分子動理論的基本觀點 (1)物體由大量分子組成 ①分子直徑的數量級為　　　　 m ②阿伏伽德羅常數NA=　　　　　　　 ③分子模型(球模型、正方體模型) (2)分子永不停息地做無規則運動 擴散現象和布朗運動都是分子　　　　　　　　的反映 (3)分子間存在著相互作用力 ①r=r0，f合=0 ②rr0，f合表現為　　　力
物體的內能 (1)分子動能：　　　　是物體內分子熱運動的平均動能的標志 (2)分子勢能：由分子間的　　　　　　決定的能。分子勢能與物體的　　　　等因素有關 (3)物體的內能 ①物體中所有分子的熱運動　　　　與　　　　　　的總和 ②物體的內能取決于物體所含　　　　　　、　　　　、　　　　及物態
氣體分子速率分布的統計規律 (1)氣體分子速率分布特點“　　　　　　　　　　” 溫度升高，速率分布曲線的峰值向　　　　　的方向移動 (2)氣體壓強的微觀解釋 決定因素 微觀：分子的　　　　　　，分子　　　　 宏觀：物體的　　　　和　　　　
氣體實驗 　定律 (1)玻意耳定律(等溫變化) ①成立條件：　　　　一定 ②表達式　　　 ③等溫線(p-V)——　　　　　 (2)查理定律(等容變化) ①成立條件：　　　　一定 ②表達式　　　　 ③等容線(p-T)——　　　　　　　 (3)蓋—呂薩克定律(等壓變化) ①成立條件：　　　　一定 ②表達式　　　　 ③等壓線(V-T)——　　　　　　　
物理 觀念 理想氣體 (1)理想氣體：嚴格遵守氣體實驗定律的氣體。實際氣體在壓強　　　　，溫度　　　　時可以看成理想氣體 (2)理想氣體特點：分子間的相互作用力和分子勢能忽略 (3)理想氣體的狀態方程：　　　　　　(質量一定)
科學 思維 1.能構建分子球體模型和水面上油酸的單分子層油膜模型，了解估測法在物理學研究中的應用，體會將微小的不易直接測量的物理量轉化為易于測量的物理量的巧妙之處 2.會用阿伏伽德羅常數進行實際問題的計算和估算 3.能用氣體分子動理論解釋氣體壓強的微觀意義，認識到氣體的壓強與所對應的微觀物理量間的聯系 4.實際氣體能夠看作理想氣體的條件 5.能用氣體實驗定律和理想氣體狀態方程解決實際問題
科學 探究 1.能就“用油膜法估測油酸分子的大小”提出相關設想并設計實驗步驟 2.會測量油酸溶液的體積并按濃度計算純油酸的體積。會用撒粉、注射器滴液的方法獲取單分子層油膜，會描繪油膜形狀并估測油膜的面積 3.能根據測定的結果估算油酸分子的大小，了解實驗誤差的來源，能夠思考改進的方法 4.能對“探究氣體壓強和體積關系”提出相關問題或猜想 5.會用圖像法探究壓強和體積之間的關系并體會作p-圖像的必要性 6.能對實驗過程和結果進行反思
科學態度 與責任 通過分子動理論與氣體實驗定律的學習，認識科學、技術、社會、環境之間的密切關系和協調發展的重要性，逐漸形成探索自然的內在動力
例1　(多選)(2023·晉江市高二期末)關于分子動理論和物體的內能，下列說法正確的是(　　)
A.在顯微鏡下可以觀察到煤油中小?；覊m的布朗運動，這說明煤油分子在做無規則運動
B.當分子間的距離減小時，分子間的斥力增大，引力減小，合力表現為斥力
C.若氣體的摩爾質量為M，密度為ρ，阿伏伽德羅常數為NA，則氣體分子的體積為
D.分子勢能和分子間作用力的合力可能同時隨分子間距離的增大而增大
例2　(2023·福建三明一中高二階段檢測)下列說法正確的是(　　)
A.由圖甲可知，狀態①的溫度比狀態②的溫度低
B.由圖乙可知，氣體由狀態A變化到B的過程中，氣體分子平均動能一直增大
C.由圖丙可知，當分子間的距離r>r0時，r增大時分子間的作用力先增大后減小
D.由圖丁可知，在r由r1變到r2的過程中分子力做負功
例3　(2023·福建三明一中高二階段檢測)如圖所示，用氣體壓強傳感器探究氣體等溫變化的規律，操作步驟如下：
①在注射器內用活塞封閉一定質量的氣體，將注射器、壓強傳感器、數據采集器和計算機逐一連接起來；
②移動活塞至某一位置，記錄此時注射器內封閉氣體的體積V1和由計算機顯示的氣體壓強值p1；
③重復上述步驟②，多次測量并記錄；
④根據記錄的數據，作出相應圖像，分析得出結論。
(1)關于本實驗的基本要求，下列說法中正確的是　　　　。
A.移動活塞時應緩慢一些
B.封閉氣體的注射器應密封良好
C.必須測出注射器內封閉氣體的質量
D.必須測出注射器內封閉氣體的溫度
(2)為了能最直觀地判斷氣體壓強p與氣體體積V的函數關系，應作出　　　　　　(選填“p-V”或“p-”)圖像。對圖線進行分析，如果在誤差允許的范圍內該圖線是一條　　　　　　　　　，就說明一定質量的氣體在溫度不變時，其壓強與體積成反比。
(3)在不同的溫度環境下，另一位同學重復了上述實驗，實驗操作和數據處理均正確。環境溫度分別為T1、T2，且T1>T2。在如圖所示的四幅圖中，可能正確反映相關物理量之間關系的是　　　　。
例4　(2024·福建卷)17 ℃時輪胎胎壓2.9個大氣壓，胎內氣體為理想氣體。體積質量不變，27 ℃時輪胎氣壓為　　　　個大氣壓，內能　　　　(選填“大于”“等于”或“小于”)17 ℃時氣體內能。
例5　(2023·龍巖市第一中學高二階段檢測)王亞平是我國第一位身穿自主研發艙外航天服“走出”太空艙的女性。艙外航天服內密閉一定質量的氣體，用來提供適合人體生存的氣壓。王亞平先在節點艙(航天員出艙前的氣閘艙)穿上艙外航天服，航天服密閉氣體的體積約為V1=2 L，壓強p1=1.0×105 Pa，溫度t1=27 ℃，她穿好航天服后，需要把節點艙的氣壓緩慢降低，以便打開艙門。
(1)打開節點艙艙門時，航天服內氣體氣壓已降低到p2=7.2×104 Pa，溫度變為t2=-3 ℃，這時航天服內氣體體積為多少？
(2)為便于艙外活動，當密閉航天服內氣體溫度變為t2=-3 ℃時，航天員緩慢放出航天服內的一部分氣體，使氣壓降到p3=4.0×104 Pa。假設釋放氣體過程中溫度不變，體積變為V3=3 L，那么釋放氣體與剩余氣體的質量比為多少？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　
例6　(2023·龍巖市第一中學高二階段檢測)如圖所示，兩端開口的足夠長的導熱氣缸靜置在水平地面上，兩個厚度不計的活塞用一根長為L的細輕桿連接，兩個活塞之間封閉著一定質量的理想氣體，兩活塞可在氣缸內無摩擦滑動，兩活塞靜止時氣缸內兩部分氣柱長度均為。已知小活塞的橫截面積為S，大活塞的橫截面積為3S，大活塞的質量為M，小活塞的質量為m，外界大氣壓強為p0，環境溫度保持不變，現把氣缸固定在以加速度a向左加速行駛的小車上，求穩定后活塞移動的距離。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　
答案精析
10-10　6.02×1023 mol-1　無規則運動　斥　引　溫度
相對位置　體積　動能　分子勢能　物質的量　溫度
體積　中間多、兩頭少　速率大　平均速率　數密度　溫度　體積　m、T　pV=C　雙曲線的一支
m、V　=C　過原點的傾斜直線　m、p　=C
過原點的傾斜直線　不太大　不太低　=C
例1　AD　[在顯微鏡下可以觀察到煤油中小?；覊m的布朗運動，這說明煤油分子在做無規則運動，選項A正確；當分子間的距離減小時，分子間的斥力和引力都增大，當rr0時合力表現為引力，選項B錯誤；氣體分子間距遠大于氣體分子的大小，若氣體的摩爾質量為M，密度為ρ，阿伏伽德羅常數為NA，則一個氣體分子占據的空間的體積為，而非氣體分子的體積，選項C錯誤；如果分子間的距離從r0增大時，分子力表現為引力且在一定的距離范圍內分子間作用力隨距離的增加而逐漸變大，且分子間作用力做負功，分子勢能也變大，故D項正確。]
例2　C　[當溫度升高時，分子熱運動加劇，同時“中間多”的這一峰值向速率大的方向移動，即大量分子的平均速率變大，其分子的平均動能也增大，所以由題圖甲可知，狀態①的溫度比狀態②的溫度高，A錯誤；根據理想氣體狀態方程=C，由題圖乙可知pAVA=pBVB，可知狀態A的溫度等于狀態B的溫度，由題圖乙可知pV的乘積先變大后變小，氣體由狀態A變化到B的過程中，氣體溫度先增加后減小，氣體分子平均動能先增加后減小，B錯誤；由題圖丙可知，當分子間的距離r>r0時，r分子間的作用力表現為引力，r增大時分子間的作用力先增大后減小，C正確；由題圖丁可知，在r由r1變到r2的過程中，分子勢能一直減小，故分子力做正功，D錯誤。]
例3　(1)AB　(2)p- 　過原點的傾斜直線　(3)AC
解析　(1)由于該實驗是“用氣體壓強傳感器探究氣體等溫變化的規律”，條件是對于一定質量的氣體而言的，故實驗中不能出現漏氣的現象，實驗時移動活塞應該緩慢一些，因為移動活塞時，相當于對氣體做功或者氣體對外做功，如果太快的話，氣體的溫度就會發生變化，故A、B正確。
等溫變化的規律為p1V1=p2V2，所以沒必要測出氣體的質量和溫度，故C、D錯誤。
(2)如果作p-V圖像，因為它們的乘積是不變的，故這個圖像應該是一條曲線，為了直觀地判斷壓強p與體積V的數量關系，應作出p- 的圖像，在誤差允許的范圍內，圖線是一條過原點的傾斜直線。
(3)由于實驗操作和數據處理均正確，則由=C知溫度高的對應的pV值較大，故A正確，B錯誤；
由=C得p=CT·，則斜率越大的對應的溫度越高，故C正確，D錯誤。
例4　3　大于
解析　設1個大氣壓為p0，初狀態時
T1=(17+273) K=290 K，p1=2.9p0
末狀態時T2=(27+273) K=300 K
根據查理定律=，代入數值解得p2=3p0
理想氣體的內能只與溫度有關，故溫度升高時內能增大。
例5　(1)2.5 L　(2)1∶2
解析　(1)由理想氣體狀態方程=
可得V2=2.5 L
(2)氣體做等溫變化，有p2V2=p3(V3+ΔV)
可得ΔV=1.5 L
釋放氣體與剩余氣體的質量比為==1∶2。
例6　當0解析　設封閉氣體的初始壓強為p1，以兩活塞和輕桿為整體，根據受力平衡可得p1(3S-S)=p0(3S-S)，解得p1=p0
封閉氣體的初始體積為V1=3S·+S·=2SL
把氣缸固定在以加速度a向左加速行駛的小車上，假設穩定后活塞向右移動的距離為x，
且大活塞未到氣缸橫截面積變化處，此時封閉氣體的壓強為p2，以兩活塞和輕桿為整體，根據牛頓第二定律可得
p2(3S-S)-p0(3S-S)=(M+m)a
解得p2=p0+，封閉氣體的體積為
V2=3S(-x)+S(+x)=2S(L-x)
由玻意耳定律可得p1V1=p2V2
聯立解得x=L
令x=，可得a=，可知當0活塞向右移動的距離為L；
當a≥時，活塞向右移動的距離為。(共29張PPT)
DIYIZHANG
第1章
章末素養提升
再現
素養知識
物理 觀念 分子動理 論的基本 觀點 (1)物體由大量分子組成
①分子直徑的數量級為 m
②阿伏伽德羅常數NA=________________
③分子模型(球模型、正方體模型)
(2)分子永不停息地做無規則運動
擴散現象和布朗運動都是分子　　　　　　的反映
(3)分子間存在著相互作用力
①r=r0，f合=0
②r③r>r0，f合表現為　　力
10-10
6.02×1023 mol-1
無規則運動
斥
引
物理 觀念 物體的 內能 (1)分子動能：　　　是物體內分子熱運動的平均動能的標志
(2)分子勢能：由分子間的　　　　　決定的能。分子勢能與物體的　　　等因素有關
(3)物體的內能
①物體中所有分子的熱運動　　　與　　　　　的總和
②物體的內能取決于物體所含　　　　 、　　 、　　 及物態
溫度
相對位置
體積
動能
分子勢能
物質的量
溫度
體積
物理 觀念 氣體分子速率分布的統計規律 (1)氣體分子速率分布特點“　　　　　　　　”
溫度升高，速率分布曲線的峰值向　　　　的方向移動
(2)氣體壓強的微觀解釋
決定因素
微觀：分子的　　　　　，分子________
宏觀：物體的　　　和______
中間多、兩頭少
速率大
平均速率
數密度
溫度
體積
物理 觀念 氣體實 驗定律 (1)玻意耳定律(等溫變化)
①成立條件：　　　　一定
②表達式________
③等溫線(p-V)——______________
(2)查理定律(等容變化)
①成立條件： 一定
②表達式______
③等容線(p-T)——_________________
m、T
pV=C
雙曲線的一支
m、V
=C
過原點的傾斜直線
物理 觀念 氣體實 驗定律 (3)蓋—呂薩克定律(等壓變化)
①成立條件：　　　　一定
②表達式______
③等壓線(V-T)——__________________
理想 氣體 (1)理想氣體：嚴格遵守氣體實驗定律的氣體。實際氣體在壓強　　　　，溫度　　　　時可以看成理想氣體
(2)理想氣體特點：分子間的相互作用力和分子勢能忽略
(3)理想氣體的狀態方程：　　　　(質量一定)
m、p
=C
過原點的傾斜直線
不太大
不太低
=C
科學 思維 1.能構建分子球體模型和水面上油酸的單分子層油膜模型，了解估測法在物理學研究中的應用，體會將微小的不易直接測量的物理量轉化為易于測量的物理量的巧妙之處
2.會用阿伏伽德羅常數進行實際問題的計算和估算
3.能用氣體分子動理論解釋氣體壓強的微觀意義，認識到氣體的壓強與所對應的微觀物理量間的聯系
4.實際氣體能夠看作理想氣體的條件
5.能用氣體實驗定律和理想氣體狀態方程解決實際問題
科學 探究 1.能就“用油膜法估測油酸分子的大小”提出相關設想并設計實驗步驟
2.會測量油酸溶液的體積并按濃度計算純油酸的體積。會用撒粉、注射器滴液的方法獲取單分子層油膜，會描繪油膜形狀并估測油膜的面積
3.能根據測定的結果估算油酸分子的大小，了解實驗誤差的來源，能夠思考改進的方法
4.能對“探究氣體壓強和體積關系”提出相關問題或猜想
5.會用圖像法探究壓強和體積之間的關系并體會作p-圖像的必要性
6.能對實驗過程和結果進行反思
科學態度與責任 通過分子動理論與氣體實驗定律的學習，認識科學、技術、社會、環境之間的密切關系和協調發展的重要性，逐漸形成探索自然的內在動力
　(多選)(2023·晉江市高二期末)關于分子動理論和物體的內能，下列說法正確的是
A.在顯微鏡下可以觀察到煤油中小?；覊m的布朗運動，這說明煤油分子
　在做無規則運動
B.當分子間的距離減小時，分子間的斥力增大，引力減小，合力表現為
　斥力
C.若氣體的摩爾質量為M，密度為ρ，阿伏伽德羅常數為NA，則氣體分子
　的體積為
D.分子勢能和分子間作用力的合力可能同時隨分子間距離的增大而增大
例1
提能
綜合訓練
√
√
在顯微鏡下可以觀察到煤油中小?；覊m的布朗運動，這說明煤油分子在做無規則運動，選項A正確；
當分子間的距離減小時，分子間的斥力和引力都增大，當rr0時合力表現為引力，選項B錯誤；
氣體分子間距遠大于氣體分子的大小，若氣體的摩爾質量為M，密度為ρ，阿伏伽德羅常數為NA，則一個氣體分子占據的空間的體積為
，而非氣體分子的體積，選項C錯誤；
如果分子間的距離從r0增大時，分子力表現為引力且在一定的距離范圍內分子間作用力隨距離的增加而逐漸變大，且分子間作用力做負功，分子勢能也變大，故D項正確。
　(2023·福建三明一中高二階段檢測)下列說法正確的是
A.由圖甲可知，狀態①的溫度比狀態②的
　溫度低
B.由圖乙可知，氣體由狀態A變化到B的過
　程中，氣體分子平均動能一直增大
C.由圖丙可知，當分子間的距離r>r0時，
　r增大時分子間的作用力先增大后減小
D.由圖丁可知，在r由r1變到r2的過程中分子
　力做負功
例2
√
當溫度升高時，分子熱運動加劇，同時
“中間多”的這一峰值向速率大的方向
移動，即大量分子的平均速率變大，其
分子的平均動能也增大，所以由題圖甲
可知，狀態①的溫度比狀態②的溫度高，A錯誤；
根據理想氣體狀態方程=C
由題圖乙可知pAVA=pBVB，可知狀態A的溫度等于狀態B的溫度，由題圖乙可知pV的乘積先變大后變小，氣體由狀態A變化到B的過程中，氣體溫度先增加后減小，氣體分子平均動能先增加后減小，B錯誤；
由題圖丙可知，當分子間的距離r>r0時，
r分子間的作用力表現為引力，r增大時分
子間的作用力先增大后減小，C正確；
由題圖丁可知，在r由r1變到r2的過程中，
分子勢能一直減小，故分子力做正功，D錯誤。
　(2023·福建三明一中高二階段檢測)如圖所示，用氣體壓強傳感器探究氣體等溫變化的規律，操作步驟如下：
①在注射器內用活塞封閉一定質量的氣體，
將注射器、壓強傳感器、數據采集器和計算
機逐一連接起來；
②移動活塞至某一位置，記錄此時注射器內封閉氣體的體積V1和由計算機顯示的氣體壓強值p1；
③重復上述步驟②，多次測量并記錄；
④根據記錄的數據，作出相應圖像，分析得出結論。
例3
(1)關于本實驗的基本要求，下列說法中正確的是　　　　。
A.移動活塞時應緩慢一些
B.封閉氣體的注射器應密封良好
C.必須測出注射器內封閉氣體的質量
D.必須測出注射器內封閉氣體的溫度
AB
由于該實驗是“用氣體壓強傳感器探究氣
體等溫變化的規律”，條件是對于一定質
量的氣體而言的，故實驗中不能出現漏氣
的現象，實驗時移動活塞應該緩慢一些，
因為移動活塞時，相當于對氣體做功或者氣體對外做功，如果太快的話，氣體的溫度就會發生變化，故A、B正確。
等溫變化的規律為p1V1=p2V2，所以沒必要測出氣體的質量和溫度，故C、D錯誤。
(2)為了能最直觀地判斷氣體壓強p與氣體體積V的函數關系，應作出
　　　(選填“p-V”或“p-”)圖像。對圖線進行分析，如果在誤差允許的范圍內該圖線是一條　　　 ，就說明一定質量的氣體在溫度不變時，其壓強與體積成反比。
p-
過原點的傾斜直線
如果作p-V圖像，因為它們的乘積是不變的，故這個圖像應該是一條曲線，為了直觀地判斷壓強p與體積V的數量關系，應作出p- 的圖像，在誤差允許的范圍內，圖線是一條過原點的傾斜直線。
(3)在不同的溫度環境下，另一位同學重復了上述實驗，實驗操作和數據處理均正確。環境溫度分別為T1、T2，且T1>T2。在如圖所示的四幅圖中，可能正確反映相關物理量之間關系的是　　　　。
AC
由于實驗操作和數據處理均正確，則由
=C知溫度高的對應的pV值較大，故A正確，B錯誤；
由=C得p=CT·，則斜率越大的對應的
溫度越高，故C正確，D錯誤。
　(2024·福建卷)17 ℃時輪胎胎壓2.9個大氣壓，胎內氣體為理想氣體。體積質量不變，27 ℃時輪胎氣壓為　　　　個大氣壓，內能　　　　(選填“大于”“等于”或“小于”)17 ℃時氣體內能。
例4
3
大于
設1個大氣壓為p0，初狀態時
T1=(17+273) K=290 K，p1=2.9p0
末狀態時T2=(27+273) K=300 K
根據查理定律=
代入數值解得p2=3p0
理想氣體的內能只與溫度有關，故溫度升高時內能增大。
　(2023·龍巖市第一中學高二階段檢測)王亞平是我國第一位身穿自主研發艙外航天服“走出”太空艙的女性。艙外航天服內密閉一定質量的氣體，用來提供適合人體生存的氣壓。王亞平先在節點艙(航天員出艙前的氣閘艙)穿上艙外航天服，航天服密閉氣體的體積約為V1=2 L，壓強p1=1.0×105 Pa，溫度t1=27 ℃，她穿好航天服后，需要把節點艙的氣壓緩慢降低，以便打開艙門。
(1)打開節點艙艙門時，航天服內氣體氣壓已降低到p2=7.2×104 Pa，溫度變為t2=-3 ℃，這時航天服內氣體體積為多少
例5
答案　2.5 L
由理想氣體狀態方程
=
可得V2=2.5 L
(2)為便于艙外活動，當密閉航天服內氣體溫度變為t2=-3 ℃時，航天員緩慢放出航天服內的一部分氣體，使氣壓降到p3=4.0×104 Pa。假設釋放氣體過程中溫度不變，體積變為V3=3 L，那么釋放氣體與剩余氣體的質量比為多少
答案　1∶2
氣體做等溫變化，有p2V2=p3(V3+ΔV)
可得ΔV=1.5 L
釋放氣體與剩余氣體的質量比為==1∶2。
　(2023·龍巖市第一中學高二階段檢測)如圖所示，兩端開口的足夠長的導熱氣缸靜置在水平地面上，兩個厚度不計的活塞用一根長為L的細輕桿連接，兩個活塞之間封閉著一定質量的理想氣體，兩活塞可在氣缸內無摩擦滑動，兩活塞靜止時氣缸內兩部分氣柱長度均為。已知小活塞的橫截面積為S，大活塞的橫截面積為3S，大活塞的質量為M，小活塞的質量為m，外界大氣壓強為p0，環境溫度保持不變，
現把氣缸固定在以加速度a向左加速行駛的小
車上，求穩定后活塞移動的距離。
例6
答案　當0設封閉氣體的初始壓強為p1，以兩活塞和輕桿為整體，根據受力平衡可得
p1(3S-S)=p0(3S-S)
解得p1=p0
封閉氣體的初始體積為
V1=3S·+S·=2SL
把氣缸固定在以加速度a向左加速行駛的小車上，假設穩定后活塞向右移動的距離為x，
且大活塞未到氣缸橫截面積變化處，此時封閉氣體的壓強為p2，以兩活塞和輕桿為整體，根據牛頓第二定律可得
p2(3S-S)-p0(3S-S)=(M+m)a
解得p2=p0+
封閉氣體的體積為
V2=3S(-x)+S(+x)=2S(L-x)
由玻意耳定律可得p1V1=p2V2
聯立解得x=L
令x=，可得a=
可知當0活塞向右移動的距離為L；
當a≥時，活塞向右移動的距離為。

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