高考物理【一轮复习】讲义练习第1讲　分子动理论　内能

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学习目标 1.知道阿伏加德罗常数，会进行微观物理量的计算。 2.理解扩散现象、布朗运动、热运动。 3.知道分子力、分子势能与分子间距离的关系，理解物体的内能的概念。
1.
2.
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1.思考判断
(1)布朗运动是固体小颗粒中固体分子的运动。(×)
(2)分子间同时存在引力与斥力，分子力是二者合力的表现。(√)
(3)温度、分子动能、分子势能或内能只对大量分子才有意义。(√)
(4)任何物体都有内能。(√)
(5)当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大。(√)
(6)内能相同的物体，它们的平均分子动能一定相同。(×)
(7)若不计分子势能，则质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能。(×)
2.关于温度和内能，下列说法正确的是( )
A.分子质量不同的物质如果温度相同，物体分子的平均动能也相同
B.物体的内能变化时，它的温度一定改变
C.同种物质，温度高的内能肯定比温度低的内能大
D.物体的内能等于物体的势能和动能的总和
答案 A
3.两个分子由距离很远(r>10－9 m)逐渐靠拢到很难再靠近的过程中，分子间作用力的大小将( )
A.先减小后增大B.先增大后减小
C.先增大后减小再增大D.先减小后增大再减小
答案 C
4.(多选)关于物体的内能，下列说法中正确的是( )
A.物体的内能就是组成该物体的所有分子热运动动能的总和
B.一定量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气，其分子平均动能不变
C.一定量的0 ℃的水结成0 ℃的冰，内能减小
D.一定质量的理想气体从外界吸收热量后，其内能一定增加
答案 BC
考点一 微观量的估算

1.
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跟踪训练
1.(固体微观量的估算)(多选)浙江大学高分子系高超教授的课题组制备出了一种超轻气凝胶，它刷新了目前世界上最轻材料的记录，弹性和吸油能力令人惊喜。这种固态材料密度仅有空气密度的16，设气凝胶的密度为ρ(单位为kg/m3)，摩尔质量为M(单位为kg/ml)，阿伏加德罗常数为NA，则下列说法正确的是( )
A.a千克气凝胶所含分子数为n＝aMNA
B.气凝胶的摩尔体积为Vml＝MρNA
C.每个气凝胶分子的体积为V0＝MNAρ
D.每个气凝胶分子的直径为d＝3NAρM
答案 AC
解析 a千克气凝胶的物质的量为aM，所含分子数为n＝aMNA，故A正确;气凝胶的摩尔体积为Vml＝Mρ，故B错误;每个气凝胶分子的体积为V0＝VmlNA＝MNAρ，故C正确;根据V0＝16πd3，每个气凝胶分子的直径为d＝36MπNAρ，故D错误。
2.(液体分子的估算)(2025·山东菏泽模拟)如图所示的露珠的体积为V＝9.0×10－4 cm3，已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3，摩尔质量M＝18 g/ml，阿伏加德罗常数为NA＝6.02×1023 ml－1。则下列说法正确的是( )
A.1 g水含有的分子数约为3×1023个
B.1个水分子的体积约为3×10－30 m3
C.露珠中含有的分子数约为3×1019个
D.8.1×109个水分子的质量约为24.3 g
答案 C
解析 1 g水的物质的量为n＝mM＝118 ml，含有的分子数约为N＝nNA≈3×1022个，故A错误;水的摩尔体积为Vml＝Mρ＝1.8×10－5 m3/ml，则1个水分子的体积为V0＝VmlNA≈3×10－29 m3，故B错误;露珠中含有的分子数约为N1＝VV0＝3×1019个，故C正确;8.1×109个水分子的物质的量为n1＝8.1×109NA ml≈1.35×10－14 ml，水的质量为m＝n1M＝2.43×10－13 g，故D错误。
3.(气体分子的估算)(2025·江西鹰潭模拟)某密封钢瓶的体积为V，内装有密度为ρ的氮气，已知氮气的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则下列说法正确的是( )
A.钢瓶中氮气的物质的量为VM
B.钢瓶中氮气的分子数为ρVMNA
C.每个氮气分子的质量为MNA
D.只要知道氮气的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出氮气的分子体积
答案 C
解析 钢瓶中氮气的物质的量为n＝mM＝ρVM，故A错误;钢瓶中氮气的分子数为N＝nNA＝ρVNAM，故B错误;每个氮气分子的质量为MNA，故C正确;理想气体分子间的距离远大于气体分子的直径，不能认为分子是一个一个紧密相连的，知道氮气的摩尔体积和阿伏加德罗常数，不能算出氮气的分子体积，故D错误。
考点二 扩散现象 布朗运动与分子热运动
1.扩散现象、布朗运动与热运动的比较
2.气体的分子动理论
(1)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。
(2)气体分子的速率呈现“中间多，两头少”的分布规律。如图所示。
(3)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)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。
跟踪训练
4.(扩散现象)(多选)(2025·河南新高考联盟联考)南宋爱国诗人陆游的《村居书喜》中有名句“花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新晴”，描写了鸟语花香的山村美景，流露出诗人欢欣喜悦之情。对于花香扑鼻，下列说法正确的是( )
A.由于花粉颗粒在空中运动，使人们闻到了花香
B.温度越高，分子运动越剧烈，空气中的花香扩散得越快
C.空气中的花香向外扩散是由于分子之间存在斥力
D.空气中的花香向外扩散，说明分子永不停息地做无规则运动
答案 BD
解析 由于分子不停地做无规则运动，使人们闻到了花香;温度越高，分子运动越剧烈，空气中的花香扩散得越快，故A错误，B正确;空气中的花香向外扩散是由于分子不停地做无规则运动，故C错误，D正确。
5.(布朗运动)(多选)(2025·四川宜宾模拟)某实验小组进行布朗运动实验，使用聚苯乙烯颗粒与纯净水制成悬浊液，通过显微镜、计算机、投影仪、投影幕布观察聚苯乙烯颗粒在水中的运动。利用控制变量思想，进行了两次实验，得到两张记录聚苯乙烯颗粒运动位置连线的图片，记录聚苯乙烯颗粒位置的时间间隔相同，幕布上的方格背景纹理相同。下列说法正确的是( )
A.若两次实验使用的聚苯乙烯颗粒直径相同，则图甲中悬浊液温度高于图乙中悬浊液温度
B.若两次实验中悬浊液的温度相同，则图甲中的聚苯乙烯颗粒直径大于图乙中的聚苯乙烯颗粒直径
C.宏观层面的聚苯乙烯颗粒的运动反映了微观层面的水分子运动的无规则性
D.悬浊液的温度相同的情况下，聚苯乙烯颗粒直径越小，同一时刻受到的水分子撞击个数就更少，聚苯乙烯颗粒受到的碰撞作用的合力越不均衡
答案 ACD
解析 若两次实验使用的聚苯乙烯颗粒直径相同，温度越高，分子热运动越剧烈，布朗运动越明显，两位置连线间距越大，则题图甲中悬浊液温度高于题图乙中悬浊液温度，A正确;若两次实验中悬浊液的温度相同，题图甲中布朗运动更明显，是由于聚苯乙烯颗粒直径较小，同一时刻受到的水分子撞击个数就更少，聚苯乙烯颗粒受到的碰撞作用的合力越不均衡，B错误，D正确;布朗运动是由于分子热运动引起的，则宏观层面的聚苯乙烯颗粒的运动反映了微观层面的水分子运动的无规则性，C正确。
6.(气体分子动理论)(多选)氧气分子在不同温度下的速率分布规律如图所示，横坐标表示速率，纵坐标表示某一速率内的分子数占总分子数的百分比，由图可知( )
A.同一温度下，氧气分子的速率呈现“中间多，两头少”的分布规律
B.随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增大
C.随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例增大
D.①状态的温度比②状态的温度低
答案 AD
解析 由题图可知，同一温度下，氧气分子的速率呈现“中间多，两头少”的分布规律，A正确;随着温度的升高，绝大部分氧气分子的速率都增大，但有少量分子的速率可能减小，B错误;随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例减小，则①状态的温度比②状态的温度低，D正确，C错误。
气体分子运动速率的“三个特点”
(1)“中间多、两头少”:同一温度下，特大或特小速率的分子数比例都较少，大多数分子具有中等的速率。
(2)“图像向右偏移”:随温度升高，气体分子运动速率增大，速率大的分子占总数比例增大。
(3)“面积不变”:图线与横轴所围面积都等于1，不随温度改变。
考点三 分子力、分子势能、平均动能和内能
1.分子力与分子势能的比较
2.分子动能、分子势能、内能、机械能的比较
跟踪训练
7.(分子力与分子势能)(多选)如图所示，将甲分子固定于坐标原点O处，乙分子放置于r轴上距离O点很远的r4处，r1、r2、r3为r轴上的三个特殊的位置，甲、乙两分子间的作用力F和分子势能Ep随两分子间距离r的变化关系分别如图中两条曲线所示，设两分子间距离很远时，Ep＝0。现把乙分子从r4处由静止释放，下列说法中正确的是( )
A.虚线为Ep－r图线，实线为F－r图线
B.当分子间距离r