專題01 分子動理論 內能 2017年高考物理熱點題型和提分秘籍選修3 3解析版

1、 1掌握分子動理論的基本內容。 2知道內能的概念。 3會分析分子力、分子勢能隨分子間距離的變化。 微觀量的估算 熱點題型一 330.029 2.1 kg/m空氣的摩爾質量為1、已知潛水員在岸上和海底吸入空氣的密度分別為1.3 kg/m，和例123空氣，試估算潛水員在海底比在。若潛水員呼吸一次吸入6.02×102 Lmolkg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA ) (結果保留一位有效數(shù)字岸上每呼吸一次多吸入空氣的分子數(shù)。22 10【答案】3×，V，一次吸入空氣的體積為，在海底和岸上的空氣密度分別為和【解析】設空氣的摩爾質量為M岸海 V岸海22 。n3×10N則有n，代入數(shù)

2、據得 AM 【提分秘籍】 d。，分子體積V，分子直徑1微觀物理量：分子的質量m00K。X。學?？啤碓碯。X 。，摩爾體積V，摩爾質量，體積V，密度M2宏觀物理量：物質的質量MAA阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀物理量與微觀物理量的橋梁，根據油膜法測出分子的直徑，可算出阿伏3或一就可以算出一個分子的質量)(加德羅常數(shù)；反過來，已知阿伏加德羅常數(shù)，根據摩爾質量(或摩爾體積 )。個分子所占據的體積 【特別提醒】估算問題中的兩種模型可建立以下兩種且分子間有空隙，為了估算分子大小或間距，物質由大量分子組成，而分子具有大小， 模型： 液體、固體分子的微觀模型：(1)等份，每一等份就是一個分子占有的體積，每一N分

3、子一個挨一個緊密排列，將物質的摩爾體積分成A31MVV6mol03d。d，得分子的直徑 再由分子的體積的小球個分子就是一個直徑為d所以，V，V 00N6NAA (2)氣體分子的微觀模型：氣體分子均勻分布于某一容器或一個空間把氣體分子所占有的空間看作立方體，建立如圖所示的模型：則每個氣體分子所占有的空間的立方體邊長就等于相鄰兩氣體分子之間的距V，中，設氣體的摩爾體積為mol3Vmol。離，d NA 【舉一反三】 3，正常使用時，裝水量為80%冬天到了，很多人用熱水袋取暖?，F(xiàn)有一中熱水袋，容積為1000cm，請估算該熱水袋中水分子的數(shù)目約為多少個？(計算結果保留1位有效數(shù)字，已知1mol水的質量為

4、18g，水的33231 6×10) 密度取1.0×10kg/mmol，阿伏加德羅常數(shù)取25個10 【答案】3× 熱點題型二 物體的內能 例2、下列說法中正確的是 ( ) A物體溫度降低，其分子熱運動的平均動能增大 B物體溫度升高，其分子熱運動的平均動能增大 C物體溫度降低，其內能一定增大 D物體溫度不變，其內能一定不變 【答案】B 【解析】本題考查溫度與分子平均動能和內能的關系，要明確溫度是分子平均動能的標志，分子平均動能由溫度決定，溫度越高，分子平均動能越大，A錯，B對。內能包括分子動能和分子勢能。溫度發(fā)生變化，內能不一定變化，C、D不正確。 【提分秘籍】項目

5、內能 熱量 區(qū)別 是狀態(tài)量，狀態(tài)確定系統(tǒng)的內能隨之確定。一個物體在不同的狀態(tài)下有不同的內能 是過程量，它表示由于熱傳遞而引起的內能變化過程中轉移的能量 聯(lián)系 在只有熱傳遞改變物體內能的情況下，物體內能的改變量在數(shù)值上等于物體吸收或放出的熱量 【特別提醒】分析物體的內能問題的技巧 分析物體的內能問題應當明確以下四點： (1)內能是對物體的大量分子而言的，不存在某個分子內能的說法。 (2)決定內能大小的因素為溫度、體積、分子數(shù)，還與物態(tài)有關系。 (3)通過做功或熱傳遞可以改變物體的內能。 (4)溫度是分子平均動能的標志，相同溫度的任何物體，分子的平均動能相同。 【舉一反三】 容器中盛有冰水混合物，

6、冰的質量和水的質量相等且保持不變，則容器內 ( ) A冰的分子平均動能大于水的分子平均動能 B水的分子平均動能大于冰的分子平均動能 C水的內能大于冰的內能 D冰的內能大于水的內能 【答案】C 熱點題型三 分子間的作用力與分子勢能 例3 (多選)兩分子間的斥力和引力的合力F與分子間距離r的關系如圖中曲線所示，曲線與r軸交點的橫坐標為r。相距很遠的兩分子在分子力作用下，由靜止開始相互接近。若兩分子相距無窮遠時分子勢0 。_能為零，下列說法正確的是 A在r>r階段，F(xiàn)做正功，分子動能增加，勢能減小 0B在r<r階段，F(xiàn)做負功，分子動能減小，勢能也減小 0C在rr時，分子勢能最小，動能最大

7、 0D在rr時，分子勢能為零 0E分子動能和勢能之和在整個過程中不變 【答案】ACE 【解析】在r>r階段，當r減小時F做正功，分子勢能減小，分子動能增加，故選項A正確。在r<r 00 【提分秘籍】 1分子間的相互作用力 +Z+X+X+K+科來源學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1所示。 (1)當rr時，F(xiàn)F，F(xiàn)0； 0斥引(2)當r<r時，F(xiàn)和F都隨距離的減小而增大，但F<F，F(xiàn)表現(xiàn)為斥力； 0斥斥引引(3)當r>r時，F(xiàn)和F都隨距離的增大而減小，但F>F，F(xiàn)表現(xiàn)

8、為引力； 0斥引引斥9 0)。(都已經十分微弱，可以認為分子間沒有相互作用力F和時，(10>10當(4)rrm)FF0斥引 分子勢能2分子勢能是由分子間相對位置而決定的勢能，它隨著物體體積的變化而變化，與分子間距離的關系為： (1)當r>r時，分子力表現(xiàn)為引力，隨著r的增大，分子引力做負功，分子勢能增大； 0(2)r<r時，分子力表現(xiàn)為斥力，隨著r的減小，分子斥力做負功，分子勢能增大； 0(3)當rr時，分子勢能最小，但不一定為零，可為負值，因為可選兩分子相距無窮遠時分子勢能為零； 0(4)分子勢能曲線如圖2所示。 【特別提醒】判斷分子勢能變化的兩種方法 (1)根據分子力做功

9、判斷：分子力做正功，分子勢能減小；分子力做負功，分子勢能增加。 (2)利用分子勢能與分子間距離的關系圖線判斷。如圖所示，但要注意此圖線和分子力與分子間距離的關系圖線形狀雖然相似，但意義不同，不要混淆。為了區(qū)分兩圖線，需牢記當rr(平衡距離)時分子勢能0最小這一點，因為不管分子間距離r增大還是減小，分子力都要做負功，分子勢能都會增加。 【舉一反三】 (多選)(如圖為兩分子系統(tǒng)的勢能E與兩分子間距離r的關系曲線。下列說法正確的是 ( ) p A當r大于r時，分子間的作用力表現(xiàn)為引力 1B當r小于r時，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力 1C當r等于r時，分子間勢能E最小 p1D當r由r變到r 的過程中，分子

10、間的作用力做正功21【答案】BD 【解析】由圖象可知分子間距離為r時分子勢能最小，r是分子的平衡距離，當0<r<r時，分子力為222 1【2016·北京卷】霧霾天氣對大氣中各種懸浮顆粒物含量超標的籠統(tǒng)表述，是特定氣候條件與人類活動相互作用的結果霧霾中，各種懸浮顆粒物形狀不規(guī)則，但可視為密度相同、直徑不同的球體，并用PM10、PM2.5分別表示球體直徑小于或等于10 m、2.5 m的顆粒物(PM是顆粒物的英文縮寫) 某科研機構對北京地區(qū)的檢測結果表明，在靜穩(wěn)的霧霾天氣中，近地面高度百米的范圍內，PM10的濃度隨高度的增加略有減小，大于PM10的大懸浮顆粒物的濃度隨高度的增加

11、明顯減小，且兩種濃度分布基本不隨時間變化 據此材料，以下敘述正確的是( ) 6 m1.0×10的懸浮顆粒物APM10表示直徑小于或等于 BPM10受到的空氣分子作用力的合力始終大于其受到的重力 CPM10和大懸浮顆粒物都在做布朗運動 DPM2.5濃度隨高度的增加逐漸增大 來源:.【答案】C 5 不正確，選項1.0×10A m【解析】10 m題目的信息PM10的濃度隨高度的增加而略有減小，這表明PM10的分布具有任意性，也就是說受分子力和重力的大小關系具有任意性，選項B不正確PM10和大懸浮顆粒肉眼均不可見，而且受氣體分子的撞擊的影響較大，其運動具有很強的無規(guī)則性，可以認為是

12、布朗運動，選項C正確PM2.5與PM10相比，密度相同，顆粒更小，那么PM2.5做布朗運動更明顯，而分布應該更加均勻，不會高度越高濃度越大，選項D不正確 2【2016·江蘇卷】 A【選修3-3】 (2)如圖1-甲所示，在斯特林循環(huán)的p -V圖像中，一定質量理想氣體從狀態(tài)A依次經過狀態(tài)B、C和D的過程中，單位體積中的氣體分子數(shù)目CB，整個過程由兩個等溫和兩個等容過程組成，A后再回到狀態(tài)_(選填“增大”“減小”或“不變”)，狀態(tài)A和狀態(tài)D的氣體分子熱運動速率的統(tǒng)計分布圖像如圖乙所示，則狀態(tài)A對應的是_(選填“”或“”). 圖1- A.（2）【答案】不變 【解析】BC過程中由于氣體分子總數(shù)

13、不變，體積也不變，因此單位體積中的氣體分子數(shù)目也不變根 1.【2015·上海·4】1一定質量的理想氣體在升溫過程中 A分子平均勢能減小 B每個分子速率都增大 C分子平均動能增大 D分子間作用力先增大后減小 【答案】C 【解析】一定質量的理想氣體，分子勢能不計，故A錯誤；在升溫過程中，分了的平均動能增大，但不是每個分子的動能增大，故B錯誤，C正確；理想氣體的氣體分子本身的體積和氣體分子間的作用力都可以忽略不計的氣體，故D錯誤。 2.【2015·廣東·17】5圖6為某實驗器材的結構示意圖，金屬內筒和隔熱外筒間封閉了一定體積的空氣，內筒中有水，在水加熱升溫的過

14、程中，被封閉的空氣 A內能增大 B壓強增大 C分子間引力和斥力都減小 D所有分子運動速率都增大 【答案】AB 【解析】當內筒中水加熱升溫時，金屬內筒和隔熱外筒間封閉的空氣溫度也將升高，其內能增大，故正確；因氣體體積、分子B正確；又由于其體積不變，根據查理定律可知，其壓強也增大，故選項A選項數(shù)不變，即分子間間距不變，因此分子間引力和斥力都不變，故選項C錯誤；溫度升高，分子的熱運動加劇，其平均速率增大，但分子的運動仍然為無規(guī)則運動，某時刻，對某個分子而言，其速率可能會很小，故選項D錯誤。 3.【2015·福建·29（1）】6下列有關分子動理論和物質結構的認識，其中正確的是 。

15、A分子間距離減小時分子勢能一定減小 B溫度越高，物體中分子無規(guī)則運動越劇烈 C物體內熱運動速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)比例與溫度無關 D非晶體的物理性質各向同性而晶體的物理性質都是各向異性 【答案】B 【解析】由圖知，當分子間距離小于r時，分子勢能隨分子間距離的減小而增大，所以A錯誤； 0 由分子熱運動理論知，溫度越高，物體中分子無規(guī)則運動越劇烈，所以B正確；物體內熱運動速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)比例與溫度有關，故C錯誤；非晶體是各向同性的，故D錯誤。 4.【2015·全國新課標·33（1）】8關于擴散現(xiàn)象，下列說法正確的是 。（填正確答案標， 選對1個給2分，選對2個得4分，選

16、對3個得5分，每選錯1個扣3分，最低得分0分） A溫度越高，擴散進行得越快 B擴散現(xiàn)象是不同物質間的一種化學反應 C擴散現(xiàn)象是由物質分子無規(guī)則運動產生的 D擴散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生 E液體中的擴散現(xiàn)象是由于液體的對流形成的 【答案】ACD 【解析】根據分子動理論，溫度越高，擴散進行得越快，故A正確；擴散現(xiàn)象不是化學反應，故B錯 1(2014·北京卷，13)下列說法中正確的是( ) A物體溫度降低，其分子熱運動的平均動能增大 B 物體溫度升高，其分子熱運動的平均動能增大 C物體溫度降低，其內能一定增大 :Z|xx|k.來源 D物體溫度不變，其內能一定不變【解析】溫度是物體分

17、子平均動能的標志，故A錯，B對；內能大小由物質的量、溫度及體積共同決定，故C、D錯。 【答案】B 2(2014·上海卷，4)分子間同時存在引力和斥力，當分子間距增大時，分子間( ) A引力增大，斥力減小 B引力增大，斥力增大 C引力減小，斥力減小 D引力減小，斥力增大 【解析】分子間同時存在著引力和斥力，當分子間距增大時，分子間的引力和斥力都減小，但斥力變化的快，故A、B、D錯誤，C正確。 【答案】C 3（2014·福建卷）(1)如圖，橫坐標v表示分子速率，縱坐標f(v)表示各等間隔速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比圖中曲線能正確表示某一溫度下氣體分子麥克斯韋速率分布規(guī)律的

18、是_(填選 項前的字母) A曲線 B曲線 C曲線 D曲線 【答案】(1)D 【解析】(1)速率較大或較小的分子占少數(shù)，接近平均速率的分子占多數(shù)，分子速率不可能為0，也不可能為無窮大，因此只有曲線符合要求 1(多選)下面關于分子力的說法中正確的是( ) A鐵絲很難被拉長，這一事實說明鐵分子間存在引力 B水很難被壓縮，這一事實說明水分子間存在斥力 C將打氣管的出口端封住，向下壓活塞，當空氣被壓縮到一定程度后很難再壓縮，這一事實說明這時空氣分子間表現(xiàn)為斥力 D磁鐵可以吸引鐵屑，這一事實說明分子間存在引力 【答案】AB 錯D錯；磁鐵吸引鐵屑是磁場力的作用，不是分子力的作用，2下列關于布朗運動的說法，正

19、確的是( ) A布朗運動是液體分子的無規(guī)則運動 B布朗運動是指懸浮在液體中的固體分子的無規(guī)則運動 C布朗運動說明了液體分子與懸浮顆粒之間存在著相互作用力 D觀察布朗運動會看到，懸浮的顆粒越小，溫度越高，布朗運動越劇烈 【答案】D 【解析】布朗運動是懸浮在液體中的固體小顆粒的無規(guī)則運動，小顆粒由許多分子組成，所以布朗運 3若某種實際氣體分子的作用力表現(xiàn)為引力，則一定質量的該氣體內能的大小與氣體體積和溫度的關系是( ) 如果保持其體積不變，溫度升高，內能增大 如果保持其體積不變，溫度升高，內能減少 如果保持其溫度不變，體積增大，內能增大 如果保持其溫度不變，體積增大，內能減少 A B C D 【答

20、案】B 【解析】內能是物體內所有分子動能和分子勢能的總和對于一定質量的實際氣體，當體積不變，溫度升高時，分子勢能不變，分子總動能增大，故內能增大當溫度不變，體積增大時，分子總動能不變，因分子距離在引力范圍內增大，分子力做負功，故分子勢能增大，內能增大 4做布朗運動實驗，得到某個觀測記錄如圖，圖中記錄的是( ) A分子無規(guī)則運動的情況 B某個微粒做布朗運動的軌跡 C某個微粒做布朗運動的速度時間圖線 D按等時間間隔依次記錄的某個運動微粒位置的連線 【答案】D 【解析】布朗運動是懸浮在液體中的固體小顆粒的無規(guī)則運動，而非分子的運動，故A項錯誤；因為是無規(guī)則運動，所以微粒沒有固定的運動軌跡，故B項錯誤

21、；對于某個微粒而言，在不同時刻的速度大小項錯誤，C時間圖線，故和方向均是不確定的，所以無法確定其在某一時刻的速度，也就無法描繪其速度D項正確 5下列說法正確的是( ) A在完全失重的情況下，密閉容器內的氣體對器壁的頂部沒有作用力 B分子間存在相互作用的斥力和引力，它們都隨分子間距離的減小而增大 C布朗運動是懸浮在液體中的固體分子所做的無規(guī)則運動 D相同質量的0 的水和冰，水的分子勢能比冰的分子勢能小 【答案】B 【解析】本題考查氣體壓強及分子動理論，意在考查學生對氣體壓強概念及分子動理論的理解在完 6. (多選)如圖所示，縱坐標表示兩個分子間引力、斥力的大小，橫坐標表示兩個分子間的距離，圖中兩

22、條曲線分別表示兩分子間引力、斥力的大小隨分子間距離的變化關系，e為兩曲線的交點，則下列說法正確的是( ) 10 m點橫坐標的數(shù)量級為10 Aab為斥力曲線，cd為引力曲線，e科學來源*Z*X*X*K:*10 10m eBab為引力曲線，cd為斥力曲線，點橫坐標的數(shù)量級為C若兩個分子間距離大于e點的橫坐標，則分子間作用力表現(xiàn)為引力 D若兩個分子間距離越來越大，則分子勢能亦越來越大 【答案】BC 【解析】分子引力和分子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，但分子斥力變10 m化的更快些；當分子間距為平衡距離即10時，分子引力和分子斥力大小相等，分子力為零，當分子間10 距大于平衡距

23、離即10m時，分子引力大于分子斥力，分子力表現(xiàn)為分子引力；當分子間距小于平衡位置10 m時，分子引力小于分子斥力，分子力表現(xiàn)為分子斥力；所以兩圖交點的橫坐標為平衡距離即距離即101010 m，分子勢能隨分子間距的變化而發(fā)生改變，當分子間距大于1010 m，分子勢能隨分子間距的增大而10增大；當分子間距小于10 m時，分子勢能隨分子間距的增大而減小，平衡距離時，分子勢能是最小的若取無窮遠處的分子勢能為0，則分子間距為平衡距離時，分子勢能為負的，且最小 7(多選)下列關于分子力和分子勢能的說法中，正確的是( ) A當分子力表現(xiàn)為引力時，隨著分子間距離的增大，分子力先增大后減小，分子勢能一直增大 當

24、分子力表現(xiàn)為引力時，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的增大而減小BC當分子力表現(xiàn)為斥力時，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的減小而增大 D當分子力表現(xiàn)為斥力時，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的減小而減小 【答案】AC 【解析】分子力表現(xiàn)為引力時，隨著分子間距離的增大，分子力是先增大后減小，分子力做負功，分子勢能增大；當分子力表現(xiàn)為斥力時，隨著分子間距離的減小，分子力變大，分子力依然做負功，分子勢能增大 8(多選)關于熱現(xiàn)象和熱學規(guī)律，下列說法中正確的是( ) A只要知道氣體的摩爾體積和阿伏加德羅常數(shù)，就可以算出氣體分子的體積 B懸浮在液體中的固體微粒越小，布朗運動就越明顯 C密封在體積不變的

25、容器中的氣體，溫度升高，氣體分子對器壁單位面積上的平均作用力增大 D用打氣筒的活塞壓縮氣體很費力，說明分子間有斥力 【答案】BC 【解析】知道氣體的摩爾體積和阿伏加德羅常數(shù)可求出氣體分子平均占有體積，不是分子的體積，A錯 9下列說法中正確的是( ) A物體吸收熱量后，溫度一定升高 B物體溫度改變時，物體分子的平均動能不一定改變 C布朗運動就是液體分子的熱運動 D當分子間的距離變小時，分子間作用力有可能減小 【答案】D 【解析】物體吸收熱量后，溫度不一定升高，如晶體熔化時要不斷吸熱，但溫度不變，選項A錯誤；物體溫度改變時，物體分子的平均動能一定改變，選項B錯誤；布朗運動不是液體分子的熱運動，而是

26、懸浮在液體中的固體小顆粒的無規(guī)則運動，選項C錯誤；當物體處在平衡位置時，分子間的作用力為零，若 分子間的距離大于r，此時減小兩分子間的距離，分子間的作用力可能減小，選項D正確 010. 如圖所示，是氧氣分子在0 和100 下的速率分布圖線，由圖可知( ) A隨著溫度升高，氧氣分子的平均速率變小 B隨著溫度升高，每一個氧分子的速率都增大 隨著溫度升高，氧氣分子中速率小的分子所占比例增大CD同一溫度下，氧氣分子速率分布呈現(xiàn)“中間多，兩頭少”的規(guī)律 【答案】D 【解析】根據圖線可以看出，隨著溫度升高，氧氣分子中速率大的分子所占比例增大，平均速率增大，同一溫度下，氧氣分子速率分布呈現(xiàn)“中間多、兩頭少”

27、的規(guī)律，選項A、B、C錯，D對 11關于分子間作用力和分子勢能，下列敘述正確的是( ) A分子間距離增大時，分子間引力增大，斥力減小 B分子間距離減小時，分子間引力和斥力都增大 C物體的體積減小時，內部分子勢能一定減小 D一個物體在分子間顯引力時分子勢能一定比顯斥力時分子勢能要大 【答案】B 【解析】分子間距離增大時，分子間引力和斥力都減小，分子間距離減小時，分子間引力和斥力都增 12在“用油膜法估測分子的大小”實驗中，用注射器將一滴油酸溶液滴入盛水的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，在玻璃板上描出油膜的輪廓，隨后把玻璃板放在坐標紙上，其形狀如圖所示，坐標2；若一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的m，該油酸膜的面積是_ 紙上正方形小方格的邊長為10 mm6) (上述結果均保留一位有效數(shù)字_ mL，則油酸分子的直徑是m體積是4×10 310 5×10【答案】8×10【解析】 (1)油酸在水面上充分擴散開