專(zhuān)題33分子動(dòng)理論內(nèi)能

1.掌握分子模型的構(gòu)建與分子直徑的估算方法，了解分子動(dòng)理論的基本觀點(diǎn).

2.了解擴(kuò)散現(xiàn)象并能解釋布朗運(yùn)動(dòng).

3.知道分了?力隨分子間距離變化的圖像.

4.了解物體內(nèi)能的決定因素.

於如識(shí)解讀

考點(diǎn)一微觀量估算的兩種〃模型〃

1.分子的大小

⑴分子的直徑(視為球模型)：數(shù)星級(jí)為

(2)分子的質(zhì)量：數(shù)量級(jí)為1026kg.

2.阿伏加德羅常數(shù)

(1)1mol的任何物質(zhì)都含有相同的粒子數(shù).通常可取NA=6.02x1(產(chǎn)moL；

(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.

：蠢方法總結(jié)

1.微觀量與宏觀量

(1)微觀量：分子質(zhì)量〃?()、分子體積均、分子直徑d等.

(2)宏觀最：物體的質(zhì)量/〃、摩爾質(zhì)顯M、物體的密度〃、物體的體積V、摩爾體積匕皿等.

2.分子的兩種模型

(1)球模型：%=5"，得直徑〃=＜管(常用于固體和液體).

(2)立方體模型：鈍=〃，得邊長(zhǎng)4=的(常用于氣體).

3.幾個(gè)重要關(guān)系

(1)一個(gè)分子的質(zhì)量：〃如=

(2)~?個(gè)分子的體積：％=骼以(注意：對(duì)于氣體，％表示一個(gè)氣體分子占有的空間).

/VA

(3)1mol物體的體積：Vmoi=“.

典例精析

【典例1】(2021?遼寧朝陽(yáng)?高三期末)關(guān)于分子動(dòng)理論，下列說(shuō)法正確的是()

B.物體間的獷散現(xiàn)象是分子永不停息做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的結(jié)果

C.氣體溫度越高，氣體的壓強(qiáng)越大

D.液體中的花粉顆粒不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，這反映花粉分子運(yùn)動(dòng)的無(wú)規(guī)則性

【答案】B

B.物體間的擴(kuò)散現(xiàn)象是分子永不停息做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的結(jié)果,B正確：

D.液體中的花粉顆粒不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，這反映液體分子運(yùn)動(dòng)的無(wú)規(guī)則性，D錯(cuò)誤。

故選B。

【答案】B

【解析】設(shè)空氣的摩爾質(zhì)量為M，在海底和岸上的密度分別為時(shí)和。岸，一次吸入空氣的體積為匕在海

底和在岸上分別吸入的空氣分子個(gè)數(shù)為〃期和〃岸

則有

多吸入的空氣分子個(gè)數(shù)為

數(shù)據(jù)得

故選B。

考點(diǎn)二布朗運(yùn)動(dòng)與分子熱運(yùn)動(dòng)

1.分子熱運(yùn)動(dòng)

分子做永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng).

2.擴(kuò)散現(xiàn)象

(1)才散現(xiàn)象是相互接觸的不同物質(zhì)彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象.

(2)?廣散現(xiàn)象就是分子的運(yùn)動(dòng)，發(fā)生在固體、液體、氣體任何兩種物質(zhì)之間.

(3)溫度越高，擴(kuò)散越快.

3.布朗運(yùn)動(dòng)

(1)布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體(或氣體)中的微粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng).

(2)布朗運(yùn)動(dòng)不是分子的運(yùn)動(dòng)，但它反映了液體(或氣體)分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng).

(3)微粒越小，溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯.

然典例精所

【典例3】(2022?江蘇省昆山中學(xué)模擬預(yù)測(cè))把墨汁用水稀釋后取出一滴放在高倍顯微鏡下觀察，可以看到

懸浮在液體中的小炭粒在不同時(shí)刻的位置，每隔一定時(shí)間把炭粒的位置記錄卜.來(lái)，最后按時(shí)間先后順序把

這些點(diǎn)進(jìn)行連線(xiàn)，得到如圖所示的圖像，對(duì)于這一現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的是（）

A.炭粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明碳分子運(yùn)動(dòng)也是無(wú)規(guī)則的

B.越小的炭粒，受到撞擊的分子越少，作用力越小，碳粒的不平衡性表現(xiàn)得越不明顯

C.觀察炭粒運(yùn)動(dòng)時(shí)，可能有水分子擴(kuò)散到載物片的玻璃中

D.將水的溫度降至零攝氏度，炭粒會(huì)停止運(yùn)動(dòng)

【答案】C

【解析】A.圖中的折線(xiàn)是每隔一定的時(shí)間炭粒的位置的連線(xiàn)，是由于水分子撞擊做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)而形成的,

說(shuō)明水分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，不能說(shuō)明碳分子運(yùn)動(dòng)也是無(wú)規(guī)則的，A錯(cuò)誤；

B.炭粒越小，在某一瞬間跟它相撞的水分子數(shù)越少，撞擊作用的不平衡性表現(xiàn)得越明顯，B錯(cuò)誤；

C.擴(kuò)散可發(fā)生在液體和固體之間，故觀察炭粒運(yùn)動(dòng)時(shí)，可能有水分子擴(kuò)散到載物片的玻璃中，C正確；

D.將水的溫度降低至零攝氏度，炭粒的運(yùn)動(dòng)會(huì)變慢，但不會(huì)停止，D錯(cuò)誤；

故選C。

【典例4】（2022?北京通州?模擬預(yù)測(cè)）下列說(shuō)法正確的是（）

A.水流速度越大，水分子的熱運(yùn)動(dòng)越劇烈

B.水凝結(jié)成冰后，水分子的熱運(yùn)動(dòng)停止

C.水的溫度越高，水分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能越大

D.水的溫度升高，每個(gè)水分子的運(yùn)動(dòng)速率都會(huì)增大

【答案】C

【解析】A.水流速度是機(jī)械運(yùn)動(dòng)速度，不能反映熱運(yùn)動(dòng)情況，A錯(cuò)誤；

B.分子在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤：

CD.水的溫度升高，水分子的平均動(dòng)能增大，并非每一個(gè)水分子的運(yùn)動(dòng)速率都增大，D錯(cuò)誤；C正確。

故選C。

考點(diǎn)三分子力和內(nèi)能

1.分子間的作用力

名典例精析

【典例5】（2022?全國(guó)?高三專(zhuān)題練習(xí)）如圖所示，設(shè)有一分子位于圖中的坐標(biāo)原點(diǎn)。處不動(dòng)，另一分子可

位于x軸上不同位置處，圖中縱坐標(biāo)表示這兩個(gè)分子間分子力的大小，則（）

A.分子在&左側(cè)受引力作用，在X。右側(cè)受斥力作用

B.分子在切左側(cè)的受力一定大于在X。右側(cè)的受力

C.分子在w處加速度為0,速度也為0

D.分子在xo右側(cè)由靜止釋放，向左運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中速度先增大后減小到0

【答案】D

【解析】AD.在助處辰0,即尤為平衡位置，則分子在xo左側(cè)受斥力作用，在X。右側(cè)受引力作用，所以

在M右側(cè)由靜止釋放分子，分子先向左加速后向左減速，直到切左側(cè)某處速度為0,A錯(cuò)誤，D正確；

B.由圖可知，分子在回左側(cè)的受力不一定大于在入。右側(cè)的受力，B錯(cuò)誤；

C.分子在油處受力為0,加速度為0,但速度不一定為0,C錯(cuò)誤。

故選D。

【典例6】（2022?江蘇鹽城?三模）一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化過(guò)程如圖所示，則氣體從人到8的過(guò)程中

（）

A.體枳逐漸增大B.內(nèi)能逐漸增大C.一定吸收熱量D.一定放出熱量

【答案】B

B.氣體從人到B的過(guò)程中溫度逐漸升高，內(nèi)能逐漸增大，故B正確;

故選Bo

一、單選題

1.（2022?上海市延安中學(xué)高三階段練習(xí)）質(zhì)量相等的氫氣和氧氣，溫度相同，不考慮分子間的勢(shì)能，則（)

A,氫氣的內(nèi)能較大B.氧氣的內(nèi)能較大

C.氫氣的分子平均動(dòng)能較大D.氧氣的分子平均動(dòng)能較大

【答案】A

【解析】質(zhì)量相等的氫氣和氧氣，溫度相同，分了?的平均動(dòng)能相同，而氫氣的分子數(shù)多，則氫氣的內(nèi)能較

大。

故選Ao

2.（2022?全國(guó)?高二專(zhuān)題練習(xí)）陸游在詩(shī)作《村居山.喜》中寫(xiě)到“花氣襲人知驟曖,鵲聲穿樹(shù)喜新晴，從物

理視角分析詩(shī)詞中“花氣襲人”的主要原因是（）

A.氣體分子之間存在著空隙B.氣體分子在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)

C.氣體分子之間存在著相互作用力D.氣體分子組成的系統(tǒng)具有分子勢(shì)能

【答案】B

【解析】從物理視角分析詩(shī)詞中“花氣襲人”的主要原因是氣體分子在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，故B正確，

ACD錯(cuò)誤。

故選Bo

3.（2022?遼寧?大連市普蘭店區(qū)高級(jí)中學(xué)模擬預(yù)測(cè)）如圖所示四幅圖分別對(duì)應(yīng)四種說(shuō)法，其中正確的是（）

乙

A.甲圖中微粒運(yùn)動(dòng)就是物質(zhì)分子的無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，即布朗運(yùn)動(dòng)

B.乙圖中食鹽晶體的物理性質(zhì)沿各個(gè)方向都是一樣的

C.丙圖中小草上的露珠呈球形的主要原因是液體表面張力的作用

D.丁圖中潔凈的玻璃板接觸水面，要使玻璃板離開(kāi)水面，拉力必須大于玻璃板的重力，其原因是水分子和

玻璃分子之間存在表面張力

【答案】C

【解析】A.甲圖中微粒的運(yùn)動(dòng)是布朗運(yùn)動(dòng)，它是物質(zhì)分子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的反映，故A錯(cuò)誤；

B.乙圖中食鹽晶體的物理性質(zhì)沿各個(gè)方向存在差異，即各向異性，故B錯(cuò)誤；

C.丙圖中小草上的露珠呈球形的主要原因是液體表面張力的作用，故C正確；

D.丁圖中潔凈的玻璃板接觸水面，要使玻璃板離開(kāi)水面，拉力必須大于玻璃板的重力，其原因是水分子和

玻璃分子之間存在引力，故D錯(cuò)誤。

故選C。

4.（2022?全國(guó)?高三課時(shí)練習(xí)）關(guān)于分子間相互作用力與分子間勢(shì)能，下列說(shuō)法正確的是（）

A.在兩分子間距離小于4的范圍內(nèi)，分子間總存在著相互作用力

B.分子間作用力為零時(shí)，分子間的勢(shì)能一定是零

C.當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為引力時(shí),分子間的距離越大，分子勢(shì)能越小

D,兩個(gè)分子間的距離變大的過(guò)程中，分子間作用力變化得越來(lái)越慢

【答案】A

【解析】A.在兩分子間距離小于辦的范圍內(nèi)，分子間總存在著相互作用力，A正確；

B.分子間作用力為零時(shí)，如果是分子間距離為“時(shí)，分子間的勢(shì)能最小，但不為零，B錯(cuò)誤；

C.當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為引力時(shí)，隨分子間距離的增大，需克服分子力做功，分子勢(shì)能將增大，C錯(cuò)誤;

D.兩個(gè)分子間的距離從很近逐漸變大的過(guò)程中，分子間的作用力從斥力逐漸減小到零，再變成引力逐漸增

大到某一最大值，最后乂逐漸減小到零，可知分子間相互作用力變化得快慢較復(fù)雜，并不是越來(lái)越慢，D

錯(cuò)誤。

故選A。

5.（2022?全國(guó)?高三專(zhuān)題練習(xí)）下列說(shuō)法正確的是（）

A.鐵塊熔化成鐵水的過(guò)程中，溫度不變，內(nèi)能也不變

B.物體運(yùn)動(dòng)的速度增大，則物體中分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增大，物體的內(nèi)能增大

C.A、B兩物體的質(zhì)量和溫度相同時(shí)，它們的內(nèi)能一定相同

D.A、B兩物體的溫度相同時(shí)，A、B兩物體的內(nèi)能可能不同，分子的平均速率也可能不同

【答案】D

【解析】A.鐵塊熔化成鐵水的過(guò)程中，溫度不變，分子平均動(dòng)能不變，體積變化，分子勢(shì)能改變，故內(nèi)能

改變，A錯(cuò)誤；

B.物體中分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能大小只與物體的溫度有關(guān)，物體的內(nèi)能是物體中所有分子的熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能

與分子勢(shì)能的總和，物體運(yùn)動(dòng)的速度增大，則物體的動(dòng)能增大，但物體的溫度不一定升高，物體的內(nèi)能不

一定增大，B錯(cuò)誤；

CD.A、B兩物體的溫度相同，則它們的分子平均動(dòng)能一定相同，但若分子質(zhì)量不同，則分子的平均速率

不同，而物體的內(nèi)能除與溫度有關(guān)外，還與體積和物質(zhì)的量有關(guān)，則內(nèi)能不一定相同，C錯(cuò)誤，D正確。

故選D。

6.（2022?福建?漳州立人學(xué)校模擬預(yù)測(cè)）關(guān)于分子動(dòng)理論及理想氣體，下列說(shuō)法正確的是（）

A.由圖甲可知，狀態(tài)①的溫度比狀態(tài)②的溫度低

B.由圖乙可知，氣體在狀態(tài)A的溫度大于狀態(tài)8的溫度

C.由圖丙可知，當(dāng)分子間的距離從m逐漸增大時(shí)，分子間的作用力一直減小

D.由圖丁可知，當(dāng)分子間的距離由。增加到n的過(guò)程中，分子力做正功

【答案】D

【解析】A.溫度越高，分子的平均動(dòng)能越大，分子的平均速率也越大，圖甲中狀態(tài)①的溫度比狀態(tài)②的溫

度高，故A錯(cuò)誤；

B.由圖乙可知狀態(tài)A與狀態(tài)B滿(mǎn)足

pAVA=pBVB

則狀態(tài)A與狀態(tài)B溫度相同，故B錯(cuò)誤；

C.由圖丙可知，當(dāng)分子間的距離止卬時(shí)，分子力表現(xiàn)為引力，分子間的作用力先增大后減小，故C錯(cuò)誤；

D.由圖丁可知，當(dāng)分子間的距離/?由。增加到門(mén)的過(guò)程中，分子勢(shì)能一直在減小，故分子力做正功，故D

正確,

故選D.

7.（2022?上海市市西中學(xué)二模）某種油劑的密度為8xlO2kg/m3,取這種油劑0.8g滴在平靜的水面上，最終

可能形成的油膜最大面積約為（）

A.IO-,om2B.IO4!!!2C.107m2D.1010m2

【答案】B

【解析】由質(zhì)量與體積公式得

故選Bo

8.（2022.福建.模擬預(yù)測(cè)）一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開(kāi)始，經(jīng)歷三個(gè)過(guò)程ab、be、ca回到原狀態(tài)，其壓

強(qiáng)p與溫度，的關(guān)系圖像如圖所示，下列判斷正確的是（）

A.氣體在a狀態(tài)時(shí)的體枳小于在b狀態(tài)時(shí)的體積

B.氣體在狀態(tài)a時(shí)的內(nèi)能大于它在狀態(tài)b時(shí)的內(nèi)能

C.氣體在過(guò)程ab中一定吸收熱量

D.氣體在過(guò)程ca中向外界放出的熱量小于外界對(duì)氣體做的功

【答案】C

t解析】A.由圖燈知,若橫軸用熱力學(xué)溫標(biāo),則過(guò)程ah對(duì)應(yīng)的圖像過(guò)原點(diǎn).即生為定值，根據(jù)查理定

律可知ab為等容過(guò)程，所以氣體在a、b兩狀態(tài)的體積相等，故A錯(cuò)誤；

B.氣體在狀態(tài)a時(shí)的溫度低于它在狀態(tài)b時(shí)的溫度，所以氣體在狀態(tài)a時(shí)的內(nèi)能小于它在狀態(tài)b時(shí)的內(nèi)能，

故B錯(cuò)誤：

D.ca為等壓過(guò)程，氣體溫度降低，內(nèi)能減小，根據(jù)蓋一呂薩克定律可知?dú)怏w體積減小，外界對(duì)氣體做功,

根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知?dú)怏w在過(guò)程ca中向外界放出的熱量大于外界對(duì)氣體做的功，故D錯(cuò)誤。

故選C

9.（2022?江蘇南京?模擬預(yù)測(cè)）“天宮課堂”中，王亞平將分別擠芍水球的兩塊板慢慢靠近，直到兩個(gè)水球融

合在一起，再把兩板慢慢拉開(kāi)，水在兩塊板間形成了一座“水橋如圖甲所示，為我們展示了微重力環(huán)境下

液體表面張力的特性。“水橋”表面與空氣接觸的薄層叫表面層，已知分子間作用力/和分子間距，?的關(guān)系如

圖乙。下列說(shuō)法正確的是（）

F

甲乙

A.能總體反映該表面層里的水分子之間相互作用的是B位置

B.“水橋”表面層中兩水分子間的分子勢(shì)能與其內(nèi)部水相比偏小

C.“水橋”表面層中水分子距離與莫內(nèi)部水分子相比偏小

D.王亞平放開(kāi)雙手兩板吸引到起，該過(guò)程分子力做正功

【答案】D

【解析】AC.在液體內(nèi)部，分子間的距離在m左右，分子力約為零，而在表面層，分子比較稀疏，分子間

的距離大于小因此分子間的作用表現(xiàn)為相互吸引，從而使液體表面繃緊，所以能總體反映該表面層里的

水分子之間相互作用的是C位置，故AC錯(cuò)誤；

B.分子間距離從大于坨減小到小左右的過(guò)程中，分子力表現(xiàn)為引力，做正功，則分子勢(shì)能減小，所以“水

橋”表面層中水分子距離與其內(nèi)部水分子相比偏大，故B錯(cuò)誤；

D.王亞平放開(kāi)雙手，“水橋”在表面張力作用下收縮，而“水橋”與玻璃板接觸面的水分子對(duì)玻璃板有吸引力

作用，在兩玻璃板靠近過(guò)程中分子力做正功，故D正確。

故選D。

10.（2022?天津?模擬預(yù)測(cè)）如圖是某種氣體在溫度分別為。和乃時(shí)的分子速率分布圖像，以下選項(xiàng)中錯(cuò)誤

的是（）

A.兩條圖線(xiàn)的溫度關(guān)系為7X乃

B.溫度升高時(shí)，氣體分子中速率大的分子所占的比例會(huì)增加

C.溫度升高時(shí)，所有氣體分子的速率都變大

D.從圖中我們可以直觀地體會(huì)到溫度越高，分子的熱運(yùn)動(dòng)越劇烈

【答案】C

BC.溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，是大量分子運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，溫度升高時(shí)，氣體分子中速率大的分子所

占的比例會(huì)增加，但不是每一個(gè)分子的速率都增大，B不符合題意，C符合題意。

故選C。

二、填空題

11.（2022?上海浦東新?模擬預(yù)測(cè)）疫情期間，醫(yī)院將氧氣瓶由寒冷的室外搬到溫暖的室內(nèi)并放置一段時(shí)間。

不”氧氣瓶體積的變化，與室外相比，該瓶?jī)?nèi)氧氣的內(nèi)能（選填“變大”、"變小''或“不變”），氧

氣分子在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)瓶壁單位面積的撞擊次數(shù)（選填“增多”、“減少”或“不變

【答案】變大增多

【脩析】［1］由于氧氣體積不變，所以分子勢(shì)能不變，而氧氣溫度升高，所以分子平均動(dòng)能增大，則氧氣的

內(nèi)能變大。

⑵氧氣的分子數(shù)密度不變，而分子平均速率增大，所以氧氣分子在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)瓶壁單位面積的撞擊次數(shù)

增多。

12.（2022?河北?石家莊二中模擬預(yù)測(cè)）宇航員王亞萍太空授課呈現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)水球，這是由于水的表面張力引

起的。如圖所示，A位置固定一個(gè)水分子甲，若水分子乙放在C位置，其所受分子力為零，則將水分子乙

放在如圖______（選填"AC之間''或"C之間”），其分子力與水球表面層分子有相同的作用效果。若空間兩

個(gè)分子間距從無(wú)限遠(yuǎn)逐漸變小，直到小于小，則分子勢(shì)能變化的趨勢(shì)是（選填“一直減少”“一直增

大皿先減小再增大''或"先增大再減小”）。

【答案】8C之間先減小再增大

【解析】［1］分子間作用力表現(xiàn)為較近時(shí)為斥力，較遠(yuǎn)時(shí)為引力，因此水分子放在8C之間；

⑵從無(wú)限遠(yuǎn)逐漸變小時(shí)，先為引力做正功，后為斥力做負(fù)功，因此分子勢(shì)能先減小后增大。

【解析】口］［2］每個(gè)氫分子的質(zhì)量為

20℃時(shí)體積為1n?的氫氣中所含分子數(shù)約為

【解析】［1］當(dāng)乙分子向甲分子靠近時(shí).，甲、乙間距離減小，分子間的分子斥力和分子引力都在增大，可知

乙分子所受甲分子的引力一直增大；

［2］乙分子從6%到男的過(guò)程中，甲、乙兩分子間作用力表現(xiàn)為引力，分子力做正功，分子勢(shì)能減小，從“繼

續(xù)靠近甲分子的過(guò)程中，甲、乙兩分子間作用力表現(xiàn)為斥力，分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增大，故乙分子的

分子勢(shì)能先減小后增大：

三、解答題

【答案】lx］2個(gè)

【解析】水的質(zhì)量為：2.2kg=2.2xl03g,根據(jù)摩爾數(shù)可知

水分子數(shù)目為

N=〃，NA

聯(lián)力解得

代人數(shù)據(jù)解得

27.3乂1。25個(gè)

16.（2021.全國(guó)?高三課時(shí)練習(xí)）根據(jù)內(nèi)能的定義，分別比較下列三組中各系統(tǒng)內(nèi)能的大小，并說(shuō)明道理。

17.（2021?全國(guó)?而三專(zhuān)題練習(xí)）（I）1mol的物質(zhì)內(nèi)含有多少個(gè)分子？用什么表示？

（2）若某種物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為摩爾體積為修/，則一個(gè)分子的質(zhì)量為多大？假設(shè)分子緊密排列，一個(gè)

分子的體積為多大？（已知阿伏加德羅常數(shù)為M）

（3）匕川（均為一個(gè)分子的體積，匕w為摩爾體積），對(duì)于任何固體、液體、氣體都成立嗎？

【答案】（1）6.02x1023個(gè)，岫；（2）『，舞（3）匕