【高中物理】高中物理人教版选修3-3学案：第八章4气体热现象的微观意义-.doc

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1、4气体热现象的微观意义1气体分子运动的特点(1)由于物体是由数量极多的分子组成的，这些分子并没有统一的运动步调，单独来看，各个分子的运动都是不规则的，具有偶然性，但从总体来看，大量分子的运动服从一定的统计规律。(2)气体分子之间的距离很大，大约是分子直径的10倍，因此除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，气体分子不受力的作用，在空间自由移动。能达到分子能达到的空间，所以气体没有确定的形状和体积，其体积等于容器的体积。(3)分子的运动杂乱无章，在某一时刻，向着任何一个方向运动的分子都有，而且向各个方向运动的气体分子数目都相等。即气体分子沿各个方向运动的机会(机率)相等。(4)每个气体分子都在做永不停息的

2、运动，常温下大多数气体分子的速率都达到数百米每秒，在数量级上相当于子弹的速率。(5)大量气体分子的速率分布呈现中间多(占有分子数目多)两头少(速率大或小的分子数目少)的规律。(6)温度升高时，所有分子热运动的平均速率增大，即大部分分子的速率增大了，但也有少数分子的速率减小，这也是统计规律的体现。特别提醒：单个或少量分子的运动是“个别行为”，具有不确定性。大量分子运动是“集体行为”具有规律性即遵守统计规律。【例1】 关于气体分子的运动情况，下列说法中正确的是()A某一时刻具有任一速率的分子数目是相等的B某一时刻一个分子速度的大小和方向是偶然的C某一时刻向任意一个方向运动的分子数目相等D某一温度下

3、大多数气体分子的速率不会发生变化解析：具有某一速率的分子数目并不是相等的，呈“中间多，两头少”的统计分布规律，选项A错误。由于分子之间频繁地碰撞，分子随时都会改变自己运动速度的大小和方向，因此在某一时刻一个分子速度的大小和方向完全是偶然的，选项B正确。虽然每个分子的速度瞬息万变，但是大量分子的整体存在着统计规律。由于分子数目巨大，某一时刻向任意一个方向运动的分子数目只有很小的差别，可以认为是相等的，选项C正确。某一温度下，每个分子的速率仍然是瞬息万变的，只是分子运动的平均速率相同，选项D是错误的，该题的正确选项为B、C。答案：BC2气体压强的产生及决定因素(1)产生原因大量做无规则热运动的分子

4、对器壁频繁、持续地碰撞产生气体的压强。单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的，但是大量分子频繁地碰撞器壁，就对器壁产生持续、均匀的压力，所以从分子动理论的观点看来，气体的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力。(2)决定气体压强大小的因素微观因素a气体分子的密度：气体分子密度(即单位体积内气体分子的数目)大，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就多；b气体分子的平均动能：气体的温度高，气体分子的平均动能就大，每个气体分子与器壁的碰撞(可视为弹性碰撞)给器壁的冲力就大；从另一方面讲，分子的平均速率大，在单位时间里，器壁受气体分子撞击的次数就多，累计冲力就大。宏观因素a温度：在体积不变的

5、情况下，温度越高，气体的平均动能越大，气体的压强越大；b体积：在温度不变的情况下，体积越小，气体分子的密度越大，气体的压强越大。辨误区：气体压强与大气压的区别气体的压强是由于气体分子频繁地碰撞器壁而产生的，而大气压是由于大气层的重力而产生的，其随离地面高度的增加而减小。【例2】 对于一定质量的理想气体，下列四个叙述中正确的是()A当分子热运动变剧烈时，压强必变大B当分子热运动变剧烈时，压强可以不变C当分子间的平均距离变大时，压强必变小D当分子间的平均距离变大时，压强必变大解析：根据气体压强产生的原因可知：一定质量的理想气体的压强，由气体分子的平均动能和气体分子的密集程度共同决定。分子平均动能越

6、大，单位时间内分子撞击器壁的次数越多，气体压强越大。A、C、D三个选项均只给定了其中一个因素，而另一个因素不确定，不能判断压强是变大还是变小，所以只有B正确。答案：B释疑点：影响理想气体压强的两个因素分子平均动能k和气体分子密度，不能根据一个方面得出压强变化的结论。3气体实验定律的微观解释(1)玻意耳定律宏观表现：一定质量的气体，在温度保持不变时，体积减小，压强增大，体积增大，压强减小。微观解释：温度不变，分子的平均动能不变，体积越小，分子越密集。单位时间内撞到单位面积器壁上的分子数就越多，气体的压强就越大。(2)查理定律宏观表现：一定质量的气体，在体积保持不变时，温度升高，压强增大，温度降低

7、，压强减小。微观解释：体积不变，则分子密度不变，温度升高，分子平均动能增大。分子撞击器壁的作用力变大，所以气体的压强增大。(3)盖吕萨克定律宏观表现：一定质量的气体，在压强不变时，温度升高，体积增大，温度降低，体积减小。微观解释：压强不变，温度升高，分子平均动能增大，撞击器壁的作用力变大，而要使压强不变，则需影响压强的另一个因素分子密度减小，所以气体的体积增大。注意：对气体实验定律的解释是紧紧围绕决定气体压强的两个因素：气体分子密度与分子平均动能进行讨论。【例3】 一定质量的理想气体由状态A沿平行于纵轴的直线变化到状态B，则它的状态变化过程是() A气体的温度不变B气体的内能增加C气体分子的平

8、均速率减小D气体分子在单位时间内与器壁单位面积上碰撞的次数不变解析：从pV图象中的AB图线可知，气体状态由A变到B为等容升压，根据查理定律，一定质量的气体，当体积不变时，压强跟热力学温度成正比。选项A中温度不变是不对的；应该是压强增大，温度升高，气体的温度升高，内能增加，选项B对；气体的温度升高，分子平均速率增加，故选项C错；气体压强增大，则气体分子在单位时间内与器壁单位面积上碰撞的次数增加，故选项D是错误的。答案：B4采用统计的方法理解气体分子的运动(1)气体分子运动的统计规律统计规律：大量偶发事件整体表现出来的规律叫统计规律；气体分子沿各个方向运动的机会相等；大量气体分子的速率分布呈现中间

9、多(具有中间速率的分子数多)、两头少(速率大或小的分子数目少)的规律。(2)从统计规律看气体状态参量变化根据统计规律，从微观领域分析，气体的压强由气体的分子数密度和气体分子的平均动能决定。而温度是平均动能的标志。对一定质量的理想气体，若体积变化，温度不变，分子密度必然发生变化，必引起压强变化；若温度变化，体积不变，则分子平均动能发生变化，那么气体的压强必然发生变化。若气体的压强发生变化，必然是决定气体压强的因素发生变化，即气体分子密度或气体分子的平均动能发生变化。所以说气体状态发生变化时，不可能只一个参量发生变化，其他两个参量不变。5气体压强与大气压强、液体压强的区别(1)气体压强。因密闭容器

10、中的气体密度一般很小，由于气体自身重力产生的压强极小，可忽略不计，故气体压强由气体分子碰撞器壁产生，大小由气体的分子密度和温度决定，与地球的引力无关，气体对上下左右器壁的压强大小都是相等的。(2)大气压强。大气压却是由于空气受到重力作用紧紧包围地球而对浸在它里面的物体产生的压强。如果没有地球引力作用，地球表面就没有大气，从而也不会有大气压。地面大气压的值与地球表面积的乘积，近似等于地球大气层所受的重力值，大气压强最终还是通过分子碰撞实现对放入其中的物体产生压强。(3)液体压强。液体压强是由液体的重力而产生的，其公式为pgh。【例41】 关于理想气体的温度、分子平均速率、内能的关系，下列说法正确

11、的是()A温度升高时，气体分子的平均速率增大B温度相同时，各种气体分子的平均速率都相同C温度相同时，各种气体分子的平均动能相同D温度相同时，各种气体的内能都相同解析：温度是物体所处热运动状态的一个重要参量。从分子动理论的角度看，温度是物体分子热运动的平均动能大小的标志。温度升高，气体分子的平均动能增大，气体分子的平均速率增大，因此，选项A正确。温度相同时，一定质量的各种理想气体平均动能相同，但由于是不同气体，分子质量不同，所以各种气体分子的平均速率不同，所以选项C正确，选项B错误。各种理想气体的温度相同，只说明它们的平均动能相同，气体的内能大小还和气体的质量有关，即便是相同质量的气体，由于是不

12、同气体，所含分子数不同，其内能也不相同，所以选项D错误。答案：AC【例42】 用一导热的可自由滑动的轻质隔板把一圆柱形容器分隔成A、B两部分，如图所示，A和B中分别封闭有质量相等的氮气和氧气，均可视为理想气体，则可知两部分气体处于热平衡时()A内能相等B分子的平均动能相等C分子的平均速率相等D分子数相等解析：两种理想气体的温度相同，所以分子的平均动能相同，而气体种类不同，其分子质量不同，所以分子的平均速率不同，故B正确，C错误。两种气体的质量相同，而摩尔质量不同，所以分子数不同，故D错误。两种气体的分子平均动能相同，但分子个数不同，内能也不相同，故A错误。答案：B【例5】如图所示，两个完全相同

13、的圆柱形密闭容器，甲中装有与容器容积相等的水，乙中充满空气，试问：(1)两容器各侧壁压强的大小关系及压强的大小决定于哪些因素？(容器容积恒定)(2)若让两容器同时做自由落体运动，容器侧壁上所受压强将怎样变化？解析：(1)对甲容器，上壁的压强为零，底面的压强最大，其数值为pgh(h为上下底面间的距离)。侧壁的压强自上而下，由小变大，其数值大小与侧壁上各点距水面的竖直距离x的关系是pgx。对乙容器，各处器壁上的压强大小都相等，其大小决定于气体的分子密度和温度。(2)甲容器做自由落体运动时器壁各处的压强均为零。乙容器做自由落体运动时，器壁各处的压强不发生变化。点评：掌握好气体分子压强的微观解释。千万

14、不要把液体和气体压强混淆，要从产生原因上加以区别。6分子动理论与气体实验定律的综合应用从微观角度解释气体实验定律，对于气体实验定律，学习时应采用宏观物理量与微观物理量相结合的方法从本质上解释宏观物理量(如压强)的变化情况。气体分子间的距离比分子的长度大得多，在进行估算时，可以认为气体分子均匀分布在空间中，每个分子占一个小立方体的空间，分子位于各小立方体的中心。这样，气体的摩尔体积可视为NA个分子所占的小立方体体积的总和，则每个分子所占的体积V占，气体分子间的距离可认为与立方体边长相等，d。气体分子运动特点内容在高考中很少单独考查，往往是和气体实验定律和热力学定律一起综合考查。本节内容与分子动理

15、论和气体实验定律往往是不可分割的，应从微观角度想象出气体分子运动的情况。【例61】 对一定质量的理想气体，下列说法正确的是()A体积不变、压强增大时，气体分子的平均动能一定增大B温度不变、压强减小时，气体的密度一定减小C压强不变、温度降低时，气体的密度一定减小D温度升高、压强和体积都可能不变解析：根据气体压强、体积、温度的关系可知，体积不变、压强增大时，气体分子的平均动能一定增大，选项A正确。温度不变、压强减小时，气体体积增大，气体的密度减小。压强不变、温度降低时，体积减小，气体密度增大。温度升高，压强、体积中至少有一个发生改变。综上所述，正确选项为A、B。答案：AB【例62】 在室温27 下

16、，一容器内的压强为108 Pa，试估算该容器内气体分子间的平均距离。(设1标准大气压p01.0105 Pa，保留一位有效数字)解析：由气态方程，可得27 、108 Pa压强下，气体的摩尔体积Vmol L2.461014 L2.461011 m3气体分子间的平均距离d m7105 m。答案：7105 m高中物理考试答题技巧及注意事项在考场上，时间就是我们致胜的法宝，与其犹犹豫豫不知如何落笔，倒不如多学习答题技巧。那么，高中物理考试答题技巧及注意事项有哪些呢？下面和小编一起来看看吧！高中物理考试答题技巧选择题的答题技巧解答选择题时，要注意以下几个问题：（1）注意题干要求，让你选择的是“不正确的”、

17、“可能的”还是“一定的”。（2）相信第一判断：只有当你发现第一次判断肯定错了，另一个百分之百是正确答案时，才能做出改动，而当你拿不定主意时千万不要改。特别是对中等程度及偏下的同学尤为重要。切记：每年高考选择题错误率高的不是难题，而是开头三个简单题。不要再最简单的地方，轻敌栽坑！实验题的做题技巧（1）实验题一般采用填空题或作图题的形式出现。填空题：数值、单位、方向或正负号都应填全面；作图题：对函数图像应注明纵、横轴表示的物理量、单位、标度及坐标原点。对电学实物图，则电表量程、正负极性，电流表内、外接法，变阻器接法，滑动触头位置都应考虑周全。对光路图不能漏箭头，要正确使用虚、实线，各种仪器、仪表的

18、读数一定要注意有效数字和单位；实物连接图一定要先画出电路图（仪器位置要对应）；各种作图及连线要先用铅笔（有利于修改），最后用黑色签字笔涂黑。切记：游标卡尺、螺旋测微器、多用电表的读数历来都是考察的重点。切记：选择题有8-10分是送你的，但你可能拿不到（单位、有效数字、小数点后保留几位、坐标原点等）。（2）常规实验题：主要考查课本实验，几年来考查比较多的是试验器材、原理、步骤、读数、注意问题、数据处理和误差分析，解答常规实验题时，这种题目考得比较细，要在细、实、全上下足功夫。（3）设计型实验重在考查实验的原理。要求同学们能审清题意，明确实验目的，应用迁移能力，联想相关实验原理。在设计电学实验时，

19、要把安全性【所谓的安全不是对人来说，而是对仪器来说的】放在第一位，同时还要尽可能减小实验的误差【误差从偶然和系统两个方面考虑，系统免不了，偶然可减小】，避免出现大量程测量小数值的情况。计算题的答题技巧（1）仔细审题，明确题意。每一道计算题，首先要认真读题，弄清题意。审题是对题目中的信息进行搜索、提取、加工的过程。在审题中，要特别重视题中的关键词和数据，如静止、匀速、 最大速度、一定、可能、刚好等。一个较为复杂的运动过程要分解成几个不同的阶段。否则，一旦做题方向偏了，只能是白忙一场。（2）敢于做题，贴近规律。解题就是建立起与未知数数量相等的方程个数，怎样建立方程呢？方程蕴含在物理过程中以及整个过

20、程的各个阶段中，存在于状态或状态变化之中；隐藏在约束关系之中。应由题目中的物理现象及过程所对应的或贴近的物理规律，建立主体关系式。（3）敢于解题，深于研究。遇到设问多、信息多、过程复杂的题目，在审题过程中，若明确了某一阶段的情景，并列出了方程。要敢于先把结果解出来，这对完全理顺题意起着至关重要的作用。很多情况下第二阶段的情景要由第一阶段的结果来判定，所以第一阶段的结果成为打通障碍的重要武器。（4）答题要规范，得分有技巧简洁文字说明与方程式相结合尽量用常规方法，使用通用符号分步列式，不要用综合或连等式对复杂的数值计算题，最后结果要先解出符号表达，再代入数值进行计算。高中物理考试注意事项高三学习成

21、绩不好怎么办？看高考蝶变掌握逆袭方法。淘宝搜索高考蝶变购买！1.计算大题绝对不能空着即便你做不上来，也要写该部分对应课本中的基本物理公式。需要注意的是，必须带入题中的符号。比如说题目中电荷量是e，你在答题纸上写q往往就不会给分了。阅卷中我们老师们都严格遵守采点给分原则，也就是说，你写对了几个物理公式（与答案一样），即便没有计算，我们也给对应的分值。这是阅卷的规则，谁都不能改变。2.重视画图解题过程中要受力分析、研究运动轨迹的，一定要画图，养成画图的好习惯。图像画出来虽然有时候是没分的，借助于图像来分析题意很方便。另外，物理题的答案并不是标准的，有的时候你写的与答案不一样，老师们怎么理解呢？看图

22、是一个捷径。答题纸上的内容是给老师看的（是你和阅卷老师的对话），不要给老师们的阅卷制造困难，图一定要画。见到很多学生不画图，也没有个依据，就直接来个物理公式。我的第一感觉就是，莫非是抄别人的？相信判你卷子的老师也是一样的。3.物理试卷中几乎没有多选题四个选项都是对的物理多选题，基本上是不会有四个选项全对的，除非是非常老旧的题（90年代的高考题）。如果你物理成绩很差，我建议你把多选题都当成单选来做，这样更有利于得分，特别是多选题的最后一道题。4.不会的暂时跳过，合理分配考试时间同学们在考场上要注意解题时间的分配，没有思路的题先跳过去。建议多选题的最后一道先跳过，实验题的最后一个空，解答题的最后一

23、问更是要留到最后再做。原因不解释了，大家都知道，不过王尚老师想说的是，真正的在考场上认真去执行的同学还是少数。小编推荐：高考物理答题技巧5.看不懂题意的，联系课本考点物理题联系实际的很多，比如天体联系宇航的，磁场联系粒子加速度器的，等等。这些应用问题很难理解，一个诀窍就是联系课本的考点。高中物理wuli.in题万变不离其宗，考点还是源于课本。在考场上监考的时候王尚老师就发现很多同学在那里天马行空般的思考，完全脱离了课本，这样怎么能做出来呢？6.联系课堂上老师讲过的典型题和上面的建议类似，遇到难题，无从下手，就回忆下课堂上老师讲过的一些典型题，总是有类似的地方的。物理题本身就是有规律的，很多思考方法和切入点都是类似的。另外，笔者提醒同学们可以到物理自诊断学习系统中去看我们总结的解题思路，帮助你梳理考点，搞明白定理定律、物理公式的使用。