三维设计2024高三物理总复习 第74课时 分子动理论 内能 双基落实课

第74课时分子动理论内能[双基落实课]目录CONTENT立足“四层”·夯基础着眼“四翼”·探考点聚焦“素养”·提能力020301Part01立足“四层”·夯基础⁠⁠

众所周知，雾霾天气中首要污染物便是PM2.5。PM2.5是指空气中直径小于2.5μm的小颗粒，其悬浮在空气中做无规则运动，很难自然沉降到地面，人吸入后会进入血液对人体产生危害。判断下列说法的正误。（1）PM2.5的尺寸与空气中氧分子尺寸的数量级相当

（

×

）（2）PM2.5在空气中的运动就是分子的热运动

（

×

）（3）PM2.5的无规则运动是由空气中大量分子对其撞击的不平衡引起的

（

√

）（4）PM2.5的颗粒越大，无规则运动越激烈

（

×

）（5）气温越高，PM2.5的运动越剧烈

（

√

）（6）PM2.5在空气中的运动属于布朗运动

（

√

）××√×√√Part02着眼“四翼”·探考点⁠

考点一

微观量的估算问题

[素养自修类]

1.[固体分子微观量的估算]

2.[气体分子微观量的估算]很多轿车为了改善夜间行驶时的照明问题，在车灯的设计上选择了氙气灯，因为氙气灯灯光的亮度是普通灯灯光亮度的3倍，但是耗电量仅是普通灯的一半，氙气灯的使用寿命则是普通灯的5倍，很多车主会选择含有氙气灯的汽车。若氙气充入灯头后的体积V＝1.6L，氙气密度ρ＝6.0kg/m3。已知氙气摩尔质量M＝0.131kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6×1023mol－1。试估算：（结果保留1位有效数字）（1）灯头中氙气分子的总个数N；

答案：（1）4×1022个

（2）灯头中氙气分子间的平均距离。

答案：（2）3×10－9m⁠1.两种分子模型

2.宏观量与微观量的相互关系（1）微观量：分子体积V0、分子直径d、分子质量m0等。（2）宏观量：物体的体积V、密度ρ、质量m、摩尔质量Mmol、摩尔体积Vmol、物质的量n等。（3）相互关系

考点二

扩散现象、布朗运动和分子热运动

[素养自修类]

1.[对扩散现象的理解]（多选）在下列给出的四种现象中，属于扩散现象的有（

）A.有风时，尘土飞扬到空中B.在一杯热水中放几粒盐，整杯水很快会变咸C.将沙子倒入石块中，沙子要进入石块的空隙D.把一块铅和一块金的接触面磨平后，紧紧地压在一起，几年后会发现铅中有金解析：BD

扩散现象是指物质分子从高浓度区域向低浓度区域转移直到均匀分布的现象，若不同物质则需要互相渗透才算扩散；尘土扬到空中只是固体颗粒暂时离开地面，没有物质的相互渗透，不属于扩散现象，A错误；水中放盐，盐会融化变为盐水，即固体颗粒渗透到水的各处，属于扩散现象，B正确；沙子进入石块的空隙，则沙子和石块仍然是相互独立的，没有发生扩散，C错误；铅中有金，说明铅向金内部发生了扩散，D正确。2.[对布朗运动的理解]（多选）在显微镜下观察水中悬浮的花粉颗粒的运动。从A点开始，把花粉颗粒每隔20s的位置记录在坐标纸上，依次得到B、C、D、…、J点，把这些点连线形成如图所示折线图，则关于该花粉颗粒的运动，下列说法正确的是（

）A.该折线图是花粉颗粒的运动轨迹B.花粉颗粒的无规则运动反映了水分子的无规则运动C.经过B点后10s，花粉颗粒应该在BC的中点处D.经过B点后10s，不能确定花粉颗粒的具体位置解析：BD

折线图是每隔20

s记录的花粉颗粒位置的连线图，并非花粉颗粒的运动轨迹，A错误；花粉颗粒的无规则运动反映了水分子的无规则运动，B正确；由于布朗运动的无规则性，我们不能确定经过B点后10

s时花粉颗粒的具体位置，C错误，D正确。3.[分子热运动]对分子的热运动，以下叙述正确的是（

）A.分子的热运动就是布朗运动B.热运动是分子的无规则运动，同种物质的分子的热运动激烈程度相同C.气体分子的热运动不一定比液体分子激烈D.物体运动的速度越大，其内部分子的热运动就越激烈解析：C

布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，而组成小颗粒的分子有成千上万个，悬浮颗粒的运动是大量分子集体的运动，并不是颗粒分子的无规则运动，A错误；温度是分子热运动激烈程度的标志，同种物质的分子若温度不同，其热运动的激烈程度也不同，B错误；温度是分子热运动激烈程度的反映，温度越高，分子热运动越激烈，由于气体和液体的温度高低不确定，所以气体分子的热运动不一定比液体分子激烈，C正确；分子做无规则运动的速度与物体的温度有关，与物体的机械运动的速度无关，D错误。⁠扩散现象、布朗运动与热运动的比较扩散现象布朗运动热运动活动主体分子固体微小颗粒分子区别是分子的运动，发生在固体、液体、气体任何两种物质之间是比分子大得多的颗粒的运动，只能在液体、气体中发生是分子的运动，不能通过光学显微镜直接观察到共同点（1）都是无规则运动；（2）都随温度的升高而更加剧烈联系扩散现象、布朗运动都反映了分子做无规则的热运动考点三

分子力、分子势能、温度和内能

[素养自修类]

1.[对分子力的理解]（多选）将一个分子P固定在O点，另一个分子Q从图中的A点由静止释放，两分子之间的作用力与间距关系的图像如图所示，则下列说法正确的是（

）A.分子Q由A运动到C的过程中，先加速再减速B.分子Q在C点时分子势能最大C.分子Q在C点时加速度大小为零D.分子Q由A点释放后运动到C点左侧的过程中，加速度先增大后减小再增大解析：CD

分子Q在由A运动到C的过程中，一直受引力作用，速度一直增加，动能增加，分子势能减小，在C点的分子势能最小，选项A、B错误；分子Q在C点时受到的分子力为零，故Q在C点时加速度大小为零，选项C正确；分子Q由A点释放后运动到C点左侧的过程中，分子间的引力先增大后减小，然后到C点左侧时分子力为斥力且逐渐变大，加速度逐渐变大，故加速度先增大后减小再增大，选项D正确。2.[分子力与分子势能的综合问题]分子间存在相互作用的引力和斥力，它们的合力随分子间距离变化的图像如图（F大于零表示引力，F小于零表示斥力）。则下列说法正确的是（

）A.当分子间距离为r1时，分子势能最小B.当分子间距离为r2时，分子势能最大C.当分子间距离无限远时，分子势能最小D.在r1＜r＜r2区间，随r的增大分子势能减小解析：A

分子间距离从无限远处到分子间距离为r1时，分子间作用力表现为引力，做正功，分子势能逐渐减小；分子间距离从r1到无限靠近时，分子间作用力表现为斥力，做负功，分子势能逐渐增加；故当分子间距离为r1时，分子势能最小。故选A。3.[分子动能、分子势能、物体内能的理解]给一定质量、温度为0℃的水加热，在水的温度由0℃上升到4℃的过程中，水的体积随着温度升高反而减小，我们称之为“反常膨胀”。某研究小组通过查阅资料知道：水分子之间存在一种结合力，这种结合力可以形成多分子结构，在这种结构中，水分子之间也存在相互作用的势能。在水反常膨胀的过程中，体积减小是由于水分子之间的结构发生了变化，但所有水分子间的总势能是增大的。关于这个问题下列说法中正确的是（

）A.水分子的平均动能减小，吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功B.水分子的平均动能减小，吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功C.水分子的平均动能增大，吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功D.水分子的平均动能增大，吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功解析：D

温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子的平均动能增大。在水反常膨胀的过程中，所有水分子间的总势能是增大的，说明分子之间的相互作用力对分子做负功，即吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功。故A、B、C错误，D正确。⁠1.分子力与分子势能的比较分子力F分子势能Ep图像⁠⁠随分子间距离的变化情况r＜r0F随r增大而减小，表现为斥力r增大，F做正功，Ep减小r＞r0r增大，F先增大后减小，表现为引力r增大，F做负功，Ep增大r＝r0F引＝F斥，F＝0Ep最小，但不为零r＞10r0引力和斥力都很微弱，F＝0Ep＝02.分子动能、分子势能、内能、机械能的比较能量分子动能分子势能内能机械能定义分子无规则运动的动能由分子间相对位置决定的势能所有分子的热运动动能和分子势能的总和物体的动能、重力势能和弹性势能的总和决定因素温度（决定分子平均动能）分子间距温度、体积、物质的量跟宏观运动状态、参考系和零势能点的选取有关备注温度、内能等物理量只对大量分子才有意义，对单个或少量分子没有实际意义Part03聚焦“素养”·提能力⁠

1.缉毒犬可以嗅出毒品藏匿位置，不仅由于其嗅觉灵敏，还因为（

）A.分子之间有间隙B.分子的质量很小C.分子的体积很小D.分子不停地运动解析：D

缉毒犬可以嗅出毒品藏匿位置，不仅由于其嗅觉灵敏，还因为分子不停地运动。故A、B、C错误，D正确。2.（多选）同学们一定都吃过味道鲜美的烤鸭，烤鸭的烤制过程没有添加任何调料，只是在烤制之前，把烤鸭放在腌制汤中腌制一定的时间，盐就会进入肉里。下列说法正确的是（

）A.如果让腌制汤温度升高，盐进入鸭肉的速度就会加快B.烤鸭的腌制过程说明分子之间有引力，把盐分子吸进鸭肉里C.在腌制汤中，有的盐分子进入鸭肉，有的盐分子从鸭肉里面出来D.把鸭肉放入腌制汤后立刻冷冻，将不会有盐分子进入鸭肉解析：AC

盐分子进入鸭肉是因为发生了扩散，温度越高，扩散得越快，选项A正确；盐进入鸭肉是因为盐分子的无规则运动，并不是因为分子引力，选项B错误；盐分子永不停息地做无规则运动，有的进入鸭肉，有的离开鸭肉，选项C正确；冷冻后，仍然会有盐分子进入鸭肉，只不过速度慢一些，选项D错误。3.（多选）下列各种说法中正确的是（

）A.固体小颗粒越小，温度越高，布朗运动越显著B.扩散现象能在气体中进行，不能在固体中进行C.气体分子永不停息地做无规则运动，固体分子之间相对静止不动D.如果一开始分子间距离大于平衡位置r0，则随着分子间距离的增大，分子势能增大解析：AD

布朗运动是悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动，是由大量分子撞击引起的，反应了液体分子的无规则运动，因此颗粒越小，撞击造成的不平衡性越大，温度越高，分子平均动能越大，布朗运动越明显，故A正确；扩散现象可以在液体、气体中进行，也能在固体中发生，故B错误；分子永不停息地做无规则运动，不分固体、液体与气体，故C错误；如果一开始分子间距离大于平衡位置r0，分子之间表现为分子引力，当随着分子间距离的增大时，引力做负功，则分子势能增大，故D正确。4.（多选）下列说法中正确的是（

）A.水中的花粉颗粒在不停地做无规则运动，反映了液体分子运动的无规则性B.压缩气体、液体和固体需要用力，都是因为分子间存在斥力C.拉伸和压缩固体都会使固体内分子势能增大D.衣柜中充满卫生球的气味，是因为卫生球发生了升华和扩散现象解析：ACD

水中的花粉颗粒在不停地做无规则运动，反映了液体分子运动的无规则性，故A正确；压缩气体需要用力，是因为气体体积减小，压强增大，故B错误；由于分子处于平衡状态时分子势能最小，所以拉伸和压缩固体都会使固体内分子势能增大，故C正确；衣柜中充满卫生球的气味，是因为卫生球发生了升华和扩散现象，故D正确。5.（多选）下列关于温度及内能的说法中正确的是（

）A.温度是分子平均动能的标志，所以两个动能不同的分子相比，动能大的分子温度高B.两个不同的物体，只要温度和体积相同，内能就相同C.质量和温度相同的冰和水，内能不同D.温度高的物体不一定比温度低的物体内能大解析：CD

温度是大量分子热运动的宏观体现，单个分子不能比较温度高低，A错误；物体的内能由温度、体积、物质的量以物态共同决定，B错误，C正确；只知道温度的关系，不能确定内能的大小，D正确。6.（多选）关于分子热运动，下列说法正确的是（

）A.只要气体膨胀对外做功，分子的平均动能就减小B.在没有外界影响的情况下，密闭容器内的理想气体静置足够长时间后分子数密度保持不变C.对于一定质量的理想气体，只要温度升高其内能就一定增大D.两个相互接触的物体达到热平衡时，此时二者一定具有相同的内能解析：BC

温度是分子平均动能的标志，气体吸热对外做功，根据热力学第一定律，内能可能不变，温度可能不变，平均动能可能不变，故A错误；由于没有外界影响且容器密闭，气体的体积、温度和压强都不变，所以分子数密度不变，故B正确；理想气体分子之间的相互作用可忽略不计，所以理想气体的内能仅与温度有关，对于一定质量的理想气体，只要温度升高其内能就一定增大，故C正确；两个相互接触的物体达到热平衡时，此时二者一定具有相同的温度，但内能不一定相同，故D错误。7.（多选）如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于r轴上，甲、乙两分子间作用力与分子间距离关系图像如图。现把乙分子从r3处由静止释放，则（

）A.乙分子从r3到r1一直加速B.乙分子从r3到r2过程中表现引力，从r2到r1过程中表现斥力C.乙分子从r3到r1过程中，两分子间分子力先增大后减小D.乙分子从r3到距离甲最近的位置过程中，两分子间分子力先减小后增大解析：AC

由题图知，乙分子从r3到r1，甲、乙两分子间作用力表现为引力，所以乙分子受的合力向左，由牛顿第二定律可知乙分子向左做加速运动，故A正确，B错误；由题图知，乙分子从r3到r1过程中，两分子间分子力先增大后减小，故C正确；乙分子从r3到r1过程中，两分子间分子力先增大后减小，从r1到O，甲、乙两分子间作用力表现为斥力，一直增大，故D错误。8.如图所示，设有一分子位于图中的坐标原点O处不动，另一分子可位于x轴上不同位置处，图中纵坐标表示这两个分子间分子力的大小，则（

）A.分子在x0左侧受引力作用，在x0右侧受斥力作用B.分子在x0左侧的受力一定大于在x0右侧的受力C.分子在x0处加速度为0，速度也为0D.分子在x0右侧由静止释放，向左运动的过程中速度先增大后减小到0解析：D

在x0处F＝0，即x0为平衡位置，则分子在x0左侧受斥力作用，在x0右侧受引力作用，所以在x0右侧由静止释放分子，分子先向左加速后向左减速，直到在x0左侧某处速度减为0，A错误，D正确；由图可知，分子在x0左侧的受力不一定大于在x0右侧的受力，B错误；分子在x0处受力为0，加速度为0，但速度不为0，C错误。⁠9.“天宫课堂”中，王亚平将分别挤有水球的两块板慢慢靠近，直到两个水球融合在一起，再把两板慢慢拉开，水在两块板间形成了一座“水桥”。如图甲所示，王亚平为我们展示了微重力环境下液体表面张力的特性。“水桥”表面与空气接触的薄层叫表面层，已知分子间作用力F和分子间距r的关系如图乙所示。下列说法正确的是（

）A.能总体反映该表面层里的水分子之间相互作用的是B位置B.“水桥”表面层中两水分子间的分子势能与其内部水相比偏小C.“水桥”表面层中水分子距离与其内部水分子相比偏小D.王亚平放开双手两板吸引到一起，该过程分子力做正功解析：D

在“水桥”内部，分子间的距离在平衡位置r0左右，分子力约为零，而在“水桥”表面层，分子比较稀疏，分子间的距离大于平衡位置r0，因此分子间的作用力表现为引力，从而使“水桥”表面绷紧，所以能总体反映该表面层里的水分子之间相互作用的是C位置，故A、C错误；分子间距离从大于r0减小到r0左右的过程中，分子力表现为引力，做正功，则分子势能减小，所以“水桥”表面层中两水分子间的分子势能与其内部水相比偏大，故B错误；王亚平放开双手，“水桥”在表面张力作