高考物理一輪復(fù)習(xí)考點(diǎn)精講精練第31講　分子動(dòng)理論 內(nèi)能（原卷版）

第31講分子動(dòng)理論內(nèi)能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．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Vmol、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(ρVmol,NA).(2)分子的體積：V0＝eq\f(Vmol,NA)＝eq\f(M,ρNA).(3)物體所含的分子數(shù)：N＝eq\f(V,Vmol)·NA＝eq\f(m,ρVmol)·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)).(適用于：固體、液體)(2)立方體模型邊長(zhǎng)為d＝eq\r(3,V0).(適用于：氣體)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(Vmol,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．（2023?天津二模）用油膜法估測(cè)油酸分子直徑的實(shí)驗(yàn)中，一滴油酸酒精溶液中油酸的體積為V，油膜面積為S，油酸的摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)為NA，下列說(shuō)法正確的是（）A．一個(gè)油酸分子的質(zhì)量為NAB．一個(gè)油酸分子的體積為VNC．油酸的密度為MVD．油酸分子的直徑為V（2023?淄博一模）已知地球大氣層的厚度遠(yuǎn)小于地球半徑R，空氣平均摩爾質(zhì)量M，阿伏加德羅常數(shù)NA，地面附近大氣壓強(qiáng)p0，重力加速度大小g。由此可以估算地球大氣層空氣分子總數(shù)為（）A．4πR2p0C．πR2p（2023?西城區(qū)校級(jí)模擬）晶須是一種發(fā)展中的高強(qiáng)度材料，它是一些非常細(xì)的、非常完整的絲狀（橫截面為圓形）晶體?，F(xiàn)有一根鐵質(zhì)晶須，直徑為d，用大小為F的力恰好將它拉斷，斷面呈垂直于軸線的圓形。已知鐵的密度為ρ，鐵的摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則拉斷過程中相鄰鐵原子之間的相互作用力是（）A．Fd2（MπρNA）13 B．C．Fd2（6MπρNA）23 考點(diǎn)二布朗運(yùn)動(dòng)與分子熱運(yùn)動(dòng)布朗運(yùn)動(dòng)和熱運(yùn)動(dòng)的比較布朗運(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)，較大的顆粒不做布朗運(yùn)動(dòng)，能通過光學(xué)顯微鏡直接觀察到是指分子的運(yùn)動(dòng)，分子不論大小都做熱運(yùn)動(dòng)，熱運(yùn)動(dòng)不能通過光學(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的聯(lián)系布朗運(yùn)動(dòng)是由于小顆粒受到周圍分子做熱運(yùn)動(dòng)的撞擊作用不平衡而引起的，它是分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映（2024?重慶模擬）某同學(xué)在顯微鏡下觀察水中懸浮的花粉微粒的運(yùn)動(dòng)，他把小微粒每隔一定時(shí)間的位置記錄在坐標(biāo)紙上，并用折線依次連接各個(gè)記錄點(diǎn)，如圖所示。則該圖直接體現(xiàn)了（）A．在每個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)液體分子做直線運(yùn)動(dòng) B．在每個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)花粉微粒做直線運(yùn)動(dòng) C．花粉微粒的運(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)則的 D．液體分子的運(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)則的（多選）（2024?重慶一模）對(duì)以下物理現(xiàn)象分析正確的是（）①?gòu)纳鋪?lái)的陽(yáng)光中，可以看到空氣中的微粒在上下飛舞②上升的水蒸氣的運(yùn)動(dòng)③用顯微鏡觀察懸浮在水中的小炭粒，小炭粒不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)④向一杯清水中滴入幾滴紅墨水，紅墨水向周圍運(yùn)動(dòng)A．①②③屬于布朗運(yùn)動(dòng) B．④屬于擴(kuò)散現(xiàn)象 C．只有③屬于布朗運(yùn)動(dòng)（2023?西湖區(qū)校級(jí)模擬）2021年12月9日，在“天宮課堂”中王亞平往水球中注入一個(gè)氣泡，如圖所示，氣泡靜止在水中，此時(shí)（）A．氣泡受到浮力 B．因處于完全失重狀態(tài)，所以不會(huì)有水分子進(jìn)入氣泡中 C．氣泡內(nèi)氣體在界面處對(duì)水產(chǎn)生壓力 D．水與氣泡界面處，水分子間作用力表現(xiàn)為斥力考點(diǎn)三分子間的作用力與分子勢(shì)能1．分子間的相互作用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，如圖所示．(1)當(dāng)r＝r0時(shí)，F(xiàn)引＝F斥，F(xiàn)＝0；(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)為分子間沒有相互作用力(F＝0)．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)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2所示．（2023?永川區(qū)校級(jí)模擬）如圖所示，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（）A．鉛分子做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng) B．鉛柱間存在磁力的作用 C．鉛柱間存在萬(wàn)有引力的作用 D．鉛柱間存在分子引力的作用（多選）（2024?重慶模擬）由于分子間存在著相互作用力，而分子間的作用力做功與路徑無(wú)關(guān)，因此分子間存在與其相對(duì)位置有關(guān)的分子勢(shì)能。如圖所示為分子勢(shì)能Ep隨分子間距離r變化的圖像，取r趨近于無(wú)窮大時(shí)Ep為零。通過功能關(guān)系可以從分子勢(shì)能的圖像中得到有關(guān)分子間的作用力的信息，則下列說(shuō)法不正確的是（）A．假設(shè)將兩個(gè)分子從r＝r2處釋放，它們將開始遠(yuǎn)離 B．假設(shè)將兩個(gè)分子從r＝r2處釋放，它們將相互靠近 C．假設(shè)將兩個(gè)分子從r＝r1處釋放，它們的加速度先增大后減小 D．假設(shè)將兩個(gè)分子從r＝r1處釋放，當(dāng)r＝r2時(shí)它們的速度最大（多選）（2024?興慶區(qū)校級(jí)一模）關(guān)于分子動(dòng)理論，下列說(shuō)法中正確的是（）A．壓緊的鉛塊會(huì)“粘”在一起，說(shuō)明了分子間有引力 B．氣體難壓縮，說(shuō)明氣體分子間存在斥力 C．?dāng)U散現(xiàn)象在液體、氣體、固體中均能發(fā)生 D．布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中的固體微粒所做的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng) E．隨著物體運(yùn)動(dòng)速度的增大，物體分子動(dòng)能也增大題型1固體液體分子大?。ǘ噙x）（2023秋?碑林區(qū)校級(jí)期末）對(duì)于液體和固體來(lái)說(shuō)，如果用Mmol表示摩爾質(zhì)量，m表示分子質(zhì)量，ρ表示物質(zhì)密度，Vmol表示摩爾體積，V分子表示分子體積，NA表示阿伏加德羅常數(shù)，以上物理量單位均為國(guó)際單位制單位，下列各式中能正確反映這些量之間關(guān)系的是（）A．NA=VmolC．Vmol＝ρMmol D．V（2023春?章貢區(qū)校級(jí)期末）我國(guó)最新研制出了一種超輕氣凝膠，它刷新了目前世界上最輕的固體材料的紀(jì)錄，彈性和吸油能力令人驚喜，這種被稱為“全碳?xì)饽z”的固態(tài)材料密度僅是空氣密度的16。設(shè)氣凝膠的密度為ρ（單位為kg/m3），摩爾質(zhì)量為M（單位為kg/mol），阿伏加德羅常數(shù)為NAA．a(chǎn)千克氣凝膠所含的分子數(shù)N=aB．氣凝膠的摩爾體積VmolC．每個(gè)氣凝膠分子的直徑d=3D．每個(gè)氣凝膠分子的體積V（2023春?鐵西區(qū)校級(jí)月考）設(shè)某種物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為μ，分子間平均距離為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=6μπd3C．ρ=3μ題型2氣體分子所占空間大?。?023春?大連期中）設(shè)某種液體的摩爾質(zhì)量為μ，分子間的平均距離為d，已知阿伏加德羅常數(shù)為NA，下列說(shuō)法正確的是（）A．假設(shè)分子為球體，該物質(zhì)的密度ρ=3μB．假設(shè)分子為正方體，該物質(zhì)的密度ρ=6μC．假設(shè)分子為正方體，該物質(zhì)的密度ρ=3μD．假設(shè)分子為球體，該物質(zhì)的密度ρ=（2023春?鼓樓區(qū)校級(jí)期中）若以M表示水的摩爾質(zhì)量，Vmol表示在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的摩爾體積，ρ為在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的密度，NA為阿伏加德羅常數(shù)，m、V分別表示每個(gè)水分子的質(zhì)量和體積，下面是四個(gè)關(guān)系式，其中正確的是（）①N②ρ=③m=④V=A．①和② B．①和④ C．③和④ D．①和③（2022秋?青島期末）利用油膜法可粗略地測(cè)定分子的大小和阿伏加德羅常數(shù)。若已知n滴油酸的總體積為V，一滴油酸形成的油膜面積為S，油酸的摩爾質(zhì)量為μ，密度為ρ，則每個(gè)油酸分子的直徑d和阿伏加德羅常數(shù)NA分別為（球的體積公式V=4A．d=VnS，NAB．d=VnS，NAC．d=VS，NAD．d=VS，N題型3布朗運(yùn)動(dòng)（2024春?鎮(zhèn)海區(qū)校級(jí)期中）關(guān)于分子動(dòng)理論的規(guī)律，下列說(shuō)法正確的是（）A．在顯微鏡下可以觀察到水中花粉小顆粒的布朗運(yùn)動(dòng)，這說(shuō)明水分子在做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng) B．一滴紅墨水滴入清水中不攪動(dòng)，經(jīng)過一段時(shí)間后水變成紅色，這是重力引起的對(duì)流現(xiàn)象 C．在一鍋水中撒一點(diǎn)胡椒粉，加熱時(shí)發(fā)現(xiàn)水中的胡椒粉在翻滾，這說(shuō)明溫度越高布朗運(yùn)動(dòng)越激烈 D．懸浮在液體中的微粒越大，某時(shí)刻與它相撞的液體分子數(shù)越多，布朗運(yùn)動(dòng)就越明顯（2024?淄博一模）甲、乙圖是某同學(xué)從資料中查到的兩張記錄水中炭粒運(yùn)動(dòng)位置連線的圖片，記錄炭粒位置的時(shí)間間隔均為30s，兩方格紙每格表示的長(zhǎng)度相同。比較兩張圖片可知（）A．圖中連線是炭粒的運(yùn)動(dòng)徑跡 B．炭粒的位置變化是由于分子間斥力作用的結(jié)果 C．若水溫相同，甲中炭粒的顆粒較大 D．若炭粒大小相同，甲中水分子的熱運(yùn)動(dòng)較劇烈（2023春?海曙區(qū)校級(jí)期中）如圖所示是用顯微鏡觀察懸浮在水中的某個(gè)花粉微粒做布朗運(yùn)動(dòng)的觀測(cè)記錄，下列說(shuō)法正確的是（）A．溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越顯著 B．花粉微粒越大，布朗運(yùn)動(dòng)越顯著 C．布朗運(yùn)動(dòng)反映了花粉分子的無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng) D．圖中記錄的是花粉微粒做布朗運(yùn)動(dòng)的軌跡題型4分子熱運(yùn)動(dòng)速率分布（2024春?高密市期中）1934年我國(guó)物理學(xué)家葛正權(quán)定量驗(yàn)證了麥克斯韋的氣體分子速率分布規(guī)律。如圖所示為氧氣分子在不同溫度下的分子速率分布規(guī)律圖像，圖中實(shí)線1、2對(duì)應(yīng)的溫度分別為T1、T2。則下列說(shuō)法正確的是（）A．溫度T1大于溫度T2 B．T1、T2溫度下，某一速率區(qū)間的分子數(shù)占比可能相同 C．將T1、T2溫度下的氧氣混合后，對(duì)應(yīng)的分子速率分布規(guī)律曲線下方的面積為曲線1和曲線2下方的面積之和 D．將T1、T2溫度下的氧氣混合后，對(duì)應(yīng)的分子速率分布規(guī)律曲線可能是圖中的虛線（2024?西城區(qū)校級(jí)開學(xué)）正方體密閉容器中有一定質(zhì)量的某種氣體，單位體積內(nèi)氣體分子數(shù)為n。我們假定：氣體分子大小可以忽略；每個(gè)氣體分子質(zhì)量為m，其速率均為v，分子與器壁各面碰撞的機(jī)會(huì)均等；與器壁碰撞前后瞬間，氣體分子速度方向都與器壁垂直，且速率不變。則氣體對(duì)容器壁的壓強(qiáng)為（）A．23nmv2 B．13n（2023?黃浦區(qū)二模）如圖，曲線Ⅰ和Ⅱ?yàn)槟撤N氣體在不同溫度下的分子速率分布曲線，則（）A．曲線Ⅰ對(duì)應(yīng)狀態(tài)的溫度更高 B．曲線Ⅰ對(duì)應(yīng)狀態(tài)的速率的分布范圍更廣 C．曲線Ⅰ與橫軸所圍面積更大 D．曲線Ⅰ對(duì)應(yīng)狀態(tài)的氣體分子平均速率更小題型5分子力和分子勢(shì)能（多選）（2024?郫都區(qū)校級(jí)二模）如圖甲為某種轉(zhuǎn)椅的結(jié)構(gòu)示意圖，其升降部分由M、N兩筒組成，兩筒間密閉了一定質(zhì)量的理想氣體。圖乙為氣體分子速率分布曲線，初始時(shí)刻筒內(nèi)氣體所對(duì)應(yīng)的曲線為b。人坐上椅子后M迅速向下滑動(dòng)，設(shè)此過程筒內(nèi)氣體不與外界發(fā)生熱交換，則此過程中（）A．密閉氣體壓強(qiáng)增大，分子平均動(dòng)能增大 B．外界對(duì)氣體做功，氣體分子的密集程度保持不變 C．密閉氣體內(nèi)能增大，容器壁單位面積單位時(shí)間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)增加 D．密閉氣體的分子速率分布曲線可能會(huì)變成a曲線 E．密閉氣體的分子速率分布曲線可能會(huì)變成c曲線（2023秋?天津期中）關(guān)于下面熱學(xué)中的幾張圖片所涉及的相關(guān)知識(shí)，描述正確的是（）A．圖甲中，微粒越大，單位時(shí)間內(nèi)受到液體分子撞擊次數(shù)越多，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯 B．圖乙為大量氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的速率分布圖，曲線T2對(duì)應(yīng)的分子平均動(dòng)能較大 C．由圖丙可知，在r由r1變到r2的過程中分子力做負(fù)功 D．圖丙中分子間距為r1時(shí)的分子力比分子間距為r2時(shí)的分子力小（2024?武進(jìn)區(qū)校級(jí)模擬）如圖所示，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)系如圖申曲線所示。F＞0表示斥力，F(xiàn)＜0表示引力，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，則下列選項(xiàng)中的圖分別表示乙分子的速度、加速度、勢(shì)能、動(dòng)能與兩分子間距離的關(guān)系，其中可能正確的是（）A． B． C． D．題型6物質(zhì)的內(nèi)能（多選）（2024?洛陽(yáng)一模）下列說(shuō)法正確的是（）A．物體的分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能的總和就是物體的內(nèi)能 B．第二類永動(dòng)機(jī)不可能知道成功的原因是能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式 C．對(duì)于一定量的理想氣體，當(dāng)分子間的平均距離變大時(shí)，壓強(qiáng)可能不變 D．相距遙遠(yuǎn)的兩個(gè)分子，以一定的初速度相向運(yùn)動(dòng)，直到距離最小，在這個(gè)過程中，兩分子間的分子勢(shì)能先減小，后增大 E．各種固體都有一定的熔點(diǎn)（202