2022届新高考物理冲刺精准复习 分子动理论 内能

2022届新高考物理冲刺精准复习

分子动理论内能

一、物体是由大量分子组成的

1.分子的大小——极小

分子直径的数量级：

分子直径可用油膜法估测。

2.分子的质量很小，一般物质分子质量的数量级是：lO3kg。

3.阿伏加德罗常数

定义：Imol的任何物质中含有相同的微粒个数，用符号NA表示，

NA=6.02xl023mor'

阿伏加德罗常数是联系宏观和微观的桥梁。

4.分子的两种理想模型

3

球模型：V=-7rd

6

立方体模型：V=di

二、分子永不停息地做无规则热运动

扩散现象和布朗运动都说明分子做无规则热运动。运动的剧烈程度与温度有关。

1.扩散现象：相互接触的物体互相进入对方的现象。温度越高，扩散越快。

2.布朗运动

产生的原因：各个方向的液体分子对颗粒碰撞的不平衡

布朗运动的特点：

永不停息、无规则运动。

颗粒越小，运动越剧烈。

温度越高，运动越剧烈。

运动轨迹不确定。

布朗颗粒：布朗颗粒用肉眼直接看不到，但在显微镜下能看到，因此用肉眼看到

的颗粒所做的运动，不能叫布朗运动。布朗颗粒直径约为l(?6m(包含约1()21个

分子)，而分子直径约为10l0m,布朗颗粒的运动是分子运动的间接反映。

三、分子间存在着相互作用力

1.分子间同时存在相互作用的引力和斥力。

2.分子力：引力和斥力的合力。

3飞为分子间引力和斥力大小相等时的距离，其数量级为1010mo

4.如图所示，分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离

的减小而增大，但引力不如斥力变化快。

四、物体的内能

1.分子平均动能

物体内所有分子动能的平均值叫作分子的平均动能。温度是分子的平均动能大小的标志，温

度越高，分子的平均动能越大。

2.分子势能

概念：由分子间的相对位置和相互作用决定的能量。

3.物体的内能

（1）定义：物体内所有分子势能和分子动能的总和。

（2）决定内能的因素

微观上：分子动能、分子势能、分子个数。

宏观上：温度、体积、物质的量。

（3）改变物体的内能有两种方式

做功：当做功使物体的内能发生改变的时候，外界对物体做了多少功，物体内能

就增加多少；物体对外界做了多少功，物体内能就减少多少。

热传递：当热传递使物体的内能发生改变的时候，物体吸收了多少热量，物体内

能就增加多少；物体放出了多少热量，物体内能就减少多少。

注意（1）温度相同的任意两个物体的分子平均动能相同，如温度相同的氢气和

氧气分子平均动能相同，但由于氢气分子质量小于氧气分子质量，故氢气分子平

均速率大于氧气分子平均速率。

（2）做功和热传递在改变物体内能上是等效的。

规律方法

1、对分子热运动的理解

对分子热运动的考查主要集中在两个方面：扩散现象和布朗运动

扩散现象是分子的运动，而布朗运动是悬浮在液体（或气体）中的固体微粒的运

动，是液体（或气体）分子无规则运动的反映。

①对扩散现象的理解

（1）扩散现象是从浓度高处向浓度低处扩散。

（2）扩散现象不是外界作用（例如：对流、重力作用等）的结果，也不是化学

反应的结果，而是物质分子永不停息地做无规则运动的结果。

（3）虽然分子热运动的剧烈程度受到温度影响，温度越高，分子热运动越剧烈，

但分子的热运动永远不会停止。

②布朗运动

（1）固体微粒足够小，用肉眼看不见，一般都是在显微镜下观察.

（2）观察到的是固体微粒的无规则运动，反映了液体分子热运动的无规则性.

（3）温度越高，布朗运动越剧烈，说明温度越高，液体分子的无规则运动越剧

烈.分子的运动是看不见的，布朗运动虽然不是分子的运动，却可以间接证明分

子永不停息地做无规则运动.

（4）布朗运动只能在气体或者液体中发生，扩散现象在固体、液体、气体中都

可以发生.

2、分子间作用力和分子势能

（1）分子力是分子间引力与斥力的合力，分子间的引力和斥力同时存在，且引

力和斥力均随分子间距的增大而减小，但斥力变化比引力快.

（2）分子势能变化根据分子力做功判断.分子力做正功，分子势能减少；分子力

做负功，分子势能增加.

3、布朗运动和分子热运动的比较

布朗运动热运动

共同点都是无规则运动，都随温度的升高而变得更加

剧烈

不同点运动物体小颗粒分子

环境对象液体或气体之中任何物体

运动类型机械运动，是热运动的反热运动

映

联系布朗运动是由于小颗粒受到周围分子热运动的

撞击力不平衡而引起的，它是分子做无规则热

运动的间接反映

跟踪训练

1.以下现象中，主要是由分子热运动引起的是（）

A.菜籽油滴入水中后会漂浮在水面B.含有泥沙的浑水经过一段时间会变清

C.密闭容器内悬浮在水中的花粉颗粒移动D.荷叶上水珠呈球形

2.某同学在显微镜下观察水中悬浮的花粉微粒的运动。他把小微粒每隔一定时间的位置记录

在坐标纸上，如图所示。则该图反映了（）

rr

Il|J

匕-U-JJ-

t声

r

「

r

A.液体分子的运动轨迹B.花粉微粒的运动轨迹

C.每隔一定时间花粉微粒的位置D.每隔一定时间液体分子的位置

3.关于下图，下列说法正确的是（)

A.图甲中微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显

B.图乙中液晶分子排布有序，因此液晶材料不具备光学各向异性

C.图丙中当分子间距离接近无穷大时，分子间作用力可以忽略不计

D.图丁中虚线为同一气体温度较高时的速率分布图

4.在弹性限度内，弹力的大小跟弹簧伸长或缩短的长度成正比，从分子间相互作用力跟分子间

距离的关系图象来看，最能反映这种规律的是图中的（）

A.必段B.bc段C.de段D句段

5.自2020年初开始，我国发生了新冠肺炎疫情.面对疫情，中华儿女众志成城，科学战“疫”,

疫情得到了有效控制.2020年3月3日，国家卫健委、国家中医药管理局印发《关于印发新

型冠状病毒肺炎诊疗方案（试行第七版）的通知》，指出新型冠状病毒的传播途径：经呼吸

道飞沫和密切接触传播是主要的传播途径，在相对封闭的环境中长时间暴露于高浓度气溶胶

情况下存在经气溶胶传播的可能.气溶胶粒子是悬浮在大气中的微小颗粒，如云、雾、细菌、

尘埃、烟尘等.气溶胶中的粒子具有很多动力学性质、光学性质，比如布朗运动，光的反射、

散射等.关于封闭环境中的气溶胶粒子，下列说法正确的是（）

A.在空气中会缓慢下沉到地面

B.在空气中会缓慢上升到空中

C.在空气中做无规则运动

D.受到的空气分子作用力的合力始终等于其所受到的重力

答案以及解析

1.答案：C

解析：菜籽油能漂在水面上的原因是菜籽油的密度小于水的密度，A错误。浑水变清是由于

水中的泥沙在重力作用下沉积下来，不是分子热运动造成的，B错误。液体分子的热运动使

花粉颗粒在不平衡的冲击力作用下做无规则运动，C正确。液体的表面张力使液体表面具有

收缩的趋势，而相同体积下球的表面积最小，故荷叶上水珠呈球形是由于液体表面张力的作

用，D错误。

2.答案：C

解析：图中的折线是花粉微粒在不同时刻的位置的连线，即不是固体颗粒的运动轨迹，也不

是分子的运动轨迹，图中的折线没有规则，说明花粉微粒的运动是无规则的，间接反映了液

体分子的运动是无规则的，故C正确，ABD错误。

故选：Co

3.答案：C

解析：A.微粒体积越大，四面八方分子对微粒撞击概率越均等，布朗运动越不明显，故A

错误；

B.液晶具有光学各向异性，故B错误；

C.分子间距离趋近于无穷大时，分子力趋近于零，分子势能可以忽略不计，理想气体就是属

于这种情况，故C正确；

D.虚线峰值对应横坐标即速率更小，即大量分子处于速率较小的状态，温度更低，故D错

误。

故选C。

4.答案：B

解析：当r=%时,分子间作用力为零;当“时，分子间