2025年高考物理復(fù)習(xí)講義：分子動理論、內(nèi)能（含解析）

第1講分子動理論內(nèi)能

素養(yǎng)目標(biāo)1.能認識物質(zhì)由分子組成、分子間存在相互作用力、分子永不停息地做無規(guī)

則的熱運動、物體的內(nèi)能.(物理觀念)2.分子模型的構(gòu)建與分子直徑的估算.(科學(xué)思維)3.

分子力與分子距離的變化圖像.(科學(xué)思維)

F

理清教材(強基固本基礎(chǔ)梳理?通教材

1必備知識

一、分子動理論的基本觀點、阿伏加德羅常數(shù)

1.物質(zhì)由大量分子組成

直徑：m

(1)分子的大小

質(zhì)量：］0_26kg

(2)阿伏加德羅常數(shù)：NA=6.02X1023mo「.

2.分子永不停息地做無規(guī)則運動

定義：不同物質(zhì)能夠彼此進入對方

擴散

(1)的現(xiàn)象

現(xiàn)象

實質(zhì)：分子無規(guī)則運動產(chǎn)生

定義：懸浮在液體中的小顆粒丕便

布朗地做無規(guī)則運動

(2)一

運動特點：永不停息、無規(guī)則

實質(zhì)：是固體小顆粒的運動

3.分子間同時存在引力和斥力

1.分子動能

(1)意義：分子動能是分子熱運動所具有的動能.

(2)分子平均動能：所有分子熱運動的動能的平均值.溫度是分子平均動能的標(biāo)志.

(3)分子熱運動的總動能是物體內(nèi)所有分子熱運動動能的總和.

2.分子勢能

（1）意義：由于分子間存在著引力和斥力，所以分子具有由它們的相對位置決定的能.

3.物體的內(nèi)能

（1）概念：物體中所有分子的熱運動的動能與分子勢能的總和,是狀態(tài)量.

（2）決定因素：對于給定的物體，其內(nèi)能大小由物體的狀態(tài)、溫度和體積決定,即由物

體內(nèi)部狀態(tài)決定；物體的內(nèi)能與物體的位置高低、運動速度大小無關(guān).

4.溫度

⑴兩種溫度：T-+273.15K.

（2）溫度是分子熱運動的平均動能的標(biāo)志.

2自主速測

1.思維辨析

（i）ig水所含有的水分子數(shù)與1g酒精所含有的酒精分子數(shù)相等.（）

⑵若體積為〃的氧氣中含氧氣分子個數(shù)為M則每個氧氣分子的體積近似為4（）

（3）布朗運動是花粉顆粒分子的運動.（）

（4）分子間同時存在著引力和斥力，當(dāng)分子間距離增大時，引力和斥力同時減小，若引

力大于斥力，則分子力表現(xiàn)為引力.（）

（5）分子間存在分子勢能，隨著分子間距離增大，分子勢能增大.（）

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(nèi)能一定增大

D.物體溫度不變，其內(nèi)能一定不變

3.（多選）下列實驗?zāi)苷f明分子在做無規(guī)則運動的是（）

鉛塊

熱水田園冷水鉛塊

AB

鉛板a金板C-二氧化氮

CD

A.滴在熱水中的墨水使熱水很快變色

B.斷面磨平的鉛塊壓緊后能夠吊住大鉤碼

C.鉛板和金板長時間壓緊在一起，鉛和金會互相滲透

D.抽去玻璃板后，兩瓶中的氣體逐漸混合

重難考點《‘全線突破考點研究?清障礙

考點分子熱運動

1核心歸納

項目擴散現(xiàn)象布朗運動分子熱運動

活動主體分子固體微小顆粒分子

微小顆粒的運動，是比分子

分子的運動，分子無論

分子的運動，發(fā)生在大得多的分子團的運動，較

大小都做熱運動，熱運

區(qū)別固體、液體、氣體等大的顆粒不做布朗運動，但

動不能通過光學(xué)顯微鏡

任何兩種物質(zhì)之間它本身及周圍的分子仍在

直接觀察到

做熱運動

電子顯微鏡或掃描隧道

觀察裸眼可見光學(xué)顯微鏡

顯微鏡

共同點都是永不停息的無規(guī)貝!運動，都隨溫度的升高而變得更加劇烈

聯(lián)系

典例1有些病毒的傳播途徑之一是氣溶膠傳播.氣溶膠是指懸浮在氣體介質(zhì)中的固態(tài)

或液態(tài)顆粒所組成的氣態(tài)分散系統(tǒng)，這些固態(tài)或液盤麒在氣體介質(zhì)里做布朗運動一下列

說法正確的是（）

A.布朗運動是氣體介質(zhì)分子的無規(guī)則運動

B.在布朗運動中，固態(tài)或液態(tài)顆粒越大，布朗運動越劇烈

C.在布朗運動中，顆粒無規(guī)則運動的軌跡就是分子的無規(guī)則運動的軌跡

D.在布朗運動中，環(huán)境溫度越高，布朗運動越劇烈

2多維專訓(xùn)

1.［對擴散現(xiàn)象的理解］（多選）關(guān)于擴散現(xiàn)象，下列說法正確的是（）

A.溫度越高，擴散進行得越快

B.擴散現(xiàn)象是不同物質(zhì)間的一種化學(xué)反應(yīng)

C.擴散現(xiàn)象是由物質(zhì)分子無規(guī)則運動產(chǎn)生的

D.擴散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生

2.［對布朗運動的理解］（多選）如圖所示是用光學(xué)顯微鏡觀察一滴充分稀釋的碳素墨汁，

調(diào)節(jié)好合適的放大倍數(shù)后，顯示屏上會跟蹤一個炭粒的運動，發(fā)現(xiàn)炭粒做無規(guī)則運動.則

下列說法中正確的有（）

A.炭粒無規(guī)則運動是炭粒分子無規(guī)則運動的結(jié)果

B.炭粒無規(guī)則運動是液體分子不平衡撞擊的結(jié)果

C.炭粒體積越大，其無規(guī)則運動的現(xiàn)象越明顯

D.墨汁溫度越高，炭粒無規(guī)則運動現(xiàn)象越明顯

考點圖分子間相互作用內(nèi)能

1核心歸納

1.分子力和分子勢能隨分子間距變化的規(guī)律

項目分子力尸分子勢能Ep

F

隨分子間E方規(guī)定無窮

\v「遠處勢能

距變化圖

像（，0=°"r°

,z予引

10—1。m）

下用和尸屋都隨距離的增大而r增大，分子力做正功，分子勢

隨分子間

r<ro減小，隨距離的減小而增大,能減??；r減小，分子力做負功，

距的變化

F引〈尸斥，下表現(xiàn)為斥力分子勢能增加

情況

r>roF引和尸斥都隨距離的增大而r增大，分子力做負功，分子勢

減小，隨距離的減小而增大，能增加；r減小，分子力做正功，

尸引〉尸斥，下表現(xiàn)為引力分子勢能減小

隨分子間r=ro互引="氏，尸=0分子勢能最小，但不為零

距的變化尸引和尸斥都已十分微弱，可以

F>1OFO分子勢能為零

情況認為F=0

2.物體的內(nèi)能與機械能的比較

項目

物體內(nèi)所有分子熱運動的動能與物體的動能、重力勢能和彈性勢

定義

分子勢能之和能的統(tǒng)稱

跟宏觀運動狀態(tài)、參考系和零勢

決定

能點的選取有關(guān)

量值任何物體都有內(nèi)能可以為零

測量無法測量可以測量

微觀分子的運動和相互作用的結(jié)宏觀物體的運動和相互作用的結(jié)

本質(zhì)

果果

運動形式熱運動機械運動

聯(lián)系

典例2（2020?北京卷）分子力F隨分子間距離r的變化如圖所示.將兩分子從相距「=

相處釋放，僅考慮這兩個分子間的作用，下列說法正確的是（）

F\\多時，分孑力等

于客，分子珈林，）、.

A.從『=，2到『=”,分子間引力都在減小

B.從「=-2到（=打，分子力的大小先減小后增大

C.從「=及到r=n）,分子勢能先減小后增大

D.從『=及到r=?i,分子動能先增大后減小

2多維專訓(xùn)

1.［對Rr及圖像的理解|（多選）如圖甲所示是分子間作用力與分子間距之間的關(guān)

系，分子間作用力表現(xiàn)為斥力時為正，一般地，分子間距大于10%時，分子間作用力就可

以忽略；如圖乙所示是分子勢能與分子間距之間的關(guān)系，"是圖線上一點，成是在。點的

圖線切線.下列說法中正確的有（）

A.分子勢能選擇了無窮遠處或大于10"處為零勢能參考點

B.圖甲中陰影部分面積表示分子勢能差值，與零勢能點的選取有關(guān)

C.圖乙中Oa的斜率大小表示分子間距離在該間距時的分子間作用力大小

D.圖乙中ab的斜率大小表示分子間距離在該間距時的分子間作用力大小

2.［對分子動能、分子勢能、物體內(nèi)能的理解］給一定質(zhì)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(jié)合力，這種結(jié)合力可以形成

多分子結(jié)構(gòu)，在這種結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，但所有水分子間的總勢能是增大的.關(guān)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(jié)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(jié)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(jié)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(jié)合力做功

考點因微觀量的估算

1核心歸納

1.微觀量與宏觀量

(1)微觀量：分子質(zhì)量/M0、分子體積外、分子直徑”等.

(2)宏觀量：物體的質(zhì)量加、摩爾質(zhì)量M、物體的密度〃、物體的體積V、摩爾體積幾⑹

等.

2.分子的兩種模型

(1)球模型：的=1"3,得直徑用(常用于固體和液體).

6Vn

3

(2)立方體模型：匕=/,得邊長〃=汨(常用于氣體).

3.幾個重要關(guān)系

(1)一個分子的質(zhì)量：，"=—.

(2)一個分子的體積：%=匕3(注意:對于氣體，分表示一個氣體分子占有的空間).

(3)1mol物體的體積：rmoi=-.

區(qū)

(4)分子個數(shù)的計算：N="NA=j-NA=」<NA.

^>mol匕nol

典例3(2024?寧夏銀川二中質(zhì)檢)浙江大學(xué)高分子系某教授的課題組制備出了一種超

輕氣凝膠，它刷新了目前世界上最輕材料的記錄，彈性和吸油能力令人驚喜.這種固態(tài)材

料密度僅為空氣密度的｝.設(shè)氣凝膠的密度為〃，摩爾質(zhì)量為M,阿伏加德羅常數(shù)為NA,則下

列說法不正確的是()

A."千克氣凝膠所含分子數(shù)為N=%VA

M

B.氣凝膠的摩爾體積為rmol=-

P

c.每個氣凝膠分子的體積為匕='

NAP

D.每個氣凝膠分子的直徑為融

\1M

2多維專訓(xùn)

1.［宏觀量與微觀量的關(guān)系］若以M表示水的摩爾質(zhì)量，/液表示液態(tài)水的摩爾體積，V

氣表示標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的摩爾體積，〃濃為液態(tài)水的密度，〃氣為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的密度，

NA為阿伏加德羅常數(shù)，，"、匕分別表示每個水分子的質(zhì)量和體積，下面四個關(guān)系式正確的

是()

A.NA=^^M

B.p氣

mNAVO

D.匕）=」

NA

2.［油膜法估測分子大小］⑴如圖所示反映“用油膜法估測分子的大小”實驗中的4個步

驟，將它們按操作先后順序排列應(yīng)是(用字母表示).

(2)在做“用油膜法估測分子的大小”的實驗中，將油酸溶于酒精，其濃度為每1000mL

溶液中有0.6mL油酸.用注射器測得1mL上述溶液有75滴，把1滴該溶液滴入盛水的淺

盤里，待水面穩(wěn)定后，畫出油膜的形狀.如圖所示，坐標(biāo)紙中正方形小方格的邊長為1cm,

試求:

①油酸膜的面積是<

②每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是mL.

③按以上實驗數(shù)據(jù)估測出油酸分子的直徑是m.（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）

（3）如果實驗中油膜沒有完全散開，測得的油酸分子直徑（填“偏大”或“偏小”）.

答案及解析

理清教材<‘強基固本基礎(chǔ)梳理?通教材

1.思維辨析

（1）1g水所含有的水分子數(shù)與1g酒精所含有的酒精分子數(shù)相等.（X）

（2）若體積為V的氧氣中含氧氣分子個數(shù)為N,則每個氧氣分子的體積近似為（（x）

（3）布朗運動是花粉顆粒分子的運動.（x）

（4）分子間同時存在著引力和斥力，當(dāng)分子間距離增大時，引力和斥力同時減小，若引

力大于斥力，則分子力表現(xiàn)為引力.6）

（5）分子間存在分子勢能，隨著分子間距離增大，分子勢能增大.（x）

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(nèi)能一定增大

D.物體溫度不變，其內(nèi)能一定不變

答案：B

3.（多選）下列實驗?zāi)苷f明分子在做無規(guī)則運動的是（）

鉛塊

熱水田園冷水鉛塊

AB

鉛板a'。金板口-二氧化氮

CD

A.滴在熱水中的墨水使熱水很快變色

B.斷面磨平的鉛塊壓緊后能夠吊住大鉤碼

C.鉛板和金板長時間壓緊在一起，鉛和金會互相滲透

D.抽去玻璃板后，兩瓶中的氣體逐漸混合

解析：滴入熱水中的墨水使熱水很快變色，屬于擴散現(xiàn)象；鉛板和金板長時間壓緊在

一起，互相滲透，也屬于擴散現(xiàn)象；抽去玻璃板后，兩瓶中的氣體逐漸混合，屬于氣體的

擴散現(xiàn)象，而擴散現(xiàn)象正是由分子的無規(guī)則運動產(chǎn)生的.斷面磨平的鉛塊壓緊后能夠吊住

大鉤碼，表明分子間存在吸引力，不能說明分子在做無規(guī)則運動.故A、C、D正確，B錯

誤.

答案：ACD

考點劃分子熱運動

典例1有些病毒的傳播途徑之一是氣溶膠傳播.氣溶膠是指懸浮在氣體介質(zhì)中的固態(tài)

或液態(tài)顆粒所組成的氣態(tài)分散系統(tǒng)，這些固態(tài)或液態(tài)顆粒在氣體介質(zhì)史做布朗運動一下列

說法正確的是（）

A.布朗運動是氣體介質(zhì)分子的無規(guī)則運動

B.在布朗運動中，固態(tài)或液態(tài)顆粒越大，布朗運動越劇烈

C.在布朗運動中，顆粒無規(guī)則運動的軌跡就是分子的無規(guī)則運動的軌跡

D.在布朗運動中，環(huán)境溫度越高，布朗運動越劇烈

解析：布朗運動是固態(tài)或液態(tài)顆粒的無規(guī)則運動，不是氣體介質(zhì)分子的無規(guī)則運動，

可以間接反映氣體分子的無規(guī)則運動，顆粒越小，氣體分子對顆粒的撞擊作用越不容易平

衡，布朗運動越劇烈，故A、B錯誤；在布朗運動中，顆粒本身并不是分子，而是很多分子

組成的，所以顆粒無規(guī)則運動的軌跡不是分子無規(guī)則運動的軌跡，故C錯誤；在布朗運動

中，環(huán)境溫度越高，固態(tài)或液態(tài)顆粒受到氣體分子無規(guī)則熱運動撞擊的程度越劇烈，布朗

運動越劇烈，故D正確.故選D.

2多維專訓(xùn)

1.［對擴散現(xiàn)象的理解］（多選）關(guān)于擴散現(xiàn)象，下列說法正確的是（）

A.溫度越高，擴散進行得越快

B.擴散現(xiàn)象是不同物質(zhì)間的一種化學(xué)反應(yīng)

C.擴散現(xiàn)象是由物質(zhì)分子無規(guī)則運動產(chǎn)生的

D.擴散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生

解析：擴散現(xiàn)象與溫度有關(guān)，溫度越高，擴散進行得越快，選項A正確.擴散現(xiàn)象是

由分子的無規(guī)則運動引起的，不是一種化學(xué)反應(yīng)，選項B錯誤，C正確.擴散現(xiàn)象在氣體、

液體和固體中都能發(fā)生，選項D正確.

答案：ACD

2.［對布朗運動的理解］（多選）如圖所示是用光學(xué)顯微鏡觀察一滴充分稀釋的碳素墨汁，

調(diào)節(jié)好合適的放大倍數(shù)后，顯示屏上會跟蹤一個炭粒的運動，發(fā)現(xiàn)炭粒做無規(guī)則運動.則

下列說法中正確的有（）

A.炭粒無規(guī)則運動是炭粒分子無規(guī)則運動的結(jié)果

B.炭粒無規(guī)則運動是液體分子不平衡撞擊的結(jié)果

C.炭粒體積越大，其無規(guī)則運動的現(xiàn)象越明顯

D.墨汁溫度越高，炭粒無規(guī)則運動現(xiàn)象越明顯

解析：炭粒作為一種宏觀微粒，不受外力作用時是無法憑借自身因素而運動的，其無

規(guī)則運動是液體分子不平衡撞擊造成的結(jié)果，A錯誤，B正確；炭粒體積越大，受到液體分

子的撞擊越趨于平衡，無規(guī)則運動將越不明顯，C錯誤；墨汁溫度越高，液體分子無規(guī)則

運動越激烈，撞擊炭粒的作用力越大，不平衡撞擊也越多，所以炭粒無規(guī)則運動會越明顯,

D正確.

答案：BD

考點且分子間相互作用內(nèi)能

典例2（2020?北京卷）分子力F隨分子間距離r的變化如圖所示.將兩分子從相距『=

功處釋放，僅考慮這兩個分子間的作用，下列說法正確的是（）

F\\當(dāng)時，分■子力等

于客，分子舒侏枚，卜.

A.從『=及到『H）,分子間引力在減小

B.從尸=必到『="，分子力的大小先減小后增大

C.從廠=及到『=",分子勢能先減小后增大

D.從「=及到r='1,分子動能先增大后減小

解析：從『=『2到『=",分子間引力和斥力都在增大，故A錯誤；由題圖可知，r="

時分子力為零，故從『=『2到『=『1,分子力的大小先增大后減小再增大，故B錯誤；從『

=-2到（=",分子力一直做正功，分子勢能一直在減小，故C錯誤；從，=/2到「=打，分

子力先做正功后做負功，分子勢能先減小后增大，故分子動能先增大后減小，故D正確.故

選D.

2多維專訓(xùn)

L［對F-「及圖像的理解］（多選）如圖甲所示是分子間作用力與分子間距之間的關(guān)

系，分子間作用力表現(xiàn)為斥力時為正，一般地，分子間距大于10,。時，分子間作用力就可

以忽略；如圖乙所示是分子勢能與分子間距之間的關(guān)系，"是圖線上一點，成是在a點的

圖線切線.下列說法中正確的有（）

A.分子勢能選擇了無窮遠處或大于10”處為零勢能參考點

B.圖甲中陰影部分面積表示分子勢能差值，與零勢能點的選取有關(guān)

C.圖乙中Oa的斜率大小表示分子間距離在該間距時的分子間作用力大小

D.圖乙中ab的斜率大小表示分子間距離在該間距時的分子間作用力大小

解析：結(jié)合題意及題圖信息可知，分子勢能選擇了無窮遠處或大于10"處為零勢能參

考點，所以A正確；題圖甲中陰影部分面積表示分子勢能差值，勢能差值與零勢能點的選

取無關(guān)，所以B錯誤；分子勢能與分子間距圖像中，圖線切線的斜率的大小表示分子間作

用力大小，所以C錯誤，D正確.

答案：AD

2.［對分子動能、分子勢能、物體內(nèi)能的理解］給一定質(zhì)量、溫度為0°C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(jié)合力，這種結(jié)合力可以形成

多分子結(jié)構(gòu)，在這種結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，但所有水分子間的總勢能是增大的.關(guān)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(jié)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(jié)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(jié)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(jié)合力做功

解析：溫度是分子平均動能的標(biāo)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(jié)合力做功.故A、B、C錯誤，D正確.

答案：D

考點3微觀量的估算

典例3（2024?寧夏銀川二中質(zhì)檢）浙江大學(xué)高分子系某教授的課題組制備出了一種超

輕氣凝膠，它刷新了目前世界上最輕材料的記錄，彈性和吸油能力令人驚喜.這種固態(tài)材

料密度僅為空氣密度的：.設(shè)氣凝膠的密度為外摩爾質(zhì)量為M,阿伏加德羅常數(shù)為NA,則下

6

列說法不正確的是（）

A.。千克氣凝膠所含分子數(shù)為N=%VA

M

B.氣凝膠的摩爾體積為Vmol=-

P

C.每個氣凝膠分子的體積為％=電

NAP

D.每個氣凝膠分子的直徑為〃=:吁

M

解析：。千克氣凝膠的摩爾數(shù)為包，所含分子數(shù)為N=§VA,選項A正確，不符合題意;

MM

氣凝膠的摩爾體積為/。產(chǎn)絲，選項B正確，不符合題意；每個氣凝膠分子的體積為％=

P

%蚓="，選項C正確，不符合題意；根據(jù)％=LU/3,則每個氣凝膠分子的直徑為"=

NAP6

、-縱，選項D錯誤，符合題意.故選D.

\1nNAP

2多維專訓(xùn)

1.［宏觀量與微觀量的關(guān)系］若以M表示水的摩爾質(zhì)量，。液表示液態(tài)水的摩爾體積，V

氣表示標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的摩爾體積，〃液為液態(tài)水的密度，〃氣為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的密度，

M為阿伏加德羅常數(shù)，膽、Ko分別表示每個水分子的質(zhì)量和體積，下面四個關(guān)系式正確的

是（）

A.NT”液B.p氣=^—

mNAV。

C.Vo=-D.Vo——^

P氣NA

解析：對液態(tài)水，由密度的定義可得〃液=M旦，由摩爾質(zhì)量的意義可知兇=乂膽，解得

P液

必=也，，故A正確；由于水蒸氣分子間有較大距離，所以八〈匕工對