第1節(jié) 分子動(dòng)理論 內(nèi)能-2025屆高三物理一輪復(fù)習(xí)

高考物理總復(fù)習(xí)課件第十四章

熱學(xué)第1節(jié)分子動(dòng)理論內(nèi)能NA＝__________mol－1.10－1010－26一、分子動(dòng)理論1.物體是由大量分子組成的.(1)分子直徑大小的數(shù)量級(jí)為_(kāi)_______m.(2)一般分子質(zhì)量的數(shù)量級(jí)為_(kāi)_______kg.(3)阿伏加德羅常數(shù)NA

：1mol的任何物質(zhì)所含的分子數(shù)，6.02×1023

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：相互接觸的物體的分子或原子彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象.溫度越________，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微小顆粒的永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng).布朗運(yùn)動(dòng)反映了__________的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，顆粒越______，運(yùn)動(dòng)越明顯；溫度越高，運(yùn)動(dòng)越激烈.高液體分子小3.分子力.引力合力減小增大

(1)分子間同時(shí)存在著________和斥力，實(shí)際表現(xiàn)的分子力是它們的________. (2)分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而________，隨分子間距離的減小而________，但斥力比引力變化得快.斥力零

(3)分子間的作用力隨分子間距離r變化的關(guān)系如圖14-1-1所示：當(dāng)r＜r0

時(shí)，表現(xiàn)為_(kāi)_______；當(dāng)r＝r0

時(shí)，分子力為_(kāi)______；當(dāng)r＞r0時(shí)，表現(xiàn)為引力；當(dāng)r＞10r0

時(shí)，分子力變得十分微弱，可忽略不計(jì).圖14-1-1二、物體的內(nèi)能溫度間距動(dòng)能

1.分子的平均動(dòng)能：物體內(nèi)所有分子動(dòng)能的平均值.______是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，物體溫度升高，表明分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增大.分子勢(shì)能

2.分子勢(shì)能：與分子________有關(guān).分子勢(shì)能的大小隨分子間距離的變化曲線如圖14-1-2所示(規(guī)定分子間距離無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)分子勢(shì)能為零).圖14-1-2

3.物體的內(nèi)能：物體中所有分子熱運(yùn)動(dòng)的______與__________的總和.物體的內(nèi)能跟物體的分子數(shù)、分子勢(shì)能及溫度都有關(guān)系.三、用油膜法估測(cè)分子的大小單層分子V S

將油酸滴在水面上，讓油酸盡可能散開(kāi)，可認(rèn)為油酸在水面上形成_________油膜，如果把分子看成球形，單層分子油膜的厚度就可以看成油酸分子的直徑，如圖14-1-3所示，測(cè)出油酸的體積V和油膜的面積S，就可以算出分子的直徑d＝________.

圖14-1-3【基礎(chǔ)自測(cè)】1.判斷下列題目的正誤.(1)布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng).()(2)溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈.()(3)分子間的引力和斥力都隨分子間距的增大而增大.()(4)溫度升高，所有分子運(yùn)動(dòng)的速率都會(huì)變大.()(5)當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子勢(shì)能隨分子間距離的增大而增大.()答案：(1)×

(2)√

(3)×

(4)×

(5)√2.(多選)關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)的敘述，下列說(shuō)法正確的是()

A.懸浮小顆粒的運(yùn)動(dòng)是雜亂無(wú)章的

B.液體的溫度越低，懸浮小顆粒的運(yùn)動(dòng)越緩慢.當(dāng)液體的溫度降到零攝氏度時(shí)，固體小顆粒的運(yùn)動(dòng)就會(huì)停止

C.被凍結(jié)的冰塊中的小炭粒不能做布朗運(yùn)動(dòng)，是因?yàn)樵诠腆w中不能發(fā)生布朗運(yùn)動(dòng)

D.做布朗運(yùn)動(dòng)的固體顆粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯

解析：布朗運(yùn)動(dòng)的特征之一就是無(wú)規(guī)則性，故A正確.布朗運(yùn)動(dòng)的劇烈程度與溫度有關(guān)，當(dāng)溫度越低時(shí)，布朗運(yùn)動(dòng)越不明顯，但不會(huì)停止，故B錯(cuò)誤.布朗運(yùn)動(dòng)只能發(fā)生在液體或氣體中，在固體中不能發(fā)生，并不是因?yàn)楣腆w分子不運(yùn)動(dòng)，任何物質(zhì)的分子都在永不停息地運(yùn)動(dòng)，故C正確.布朗運(yùn)動(dòng)的明顯程度受顆粒大小的影響，顆粒越小，受力越不容易平衡，運(yùn)動(dòng)越劇烈，故D正確.答案：ACD3.關(guān)于擴(kuò)散現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的是()A.只有氣體和液體才能發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象B.擴(kuò)散現(xiàn)象使人們直接看到了分子的運(yùn)動(dòng)C.擴(kuò)散現(xiàn)象說(shuō)明分子是整體定向移動(dòng)的D.溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，擴(kuò)散現(xiàn)象越明顯答案：D)4.以下現(xiàn)象中能說(shuō)明分子間存在斥力的是(A.氣體總是很容易充滿(mǎn)容器B.水的體積很難被壓縮C.兩根玻璃棒用力擠壓不能黏合在一起D.破鏡不能重圓答案：B熱點(diǎn)1阿伏加德羅常數(shù)及微觀量的計(jì)算[熱點(diǎn)歸納]宏觀量與微觀量的相互關(guān)系.(1)微觀量：分子體積V0、分子質(zhì)量m0.(2)宏觀量：物體的體積V、摩爾體積Vmol、物體的質(zhì)量m、摩爾質(zhì)量M、物體的密度ρ.(3)相互關(guān)系.

考向1固體、液體物態(tài)下分子模型

固體、液體分子一個(gè)一個(gè)緊密排列，可將分子看成球形或立方體形，如圖14-1-4所示，分子間距等于小球的直徑或立方體的圖14-1-4

【典題1】如圖14-1-5所示，雨后，湖中荷葉上有1滴體積約為0.1cm3

的水珠，已知水的密度ρ＝1.0×103

kg/m3，水的摩爾質(zhì)量M＝1.8×10-2

kg/mol，試估算：(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)圖14-1-5(1)該滴水珠含有的水分子數(shù).(2)一個(gè)水分子的直徑大小.方法技巧分子大小、分子體積、分子質(zhì)量屬于微觀量，直接測(cè)量它們的數(shù)值非常困難，可以借助較易測(cè)量的宏觀量結(jié)合摩爾體積、摩爾質(zhì)量等來(lái)估算這些微觀量，其中阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀量和微觀量的橋梁和紐帶.考向2氣體物態(tài)下分子模型

氣體分子不是一個(gè)一個(gè)緊密排列的，它們之間的距離很大，所以氣體分子的大小不等于分子所占有的平均空間.如圖14-1-6所圖14-1-6【典題2】(2021

廣東汕頭模擬)肺活量是在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓p0＝1atm下人一次盡力呼出空氣的體積.

(1)某實(shí)驗(yàn)小組在學(xué)習(xí)氣體實(shí)驗(yàn)定律后，設(shè)計(jì)了“吹氣球法”的小實(shí)驗(yàn)來(lái)粗測(cè)肺活量，如圖14-1-7.甲同學(xué)通過(guò)氣球口用力一口氣向氣球內(nèi)吹氣(吹氣前氣球內(nèi)部的空氣可忽略不計(jì)).氣球沒(méi)有被吹爆，此時(shí)氣球可近似看成球形，半徑為r，球內(nèi)空氣的壓強(qiáng)為p＝1.5atm，空氣可看作理想氣體，設(shè)整個(gè)過(guò)程溫度保持不變，球

(2)某游泳運(yùn)動(dòng)員的肺活量為6L.在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下.空氣的摩爾體積為22.4L/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.0×1023

mol-1，則該運(yùn)動(dòng)員一次能呼出的空氣分子數(shù)為多少？(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)圖14-1-7×6.0×1023解：(1)甲同學(xué)呼出氣體做等溫變化，設(shè)肺活量為V0，有p0V0＝pV將p＝1.5p0代入可得V0＝2πr3.(2)6L空氣的摩爾數(shù)m＝

622.4mol含有的分子數(shù)n＝

622.4解得n＝1.6×1023.易錯(cuò)點(diǎn)撥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＝Vmol

NA，僅適用于固體和液體，對(duì)氣體不適用.熱點(diǎn)2布朗運(yùn)動(dòng)與分子熱運(yùn)動(dòng)[熱點(diǎn)歸納]1.布朗運(yùn)動(dòng).(1)研究對(duì)象：懸浮在液體或氣體中的小顆粒；(2)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：無(wú)規(guī)則、永不停息；(3)相關(guān)因素：顆粒大小、溫度；(4)物理意義：說(shuō)明液體或氣體分子做永不停息的無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng).2.擴(kuò)散現(xiàn)象：相互接觸的物體分子彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象.產(chǎn)生原因：分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng).現(xiàn)象擴(kuò)散現(xiàn)象布朗運(yùn)動(dòng)熱運(yùn)動(dòng)活動(dòng)主體分子微小固體顆粒分子區(qū)別分子的運(yùn)動(dòng)，發(fā)生在固體、液體、氣體任何兩種物質(zhì)之間比分子大得多的微粒的運(yùn)動(dòng)，只能在液體、氣體中發(fā)生分子的運(yùn)動(dòng)，不能通過(guò)光學(xué)顯微鏡直接觀察到共同點(diǎn)①都是無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)；②都隨溫度的升高而更加激烈聯(lián)系擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動(dòng)都反映分子做無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)3.擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動(dòng)與熱運(yùn)動(dòng)的比較.

【典題3】(2022

年廣東韶關(guān)模擬)某些病毒可通過(guò)高濃度氣溶膠顆粒傳播.氣溶膠是指在氣體中穩(wěn)定分散懸浮的液態(tài)或固體小顆粒，這些小顆粒長(zhǎng)時(shí)間地在空氣中做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)________(填“是”或“不是”)分子熱運(yùn)動(dòng)，溫度________(填“越高”或“越低”)，氣溶膠顆粒的直徑_______(填“越大”或“越小”)，小顆粒運(yùn)動(dòng)得越激烈.

解析：布朗運(yùn)動(dòng)是固體小顆粒的運(yùn)動(dòng)，不是分子的運(yùn)動(dòng)，所以這種運(yùn)動(dòng)不是分子熱運(yùn)動(dòng).溫度越高，固體小顆粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越激烈、越明顯.所以溫度越高，氣溶膠顆粒的直徑越小，小顆粒運(yùn)動(dòng)得越激烈.答案：不是越高越小物理量分子力F分子勢(shì)能Ep圖像熱點(diǎn)3分子間的作用力與分子勢(shì)能[熱點(diǎn)歸納]物理量分子力F分子勢(shì)能Ep隨分子間距離的變化情況r＜r0F隨

r增大而減小，表現(xiàn)為斥力r增大，F(xiàn)做正功，Ep減小r＞r0r增大，F(xiàn)先增大后減小，表現(xiàn)為引力r增大，F(xiàn)做負(fù)功，Ep增大r＝r0F引＝F斥，F(xiàn)＝0Ep最小，但不為零r＞10r0引力和斥力都很微弱，F(xiàn)＝0Ep＝0(續(xù)表)

考向1分子力

【典題4】(2023年北京石景山一模)分子間的作用力F與分子間距離r的關(guān)系如圖14-1-8所示，r0

為分子間的平衡位置.下列說(shuō)法正確的是()A.當(dāng)r＝r0

時(shí)，分子間的作用力最小B.當(dāng)r＝r1

時(shí)，分子間的作用力最小C.分子間的作用力總是隨分子間距離增大而減小圖14-1-8D.分子間的作用力總是隨分子間距離增大而增大

解析：r0為分子間的平衡位置，此位置分子斥力與引力等大反向，合力為0，即當(dāng)r＝r0時(shí)，分子間的作用力最小，A正確.

答案：A易錯(cuò)點(diǎn)撥根據(jù)分子力隨距離變化的圖像看分子力的大小時(shí)，要注意分子力的正負(fù)只表示方向不表示大小.考向2分子勢(shì)能

【典題5】(2022

年廣東六校聯(lián)考)如圖14-1-9所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O，乙分子沿x軸運(yùn)動(dòng)，兩分子間的分子勢(shì)能Ep

與分子間距離的關(guān)系如圖14-1-9所示.圖中分子勢(shì)能的最小值為－E0.乙分子在P點(diǎn)(x＝x2)時(shí)，甲、乙分子間的引力__________(填“大于”“小于”或“等于”)斥力.當(dāng)乙分子從Q點(diǎn)(x＝x1)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)(x＝x2)的過(guò)程中，分子力對(duì)乙做__________(填“正功”“負(fù)功”或“不做功”).圖14-1-9

解析：乙分子在P點(diǎn)(x＝x2)時(shí)，分子勢(shì)能最小，則所受分子力合力為零，分子間引力等于分子間斥力.乙分子從Q點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)過(guò)程中，分子勢(shì)能減小，分子力做正功.答案：等于正功

考向3分子力做功與分子勢(shì)能

【典題6】(2022年廣東茂名月考)兩分子間的斥力和引力的合力F與分子間距離r的關(guān)系如圖14-1-10中曲線所示，曲線與r軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為r0.相距很遠(yuǎn)的兩分子，不考慮其他影響，僅在分子力作用下，由靜止開(kāi)始相互接近，在接近過(guò)程中，分子引力____________________，分子勢(shì)能_____________，分子動(dòng)能______________.(以上三空均填“逐漸變大”“逐漸減小”“先增大后減小”或“先減小后增大”)圖14-1-10

解析：從相距很遠(yuǎn)到開(kāi)始相互接近的過(guò)程中，在有分子力的情況下，分子引力一直增大.r0

是分子的平衡距離，當(dāng)r大于r0時(shí)，分子力表現(xiàn)為引力，分子力做正功，分子動(dòng)能增加，分子勢(shì)能減小.當(dāng)r小于r0

時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力，分子力做負(fù)功，分子動(dòng)能減小，分子勢(shì)能增加，所以在r＝r0時(shí)，分子勢(shì)能最小，動(dòng)能最大.所以分子勢(shì)能先減小后增大，分子動(dòng)能先增大后減小.答案：逐漸增大先減小后增大先增大后減小方法技巧(1)分子勢(shì)能在平衡位置有最小值，無(wú)論分子間距離如何變化，靠近平衡位置，分子勢(shì)能減小，反之增大. (2)判斷分子勢(shì)能的變化有兩種方法： ①看分子力的做功情況. ②直接由分子勢(shì)能與分子間距離的關(guān)系圖線判斷，但要注意其和分子力與分子間距離的關(guān)系圖線的區(qū)別.項(xiàng)目?jī)?nèi)能機(jī)械能定義物體中所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和物體的動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能的統(tǒng)稱(chēng)決定因素與物體的溫度、體積、物態(tài)和分子數(shù)有關(guān)跟宏觀運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、參考系和零勢(shì)能點(diǎn)的選取有關(guān)量值任何物體都有內(nèi)能可以為零熱點(diǎn)4物體的內(nèi)能[熱點(diǎn)歸納]物體的內(nèi)能與機(jī)械能的比較：項(xiàng)目?jī)?nèi)能機(jī)械能測(cè)量無(wú)法測(cè)量可測(cè)量本質(zhì)微觀分子的運(yùn)動(dòng)和相互作用的結(jié)果宏觀物體的運(yùn)動(dòng)和相互作用的結(jié)果運(yùn)動(dòng)形式熱運(yùn)動(dòng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)聯(lián)系在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化，能的總量守恒(續(xù)表)【典題7】(多選)關(guān)于物體的內(nèi)能，下列說(shuō)法正確的是()

A.相同質(zhì)量的兩種物質(zhì)，升高相同的溫度，內(nèi)能的增量一定相同

B.物體的內(nèi)能改變時(shí)溫度不一定改變

C.內(nèi)能與物體的溫度有關(guān)，所以0℃的物體內(nèi)能為零

D.分子數(shù)和溫度相同的物體不一定具有相同的內(nèi)能

解析：相同質(zhì)量的同種物質(zhì)，升高相同的溫度，吸收的熱量相同.相同質(zhì)量的不同種物質(zhì)，升高相同的溫度，吸收的熱量不同，故A錯(cuò)誤.物體內(nèi)能改變時(shí)溫度不一定改變，比如零攝氏度的冰熔化為零攝氏度的水，內(nèi)能增加，B正確.分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，任何物體內(nèi)能不可能為零，故C錯(cuò)誤.內(nèi)能是分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子勢(shì)能之和，溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志，故分子數(shù)和溫度相同的物體不一定有相同的內(nèi)能，故D正確.答案：BD熱點(diǎn)5實(shí)驗(yàn)：用油膜法估測(cè)分子的大小[熱點(diǎn)歸納]1.原理與操作.2.處理與分析.(1)數(shù)據(jù)處理.①將畫(huà)有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，算出油酸薄膜的面積.

②根據(jù)油酸酒精溶液的濃度，算出一滴溶液中純油酸的體積V，然后根據(jù)純油酸的體積V和薄膜的面積S，算出油酸薄膜的厚是否為10-10m，若不是10-10m需重做實(shí)驗(yàn).(2)注意事項(xiàng).①將所有的實(shí)驗(yàn)用具擦洗干凈，吸取油酸、酒精和溶液的移液管要分別專(zhuān)用，不能混用.②痱子粉和油酸的用量都不可太大，否則不易成功.③油酸酒精溶液的濃度以小于0.1%為宜.④淺盤(pán)中的水離盤(pán)口面的距離應(yīng)較小，并要水平放置，以便準(zhǔn)確地畫(huà)出薄膜的形狀，畫(huà)線時(shí)視線應(yīng)與板面垂直.⑤要待油膜形狀穩(wěn)定后再畫(huà)輪廓.⑥滴油酸酒精溶液的滴口應(yīng)在離水面1cm之內(nèi)，否則油膜難以形成.(3)誤差分析.①純油酸體積的計(jì)算引起誤差.②油膜面積的計(jì)算造成誤差.a.油膜形狀的畫(huà)線造成誤差.b.數(shù)格子所造成的誤差.【典題8】(2023

年黑龍江雞西月考)某小組的同學(xué)做“用油膜法估測(cè)油酸分子的大小”實(shí)驗(yàn).

(1)該小組的同學(xué)用注射器將事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下量筒內(nèi)每增加一定體積時(shí)的滴數(shù)，由此計(jì)算出一滴油酸酒精溶液的體積.接下來(lái)的正確實(shí)驗(yàn)操作步驟是_________(填寫(xiě)步驟前面的數(shù)字).①往淺盤(pán)里倒入一定深度的水，待水面穩(wěn)定后將適量的癢子粉均勻地撒在水面上