類型1: 應(yīng)弄清分子力做功與分子勢能變化的關(guān)系
例1、分子甲和乙相距較遠時,它們之間的分子力可忽略,F(xiàn)讓分子甲固定不動,將分子乙由較遠處逐漸向甲靠近直到不能再靠近,在這一過程中( )
A、分子力總是對乙做正功;
B、分子乙總是克服分子力做功;
C、先是分子力對乙做正功,然后是分子乙克服分子力做功;
D、分子力先對乙做正功,再對乙做負功,最后又對乙做正功。
[解答]:正確答案為C。
[點評]:與重力、彈力相似,分子力做功與路徑無關(guān),可以引進分子勢能的概念。分子間所具有的勢能由它們的相對位置所決定。分子力做正功時分子勢能減小,分子力做負功時分子勢能增加。通常選取無窮遠處(分子間距離r>r0處)分子勢能為零。當兩分子逐漸移近時(r>r0),分子力做正功,分子勢能減;當分子距離r=r0時,分子勢能最小(且為負值);當兩分子再靠近時(r<r0),分子力做負功,分子勢能增大。
類型2:應(yīng)弄清溫度與分子動能的關(guān)系
例2、質(zhì)量相同、溫度相同的氫氣和氧氣,它們的( )
A.分子數(shù)相同; B.內(nèi)能相同;
C.分子平均速度相同 ; D.分子的平均動能相同。
[解答]:正確答案為D。
[點評]:物質(zhì)分子由于不停地運動而具有的能叫分子動能。分子的運動是雜亂的。同一物體內(nèi)各個分子的速度大小和方向是不同的。從大量分子的總體來看,速率很大和速率很小的分子數(shù)比較少,具有中等速率的分子數(shù)比較多。在研究熱現(xiàn)象時,有意義的不是一個分子的動能,而是大量分子的平均動能。從分子動理論觀點來看,溫度是物體分子熱運動平均動能的標志,溫度越高,分子的平均動能就越大;反之亦然。注意同一溫度下,不同物質(zhì)分子的平均動能都相同,但由于不同物質(zhì)的分子質(zhì)量不盡相同,所以分子運動的平均速率不盡相同。
類型3:應(yīng)弄清物體的內(nèi)能的變化與做功、熱傳遞的關(guān)系
例3、如圖所示,固定容器及可動活塞P都是絕熱的,中間有一導(dǎo)熱的固定隔板B,B的兩邊分別盛有氣體甲和乙,F(xiàn)將活塞P緩慢地向B移動一段距離,已知氣體的溫度隨其內(nèi)能的增加而升高。則在移動P的過程中
A.外力對乙做功;甲的內(nèi)能不變;
B.外力對乙做功;乙的內(nèi)能不變;
C.乙傳遞熱量給甲; 乙的內(nèi)能增加 ;
D.乙的內(nèi)能增加;甲的內(nèi)能不變。
[解答]:C
[點評]:在移動P的過程中,外界對乙氣體做功,乙的內(nèi)能要增加,所以乙的溫度要升高.乙的溫度升高后,甲、乙兩部分氣體就存在溫度差,乙的溫度較高,這樣乙傳遞熱量給甲。
例4、有關(guān)物體內(nèi)能,以下說法中正確的是:
A.1g00c水的內(nèi)能比1g00c冰的內(nèi)能大;
B.電流通過電阻后電阻發(fā)熱切,它的內(nèi)能增加是通過“熱傳遞”方式實現(xiàn)的;
C.氣體膨脹,它的內(nèi)能一定減少;
D.橡皮筋被拉伸時,分子間熱能增加。
[解答]:AD
[點評]:00c的水和00c的冰分子平均動能相同,但內(nèi)能并不相同,水結(jié)成冰必然放出熱量,說明相同質(zhì)量的水的內(nèi)能大,A選項對。電阻發(fā)熱是由于電流做功而不是熱傳遞,B選項錯。氣體膨脹,對外做功,但可能吸收更多的熱量,C選項不對。橡皮筋被子拉伸時,分子克服分子力做功,所以分子間勢能增加,D選項對。
類型4.微觀量的計算
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點評:對于固體、液體,分子間的距離比較小,可認為分子是一個個緊挨著的,設(shè)分子體積為V0,則分子直徑
(球體模型)或
(立方體模型)。而氣體分子間間距比較大,可用
估算出兩個分子間的平均距離。
4、知識點睛
①、理解并識記分子動理論的三個觀點
、、了解分子永不停息地做無規(guī)則運動的實驗事實
③、了解分子力的特點
④、深刻理解物體內(nèi)能的概念
3、易出現(xiàn)的問題是對較為抽象的分子熱運動的動能、分子相互作用的勢能及分子間相互作用力的變化規(guī)律理解不到位,導(dǎo)致這些微觀量及規(guī)律與宏觀的溫度、物體的體積之間關(guān)系不能建立起正確的關(guān)系。
2、理想化的模型方法,其中在分子動理論中將微觀分子的形狀視為理想的球體,這是通過阿伏伽德羅常數(shù)對微觀量進行估算的基礎(chǔ);在氣體狀態(tài)變化規(guī)律中,將實際中的氣體視為分子沒有實際體積且不存在相互作用力的理想氣體,從而使氣體狀態(tài)變化的規(guī)律在誤差允許的范圍內(nèi)得以大大的簡化。
從近幾年高考來看,熱學(xué)部分常以填空和選擇題的形式出現(xiàn),試題難度都是中等難度和容易題。但是在08高考中,3-3作為選修模塊,由于要保證和3-4、3-5兩個選修模塊同等難度,所以難度可能和原來高考熱學(xué)部分難度相當,或稍加難度,并放在簡答題中。
在08年高考說明中,本課時一共有五個考點,分別是:1.物質(zhì)是由大量分子組成的 阿伏加德羅常數(shù),2.用油膜法估測分子的大小(實驗、探究),3.分子熱運動 布朗運動,4.分子間作用力,5.溫度和內(nèi)能。對這五個考點都是基本要求,即對所列知識要了解其內(nèi)容及含義,并能在有關(guān)問題中識別和直接應(yīng)用。
本課時的注意事項:
1、熱學(xué)部分命題點多集中在分子動理論,估算分子大小和數(shù)目、物體改變的內(nèi)能和做功,題型多為選擇題,且絕大多數(shù)選項擇題只要求定性分析。試驗探究要關(guān)注舉例說明分子動理論內(nèi)容,設(shè)計試驗說明之。
15.如圖所示,一半徑為R的絕緣圓形軌道豎直放置,圓軌道最低點與一條水平軌道相連,軌道都是光滑的.軌道所在空間存在水平向右的勻強電場,場強為E.從水平軌道上的A點由靜止釋放一質(zhì)量為m的帶正電的小球,為使小球剛好在圓軌道內(nèi)做圓周運動,求釋放點A距圓軌道最低點B的距離s.已知小球受到的電場力大小等于小球重力的
倍.
14.
在一高為h的絕緣光滑水平桌面上,有一個帶電量為+q、質(zhì)量為m的帶電小球靜止,小球到桌子右邊緣的距離為s,突然在空間中施加一個水平向右的勻強電場E,且qE=
2 mg,如圖所示,求:
(1)小球經(jīng)多長時間落地?
(2)小球落地時的速度.
13.如圖所示,在正點電荷Q的電場中,A點處的電場強度為81 N/C,C點處的電場強度為16 N/C,B點是在A、C連線上距離A點為五分之一AC長度處,且A、B、C在一條直線上,則B點處的電場強度為多大?
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12.長為L的平行金屬板,板間形成勻強電場,一個帶電為+q,質(zhì)量為m的帶電粒子,以初速度v0緊貼上板垂直于電場線方向射入該電場,剛好從下板邊緣射出,末速度恰與下板成30°角,如圖所示,則:(1)粒子末速度的大小為_______;(2)勻強電場的場強為_______;(3)兩板間的距離d為_______.
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11.
在場強為E,方向豎直向下的勻強電場中,有兩個質(zhì)量均為m的帶電小球,電荷量分別為+2q和-q,兩小球用長為L的絕緣細線相連,另用絕緣細線系住帶正電的小球懸掛于O點處于平衡狀態(tài),如圖所示,重力加速度為g,則細繩對懸點O的作用力大小為_______.
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