三維設計2024高三物理總復習 第74課時 分子動理論 內能 雙基落實課

第74課時分子動理論內能[雙基落實課]目錄CONTENT立足“四層”·夯基礎著眼“四翼”·探考點聚焦“素養(yǎng)”·提能力020301Part01立足“四層”·夯基礎??

眾所周知，霧霾天氣中首要污染物便是PM2.5。PM2.5是指空氣中直徑小于2.5μm的小顆粒，其懸浮在空氣中做無規(guī)則運動，很難自然沉降到地面，人吸入后會進入血液對人體產生危害。判斷下列說法的正誤。（1）PM2.5的尺寸與空氣中氧分子尺寸的數(shù)量級相當

（

×

）（2）PM2.5在空氣中的運動就是分子的熱運動

（

×

）（3）PM2.5的無規(guī)則運動是由空氣中大量分子對其撞擊的不平衡引起的

（

√

）（4）PM2.5的顆粒越大，無規(guī)則運動越激烈

（

×

）（5）氣溫越高，PM2.5的運動越劇烈

（

√

）（6）PM2.5在空氣中的運動屬于布朗運動

（

√

）××√×√√Part02著眼“四翼”·探考點?

考點一

微觀量的估算問題

[素養(yǎng)自修類]

1.[固體分子微觀量的估算]

2.[氣體分子微觀量的估算]很多轎車為了改善夜間行駛時的照明問題，在車燈的設計上選擇了氙氣燈，因為氙氣燈燈光的亮度是普通燈燈光亮度的3倍，但是耗電量僅是普通燈的一半，氙氣燈的使用壽命則是普通燈的5倍，很多車主會選擇含有氙氣燈的汽車。若氙氣充入燈頭后的體積V＝1.6L，氙氣密度ρ＝6.0kg/m3。已知氙氣摩爾質量M＝0.131kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6×1023mol－1。試估算：（結果保留1位有效數(shù)字）（1）燈頭中氙氣分子的總個數(shù)N；

答案：（1）4×1022個

（2）燈頭中氙氣分子間的平均距離。

答案：（2）3×10－9m?1.兩種分子模型

2.宏觀量與微觀量的相互關系（1）微觀量：分子體積V0、分子直徑d、分子質量m0等。（2）宏觀量：物體的體積V、密度ρ、質量m、摩爾質量Mmol、摩爾體積Vmol、物質的量n等。（3）相互關系

考點二

擴散現(xiàn)象、布朗運動和分子熱運動

[素養(yǎng)自修類]

1.[對擴散現(xiàn)象的理解]（多選）在下列給出的四種現(xiàn)象中，屬于擴散現(xiàn)象的有（

）A.有風時，塵土飛揚到空中B.在一杯熱水中放幾粒鹽，整杯水很快會變咸C.將沙子倒入石塊中，沙子要進入石塊的空隙D.把一塊鉛和一塊金的接觸面磨平后，緊緊地壓在一起，幾年后會發(fā)現(xiàn)鉛中有金解析：BD

擴散現(xiàn)象是指物質分子從高濃度區(qū)域向低濃度區(qū)域轉移直到均勻分布的現(xiàn)象，若不同物質則需要互相滲透才算擴散；塵土揚到空中只是固體顆粒暫時離開地面，沒有物質的相互滲透，不屬于擴散現(xiàn)象，A錯誤；水中放鹽，鹽會融化變?yōu)辂}水，即固體顆粒滲透到水的各處，屬于擴散現(xiàn)象，B正確；沙子進入石塊的空隙，則沙子和石塊仍然是相互獨立的，沒有發(fā)生擴散，C錯誤；鉛中有金，說明鉛向金內部發(fā)生了擴散，D正確。2.[對布朗運動的理解]（多選）在顯微鏡下觀察水中懸浮的花粉顆粒的運動。從A點開始，把花粉顆粒每隔20s的位置記錄在坐標紙上，依次得到B、C、D、…、J點，把這些點連線形成如圖所示折線圖，則關于該花粉顆粒的運動，下列說法正確的是（

）A.該折線圖是花粉顆粒的運動軌跡B.花粉顆粒的無規(guī)則運動反映了水分子的無規(guī)則運動C.經(jīng)過B點后10s，花粉顆粒應該在BC的中點處D.經(jīng)過B點后10s，不能確定花粉顆粒的具體位置解析：BD

折線圖是每隔20

s記錄的花粉顆粒位置的連線圖，并非花粉顆粒的運動軌跡，A錯誤；花粉顆粒的無規(guī)則運動反映了水分子的無規(guī)則運動，B正確；由于布朗運動的無規(guī)則性，我們不能確定經(jīng)過B點后10

s時花粉顆粒的具體位置，C錯誤，D正確。3.[分子熱運動]對分子的熱運動，以下敘述正確的是（

）A.分子的熱運動就是布朗運動B.熱運動是分子的無規(guī)則運動，同種物質的分子的熱運動激烈程度相同C.氣體分子的熱運動不一定比液體分子激烈D.物體運動的速度越大，其內部分子的熱運動就越激烈解析：C

布朗運動是懸浮微粒的無規(guī)則運動，而組成小顆粒的分子有成千上萬個，懸浮顆粒的運動是大量分子集體的運動，并不是顆粒分子的無規(guī)則運動，A錯誤；溫度是分子熱運動激烈程度的標志，同種物質的分子若溫度不同，其熱運動的激烈程度也不同，B錯誤；溫度是分子熱運動激烈程度的反映，溫度越高，分子熱運動越激烈，由于氣體和液體的溫度高低不確定，所以氣體分子的熱運動不一定比液體分子激烈，C正確；分子做無規(guī)則運動的速度與物體的溫度有關，與物體的機械運動的速度無關，D錯誤。?擴散現(xiàn)象、布朗運動與熱運動的比較擴散現(xiàn)象布朗運動熱運動活動主體分子固體微小顆粒分子區(qū)別是分子的運動，發(fā)生在固體、液體、氣體任何兩種物質之間是比分子大得多的顆粒的運動，只能在液體、氣體中發(fā)生是分子的運動，不能通過光學顯微鏡直接觀察到共同點（1）都是無規(guī)則運動；（2）都隨溫度的升高而更加劇烈聯(lián)系擴散現(xiàn)象、布朗運動都反映了分子做無規(guī)則的熱運動考點三

分子力、分子勢能、溫度和內能

[素養(yǎng)自修類]

1.[對分子力的理解]（多選）將一個分子P固定在O點，另一個分子Q從圖中的A點由靜止釋放，兩分子之間的作用力與間距關系的圖像如圖所示，則下列說法正確的是（

）A.分子Q由A運動到C的過程中，先加速再減速B.分子Q在C點時分子勢能最大C.分子Q在C點時加速度大小為零D.分子Q由A點釋放后運動到C點左側的過程中，加速度先增大后減小再增大解析：CD

分子Q在由A運動到C的過程中，一直受引力作用，速度一直增加，動能增加，分子勢能減小，在C點的分子勢能最小，選項A、B錯誤；分子Q在C點時受到的分子力為零，故Q在C點時加速度大小為零，選項C正確；分子Q由A點釋放后運動到C點左側的過程中，分子間的引力先增大后減小，然后到C點左側時分子力為斥力且逐漸變大，加速度逐漸變大，故加速度先增大后減小再增大，選項D正確。2.[分子力與分子勢能的綜合問題]分子間存在相互作用的引力和斥力，它們的合力隨分子間距離變化的圖像如圖（F大于零表示引力，F(xiàn)小于零表示斥力）。則下列說法正確的是（

）A.當分子間距離為r1時，分子勢能最小B.當分子間距離為r2時，分子勢能最大C.當分子間距離無限遠時，分子勢能最小D.在r1＜r＜r2區(qū)間，隨r的增大分子勢能減小解析：A

分子間距離從無限遠處到分子間距離為r1時，分子間作用力表現(xiàn)為引力，做正功，分子勢能逐漸減??；分子間距離從r1到無限靠近時，分子間作用力表現(xiàn)為斥力，做負功，分子勢能逐漸增加；故當分子間距離為r1時，分子勢能最小。故選A。3.[分子動能、分子勢能、物體內能的理解]給一定質量、溫度為0℃的水加熱，在水的溫度由0℃上升到4℃的過程中，水的體積隨著溫度升高反而減小，我們稱之為“反常膨脹”。某研究小組通過查閱資料知道：水分子之間存在一種結合力，這種結合力可以形成多分子結構，在這種結構中，水分子之間也存在相互作用的勢能。在水反常膨脹的過程中，體積減小是由于水分子之間的結構發(fā)生了變化，但所有水分子間的總勢能是增大的。關于這個問題下列說法中正確的是（

）A.水分子的平均動能減小，吸收的熱量一部分用于分子間的結合力做正功B.水分子的平均動能減小，吸收的熱量一部分用于克服分子間的結合力做功C.水分子的平均動能增大，吸收的熱量一部分用于分子間的結合力做正功D.水分子的平均動能增大，吸收的熱量一部分用于克服分子間的結合力做功解析：D

溫度是分子平均動能的標志，溫度升高，分子的平均動能增大。在水反常膨脹的過程中，所有水分子間的總勢能是增大的，說明分子之間的相互作用力對分子做負功，即吸收的熱量一部分用于克服分子間的結合力做功。故A、B、C錯誤，D正確。?1.分子力與分子勢能的比較分子力F分子勢能Ep圖像??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＝02.分子動能、分子勢能、內能、機械能的比較能量分子動能分子勢能內能機械能定義分子無規(guī)則運動的動能由分子間相對位置決定的勢能所有分子的熱運動動能和分子勢能的總和物體的動能、重力勢能和彈性勢能的總和決定因素溫度（決定分子平均動能）分子間距溫度、體積、物質的量跟宏觀運動狀態(tài)、參考系和零勢能點的選取有關備注溫度、內能等物理量只對大量分子才有意義，對單個或少量分子沒有實際意義Part03聚焦“素養(yǎng)”·提能力?

1.緝毒犬可以嗅出毒品藏匿位置，不僅由于其嗅覺靈敏，還因為（

）A.分子之間有間隙B.分子的質量很小C.分子的體積很小D.分子不停地運動解析：D

緝毒犬可以嗅出毒品藏匿位置，不僅由于其嗅覺靈敏，還因為分子不停地運動。故A、B、C錯誤，D正確。2.（多選）同學們一定都吃過味道鮮美的烤鴨，烤鴨的烤制過程沒有添加任何調料，只是在烤制之前，把烤鴨放在腌制湯中腌制一定的時間，鹽就會進入肉里。下列說法正確的是（

）A.如果讓腌制湯溫度升高，鹽進入鴨肉的速度就會加快B.烤鴨的腌制過程說明分子之間有引力，把鹽分子吸進鴨肉里C.在腌制湯中，有的鹽分子進入鴨肉，有的鹽分子從鴨肉里面出來D.把鴨肉放入腌制湯后立刻冷凍，將不會有鹽分子進入鴨肉解析：AC

鹽分子進入鴨肉是因為發(fā)生了擴散，溫度越高，擴散得越快，選項A正確；鹽進入鴨肉是因為鹽分子的無規(guī)則運動，并不是因為分子引力，選項B錯誤；鹽分子永不停息地做無規(guī)則運動，有的進入鴨肉，有的離開鴨肉，選項C正確；冷凍后，仍然會有鹽分子進入鴨肉，只不過速度慢一些，選項D錯誤。3.（多選）下列各種說法中正確的是（

）A.固體小顆粒越小，溫度越高，布朗運動越顯著B.擴散現(xiàn)象能在氣體中進行，不能在固體中進行C.氣體分子永不停息地做無規(guī)則運動，固體分子之間相對靜止不動D.如果一開始分子間距離大于平衡位置r0，則隨著分子間距離的增大，分子勢能增大解析：AD

布朗運動是懸浮在液體中的固體微粒的無規(guī)則運動，是由大量分子撞擊引起的，反應了液體分子的無規(guī)則運動，因此顆粒越小，撞擊造成的不平衡性越大，溫度越高，分子平均動能越大，布朗運動越明顯，故A正確；擴散現(xiàn)象可以在液體、氣體中進行，也能在固體中發(fā)生，故B錯誤；分子永不停息地做無規(guī)則運動，不分固體、液體與氣體，故C錯誤；如果一開始分子間距離大于平衡位置r0，分子之間表現(xiàn)為分子引力，當隨著分子間距離的增大時，引力做負功，則分子勢能增大，故D正確。4.（多選）下列說法中正確的是（

）A.水中的花粉顆粒在不停地做無規(guī)則運動，反映了液體分子運動的無規(guī)則性B.壓縮氣體、液體和固體需要用力，都是因為分子間存在斥力C.拉伸和壓縮固體都會使固體內分子勢能增大D.衣柜中充滿衛(wèi)生球的氣味，是因為衛(wèi)生球發(fā)生了升華和擴散現(xiàn)象解析：ACD

水中的花粉顆粒在不停地做無規(guī)則運動，反映了液體分子運動的無規(guī)則性，故A正確；壓縮氣體需要用力，是因為氣體體積減小，壓強增大，故B錯誤；由于分子處于平衡狀態(tài)時分子勢能最小，所以拉伸和壓縮固體都會使固體內分子勢能增大，故C正確；衣柜中充滿衛(wèi)生球的氣味，是因為衛(wèi)生球發(fā)生了升華和擴散現(xiàn)象，故D正確。5.（多選）下列關于溫度及內能的說法中正確的是（

）A.溫度是分子平均動能的標志，所以兩個動能不同的分子相比，動能大的分子溫度高B.兩個不同的物體，只要溫度和體積相同，內能就相同C.質量和溫度相同的冰和水，內能不同D.溫度高的物體不一定比溫度低的物體內能大解析：CD

溫度是大量分子熱運動的宏觀體現(xiàn)，單個分子不能比較溫度高低，A錯誤；物體的內能由溫度、體積、物質的量以物態(tài)共同決定，B錯誤，C正確；只知道溫度的關系，不能確定內能的大小，D正確。6.（多選）關于分子熱運動，下列說法正確的是（

）A.只要氣體膨脹對外做功，分子的平均動能就減小B.在沒有外界影響的情況下，密閉容器內的理想氣體靜置足夠長時間后分子數(shù)密度保持不變C.對于一定質量的理想氣體，只要溫度升高其內能就一定增大D.兩個相互接觸的物體達到熱平衡時，此時二者一定具有相同的內能解析：BC

溫度是分子平均動能的標志，氣體吸熱對外做功，根據(jù)熱力學第一定律，內能可能不變，溫度可能不變，平均動能可能不變，故A錯誤；由于沒有外界影響且容器密閉，氣體的體積、溫度和壓強都不變，所以分子數(shù)密度不變，故B正確；理想氣體分子之間的相互作用可忽略不計，所以理想氣體的內能僅與溫度有關，對于一定質量的理想氣體，只要溫度升高其內能就一定增大，故C正確；兩個相互接觸的物體達到熱平衡時，此時二者一定具有相同的溫度，但內能不一定相同，故D錯誤。7.（多選）如圖所示，甲分子固定在坐標原點O，乙分子位于r軸上，甲、乙兩分子間作用力與分子間距離關系圖像如圖。現(xiàn)把乙分子從r3處由靜止釋放，則（

）A.乙分子從r3到r1一直加速B.乙分子從r3到r2過程中表現(xiàn)引力，從r2到r1過程中表現(xiàn)斥力C.乙分子從r3到r1過程中，兩分子間分子力先增大后減小D.乙分子從r3到距離甲最近的位置過程中，兩分子間分子力先減小后增大解析：AC

由題圖知，乙分子從r3到r1，甲、乙兩分子間作用力表現(xiàn)為引力，所以乙分子受的合力向左，由牛頓第二定律可知乙分子向左做加速運動，故A正確，B錯誤；由題圖知，乙分子從r3到r1過程中，兩分子間分子力先增大后減小，故C正確；乙分子從r3到r1過程中，兩分子間分子力先增大后減小，從r1到O，甲、乙兩分子間作用力表現(xiàn)為斥力，一直增大，故D錯誤。8.如圖所示，設有一分子位于圖中的坐標原點O處不動，另一分子可位于x軸上不同位置處，圖中縱坐標表示這兩個分子間分子力的大小，則（

）A.分子在x0左側受引力作用，在x0右側受斥力作用B.分子在x0左側的受力一定大于在x0右側的受力C.分子在x0處加速度為0，速度也為0D.分子在x0右側由靜止釋放，向左運動的過程中速度先增大后減小到0解析：D

在x0處F＝0，即x0為平衡位置，則分子在x0左側受斥力作用，在x0右側受引力作用，所以在x0右側由靜止釋放分子，分子先向左加速后向左減速，直到在x0左側某處速度減為0，A錯誤，D正確；由圖可知，分子在x0左側的受力不一定大于在x0右側的受力，B錯誤；分子在x0處受力為0，加速度為0，但速度不為0，C錯誤。?9.“天宮課堂”中，王亞平將分別擠有水球的兩塊板慢慢靠近，直到兩個水球融合在一起，再把兩板慢慢拉開，水在兩塊板間形成了一座“水橋”。如圖甲所示，王亞平為我們展示了微重力環(huán)境下液體表面張力的特性?！八畼颉北砻媾c空氣接觸的薄層叫表面層，已知分子間作用力F和分子間距r的關系如圖乙所示。下列說法正確的是（

）A.能總體反映該表面層里的水分子之間相互作用的是B位置B.“水橋”表面層中兩水分子間的分子勢能與其內部水相比偏小C.“水橋”表面層中水分子距離與其內部水分子相比偏小D.王亞平放開雙手兩板吸引到一起，該過程分子力做正功解析：D

在“水橋”內部，分子間的距離在平衡位置r0左右，分子力約為零，而在“水橋”表面層，分子比較稀疏，分子間的距離大于平衡位置r0，因此分子間的作用力表現(xiàn)為引力，從而使“水橋”表面繃緊，所以能總體反映該表面層里的水分子之間相互作用的是C位置，故A、C錯誤；分子間距離從大于r0減小到r0左右的過程中，分子力表現(xiàn)為引力，做正功，則分子勢能減小，所以“水橋”表面層中兩水分子間的分子勢能與其內部水相比偏大，故B錯誤；王亞平放開雙手，“水橋”在表面張力作