高三物理復(fù)習(xí)能力提升 第8章 第1課時(shí) 分子動(dòng)理論 內(nèi)能

考點(diǎn)內(nèi)容要求考綱解讀物質(zhì)是由大量分子組成的，阿伏加德羅常數(shù)，分子的熱運(yùn)動(dòng)，布朗運(yùn)動(dòng)，分子間的相互作用力Ⅰ1.本部分考點(diǎn)內(nèi)容的要求全是Ⅰ級(jí)，即理解物理概念和物理規(guī)律的確切含義，理解物理規(guī)律的適用條件，以及它們?cè)诤?jiǎn)單情況下的應(yīng)用．題型多為選擇題和填空題．絕大多數(shù)選擇題只要求定性分析，極少數(shù)填空題要求應(yīng)用阿伏加德羅常數(shù)進(jìn)行計(jì)算(或估算)．[2．高考熱學(xué)命題的重點(diǎn)內(nèi)容有：(1)分子動(dòng)理論要點(diǎn)，分子力、分子大小、質(zhì)量、數(shù)目估算；(2)內(nèi)能的變化及改變內(nèi)能的物理過(guò)程以及氣體壓強(qiáng)的決定因素；(3)理想氣體狀態(tài)方程和用圖象表示氣體狀態(tài)的變化；(4)熱現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)與探索過(guò)程的方法3．近兩年來(lái)熱學(xué)考題中還涌現(xiàn)了許多對(duì)熱現(xiàn)象的自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力考查的新情景試題．多以科技前沿、社會(huì)熱點(diǎn)及與生活生產(chǎn)聯(lián)系的問(wèn)題為背景來(lái)考查熱學(xué)知識(shí)在實(shí)際中的應(yīng)用.分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能，溫度是物體分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志，物體分子間的相互作用勢(shì)能，物體的內(nèi)能Ⅰ做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種方式，熱量，能量守恒定律Ⅰ熱力學(xué)第一定律Ⅰ熱力學(xué)第二定律Ⅰ永動(dòng)機(jī)不可能制成Ⅰ絕對(duì)零度不可達(dá)到Ⅰ能源的開(kāi)發(fā)和利用，能源的利用與環(huán)境保護(hù)Ⅰ氣體的狀態(tài)和狀態(tài)參量，熱力學(xué)溫度Ⅰ氣體的體積、溫度、壓強(qiáng)之間的關(guān)系Ⅰ氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)Ⅰ氣體壓強(qiáng)的微觀意義Ⅰ實(shí)驗(yàn)：用油膜法估測(cè)分子的大小第1課時(shí)分子動(dòng)理論內(nèi)能考綱解讀1.掌握分子動(dòng)理論的基本內(nèi)容.2.知道內(nèi)能的概念.3.會(huì)分析分子力、分子勢(shì)能隨分子間距離的變化．1．[微觀量的估算]已知銅的摩爾質(zhì)量為M(kg/mol)，銅的密度為ρ(kg/m3)，阿伏加德羅常數(shù)為NA(mol－1)．下列判斷錯(cuò)誤的是 ()A．1kg銅所含的原子數(shù)為eq\f(NA,M)B．1m3銅所含的原子數(shù)為eq\f(MNA,ρ)C．1個(gè)銅原子的質(zhì)量為eq\f(M,NA)(kg)D．1個(gè)銅原子的體積為eq\f(M,ρNA)(m3)答案B解析1kg銅所含的原子數(shù)N＝eq\f(1,M)NA＝eq\f(NA,M)，A正確；同理1m3銅所含的原子數(shù)N＝eq\f(ρ,M)NA＝eq\f(ρNA,M)，B錯(cuò)誤；1個(gè)銅原子的質(zhì)量m0＝eq\f(M,NA)(kg)，C正確；1個(gè)銅原子的體積V0＝eq\f(M,ρNA)(m3)，D正確．2．[分子熱運(yùn)動(dòng)與布朗運(yùn)動(dòng)的理解]下列關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法，正確的是 ()A．布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)B．布朗運(yùn)動(dòng)是指懸浮在液體中的固體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)C．布朗運(yùn)動(dòng)說(shuō)明了液體分子與懸浮顆粒之間存在著相互作用力D．觀察布朗運(yùn)動(dòng)會(huì)看到，懸浮的顆粒越小，溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈答案D解析布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中的固體小顆粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，小顆粒由許多分子組成，所以布朗運(yùn)動(dòng)不是分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，也不是指懸浮顆粒內(nèi)固體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，故A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤．布朗運(yùn)動(dòng)雖然是由液體分子與懸浮顆粒間相互作用引起的，但其重要意義是反映了液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，而不是反映分子間的相互作用，故C選項(xiàng)錯(cuò)誤．觀察布朗運(yùn)動(dòng)會(huì)看到固體顆粒越小，溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈．故D選項(xiàng)正確．3．[分子間作用力]分子間的相互作用力由引力與斥力共同產(chǎn)生，并隨著分子間距的變化而變化，則 ()A．分子間引力隨分子間距的增大而增大B．分子間斥力隨分子間距的減小而增大C．分子間相互作用力隨分子間距的增大而增大D．分子間相互作用力隨分子間距的減小而增大答案B解析根據(jù)分子動(dòng)理論，分子間的引力和斥力是同時(shí)存在的，分子間的引力和斥力都隨分子間距的增大而減小、隨分子間距的減小而增大．分子間的作用力指的是引力和斥力的合力．分子間作用力隨分子間距的增大先減小后增大后再減小．當(dāng)分子間距r＝r0時(shí)，分子間的作用力為0，所以B正確．4．[物體的內(nèi)能]關(guān)于物體的內(nèi)能，以下說(shuō)法正確的是 ()A．不同物體，溫度相等，內(nèi)能也相等B．所有分子的勢(shì)能增大，物體內(nèi)能也增大C．溫度升高，分子平均動(dòng)能增大，但內(nèi)能不一定增大D．只要兩物體的質(zhì)量、溫度、體積相等，兩物體的內(nèi)能一定相等答案C考點(diǎn)梳理1．物體是由大量分子組成的(1)多數(shù)分子大小的數(shù)量級(jí)為10－10m.(2)一般分子質(zhì)量的數(shù)量級(jí)為10－26kg.2．分子永不停息地做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)(1)擴(kuò)散現(xiàn)象：由于分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的物質(zhì)遷移現(xiàn)象．溫度越高，擴(kuò)散越快．(2)布朗運(yùn)動(dòng)：在顯微鏡下看到的懸浮在液體中的固體顆粒的永不停息地?zé)o規(guī)則運(yùn)動(dòng)．布朗運(yùn)動(dòng)反映了液體內(nèi)部的分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)．顆粒越小，運(yùn)動(dòng)越明顯；溫度越高，運(yùn)動(dòng)越劇烈．3．分子間存在著相互作用力(1)分子間同時(shí)存在引力和斥力，實(shí)際表現(xiàn)的分子力是它們的合力．(2)引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小，但斥力比引力變化得快．5．[用功能觀點(diǎn)分析分子力做功與分子勢(shì)能的變化]有甲、乙兩個(gè)分子，甲分子固定不動(dòng)，乙分子由無(wú)窮遠(yuǎn)處逐漸向甲靠近，直到不再靠近為止，在整個(gè)過(guò)程中，分子勢(shì)能的變化情況是 ()A．不斷增大 B．不斷減小C．先增大后減小 D．先減小后增大答案D解析分子力做功與分子勢(shì)能變化的關(guān)系和彈簧相似，即分子力做正功分子勢(shì)能減小，分子力做負(fù)功分子勢(shì)能增大．當(dāng)乙分子由無(wú)窮遠(yuǎn)處向r0移動(dòng)時(shí)，分子力做正功，分子勢(shì)能減小；當(dāng)乙分子由r0向甲分子繼續(xù)靠近時(shí)，要克服分子斥力做功，分子勢(shì)能增大．所以移動(dòng)的整個(gè)過(guò)程，分子勢(shì)能是先減小后增大，當(dāng)分子間的距離為r0時(shí)，分子勢(shì)能最小．本題正確選項(xiàng)為D.6．[建立分子模型求分子體積或占據(jù)空間]設(shè)某種物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為μ，原子間的平均距離為d，已知阿伏加德羅常數(shù)為NA，則該物質(zhì)的密度ρ可表示為 ()A．ρ＝eq\f(6μ,πd3NA) B．ρ＝eq\f(μ,d3NA)C．ρ＝eq\f(3μ,4πd3NA) D．ρ＝eq\f(8μ,πdNA)答案AB解析分子為球體時(shí)，1mol物質(zhì)的體積為eq\f(1,6)πd3NA，則ρ＝μ/(eq\f(1,6)πd3NA)＝6μ/(πd3NA)，故A正確．分子為正方體時(shí)，1mol物質(zhì)的體積為d3NA，則ρ＝μ/(d3NA)，故B正確．方法提煉1．功是能量轉(zhuǎn)化的量度．當(dāng)分子力做正功時(shí)，分子勢(shì)能減??；當(dāng)分子力做負(fù)功時(shí)，分子勢(shì)能增大．2．分子的兩種模型：(1)對(duì)于固體、液體，分析分子的直徑時(shí)，可建立球體模型，分子直徑d＝eq\r(3,\f(6V0,π)).(2)對(duì)于氣體，分析分子間的平均距離時(shí)，可建立立方體模型，相鄰分子間的平均距離為d＝eq\r(3,V0).考點(diǎn)一微觀量的估算1．微觀量：分子體積V0、分子直徑d、分子質(zhì)量m0.2．宏觀量：物體的體積V、摩爾體積Vm、物體的質(zhì)量m、摩爾質(zhì)量M、物體的密度ρ.3．關(guān)系(1)分子的質(zhì)量：m0＝eq\f(M,NA)＝eq\f(ρVm,NA).(2)分子的體積：V0＝eq\f(Vm,NA)＝eq\f(M,ρNA).(3)物體所含的分子數(shù)：N＝eq\f(V,Vm)·NA＝eq\f(m,ρVm)·NA或N＝eq\f(m,M)·NA＝eq\f(ρV,M)·NA.4．兩種模型(1)球體模型直徑為d＝eq\r(3,\f(6V0,π)).(2)立方體模型邊長(zhǎng)為d＝eq\r(3,V0).特別提醒1.固體和液體分子都可看成是緊密堆積在一起的．分子的體積V0＝eq\f(Vm,NA)，僅適用于固體和液體，對(duì)氣體不適用．2．對(duì)于氣體分子，d＝eq\r(3,V0)的值并非氣體分子的大小，而是兩個(gè)相鄰的氣體分子之間的平均距離．例1空調(diào)在制冷過(guò)程中，室內(nèi)空氣中的水蒸氣接觸蒸發(fā)器(銅管)液化成水，經(jīng)排水管排走，空氣中水分越來(lái)越少，人會(huì)感覺(jué)干燥．某空調(diào)工作一段時(shí)間后，排出液化水的體積V＝1.0×103cm3.已知水的密度ρ＝1.0×103kg/m3、摩爾質(zhì)量M＝1.8×10－2kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.0×1023mol－1.試求：(結(jié)果均保留一位有效數(shù)字)(1)該液化水中含有水分子的總數(shù)N；(2)一個(gè)水分子的直徑d.解析(1)水的摩爾體積為Vm＝eq\f(M,ρ)＝eq\f(1.8×10－2,1.0×103)m3/mol＝1.8×10－5m3/mol水分子總數(shù)為N＝eq\f(VNA,Vm)＝eq\f(1.0×103×10－6×6.0×1023,1.8×10－5)≈3×1025(個(gè))．(2)建立水分子的球體模型，有eq\f(Vm,NA)＝eq\f(1,6)πd3，可得水分子直徑：d＝eq\r(3,\f(6Vm,πNA))＝eq\r(3,\f(6×1.8×10－5,3.14×6.0×1023))＝4×10－10(m)．答案(1)3×1025個(gè)(2)4×10－10m突破訓(xùn)練1已知汞的摩爾質(zhì)量為M＝200.5×10－3kg/mol，密度為ρ＝13.6×103kg/m3，阿伏加德羅常數(shù)為NA＝6.0×1023mol－1.求：(1)一個(gè)汞原子的質(zhì)量(用相應(yīng)的字母表示即可)；(2)一個(gè)汞原子的體積(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)；(3)體積為1cm3的汞中汞原子的個(gè)數(shù)(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)．答案(1)eq\f(M,NA)(2)2×10－29m3(3)4×1022個(gè)解析(1)一個(gè)汞原子的質(zhì)量為m0＝eq\f(M,NA)(2)一個(gè)汞原子的體積為V0＝eq\f(M,ρNA)＝eq\f(200.5×10－3,13.6×103×6.0×1023)m3＝2×10－29m3(3)1cm3的汞中含汞原子個(gè)數(shù)N＝eq\f(ρVNA,M)＝eq\f(13.6×103×1×10－6×6.0×1023,200.5×10－3)個(gè)＝4×1022個(gè)考點(diǎn)二布朗運(yùn)動(dòng)與分子熱運(yùn)動(dòng)布朗運(yùn)動(dòng)熱運(yùn)動(dòng)活動(dòng)主體固體小顆粒分子區(qū)別是固體小顆粒的運(yùn)動(dòng)，是比分子大得多的分子團(tuán)的運(yùn)動(dòng)，較大的顆粒不做布朗運(yùn)動(dòng)，但它本身的以及周?chē)姆肿尤栽谧鰺徇\(yùn)動(dòng)是指分子的運(yùn)動(dòng)，分子無(wú)論大小都做熱運(yùn)動(dòng)，熱運(yùn)動(dòng)不能通過(guò)光學(xué)顯微鏡直接觀察到共同點(diǎn)都是永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，都隨溫度的升高而變得更加激烈，都是肉眼所不能看見(jiàn)的聯(lián)系布朗運(yùn)動(dòng)是由于小顆粒受到周?chē)肿幼鰺徇\(yùn)動(dòng)的撞擊力而引起的，它是分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映特別提醒1.擴(kuò)散現(xiàn)象直接反映了分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，并且可以發(fā)生在固體、液體、氣體任何兩種物質(zhì)之間．2．布朗運(yùn)動(dòng)不是分子的運(yùn)動(dòng)，是液體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映．例2關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)，以下說(shuō)法正確的是 ()A．布朗運(yùn)動(dòng)就是液體分子的擴(kuò)散現(xiàn)象B．布朗運(yùn)動(dòng)就是固體小顆粒中分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，它說(shuō)明分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)C．布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中的固體小顆粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，它是液體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映D．掃地時(shí)，在陽(yáng)光照射下，看到塵埃飛舞，這是塵埃在做布朗運(yùn)動(dòng)解析布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中的固體小顆粒的運(yùn)動(dòng)，而不是固體分子的運(yùn)動(dòng)，但它是液體分子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的反映，B項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確；擴(kuò)散現(xiàn)象是一種物質(zhì)的分子進(jìn)入另一種物質(zhì)的過(guò)程，不是布朗運(yùn)動(dòng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；能做布朗運(yùn)動(dòng)的顆粒非常小，用肉眼看不到，空中飛舞的塵埃顆粒要大得多，所以不是布朗運(yùn)動(dòng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤．答案C

突破訓(xùn)練2在觀察布朗運(yùn)動(dòng)時(shí)，從微粒在a點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí)，間隔30s記下微粒的一個(gè)位置得到b、c、d、e、f、g等點(diǎn)，然后用直線依次連接，如圖1所示，則下列說(shuō)法正確的是 ()A．微粒在75s末時(shí)的位置一定在cd的中點(diǎn)上 圖1B．微粒在75s末時(shí)的位置可能在cd的連線上，但不可能在cd中點(diǎn)上C．微粒在前30s內(nèi)的路程一定等于ab的長(zhǎng)度D．微粒在前30s內(nèi)的位移大小一定等于ab的長(zhǎng)度答案D解析b、c、d、e、f、g等點(diǎn)分別是粒子在t＝30s、60s、90s、120s、150s、180s時(shí)的位置，但并不一定沿著折線abcdefg運(yùn)動(dòng)，故選D.考點(diǎn)三分子間作用力分子間總是同時(shí)存在著相互作用的引力和斥力，“分子力”是引力與斥力的合力．分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小、隨分子間距離的減小而增大，但總是斥力變化得較快．如圖2所示．(1)當(dāng)r＝r0時(shí)，F(xiàn)引＝F斥，F(xiàn)＝0； 圖2(2)當(dāng)r<r0時(shí)，F(xiàn)引和F斥都隨距離的減小而增大，但F引<F斥，F(xiàn)表現(xiàn)為斥力；(3)當(dāng)r>r0時(shí)，F(xiàn)引和F斥都隨距離的增大而減小，但F引>F斥，F(xiàn)表現(xiàn)為引力；(4)當(dāng)r>10r0(10－9m)時(shí)，F(xiàn)引和F斥都已經(jīng)十分微弱，可以認(rèn)為分子間沒(méi)有相互作用力(F＝0)．例3關(guān)于分子間的相互作用力，以下說(shuō)法中正確的是 ()A．當(dāng)分子間距離r＝r0時(shí)，分子力為零，說(shuō)明此時(shí)分子間既不存在引力，也不存在斥力B．分子力隨分子間距離的變化而變化，當(dāng)r>r0時(shí)，隨著距離的增大，分子間的引力和斥力都增大，但引力比斥力增大得快，故分子力表現(xiàn)為引力C．當(dāng)分子間的距離r<r0時(shí)，隨著距離的減小，分子間的引力和斥力都增大，但斥力比引力增大得快，故分子力表現(xiàn)為斥力D．當(dāng)分子間的距離r>10－9m時(shí)，分子間的作用力可以忽略不計(jì)解析分子間距離為r0時(shí)分子力為零，并不是分子間無(wú)引力和斥力，A錯(cuò)誤；當(dāng)r>r0時(shí)，隨著距離的增大，分子間的引力和斥力都減小，但斥力比引力減小得快，故分子力表現(xiàn)為引力，B錯(cuò)誤．答案CD突破訓(xùn)練3兩個(gè)分子相距r1時(shí)，分子間的相互作用力表現(xiàn)為引力，相距為r2時(shí)，表現(xiàn)為斥力，則下面說(shuō)法正確的是 ()A．相距為r1時(shí)，分子間沒(méi)有斥力存在B．相距為r2時(shí)，分子間的斥力大于相距為r1時(shí)的斥力C．相距為r2時(shí)，分子間沒(méi)有引力存在D．相距為r1時(shí)，分子間的引力大于相距為r2時(shí)的引力答案B解析兩個(gè)分子相距為r1時(shí)，分子間的相互作用力表現(xiàn)為引力，相距為r2時(shí)，表現(xiàn)為斥力，因分子間同時(shí)存在引力和斥力，則選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤；因分子間相距為r2時(shí)，表現(xiàn)為斥力，隨著距離的增大分子間的斥力減小，則分子間的斥力大于相距為r1時(shí)的斥力；分子間相距為r1時(shí)，表現(xiàn)為引力，隨著距離的增大，分子間的引力減小，則分子間的引力小于相距為r2時(shí)的引力，故選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.35．用統(tǒng)計(jì)規(guī)律法理解溫度的概念 對(duì)微觀世界的理解離不開(kāi)統(tǒng)計(jì)的觀點(diǎn)．單個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)是不規(guī)則的，但大量分子的運(yùn)動(dòng)是有規(guī)律的，如對(duì)大量氣體分子來(lái)說(shuō)，朝各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的分子數(shù)目相等，且分子的速率按照一定的規(guī)律分布．宏觀物理量與微觀物理量的統(tǒng)計(jì)平均值是相聯(lián)系的，如溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志．但要注意：統(tǒng)計(jì)規(guī)律的適用對(duì)象是大量的微觀粒子，若對(duì)“單個(gè)分子”談溫度是毫無(wú)意義的．例4關(guān)于溫度的概念，下列說(shuō)法中正確的是 ()A．溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，物體溫度高，則物體的分子平均動(dòng)能大B．物體溫度高，則物體每一個(gè)分子的動(dòng)能都大C．某物體內(nèi)能增大時(shí)，其溫度一定升高D．甲物體溫度比乙物體溫度高，則甲物體的分子平均速率比乙物體的大解析物質(zhì)分子由于不停地運(yùn)動(dòng)而具有的能叫分子動(dòng)能．分子的運(yùn)動(dòng)是雜亂的，同一物體內(nèi)各個(gè)分子的速度大小和方向是不同的．從大量分子的總體來(lái)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(shí)，有意義的不是一個(gè)分子的動(dòng)能，而是大量分子的平均動(dòng)能．從分子動(dòng)理論觀點(diǎn)來(lái)看，溫度是物體分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度越高，分子的平均動(dòng)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(dòng)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(yùn)動(dòng)的平均速率不盡相同．答案A36．用類(lèi)比法理解分子力做功與分子勢(shì)能變化的關(guān)系 1．重力做正功，重力勢(shì)能減?。恢亓ψ鲐?fù)功，重力勢(shì)能增大．同樣，分子力做正功，分子勢(shì)能減小；分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增大．因此我們可用類(lèi)比法理解分子力做功與分子勢(shì)能變化的關(guān)系．2．分子勢(shì)能分子勢(shì)能是由分子間相對(duì)位置而決定的勢(shì)能，它隨著物體體積的變化而變化，與分子間距離的關(guān)系為：(1)當(dāng)r>r0時(shí)，分子力表現(xiàn)為引力，隨著r的增大，分子引力做負(fù)功，分子勢(shì)能增大；(2)當(dāng)r<r0時(shí)，分子力表現(xiàn)為斥力，隨著r的減小，分子斥力做負(fù)功，分子勢(shì)能增大；(3)當(dāng)r＝r0時(shí)，分子勢(shì)能最小，但不一定為零，可為負(fù)值，因?yàn)榭蛇x兩分子相距無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)分子勢(shì)能為零；(4)分子勢(shì)能曲線如圖3所示．圖3例5如圖4所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O，乙分子位于x軸上，甲分子對(duì)乙分子的作用力與兩分子間距離的關(guān)系如圖中曲線所示，F(xiàn)>0為斥力，F(xiàn)<0為引力，a、b、c、d為x軸上四個(gè)特定的位置，現(xiàn)把乙分子從a處由靜止釋放，則 ()圖4A．乙分子從a到b做加速運(yùn)動(dòng)，由b到c做減速運(yùn)動(dòng)B．乙分子由a到c做加速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)c時(shí)速度最大C．乙分子由a到b的過(guò)程中，兩分子間的分子勢(shì)能一直減少D．乙分子由b到d的過(guò)程中，兩分子間的分子勢(shì)能一直增加解析由題意可知，乙分子由a到c的過(guò)程中，兩分子間表現(xiàn)為引力，分子力做正功，動(dòng)能一直增大，分子勢(shì)能一直減少，到c點(diǎn)時(shí)加速度為零，速度達(dá)到最大，因此A錯(cuò)誤，B、C正確；由b到c的過(guò)程中，分子間表現(xiàn)為引力，分子力做正功，分子勢(shì)能減少，由c到d的過(guò)程中，分子間表現(xiàn)為斥力，斥力做負(fù)功，分子勢(shì)能增加，因此，D錯(cuò)誤．答案BC突破訓(xùn)練4分子甲和乙相距較遠(yuǎn)(此時(shí)它們的分子力近似為零)，如果甲固定不動(dòng)，乙逐漸向甲靠近越過(guò)平衡位置直到不能再靠近．在整個(gè)過(guò)程中 ()A．先是乙克服分子力做功，然后分子力對(duì)乙做正功B．先是分子力對(duì)乙做正功，然后乙克服分子力做功C．兩分子間的斥力不斷減小D．兩分子間的引力不斷減小答案B解析乙逐漸向甲靠近至到達(dá)平衡位置的過(guò)程中，分子力表現(xiàn)為引力，分子力對(duì)乙做正功，越過(guò)平衡位置后，分子力表現(xiàn)為斥力，分子力對(duì)乙做負(fù)功，即乙克服分子力做功，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；兩分子間距逐漸減小時(shí)，兩分子間的引力和斥力均逐漸增大，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤.高考題組1．(2012·大綱全國(guó)·14)下列關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法，正確的是 ()A．布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)B．液體溫度越高，懸浮顆粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈C．布朗運(yùn)動(dòng)是由于液體各部分的溫度不同而引起的D．布朗運(yùn)動(dòng)是由液體分子從各個(gè)方向?qū)腋☆w粒撞擊作用的不平衡引起的答案BD解析布朗運(yùn)動(dòng)的研究對(duì)象是固體小顆粒，而不是液體分子，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤；影響布朗運(yùn)動(dòng)的因素是溫度和顆粒大小，溫度越高、顆粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)就越明顯，故B選項(xiàng)正確；布朗運(yùn)動(dòng)是由于固體小顆粒受液體分子的碰撞作用不平衡而引起的，不是由液體各部分的溫度不同而引起的，故C選項(xiàng)錯(cuò)誤，D選項(xiàng)正確．2．(2012·四川理綜·14)物體由大量分子組成，下列說(shuō)法正確的是 ()A．分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，物體內(nèi)每個(gè)分子的動(dòng)能越大B．分子間引力總是隨著分子間距離的減小而減小C．物體的內(nèi)能跟物體的溫度和體積有關(guān)D．只有外界對(duì)物體做功才能增加物體的內(nèi)能答案C解析分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，分子的平均動(dòng)能越大，但某一分子的動(dòng)能不一定大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；分子間引力總是隨分子間距離的減小而增大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；物體的內(nèi)能是所有分子動(dòng)能和分子勢(shì)能之和，分子動(dòng)能與溫度有關(guān)，分子勢(shì)能與體積有關(guān)，所以物體的內(nèi)能跟物體的溫度和體積有關(guān)，選項(xiàng)C正確；由熱力學(xué)第一定律知，做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．3．(2011·廣東理綜·13)如圖5所示，兩個(gè)接觸面平滑的鉛柱壓緊后懸掛起來(lái)，下面的鉛柱不脫落，主要原因是 ()圖5A．鉛分子做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)B．鉛柱受到大氣壓力作用C．鉛柱間存在萬(wàn)有引力作用D．鉛柱間存在分子引力作用答案D解析當(dāng)兩個(gè)接觸面平滑的鉛柱壓緊時(shí)，接觸面上的分子與分子間的距離非常小，分子之間的作用力表現(xiàn)為引力，使鉛柱不脫落．4．(2010·全國(guó)Ⅰ·19)如圖6為兩分子系統(tǒng)的勢(shì)能Ep與兩分子間距離r的關(guān)系曲線．下列說(shuō)法正確的是 ()圖6A．當(dāng)r大于r1時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為引力B．當(dāng)r小于r1時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力C．當(dāng)r等于r2時(shí)，分子間的作用力為零D．在r由r1變到r2的過(guò)程中，分子間的作用力做負(fù)功答案BC解析在Ep－r圖中，當(dāng)r＝r2時(shí)Ep最小，說(shuō)明r2＝r0，即分子力為零時(shí)的分子間距．再利用分子間作用力F與分子間距離r的關(guān)系即可知正確答案為B、C.模擬題組5．下列說(shuō)法中正確的是 ()A．?dāng)U散現(xiàn)象說(shuō)明了分子在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)B．布朗運(yùn)動(dòng)實(shí)際是液體分子的運(yùn)動(dòng)C．分子間距離增大，分子間作用力一定減小D．溫度高的物體的內(nèi)能不一定大答案AD6．下列有關(guān)溫度的各種說(shuō)法中正確的是 ()A．溫度低的物體內(nèi)能小B．溫度低的物體，其分子運(yùn)動(dòng)的平均速率也必然小C．做加速運(yùn)動(dòng)的物體，由于速度越來(lái)越大，因此物體分子的平均動(dòng)能越來(lái)越大D．0°C的鐵和0°C的冰，它們的分子平均動(dòng)能相同答案D解析決定物體內(nèi)能的是物體中所含分子的摩爾數(shù)、溫度和體積三個(gè)因素．溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度低只能表明分子的平均動(dòng)能小，而比較分子平均速率的大小時(shí)還要看分子的質(zhì)量，由此判斷選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；做加速運(yùn)動(dòng)的物體，其宏觀動(dòng)能逐漸增大，但是物體的溫度未必升高，所以分子的平均動(dòng)能變化情況不能確定，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；溫度表征了分子的平均動(dòng)能，鐵和冰的溫度既然相同，則分子的平均動(dòng)能必然相等，選項(xiàng)D正確．(限時(shí)：25分鐘)?題組1微觀量的估算1．關(guān)于分子，下列說(shuō)法中正確的是 ()A．把分子看成球形是對(duì)分子的簡(jiǎn)化模型，實(shí)際上分子的形狀并不真的都是球形B．所有分子的直徑都相同C．不同分子的直徑一般不同，但數(shù)量級(jí)基本一致D．測(cè)定分子大小的方法有多種，油膜法只是其中的一種方法答案ACD解析把分子看做球形是將實(shí)際問(wèn)題理想化，A對(duì)；不同分子直徑大小不同，但數(shù)量級(jí)除有機(jī)物的大分子外，一般都是10－10m，B錯(cuò)，C對(duì)；測(cè)定分子大小可以有多種方法，油膜法只是常見(jiàn)的一種方法，D對(duì)．2．鉆石是首飾和高強(qiáng)度鉆頭、刻刀等工具中的主要材料，設(shè)鉆石的密度為ρ(單位為kg/m3)，摩爾質(zhì)量為M(單位為g/mol)，阿伏加德羅常數(shù)為NA.已知1克拉＝0.2克．則 ()A．a(chǎn)克拉鉆石所含有的分子數(shù)為eq\f(0.2×10－3aNA,M)B．a(chǎn)克拉鉆石所含有的分子數(shù)為eq\f(aNA,M)C．每個(gè)鉆石分子直徑的表達(dá)式為eq\r(3,\f(6M×10－3,NAρπ))(單位為m)D．每個(gè)鉆石分子直徑的表達(dá)式為eq\r(\f(6M,NAρπ))(單位為m)答案C解析a克拉鉆石物質(zhì)的量為n＝eq\f(0.2a,M)，所含分子數(shù)為N＝nNA＝eq\f(0.2aNA,M)，鉆石的摩爾體積為V＝eq\f(M×10－3,ρ)(單位為m3/mol)，每個(gè)鉆石分子體積為V0＝eq\f(V,NA)＝eq\f(M×10－3,NAρ)，設(shè)鉆石分子直徑為d，則V0＝eq\f(4,3)π(eq\f(d,2))3，聯(lián)立解得d＝eq\r(3,\f(6M×10－3,NAρπ))m.3．清晨，湖中荷葉上有一滴約為0.1cm3的水珠，已知水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，水的摩爾質(zhì)量M＝1.8×10－2kg/mol，試估算：(1)這滴水珠中約含有多少個(gè)水分子；(2)一個(gè)水分子的直徑多大．(以上計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)答案(1)3.3×1021個(gè)(2)3.9×10－10m解析(1)N＝eq\f(m,M)NA＝eq\f(ρV,M)NA＝eq\f(1.0×103×1×10－7,1.8×10－2)×6.0×1023＝3.3×1021(個(gè))(2)建立水分子的球體模型，有eq\f(4,3)π(eq\f(d,2))3＝eq\f(M,ρNA)，所以d＝eq\r(3,\f(6M,πρNA))＝3.9×10－10m?題組2布朗運(yùn)動(dòng)與分子熱運(yùn)動(dòng)4．關(guān)于分子運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是 ()A．布朗運(yùn)動(dòng)就是液體分子的熱運(yùn)動(dòng)B．布朗運(yùn)動(dòng)圖中不規(guī)則折線表示的是液體分子的運(yùn)動(dòng)軌跡C．當(dāng)分子間的距離變小時(shí)，分子間作用力可能減小，也可能增大D．物體溫度改變時(shí)，物體分子的平均動(dòng)能不一定改變答案C解析布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮顆粒的運(yùn)動(dòng)，布朗運(yùn)動(dòng)圖中不規(guī)則折線是將間隔相等時(shí)間描出的點(diǎn)用直線連接起來(lái)得到的，不表示液體分子的運(yùn)動(dòng)軌跡，A、B均錯(cuò)；當(dāng)分子間的距離變小時(shí)，分子間作用力如果表現(xiàn)為引力，則分子力減小，分子間作用力如果表現(xiàn)為斥力，則分子力增大，C對(duì)；溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，物體溫度改變時(shí)，物體分子的平均動(dòng)能一定改變，D錯(cuò)．5．下列敘述中正確的是 ()A．布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子熱運(yùn)動(dòng)的反映B．分子間距離越大，分子勢(shì)能越大，分子間距離越小，分子勢(shì)能也越小C．兩個(gè)鉛塊擠壓后能緊連在一起，說(shuō)明分子間有引力D．壓縮理想氣體時(shí)需用力，說(shuō)明理想氣體分子間有斥力答案AC

?題組3物體的內(nèi)能、溫度6．關(guān)于對(duì)內(nèi)能的理解，下列說(shuō)法不正確的是 ()A．系統(tǒng)的內(nèi)能是由系統(tǒng)的狀態(tài)決定的B．做功可以改變系統(tǒng)的內(nèi)能，但是單純地對(duì)系統(tǒng)傳熱不能改變系統(tǒng)的內(nèi)能C．不計(jì)分子之間的分子勢(shì)能，質(zhì)量和溫度相同的氫氣和氧氣具有相同的內(nèi)能D．1g100°C水的內(nèi)能小于1g100°C水蒸氣的內(nèi)能答案BC解析系統(tǒng)的內(nèi)能是一個(gè)只依賴(lài)于系統(tǒng)自身狀態(tài)的物理量，所以是由系統(tǒng)的狀態(tài)決定的，A正確；做功和熱傳遞都可以改變系統(tǒng)的內(nèi)能，B錯(cuò)誤；質(zhì)量和溫度相同的氫氣和氧氣的平均動(dòng)能相同，但它們的摩爾數(shù)不同，內(nèi)能不同，C錯(cuò)誤；在1g100°C的水變成100°C水蒸氣的過(guò)程中，分子間距增大，要克服分子間的引力做功，分子勢(shì)能增大，所以1g100°C水的內(nèi)能小于1g100°C水蒸氣的內(nèi)能，D正確．7．相同質(zhì)量的氧氣和氦氣，溫度相同，下列說(shuō)法正確的是 ()A．每個(gè)氧分子的動(dòng)能都比氦分子的動(dòng)能大B．每個(gè)氦分子的速率都比氧分子的速率大C．兩種氣體的分子平均動(dòng)能一定相等D．兩種氣體的分子平均速率一定相等答案C解析溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，氧氣和氦氣的溫度相同，其分子的平均動(dòng)能相同，但分子的運(yùn)動(dòng)速率有的大，有的小，各個(gè)分子的動(dòng)能并不相同，A、B錯(cuò)誤，C正確；兩種氣體的分子質(zhì)量不同，則平均速率不同，D錯(cuò)誤．8．關(guān)于熱力學(xué)溫度與攝氏溫度，下列說(shuō)法中正確的是 ()A．－33.15℃＝240KB．溫度變化1℃，也就是溫度變化1KC．?dāng)z氏溫度與熱力學(xué)溫度的零度是相同的D．溫度由t℃升到2t℃時(shí)，對(duì)應(yīng)的熱力學(xué)溫度由TK升至2TK答案AB解析熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的關(guān)系：T＝t＋273.15K，由此可知：－33.15°C＝240K，故A、B選項(xiàng)正確；D中初態(tài)熱力學(xué)溫度為273.15K＋t，末態(tài)熱力學(xué)溫度為273.15K＋2t，溫度變化tK，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤；對(duì)于攝氏溫度可取負(fù)值的范圍為0～－273.15°C，因絕對(duì)零度達(dá)不到，故熱力學(xué)溫度不可能取負(fù)值，故C選項(xiàng)錯(cuò)誤．?題組4分子間作用力與分子勢(shì)能9．(2010·四川理綜·14)下列現(xiàn)象中不能說(shuō)明分子間存在分子力的是 ()A．兩鉛塊能被壓合在一起 B．鋼繩不易被拉斷C．水不容易被壓縮 D．空氣容易被壓縮答案D解析由分子力與分子間距離的關(guān)系知：當(dāng)r＝r0時(shí)，分子力表現(xiàn)為0；當(dāng)r>r0時(shí)，分子力表現(xiàn)為引力；當(dāng)r<r0時(shí)，分子力表現(xiàn)為斥力．液體、固體分子間距r＝r0，無(wú)論是被拉伸還是被壓縮都有分子力作用，所以不易被拉伸和壓縮，而氣體分子間