新高考物理人教版一輪復(fù)習(xí)學(xué)案 第1講 分子動理論內(nèi)能 (二)

第1講分子動理論內(nèi)能

知識點一分子動理論

1.物體是由大量分子組成的

(1)分子的大小

①分子的直徑(視為球模型)：數(shù)量級為m-,

②分子的質(zhì)量：數(shù)量級為10-26儂

(2)阿伏加徳羅常數(shù)

①1〃?。/的任何物質(zhì)都含有相同的粒子數(shù).通常可取NA=mol1；

②阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀物理量和微觀物理量的橋梁.

(3)熱運動

①分子的永不停息的運動叫做熱運動；

②特點：分子的無規(guī)則運動和溫度有關(guān)，溫度越高，分子運動越激烈.

2.分子永不停息地做無規(guī)則運動

(1)擴散現(xiàn)象

①定義：物質(zhì)能夠彼此進入對方的現(xiàn)象；

②實質(zhì)：擴散現(xiàn)象并不是外界作用引起的，也不是化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，而是由分子的無規(guī)

則運動產(chǎn)生的物質(zhì)遷移現(xiàn)象，溫度，擴散現(xiàn)象越明顯.

(2)布朗運動

①定義：懸浮在液體中的的永不停息的無規(guī)則運動；

②實質(zhì)：布朗運動反映了的無規(guī)則運動；

③特點：

a.永不停息、運動.

b.顆粒越小，運動越.

c.溫度越高，運動越.

(3)熱運動：分子永不停息的叫作熱運動.分子的無規(guī)則運動和溫度有關(guān)，

溫度越高，分子無規(guī)則運動.

3.分子間的相互作用力

(1)分子間同時存在相互作用的和.實際表現(xiàn)出的分子力是和

________的合力.

(2)引力和斥力都隨分子間距離的減小而；隨分子間距離的增大而；

斥力比引力變化快.

(3)分子力F與分子間距離r的關(guān)系(ro的數(shù)量級為10^'°w).

距離分子力FF-r圖像

F

r=r0F引____F斥F=0

r<roF引____F斥F為斥力排L

r>roF引____F斥F為引力斥

力

。\.----

吸

r>lOroF引=尸斥=0F=0引

力

z

知識點二溫度、內(nèi)能

1.溫度：兩個系統(tǒng)處于時，它們必定具有某個共同的熱學(xué)性質(zhì)，把表征這一“共

同熱學(xué)性質(zhì)”的物理量叫作溫度.一切達到熱平衡狀態(tài)的系統(tǒng)都具有相同的溫度.溫度標(biāo)志

物體內(nèi)部大量分子做無規(guī)則運動的

2.攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)

單位規(guī)定關(guān)系

在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，冰的熔

攝氏溫標(biāo)

℃點是_____,水的_______

(t)T=l+273.15K

是100℃

/T=/t

熱力學(xué)溫標(biāo)

K零下________即為0K

(T)

3.物體的內(nèi)能

(1)分子的平均動能：物體內(nèi)所有分子動能的平均值.是分子平均動能的標(biāo)志，

物體溫度升高時，分子熱運動的增大.

(2)分子勢能：與有關(guān).分子勢能的大小隨分子間距離的變化曲線如圖所示

(規(guī)定分子間距離無窮遠(yuǎn)時分子勢能為零).

(3)物體的內(nèi)能：物體中所有分子的熱運動與的總和.物體的內(nèi)能跟物

體的、及物體的都有關(guān)系.

?思考辨析

(1)布朗運動是液體分子的無規(guī)則運動.()

(2)溫度越高，則布朗運動越激烈.()

(3)分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而增大.()

(4)分子動能指的是由于分子定向移動具有的能.()

(5)當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時，分子勢能隨分子間距離的增大而增大.()

(6)內(nèi)能相同時，物體的分子平均動能一定相同.()

(7)做功可以改變系統(tǒng)的內(nèi)能，但是單純地對系統(tǒng)傳熱不能改變系統(tǒng)的內(nèi)能.()

(8)不計分子之間的分子勢能，質(zhì)量和溫度相同的氫氣和氧氣具有相同的內(nèi)能.()

(9)lgl00℃水的內(nèi)能小于IglOOC水蒸氣的內(nèi)能.()

教材改編

［人教版選修3-3P7T2改編］以下關(guān)于布朗運動的說法正確的是()

A.布朗運動就是分子的無規(guī)則運動

B.布朗運動證明，組成固體小顆粒的分子在做無規(guī)則運動

C.一鍋水中撒一點胡椒粉，加熱時發(fā)現(xiàn)水中的胡椒粉在翻滾，這說明溫度越高布朗運動

越激烈

D.在顯微鏡下可以觀察到煤油中小粒灰塵的布朗運動，這說明煤油分子在做無規(guī)則運動

考點一阿伏加德羅常數(shù)的應(yīng)用自主演練

1.宏觀量與微觀量的關(guān)系

(1)微觀量：分子體積V。、分子直徑d、分子質(zhì)量m0.

(2)宏觀量：物體的體積V、摩爾體積V,”、物體的質(zhì)量m、摩爾質(zhì)量M、物體的密度p.

(3)關(guān)系

①分子的質(zhì)量：m()=K=讐.

NANA

②分子的體積：Vo=￥=1-.

NAPNA

③物體所含的分子數(shù)：N=3NA=MNA或N=^N產(chǎn)詈Na

VmpVmMM

2.兩種模型

(1)球體分子模型直徑為d=欄.

(2)立方體分子模型邊長為d=匹.

［多維練透］

1.(多選)若以V表示在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的摩爾體積，p表示在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的密

度，M表示水的摩爾質(zhì)量，Mo表示一個水分子的質(zhì)量；Vo表示一個水分子的體積，N.表示

阿伏加德羅常數(shù)，則下列關(guān)系式中正確的是0

A.V=-B.V=—

PoNA

2.(多選)已知阿伏加德羅常數(shù)為N4(mo/r),某物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為MGtg/m。/).該物質(zhì)的

密度為p(Ag/m3),則下列敘述中正確的是()

A.1依該物質(zhì)所含的分子個數(shù)是pN.

員1依該物質(zhì)所含的分子個數(shù)是《心

C.該物質(zhì)I個分子的質(zhì)量是系

D.該物質(zhì)1個分子占有的空間是亠

PNA

3.［2021?廣東廣州聯(lián)考］某氣體的摩爾體積和摩爾質(zhì)量分別為V和M,密度為p,每個分

子的質(zhì)量和體積分別為m和Vo,阿伏加德羅常數(shù)為NA，則以下關(guān)系正確的是()

A.摩爾質(zhì)量為M=--

B.摩爾體積為V=M

p

C.分子體積為Vo=2

D.阿伏加德羅常數(shù)為

VopV0

考點二布朗運動與分子熱運動自主演練

1.理解布朗運動的“三個什么”.

⑴是什么？

布朗運動是懸浮的固體微粒的無規(guī)則運動，不是固體微粒分子的運動，也不是液體分子

的運動.

(2)為什么？

布朗運動是由于液體分子從各個方向?qū)腋∥⒘Ｗ矒糇饔玫牟黄胶庖鸬模⒘Ｔ叫?

溫度越高，布朗運動越劇烈.

(3)說明什么？

布朗運動說明液體分子做無規(guī)則運動.

2.布朗運動與分子熱運動

布朗運動分子熱運動

活動主體固體小顆粒分子

是分子的運動，分子不論大小都做熱

是固體小顆粒的運動，能通過光學(xué)顯

區(qū)別運動，熱運動不能通過光學(xué)顯微鏡直

微鏡直接觀察到

接觀察到

都是永不停息的無規(guī)則運動，都隨溫度的升高而變得更加劇烈，都是肉眼

共同點

所不能看見的

布朗運動是固體小顆粒受到周圍做熱運動的分子撞擊作用不平衡而引起

聯(lián)系

的，它是分子做無規(guī)則運動的反映

［多維練透］

4.［2021.山東濰坊一中一模］下列說法正確的是0

A.布朗運動雖不是分子運動，但它證明了組成固體顆粒的分子在做無規(guī)則運動

B.液體表面層內(nèi)分子間距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，分子間作用力表現(xiàn)為引力

C.擴散現(xiàn)象可以在液體、氣體中進行，不能在固體中發(fā)生

D隨著分子間距增大，分子間引力和斥力均減小，分子勢能一定減小

5"2021?北京西城區(qū)一模］(多選)自2020年初開始，我國發(fā)生了新冠肺炎疫情.面對疫情，

中華兒女眾志成城，科學(xué)戰(zhàn)“疫”，現(xiàn)在疫情已經(jīng)得到了有效控制.2020年3月3日，國家衛(wèi)

健委、國家中醫(yī)藥管理局印發(fā)《關(guān)于印發(fā)新型冠狀病毒肺炎診療方案(試行第七版)的通知》，

指出新型冠狀病毒的傳播途徑：經(jīng)呼吸道飛沫和密切接觸傳播是主要的傳播途徑，在相對封

閉的環(huán)境中長時間暴露于高濃度氣溶膠情況下存在經(jīng)氣溶膠傳播的可能.氣溶膠粒子是懸浮

在大氣中的微小顆粒，如云、霧、細(xì)菌、塵埃、煙塵等.氣溶膠中的粒子具有很多動力學(xué)性

質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)，比如布朗運動，光的反射、散射等.關(guān)于封閉環(huán)境中的氣溶膠粒子，下列說

法正確的是()

A.在空氣中會緩慢下沉到地面

A在空氣中會緩慢上升到空中

C.在空氣中做無規(guī)則運動

D受到的空氣分子作用力的合力始終等于其所受到的重力

［方法技巧］布朗運動的特點

布朗運動是肉眼看不見的顆粒在氣體或液體分子的撞擊下做的無規(guī)則運動，受力不平衡

的原因是其他分子對顆粒撞擊的不平衡性.

6.(多選)小張在顯微鏡下觀察水中懸浮的細(xì)微粉筆末的運動.從A點開始，他把粉筆末

每隔20s的位置記錄在坐標(biāo)紙上，依次得到B、C、D、…、J點，把這些點連線形成如圖所示

折線圖，則關(guān)于該粉筆末的運動，下列說法正確的是()

A.該折線圖是粉筆末的運動軌跡

B.粉筆末的無規(guī)則運動反映了水分子的無規(guī)則運動

C.經(jīng)過B點后10s,粉筆末應(yīng)該在BC的中點處

。.粉筆末由B到C的平均速度小于C到D的平均速度

考點三分子動能、分子勢能和內(nèi)能師生共研

題型1|分子力、分子勢能與分子間距離的關(guān)系

分子力F分子勢能場

E,

圖像

F隨r增大而減小，表現(xiàn)為斥

r<ror增大,F做正功，E?減小

力

隨分子間距

r增大，F(xiàn)先增大后減小，表

離的變化情r>ror增大,F做負(fù)功，Ep增大

現(xiàn)為引力

況

r=roF弓i=F斥,F=0E。最小，但不為零

r>lOro引力和斥力都很微弱，F(xiàn)=0%=0

例1[2021.重慶巴蜀中學(xué)月考I如圖所示，甲分子固定在坐丿示原點0,乙分子位于X軸上，

甲分子對乙分子的作用力與兩分子間距離的關(guān)系如圖中曲線所示.F>0表示斥力，F(xiàn)<0表示引

力,A、B、C、D為x軸上四個特定的位置，現(xiàn)把乙分子從A處由靜止釋放，下列選項中的

圖像分別表示乙分子的速度、加速度、勢能、動能與兩分子間距離的關(guān)系，其中大致正確的

是()

題型2|物體的內(nèi)能

1.分析物體內(nèi)能問題的四點提醒

(1)內(nèi)能是對物體的大量分子而言的，不存在某個分子內(nèi)能的說法.

(2)內(nèi)能的大小與溫度、體積、分子數(shù)和物態(tài)等因素有關(guān).

(3)通過做功或熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能.

(4)溫度是分子平均動能的標(biāo)志，相同溫度的任何物體，分子的平均動能相同.

2.物體的內(nèi)能與機械能的比較

內(nèi)能機械能

物體中所有分子熱運動的動能與分子物體的動能、重力勢能和彈性勢能的

定義

勢能的總和統(tǒng)稱

決定與物體的溫度、體積、物態(tài)和分子數(shù)跟宏觀運動狀態(tài)、參考系和零勢能點

因素有關(guān)的選取有關(guān)

量值任何物體都有內(nèi)能可以為零

測量無法測量可測量

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

運動

熱運動機械運動

形式

聯(lián)系在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化，能的總量守恒

例2[2021.陜西省寶雞市質(zhì)檢](多選)關(guān)于物體的內(nèi)能，下列說法正確的是()

A.相同質(zhì)量的兩種物質(zhì)，升高相同的溫度，內(nèi)能的增加量一定相同

B.物體的內(nèi)能改變時溫度不一定改變

C.內(nèi)能與物體的溫度有關(guān)，所以0℃的物體內(nèi)能為零

D.分子數(shù)和溫度相同的物體不一定具有相同的內(nèi)能

練1[2021?惠州模擬](多選)下列說法中正確的是()

A.物體自由下落時速度增大，所以物體內(nèi)能也增大

B.物體的機械能為零時內(nèi)能也為零

C.物體的體積減小溫度不變時，物體內(nèi)能不一定減小

D.質(zhì)量、溫度、體積都相等的物體的內(nèi)能不一定相等

練2(多選)關(guān)于氣體的內(nèi)能，下列說法正確的是()

A.質(zhì)量和溫度都相同的氣體，內(nèi)能一定相同

B.氣體溫度不變，整體運動速度越大，其內(nèi)能越大

C.氣體被壓縮時，內(nèi)能可能不變

D.一定量的某種理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)

練3將一個分子P固定在O點，另一個分子Q從圖中的A點由靜止釋放，兩分子之間的

作用力與間距關(guān)系的圖像如圖所示，則下列說法正確的是()

A.分子Q由A運動到C的過程中，先加速再減速

B.分子Q在C點時分子勢能最大

C.分子Q在C點時加速度最大

D.分子Q由A點釋放后運動到C點左側(cè)的過程中，加速度先增大后減小再增大

第1講分子動理論內(nèi)能

基礎(chǔ)落實

知識點一

1.(1)@1O-10(2)@6.O2X1023

(3)①無規(guī)則

2.(1)①不同②越高⑵①小顆粒②液體分子③無規(guī)則明顯激烈⑶無規(guī)則運動越劇烈

3.(1)引力斥力引力斥力(2)增大減小(3)=<>

知識點二

1.熱平衡劇烈程度

2.0℃沸點273.15℃

3.(1)溫度平均動能(2)分子間的距離(3)動能分子勢能溫度體積分子數(shù)

思考辨析

(1)義(2)J(3)X(4)X(5)V(6)X(7)X(8)X⑼J

教材改編

答案：D

考點突破

1.解析：將水蒸氣看作立方體模型，則丫=也，選項A正確；但由于水蒸氣分子間距遠(yuǎn)

P

大于分子直徑，則m選項B錯誤;Imol水蒸氣的質(zhì)量等于水分子的質(zhì)量與阿伏加德羅

常數(shù)必的乘積，選項C正確；由于摩爾體積V遠(yuǎn)大于則選項D錯誤.

vNAV0

答案：AC

2.解析：1kg該物質(zhì)的物質(zhì)的量為1，所含分子數(shù)目為："=NA*=*故A錯誤，B正

確；每個分子的質(zhì)量為：価胃胃，故C錯誤；每個分子所占體積為：y,最故D

正確.

答案：BD

3.解析：本題考查阿伏加德羅常數(shù)的應(yīng)用.摩爾質(zhì)量為M=〃?NA,選項A錯誤；表達式

丫=駟中分子表示摩爾質(zhì)量，分母是氣體的密度，二者的比值等于摩爾體積，選項B正確；

P

表達式計算出來的是一個氣體分子運動占據(jù)的空間，比單個氣體分子的體積要大，選

項C錯誤；因為氣體分子間距比較大，阿伏加德羅常數(shù)不等于摩爾體積與單個氣體分子的體

積之比，選項D錯誤.

答案：B

4.解析：本題考查分子動理論的應(yīng)用.布朗運動是懸浮在液體中的固體顆粒的運動，是

液體分子無規(guī)則熱運動的反映，不能說明組成固體顆粒的分子在做無規(guī)則運動，選項A錯誤；

液體表面層分子較為稀疏，分子間距離大于平衡時的距離八），因此分子間作用力表現(xiàn)為引力，

液體表面有收縮趨勢，選項B正確；擴散現(xiàn)象可以在液體、氣體中進行，也能在固體中發(fā)生，

選項C錯誤；分子間距離為平衡時的距離”時，分子間作用力為零，當(dāng)分子間距離r大于，°

時，分子間作用力表現(xiàn)為引力，此時隨著分子間距/?的增大分子間作用力做負(fù)功，分子勢能

穌增大，所以當(dāng)分子間距增大時，分子勢能不一定減小，選項D錯誤.

答案：B

5.解析：本題考查布朗運動的特點.因為氣溶膠粒子是懸浮在大氣中的微小顆粒，所以

受到空氣分子作用力的合力等于其所受到的重力，又因為是微小顆粒，由于氣體分子對它撞

擊的不平衡性，造成氣溶膠粒子在空氣中要做無規(guī)則的布朗運動，故氣溶膠粒子既不會在空

氣中緩慢下沉，也不會在空氣中緩慢上升，選項A、B錯誤，C、D正確.

答案：CD

6.解析：折線圖是每隔20s記錄的粉筆末的位置的連線圖，并非粉筆末的運動軌跡，A

項錯誤.粉筆末的無規(guī)則運動反映了水分子的無規(guī)則運動，B項正確.由于布朗運動的無規(guī)則

性，我們不能確定經(jīng)過8點后10s時粉筆末的具體位置，C項錯誤.由因為

tBC=，CD,所以D項正確.

答案：BD

例1解析：本題考查分子間作用力做功與分子能量變化的關(guān)系.剛過C點時乙分子的運

動方向不會發(fā)生變化，選項A錯誤；加速度與合力的大小成正比，方向與合力相同，在C點，

乙分子的加速度等于零，選項B正確；乙分子從A處由靜止釋放，分子力先是引力后是斥力，

分子力先做正功，后做負(fù)功，則分子勢能先減小后增大，在C點，分子勢能最小，從C項圖

中可知，在A點靜止釋放乙分子時，分子勢能為負(fù)，而初動能為零，乙分子的總能量為負(fù)，

在以后的運動過程中乙分子的總能量不可能為正，而動能不可能小于零，則分子勢能不可能

大于零，所以C項圖中不可能出現(xiàn)橫軸上方那一部分，選項C錯誤；分子動能不可能為負(fù)值，

選項D錯誤.

答