2025高考物理总复习分子动理论　内能

第1讲分子动理论内能高考总复习2025课程标准1.了解分子动理论的基本观点及相关的实验证据。通过实验,了解扩散现象。观察并能解释布朗运动。2.了解分子运动速率的统计分布规律,知道分子运动速率分布图像的物理意义。3.了解固体的微观结构。知道晶体和非晶体的特点。能列举生活中的晶体和非晶体。通过实例,了解液晶的主要性质及其在显示技术中的应用。4.了解材料科学的有关知识及应用,体会它们的发展对人类生活和社会发展的影响。5.观察液体的表面张力现象。了解表面张力产生的原因。知道毛细现象。6.通过实验,了解气体实验定律,知道理想气体模型,能用分子动理论和统计观点解释气体压强和气体实验定律。7.知道热力学第一定律。通过有关史实,了解热力学第一定律和能量守恒定律的发现过程,体会科学探索中的挫折和失败对科学发现的意义。8.理解能量守恒定律,能用能量守恒的观点解释自然现象。体会能量守恒定律是最基本、最普遍的自然规律之一。通过自然界中宏观过程的方向性,了解热力学第二定律核心素养试题情境生活实践类高压锅、气压计、湿度计、海浪发电机、蛟龙号深海探测器、喷雾器、火罐、拔罐等学习探索类分子动理论、固体和液体的性质、气体实验定律、热力学定律、油膜法测分子直径实验、探究等温情况下一定气体压强与体积的关系考点一分子动理论强基础•固本增分一、分子动理论的基本观点和实验依据、阿伏加德罗常数

6.02×1023小颗粒

0引力斥力二、分子运动速率分布规律1.气体分子运动的特点:气体分子间距较

,分子力可以忽略,因此可以认为气体分子间除碰撞外不受其他力的作用,故气体能充满

。

2.气体的压强(1)产生原因:由于大量分子无规则地运动而碰撞器壁,形成对器壁各处均匀、持续的作用力。(2)决定因素:气体分子的

和

。

大整个空间平均速率数密度×√××提示

原因是液体分子对小炭粒的不平衡撞击。

研考点•精准突破1.分子模型

2.宏观量、微观量以及它们之间的关系的理解

3.微观量估算的三点注意(1)微观量的估算应利用阿伏加德罗常数的桥梁作用,依据分子数N与摩尔数n之间的关系N=n·NA,并结合密度公式进行分析计算。(2)注意建立立方体分子模型或球体分子模型,通常把固体、液体分子模拟为球形或立方体形,气体分子所占据的空间可模拟为立方体模型。(3)对液体、固体物质可忽略分子之间的间隙;对气体物质,分子之间的距离远大于分子的大小,气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数的比值不等于气体分子的体积,仅表示一个气体分子平均占据的空间大小。4.扩散现象、布朗运动与热运动的比较

现象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激烈联系扩散现象、布朗运动都反映了分子做无规则的热运动5.气体的分子动理论(1)气体分子间的作用力:气体分子之间的距离远大于分子直径,气体分子之间的作用力十分微弱,可以忽略不计,气体分子间除碰撞外无相互作用力。(2)气体分子的速率分布:表现出“中间多,两头少”的统计分布规律。(3)气体分子的运动方向:气体分子的运动是杂乱无章的,但向各个方向运动的机会均等。(4)气体分子的运动与温度的关系:温度一定时,某种气体分子的速率分布是确定的,速率的平均值也是确定的,温度升高,气体分子的平均速率增大,但不是每个分子的速率都增大。考向一

微观量的估算典题1

科学家可以运用无规则运动的规律来研究生物蛋白分子。资料显示,某种蛋白的摩尔质量为66kg/mol,其分子可视为半径为3×10-9m的球,已知阿伏加德罗常数为6.0×1023mol-1。请估算该蛋白的密度。(计算结果保留一位有效数字)答案

1×103kg/m3思维点拨

根据分子模型,先计算一个分子的体积,再计算摩尔体积,根据密度公式可计算结果(注意有效数字)。考向二

布朗运动与分子热运动典题2(2024福建南平模拟)福建南平茶文化久负盛名,“风过武夷茶香远”“最是茶香沁人心”。人们在泡大红袍茶时茶香四溢,下列说法正确的是(

)A.茶香四溢是扩散现象,说明分子间存在着相互作用力B.茶香四溢是扩散现象,泡茶的水温度越高,分子热运动越剧烈,茶香越浓C.茶香四溢是布朗运动现象,说明分子间存在着相互作用力D.茶香四溢是布朗运动现象,说明分子在永不停息地做无规则运动B解析

茶香四溢是扩散现象,故C、D错误;茶香四溢是因为茶水的香味分子不停地做无规则的运动,扩散到空气中,故A错误;物体温度越高,分子的无规则运动越剧烈,所以茶水温度越高,分子的热运动越剧烈,茶香越浓,故B正确。考向三

分子力的理解典题3(2023北京统考一模)分子间的作用力F与分子间距离r的关系如图所示,r0为分子间的平衡位置。下列说法正确的是(

)A.当r=r0时,分子间的作用力最小B.当r=r1时,分子间的作用力最小C.分子间的作用力总是随分子间距离增大而减小D.分子间的作用力总是随分子间距离增大而增大A解析

r0为分子间的平衡位置,此位置分子斥力与引力等大反向,合力为0,即当r=r0时,分子间的作用力最小,A正确;当r=r1时,分子斥力小于引力,合力表现为引力,即分子间的作用力表现为引力,且为间距大于r0时的最大值,B错误;根据图像可知,当分子之间间距大于r0时,随分子间距离增大,分子间的作用力先增大后减小,C错误;根据图像可知,当分子之间间距小于r0和分子距离大于r1时,随分子间距离增大,分子间的作用力减小,D错误。考点二物体的内能强基础•固本增分内能1.分子的动能(1)分子动能是

所具有的动能。

(2)分子热运动的平均动能是所有分子热运动的动能的平均值,

是分子热运动的平均动能的标志。

(3)分子热运动的总动能是物体内所有分子热运动动能的

。

分子热运动温度总和2.分子的势能(1)由于分子间存在着引力和斥力,所以分子具有由它们的

决定的能,即分子势能。

(2)分子势能的影响因素微观上:分子势能的大小是由分子间的相对位置决定的;宏观上:分子势能与物体的

有关。

相对位置体积3.物体的内能(1)物体的内能等于物体中所有分子的热运动的

与分子

的总和。

(2)对于给定的物体,其内能大小与

和

有关。

(3)物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小

。

动能势能温度体积无关×√××√研考点•精准突破1.分子力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图线

项目分子间的相互作用力F分子势能Ep与分子间距的关系图像项目分子间的相互作用力F分子势能Ep随分子间距的变化情况r<r0F引和F斥都随距离的增大而减小,随距离的减小而增大,F引<F斥,F表现为斥力r增大,斥力做正功,分子势能减少r减小,斥力做负功,分子势能增加r>r0F引和F斥都随距离的增大而减小,随距离的减小而增大,F引>F斥,F表现为引力r增大,引力做负功,分子势能增加r减小,引力做正功,分子势能减少r=r0F引=F斥,F=0分子势能最小,但不为零r>10r0(10-9m)F引和F斥都已十分微弱,可以认为分子间没有相互作用力分子势能为零2.物体的内能与机械能的比较

项目内能机械能定义物体内所有分子的动能和势能的总和物体的动能及重力势能和弹性势能的总和决定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与物体宏观运动状态、参考系和零势能面选取有关,和物体内部分子运动情况无关量值任何物体都具有内能,恒不为零可以为零测量无法测量。其变化量可由做功和热传递来量度可以测量转化在一定条件下可相互转化考向一

分子力与分子势能典题4(2023海南卷)下列关于分子力和分子势能的说法正确的是(

)A.分子间距离大于r0时,分子间表现为斥力B.分子从无限远靠近到距离r0处过程中分子势能变大C.分子势能在r0处最小D.分子间距离小于r0且减小时,分子势能在减小C解析

分子间距离大于r0时,分子间表现为引力,分子从无限远靠近到距离r0处过程中,引力做正功,分子势能减小,则在r0处分子势能最小;继续减小距离,分子间表现为斥力,分子力做负功,分子势能增大。故选C。典题5(2021重庆卷)图甲和图乙中曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别描述了某物理量随分子之间的距离变化的规律,r0为平衡位置。现有如下物理量:①分子势能

②分子间引力

③分子间斥力

④分子间引力和斥力的合力,则曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的物理量分别是(

)A.①③②

B.②④③C.④①③

D.①④③D解析

根据分子处于平衡位置(即分子之间距离为r0)时分子势能最小可知,曲线Ⅰ为分子势能随分子之间距离r变化的图像;根据分子处于平衡位置(即分子之间距离为r0)时分子力为零,可知曲线Ⅱ为分子力随分子之间距离r变化的图像;根据分子之间斥力随分子之间距离的增大而减小,可知曲线Ⅲ为分子斥力随分子之间距离r变化的图像。D正确。考向二

物体的内能典题6(2023湖南衡阳模拟)下列关于分子动理论的说法,正确的是(

)A.布朗运动就是分子的运动B.物体的内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和C.物体的内能越多,温度一定越高D.扩散现象和布朗运动说明了分子在做永不停息的无规则运动D解析

布朗运动指悬浮在液体或气体中的微粒所做的永不停息的无规则运动,是固体微粒的运动,不是分子的运动,A错误;物体的内能是物体中所有分子热运动所具有的动能和分子势能的总和,B错误;物体的内能与物体的温度和体积有关,温度越高,只能表明物体分子的平均动能越大,不能说明物体内能越多,C错误;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,布朗运动指悬浮在液体或气体中的固体微粒所做的永不停息的无规则运动,扩散现象和布朗运动均说明了分子在做永不停息的无规则运动,D正确。典题7

关于物体的内能,下列说法正确的是(

)A.相同质量的两种物质,升高相同的温度,内能的增加量一定相同B.物体的内能改变时温度不一定改变C.内能与物体的温度有关,所以0℃的物体内能为