选修3-3考点点击

江苏 徐汉屏（特级教师）

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江苏 徐汉屏（特级教师）

从微观与宏观角度揭示热学规律，用统计规律研究分子运动。

选修3—3从宏观和微观两个角度分析热现象的规律，应用统计思想和能量转化与守恒规律解释现象、处理问题。高考对该模块的考点分属分子动理论与统计观点、固体液体与气体和热力学定律与能量守恒三部分，均为Ⅰ级要求，热门考点主要有以下几个方面。

一、分子动理论

【例1】（2016·山东淄博三模）堵住打气筒的出气口，缓慢向下压活塞使气体体积减小，你会感到越来越费力。若气体温度保持不变，对这一过程，下列说法正确的是（ ）

A.气体的密度增大，相同时间内撞击活塞的气体分子数目增多

B.分子间没有可压缩的间隙

C.压缩气体要克服分子力做功

D.分子间相互作用力表现为引力

E.在压缩过程中，气体分子势能减小

【解析】堵住打气筒的出气口，缓慢向下压活塞，气体质量不变，体积减小，故气体的密度增大；尽管气体温度保持不变，气体分子的热运动激烈程度不变，但由于气体的密度增大，会导致相同时间内撞击活塞的气体分子数目增多。气体分子间有很大的间隙，其间距大于平衡距离，故分子间相互作用力表现为引力；压缩气体时，气体分子力做正功，不需要克服分子力做功，气体分子势能减小。

【答案】ADE

（2）1mol任何物质含有相同的微粒数NA＝6.0× 1023mol-1，阿伏加德罗常数是联系微观世界和宏观世界的桥梁。

（3）布朗运动是周围液体分子对微粒不平衡碰撞的结果，它是液体分子热运动的反映，不是分子的热运动。

（4）分子间同时存在着引力和斥力。分子间距r＝r0（约10-10m）时，引力和斥力的合力为零；r＜r0时，合力为斥力；r＞r0时，合力为引力；r＞10r0时，可认为分子力为零。

（5）气体分子的速率呈现“中间多、两头少”的分布。温度越高，分子热运动的平均速率越大。

二、内能

【例2】有甲、乙两个分子，甲分子固定不动，乙分子从无穷远处以初动能E向甲分子运动，直至两者不能再靠近。规定无穷远处分子势能为零，则在此过程中 （ ）

A.除开始时刻外，乙分子的动能还有可能等于E

B.乙分子动能有可能等于零

C.分子势能有可能等于E

D.分子势能与动能不可能相等

【解析】甲分子固定不动，在乙分子从无穷远处以初动能E向甲分子运动的过程中，乙分子的动能与分子势能之和应是守恒的。现规定无穷远处分子势能为零，则乙分子的动能与分子势能之和为E。当乙分子运动到分子势能曲线与横轴交点所示位置时，分子势能再次为零，乙分子的动能就再次等于E。当两者不能再靠近时，乙分子的速度为零，其动能就等于零，此时分子势能就等于E。分子势能与动能相等是可能的，此时两者均等于E/2。

【答案】ABC

【要点点击】（1）温度是分子平均动能的标志。

（2）分子势能的大小与物体的体积有关。当分子间的距离小于r0时（为分子平衡位置间的距离），随着分子间距离的减小，分子势能增大；当分子间的距离大于r0时，随着分子间距离的增大，分子势能也增大。当分子间距离等于r0时，分子势能最小。

（3）决定物体内能的物理量：宏观量——质量、温度和体积；微观量——分子数、分子的平均动能和分子间的距离。

三、晶体和非晶体 液体的表面张力

【例3】（2016·江苏南京三模）今年4月6日，我国成功发射首颗微重力卫星“实践十号”。设想在该卫星内进行制造泡沫铝的实验。给金属铝加热，使之熔化成液体，在液体中通入氢气，液体内将会产生大量气泡，冷凝液体，将会得到带有微孔的泡沫铝，样品如图1所示。下列说法中正确的是 （ ）

A.液态铝内的气泡呈球状，说明液体表面分子间只存在引力

B.液态铝表面张力将会阻碍气泡的膨胀

C.在冷凝过程中，气泡收缩，外界对气体做功，气体内能增大

D.泡沫铝是晶体【解析】液态铝内的气泡呈球状，是液体表面张力作用的缘故。液体表面分子间既存在引力，也存在斥力，由于引力大于斥力，总的表现为吸引作用，宏观上即呈现出表面张力。液态铝表面张力对液体表面有收缩作用，将会阻碍气泡的膨胀。冷凝过程中，气体温度降低，内能减小。泡沫铝是固态金属铝，是晶体。

【答案】BD

【要点点击】（1）晶体具有天然的规则的几何形状，各向异性，有固定的熔点；非晶体则没有规则的外形，各向同性，没有固定的熔点。

（2）液晶既具有液体的流动性，又像某些晶体那样具有光学各向异性。

（3）液体表层分子间的距离要比液体内部大些，分子的作用力表现为引力，形成使液面各部分间相互吸引的表面张力，使液面具有收缩的趋势。

四、热力学定律与能量守恒

【例4】（2016·东北三省四市三模）下列叙述和热力学定律相关，其中正确的是 （ ）

A.第一类永动机不可能制成，是因为违背了能量守恒定律

B.能量耗散过程中能量不守恒

C.电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，违背了热力学第二定律

D.能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性

E.物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功

【解析】第一类永动机不可能制成，是因为违背了能量守恒定律。能量守恒定律是自然界的普遍规律，能量耗散只是可利用的能量减少了，而总能量还是守恒的。电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，此过程并非是“自发”的，没有违背热力学第二定律。能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性。物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功，只是会产生其他影响。

【答案】ADE

【要点点击】（1）热力学第一定律表达式ΔU＝Q＋W的符号法则：系统内能增加，ΔU为正；外界对系统传递热量，Q为正；外界对系统做功，W为正。热力学第一定律是在内能和其他形式能量之间的转化时，能量守恒定律的具体规律。

（2）关于热力学第二定律，对克劳修斯表述——热量不能自发地从低温物体传到高温物体，要注意“自发地”限制；对开尔文表述——不可能从单一热源吸热，使之完全变成功，而不产生其他影响，要注意“而不产生其他影响”的限制。

（作者单位：江苏省江阴高级中学）