2023届高三物理一轮复习86分子动理论、内能 气体分子运动的特点 气体压强的微观解释 微观量的估算 固体、液体（原卷版）

专题86分子动理论、内能气体分子运动的特点

气体压强的微观解释微观量的估算固体、液体

考点一分子动理论、内能气体分子运动的特点气体压强的微观解释(1-8T)

考点二微观量的估算(9-19T)

考点三固体、液体(20-27T)

考点一分子动理论、内能气体分子运动的特点气体压强的微观解释

L分子动理论基本内容

1)物体是由大量分子组成的

2)分子永不停息地做无规则的热运动

3)分子间同时存在引力和斥力

2.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

活动主体固体微小颗粒

是分子的运动，发生在固是比分子大得多的颗粒

是分子的运动，不能通过

区别体、液体、气体任何两种的运动，只能在液体、气

光学显微镜直接观察到

物质之间体中发生

(1)都是无规则运动

共同点

(2)都随温度的升高而更加激烈

O扩散现象、布朗运动都反映了分子做无规则的热运动

3.分子间的作用力、分子势能与分子间距离的关系

分子间的作用力F、分子势能用与分子间距离r的关系图线如图所示(取无穷远处分子势能瓦=0).

(1)当r>r°时，分子间的作用力表现为引力，当r增大时，分子间的作用力做负功，分子势能增大.

(2)当r<r°时，分子间的作用力表现为斥力，当r减小时，分子间的作用力做负功，分子势能增大.

(3)当kr。时，分子势能最小.

4.判断分子势能变化的两种方法

(1)利用分子力做功判断：分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增加。

(2)利用分子势能瓦与分子间距离r的关系图线判断：如上图所示。

5.物体的内能：物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和.

(1)内能是对物体的大量分子而言的，对于单个分子的内能没有意义。

(2)内能的大小与温度、体积、物质的量和物态等因素有关.对于给定的物体，其内能大小由物体的

温度和体积决定，与物体的位置高低、运动速度大小无关。

(3)改变物体内能的两种方式：做功和热传递.

(4)温度是分子平均动能的标志，相同温度的任何物体，分子的平均动能都相同.

(5)内能由物体内部分子微观运动状态决定，与物体整体运动情况无关.任何物体都具有内能，恒不

为零.

6.温度

(1)一切达到热平衡的系统都具有相同的温度.

(2)两种温标

摄氏温标和热力学温标.关系：T=f+273.15K.

7.气体分子运动特点如下图

各速率区间的分子数

占总分子数的百分比

(1)分子间的碰撞十分频繁,气体分子沿各个方向运动的机会(概率)相等。

(2)大量气体分子的速率分布呈现“中间多、两头少”(速率过大或过小的分子数目少)的规律。

(3)理想气体的内能仅由温度和分子总数决定,与气体的体积无关。

8.气体压强的微观解释

(1)产生原因：由于气体分子无规则的热运动，大量的分子频繁地碰撞器壁产生持续而稳定的压力.

(2)决定因素(一定质量的某种理想气体)

①宏观上：决定于气体的温度和体积.

②微观上：决定于分子的平均动能和分子的密集程度.

1.(2022•江苏省昆山中学模拟预测)把墨汁用水稀释后取出一滴放在高倍显微镜下观察，可以看到悬浮

在液体中的小炭粒在不同时刻的位置，每隔一定时间把炭粒的位置记录下来，最后按时间先后顺序把这些

点进行连线，得到如图所示的图像，对于这一现象，下列说法正确的是()

A.炭粒的无规则运动，说明碳分子运动也是无规则的

B.越小的炭粒，受到撞击的分子越少，作用力越小，碳粒的不平衡性表现得越不明显

C.观察炭粒运动时，可能有水分子扩散到载物片的玻璃中

I）.将水的温度降至零摄氏度，炭粒会停止运动

2.（2022•山东•模拟预测）梅花香自苦寒来，在冬天我们只能够闻到距离较近的花香，而盛夏我们却能

够闻到距离较远的花香。下列说法正确的是（）

A.这种“闻到花香”的物理现象是一种扩散现象

B.布朗运动和扩散现象都是由物质分子的无规则运动产生的，且剧烈程度都与温度无关

C两个花粉分子间距离小于力（两分子间的作用力为0时的距离）时，分子间只有斥力没有引力

D.在两个花粉分子间距离从小于r0（两分子间的作用力为0时的距离）增大到2%的过程中，两个花粉分子

的分子势能先增大后减小

3.（2021•北京怀柔•模拟预测）关于热学中的一些基本概念，下列说法正确的是（）

A.物体是由大量分子组成的，分子是不可再分的最小单元

B.宏观物体的温度是物体内大量分子的平均动能的标志

C.分子做永不停息的无规则热运动，布朗运动就是分子的热运动

D.分子间的斥力和引力总是同时存在的，且随着分子之间的距离增大而增大

4.（2023•浙江杭州•一模）下列说法正确的是（）

ʌ.布朗运动就是液体分子的无规则热运动

B.气体与液体分子可以自由移动而固体分子不会发生运动

C.热力学温度升高IK和摄氏温度升高IC对应的温度变化量相同

D.水蒸气凝结成小水珠过程中，水分子间的引力增大，斥力减小

5.（2022•河南洛阳•模拟预测）（多选）如图所示的甲、乙两幅图像分别表示两分子间的作用力、分子势

能与两分子间距离的关系。假定两个分子的距离为无穷远时它们的分子势能为0,下列说法正确的是（）

F

A.分子间距r=ηj表示平衡位置，此位置分子间的引力、斥力都等于O

B.当分子间距r=r0时，分子力、分子势能都达到最小值

C.当分子间距无限大时，分子势能最小

1）.当分子间距r>r°,随着r的增大，尸先增大后减小，EP增大

E.当分子间距r<r°,随着r的减小，尸增大，EP增大

6.（2023•全国•高三专题练习）夏天，从湖底形成的一个气泡，在缓慢上升到湖面的过程中没有破裂。

若越接近水面，湖水的温度越高，大气压强没有变化，将气泡内的气体看做理想气体。则上升过程中，以

下说法正确的是（）

ʌ.气泡内气体的内能可能不变B.气泡上升过程中可能会放热

C.气泡内气体的压强增大D.气泡内分子单位时间内对气泡壁单位面积的撞击力变小

7.（2023•全国•高三专题练习）（多选）下列五幅图分别对应五种说法，其中正确的是（）

A.水面上单分子油膜示意图”显微镜下三颗微粒C分子间的作用力与分子

运动位置的连线距离的关系

各速率区间的分子数占总分子数百分比

D:模拟气体压强—温度为0℃---温度为100℃

产生的机理实验E.氧气分子速率分布图

A.分子并不是球形，但可以当做球形处理，这是一种估算方法

B.微粒的运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动

C.当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等

I）.实验中要尽可能保证每颗玻璃球与电子秤碰撞时的速率相等

E.O℃和IOO°C氧气分子速率都呈现“中间多、两头少”的分布特点

8.（2021•河北）两个内壁光滑、完全相同的绝热汽缸4、B,汽缸内用轻质绝热活塞封闭完全相同的理想气

体，如图1所示，现向活塞上表面缓慢倒入细沙，若力中细沙的质量大于6中细沙的质量，重新平衡后，

汽缸A内气体的内能（选填“大于”“小于”或“等于”）汽缸8内气体的内能，图2为重新平衡

后力、6汽缸中气体分子速率分布图像，其中曲线（填图像中曲线标号）表示汽缸6中气体分子的速

率分布规律。

各速率区间的分子数

考点二微观量的估算

1.求解分子大小的两种模型

（1）对固体和液体：常把分子看成球形，分子直径4

（2）对气体：常把分子看成小立方体，分子间的平均距离占E（%不是一个气体分子的体积，而是

一个气体分子平均占有的空间体积，所以利用占标计算出的是气体分子间的平均距离。）.

2.宏观量与微观量的相互关系

（1）微观量：分子体积外、分子直径从分子质量Za等。

（2）宏观量：物体的体积K密度。、质量0、摩尔质量"摩尔体积嗑1、物质的量A等。

（3）相互关系（阿伏加德罗常数是联系宏观量与微观量的“桥梁”）

①一个分子的质量：加=5=牛。

yM

②一个分子的体积：%=w=:行（估算固体、液体分子的体积或气体分子所占空间体积）。

MPNk

③物体所含物质的量：n=2L="j

NJMħnol

/VA

_mV

④物体所含的分子数：N=n∙Λ{=-∙Nκ=-∙NKA

Mhκ,l

⑤单位质量物体中所含的分子数：n产牛。

⑥单位体积物体中所含的分子数：4既

vmol

9.某气体的摩尔质量和摩尔体积分别为M和5，每个气体分子的质量和体积分别为加和外,则阿伏加德

罗常数NA可表示为（）

VmK）mM

A.NA=—B.NA=-C.NA=——D.NA=——

⅛VmMm

10.（2023•全国•高三专题练习）已知铜的摩尔质量为M（kg∕mol）,铜的密度为p（kg∕m3）,阿伏加德罗

常数为NA（mol4）,下列判断正确的是（）

A.1kg铜所含的原子数为AiB.In?铜所含的原子数为处ʌ

）P

C.1个铜原子的体积为T-（m3）D.铜原子的直径为ɜlɪ（m）

PNA7TCPNA

11.（2023•全国•高三专题练习）（多选）钻石是首饰、高强度钻头和刻刀等工具中的主要材料，设钻石

的密度为O（单位为kg∕1√）,摩尔质量为"（单位为g∕mol）,阿伏加德罗常数为川，已知1克拉=0.2g,则

下列选项正确的是（）

A.a克拉钻石物质的量为等

B.a克拉钻石所含有的分子数为空”

C.每个钻石分子直径的表达式为3座运（单位为m）

7NAPTr

D.a克拉钻石的体积为2

P

12.由阿伏伽德罗常量NA和一个水分子的质量加，一个水分子的体积V0,不能确定的物理量有（)

A.1摩尔水的质量B.2摩尔水蒸气的质量

C.3摩尔水的体积D.4摩尔水蒸气的体积

13.（多选）空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器（钢管）液化成水，经排水管排走，空气

中水分越来越少，人会感到干燥，某空调工作一段时间后，排出液化水的体积为匕水的密度为p,摩尔质

量为M,阿伏加德罗常数为NA,则液化水中分子的总数N和水分子的直径d分别为（）

A.N=吗B.N=-C.d=3（⅛D.d=ɜ/ɪ

MPVNA76M7兀PNA

14.（2020•天津河西•二模）已知油酸的摩尔质量为M,密度为P,阿伏伽德罗常数为∕½o若用力表示一

个油酸分子的质量，用力表示一个油酸分子的体积，则下列表达式中正确的是（）

A.m=也B.m=-C.%四D.

MNApM

15.（2022•重庆•西南大学附中模拟预测）用油膜法估测油酸分子直径的实验中，一滴油酸酒精溶液中

油酸的体积匕油膜面积为S,油酸的摩尔质量为也阿伏伽德罗常数为小，下列说法正确的是（）

A.一个油酸分子的质量非B.一个油酸分子的体积为〜

MNA

C.油酸分子的直径为（D.油酸的密度为2

16.已知阿伏加德罗常数为下列说法正确的是（）

ʌ.若油酸的摩尔质量为必，一个油酸分子的质量m=?

B.若油酸的摩尔质量为必，密度为O,一个油酸分子的直径d=滁

C.若某种气体的摩尔质量为也密度为O,该气体分子的直径d=底

I）.若某种气体的摩尔体积为匕单位体积内含有气体分子的个数〃=号

17.已知某气体的摩尔体积为22为L/moL摩尔质量为18g∕mol,阿伏加德罗常数为6.02X1023Π1O]-I,由

以上数据不能估算出这种气体（）

A.每个分子的质量B.每个分子的体积

C.每个分子占据的空间D.Ig气体中所含的分子个数

18.（2022«山东淄博•二模）某潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为L3kg∕n?和2.lkg∕m3,空气

的摩尔质量为0.029kg∕mol,阿伏加德罗常数NA=6.02xl023mo「i。若潜水员呼吸一次吸入2£空气，试

估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数约为（）

A.3×IO21B.3×IO22C.3×IO23D.3×IO24

19.（2023•全国•高三专题练习）若以材表示水的摩尔质量，曝表示液态水的摩尔体积，L表示标准状

态下水蒸气的摩尔体积，P液为液态水的密度，P气为标准状态下水蒸气的密度，NA为阿伏加德罗常数，小、

VO分别表示每个水分子的质量和体积，下面四个关系式正确的是（）

M

AJUP液V液D

A.NA=------B.PX=

ATnNhV0

d

c∙%=⅞∙吟

考点三固体、液体

1.固体分为晶体和非晶体。它们的性质如表所示。

晶体

非晶体

单晶体多晶体

外形规则不规则不规则

熔点确定不确定

物理性质各向异性各向同性

有规则，但多晶体中每个单

原子排列无规则

晶体间的排列无规则

形成

有的物质在不同条件下能够形成不同的晶体。同一物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出

与转

现,有些晶体在一定条件下也可以转化为非晶体

化

2.液体

（1）液体的表面张力：液体表面的分子之间的作用力表现为引力，它的作用是能使液体表面绷紧，所以

叫做液体的表面张力。

表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大，分子间的相互作

形成原因

用力表现为引力

表面层分子间的引力使液面产生了表面张力，使液体表面好像一层绷

表面特性

紧的弹性薄膜

表面张力~~和液面相切，垂直于液面上的各条分界线

的方向

表面张力表面张力使液体表面具有收缩趋势，使液体表面积趋于最小，而在体

的效果积相同的条件下，球形的表面积最小

典型现象球形液滴、肥皂泡、涟波、毛细现象、浸润和不浸润

(2)液体的浸润和不浸润

①附着层内液体分子间距比液体内部小，表现为浸润；

②附着层内液体分子间距比液体内部大，表现为不浸润。

(3)毛细现象：指浸润液体在细管中上升的现象，以及不浸润液体在细管中下降的现象；毛细管越细,

毛细现象越明显。

3.液晶的特点

(1)具有液体的流动性。

(2)具有晶体的光学各向异性。

(3)从某个方向看其分子排列比较整齐，但从另一方向看，分子的排列是杂乱无章的。

20.(2022•北京海淀•模拟预测)下列四幅图所涉及的物理知识，论述正确的是()

B.图乙水胆可以在水面自由活动，说明它所受的浮力大于重力

C.图丙液晶显示器是利用液晶光学性质具有各向同性的特点制成的

D.图丁中的酱油与左边材料浸润，与右边材料不浸润

21.(2022•辽宁•大连市普兰店区高级中学模拟预测)如图所示四幅图分别对应四种说法，其中正确的

是()

A.甲图中微粒运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动

B.乙图中食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的

C.丙图中小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用

D.丁图中洁净的玻璃板接触水面，要使玻璃板离开水面，拉力必须大于玻璃板的重力，其原因是水分子和

玻璃分子之间存在表面张力

22.（2022•江苏南京•模拟预测）2022年3月23日，“天宫课堂”第二课开讲，“太空教师”翟志刚、

王亚平、叶光富在中国空间站再次为广大青少年带来一堂精彩的太空科普课，其中有一个实验是王亚平在

太空拧毛巾，拧出的水形成一层水膜，附着在手上，像手套一样，晃动也不会掉•形成这种现象的原因，

下列说法正确的是（）

A.在空间站水滴不受重力

B.水和手发生浸润现象，且重力影响