易错点30 分子动理论 内能-备战2022年高考物理典型易错题辨析与精练（解析版）

易错点30 分子动理论 内能

易错总结

1．与阿伏加德罗常数相关的物理量

宏观量：摩尔质量M、摩尔体积Vmol、物质的质量m、物质的体积V、物质的密度ρ；

微观量：单个分子的质量m0、单个分子的体积V0

其中密度ρ＝＝，但是切记ρ＝是没有物理意义的．

2．微观量与宏观量的关系

(1)分子质量：m0＝＝.

(2)分子体积：V0＝＝(适用于固体和液体)．

(对于气体，V0表示每个气体分子所占空间的体积)

(3)物质所含的分子数：N＝nNA＝NA＝NA.

3．两种分子模型

（1）球体模型

固体和液体可看作一个一个紧挨着的球形分子排列而成，忽略分子间空隙，如图甲所示．

d＝＝(V0为分子体积)．

（1）立方体模型

气体分子间的空隙很大，把气体分成若干个小立方体，气体分子位于每个小立方体的中心，每个小立方体是每个气体分子平均占有的活动空间，忽略气体分子的大小，如图乙所示．d＝＝(V0为每个气体分子所占据空间的体积)．

4．扩散现象

(1)扩散现象是由物质分子的无规则运动产生的．

(2)气体物质的扩散现象最显著；常温下物质处于固态时扩散现象不明显．

(3)扩散现象发生的显著程度与物质的温度有关，温度越高，扩散现象越显著，这表明温度越高，分子运动得越剧烈．

(4)分子运动的特点

①永不停息；②无规则．

5．布朗运动

(1)微粒的大小：做布朗运动的微粒是由许多分子组成的固体颗粒而不是单个分子．其大小直接用人眼观察不到，但在光学显微镜下可以看到(其大小在10－6 m的数量级)．

(2)布朗运动产生的原因：液体分子不停地做无规则运动，不断地撞击微粒．如图，悬浮的微粒足够小时，来自各个方向的液体分子撞击作用力不平衡，在某一瞬间，微粒在某个方向受到的撞击作用较强，在下一瞬间，微粒受到另一方向的撞击作用较强，这样，就引起了微粒的无规则运动．

(3)实质及意义：布朗运动实质是由液体分子与悬浮微粒间相互作用引起的，反映了液体分子的无规则运动．

(4)影响因素

①悬浮的微粒越小，布朗运动越明显．

②温度越高，布朗运动越激烈．

6．热运动

(1)分子的“无规则运动”，是指由于分子之间的相互碰撞，每个分子的运动速度无论是方向还是大小都在不断地变化．

(2)热运动是对于大量分子的整体而言的，对个别分子无意义．

(3)分子热运动的剧烈程度虽然受到温度影响，温度高分子热运动快，温度低分子热运动慢，但分子热运动永远不会停息．

7．气体压强的产生

单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的，但是大量分子频繁地碰撞器壁，就会对器壁产生持续、均匀的压力．所以从分子动理论的观点来看，气体的压强等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力．

8．决定气体压强大小的因素

(1)微观因素

①与气体分子的数密度有关：气体分子数密度(即单位体积内气体分子的数目)越大，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就越多，气体压强就越大．

②与气体分子的平均速率有关：气体的温度越高，气体分子的平均速率就越大，每个气体分子与器壁碰撞时(可视为弹性碰撞)给器壁的冲力就越大；从另一方面讲，分子的平均速率越大，在单位时间内器壁受气体分子撞击的次数就越多，累计冲力就越大，气体压强就越大．

(2)宏观因素

①与温度有关：体积一定时，温度越高，气体的压强越大．

②与体积有关：温度一定时，体积越小，气体的压强越大．

9．气体压强与大气压强的区别与联系

10．分子力、分子势能与分子间距离的关系(如图所示)

11.分子势能的特点

由分子间的相对位置决定，随分子间距离的变化而变化．分子势能是标量，正、负表示的是大小，具体的值与零势能点的选取有关．

12．分子势能的影响因素

(1)宏观上：分子势能跟物体的体积有关．

(2)微观上：分子势能跟分子间距离r有关，分子势能与r的关系不是单调变化的．

13．内能的决定因素

(1)宏观因素：物体内能的大小由物质的量、温度和体积三个因素决定，同时也受物态变化的影响．

(2)微观因素：物体内能的大小由物体所含的分子总数、分子热运动的平均动能和分子间的距离三个因素决定．

14．温度、内能和热量的比较

(1)温度宏观上表示物体的冷热程度，是分子平均动能的标志．

(2)内能是物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和．

(3)热量指在热传递过程中，物体吸收或放出热的多少．

15．内能和机械能的区别与联系

【易错跟踪训练】

  易错类型：对物理概念理解不透彻

1．（2021·全国高三课时练习）以下所述现象中，属于通过热传递改变了物体内能的是（　　）

A．将一段铁丝反复弯折，弯折处会发热 B．放在空气中的一杯热水会冷却

C．在转动的砂轮上磨车刀，车刀发热 D．电流通过电阻丝

【答案】B

【详解】

弯折铁丝是用力对物体做功，在转动的砂轮上磨车刀是摩擦力做功，电流通过电阻丝做功，三者都是通过做功改变物体的内能，热水放在空气中，通过热辐射等方式向外传递了热量，自身的内能减少，温度下降，是通过热传递方式改变的内能。

故选B。

2．（2021·全国高三课时练习）把生鸭蛋放在盐水中腌制一段时间，盐就会进入鸭蛋里。则下列说法不正确的是（　　）

A．盐分子的运动属于扩散运动

B．盐分子的运动属于布朗运动

C．如果让腌制鸭蛋的盐水温度升高，盐分子进入鸭蛋的速度就会加快

D．在鸭蛋腌制过程中，有盐分子进入鸭蛋内，也有盐分子从鸭蛋里而出来

【答案】B

【详解】

AB．盐分子的运动属于扩散运动，布朗运动不是分子本身的运动，故A正确，B错误；

C．如果让腌制鸭蛋的盐水温度升高，分子运动更剧烈，则盐分子进入鸭蛋的速度就会加快，故C正确；

D．在腌制鸭蛋的过程中，分子运动是无规则的，有盐分子进入鸭蛋，同样会有盐分子从鸭蛋里面出来，故D正确。

此题选择不正确的选项，故选B。

3．（2021·全国）清晨，草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠。这一物理过程中，水分子间的（　　）

A．引力减小，斥力增大 B．斥力减小，引力增大

C．引力和斥力都减小 D．引力和斥力都增大

【答案】D

【详解】

水由气态凝结成液态，分子间距离变小，而分子间同时存在引力和斥力，且引力和斥力都随着分子间距离的减小而增大，故D正确，ABC错误。

故选D。

4．（2021·重庆市秀山高级中学校高三月考）下列说法正确的是（　　）

A．布朗运动反映了组成悬浮微粒的固体分子运动的不规则性

B．在水面上轻放一枚针，它会浮在水面，这是由于有浮力的缘故

C．物体温度升高时，物体内所有分子的热运动动能都增加

D．—定质量的晶体在熔化过程中，所吸收的热量全部用于增大分子势能

【答案】D

【详解】

A．布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动，反映了液体分子运动的不规则性，选项A错误；

B．在水面上轻放一枚针，它会浮在水面，这是由于有表面张力作用的缘故，选项B错误；

C．物体温度升高时，物体内所有分子的平均动能增加，但不是所有分子的动能都增加，选项C错误；

D．一定质量的晶体在熔化过程中，温度不变，分子动能不变，则所吸收的热量全部用于增大分子势能，选项D正确。

故选D。

5．（2021·重庆市开州中学高三开学考试）下列说法正确的是（　　）

A．单晶体有确定的熔点，而多晶体没有确定的熔点

B．理想气体等压膨胀时一定吸收热量

C．布朗运动是分子热运动，而扩散现象不是分子热运动

D．叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面分子引力小于分子斥力

【答案】B

【详解】

A．单晶体和多晶体都有固定的熔点，A错误；

B．理想气体等压膨胀时温度一定升高，且气体对外做功，气体一定吸收热量，B正确；

C．扩散现象是分子的热运动，C错误；

D．叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面分子引力大于分子斥力，D错误。

故选B。

6．（2021·辽宁高三期末）关于分子动理论，下列说法正确的是（　　）

A．标准状况下气体的摩尔体积为22.4L，可知单个分子体积约为

B．物体间的扩散现象是分子永不停息做无规则运动的结果

C．气体温度越高，气体的压强越大

D．液体中的花粉颗粒不停地做无规则运动，这反映花粉分子运动的无规则性

【答案】B

【详解】

A．由于分子之间有间隔，所以在标准状况下气体的摩尔体积为22.4L，可知单个分子体积不是，A错误；

B．物体间的扩散现象是分子永不停息做无规则运动的结果，B正确；

C．由可知，如果气体温度升高，体积变大，气体的压强不一定变大，C错误；

D．液体中的花粉颗粒不停地做无规则运动，这反映液体分子运动的无规则性，D错误。

故选B。

7．（2020·河北正定中学高三月考）一汽车修理师傅在维修一小汽车后轮时，用千斤顶使图中轮胎离开地面。维修时师傅将轮胎的气门芯迅速拔掉，胎内气体瞬间放出，此时若用手触摸充气嘴，会有凉爽的感觉，这种感觉在夏天会更明显。将胎内气体视为理想气体，对于这一过程，下列说法正确的是（　　）

A．胎内气体瞬间放出是因为分子之间有很大的斥力

B．胎内气体分子间的引力变小，斥力变大

C．胎内气体的内能减少，温度降低

D．胎内气体迅速向外扩散实际上是布朗运动

【答案】C

【详解】

A．胎内的气体能瞬间释放出来是因为胎内气体的压强很大，A错误；

B．气体膨胀，分子之间的距离增加，分子间的引力和斥力都变小，B错误；

C．因迅速放气，胎内气体对外做功，内能减少，温度降低，C正确；

D．根据布朗运动的定义，悬浮在气体或液体里的固体小颗粒的运动叫布朗运动，可知胎内气体迅速向外扩散不是布朗运动， D错误。

故选C。

8．（2021·北京高三开学考试）分子动理论较好地解释了物质的宏观热力学性质。下列说法正确的是（　　）

A．分子间距离减小，分子间的引力和斥力都增大

B．液体分子的无规则运动称为布朗运动

C．分子间距离增大，分子势能一定减小

D．物体对外做功，物体内能一定减小

【答案】A

【详解】

A．分子间存在相互作用的引力和斥力，引力和斥力都随分子间距离的减小而增加，随分子间距的增大而减小，故A正确；

B．布朗运动是指悬浮在液体中的固体小颗粒的运动，不是液体分子的无规则运动，是液体分子无规则热运动的反映，故B错误；

C．当分子力表现为引力时，分子力总是随分子间距离的增大而减小，因克服分子力做功，分子势能总是随分子间距离的增大而增大，故C错误；

D．物体对外做功，若气体吸收热量，则其内能不一定减小，故D错误。

故选A。

9．（2021·九龙坡·重庆市育才中学高三月考）下列说法正确的是（　　）

A．若已知气体的摩尔质量、密度，可以计算出每个气体分子的体积

B．扩散现象是物质分子永不停息地做无规则运动的证明

C．玻璃、橡胶、蜂蜡、食盐、沥青都是非晶体

D．电冰箱的制冷系统能够不断把冰箱内的热量传递到外界，违背了热力学第二定律

【答案】B

【详解】

A．若已知气体的摩尔质量、密度，可以计算出每个气体分子运动占据的空间的体积，选项A错误；

B．扩散现象是物质分子永不停息地做无规则运动的证明，选项B正确；

C．玻璃、橡胶、蜂蜡、沥青都是非晶体，食盐是晶体，选项C错误；

D．电冰箱的制冷系统能够不断把冰箱内的热量传递到外界，要消耗电能，此过程并不违背了热力学第二定律，选项D错误。

故选B。

10．（2021·辽宁高三开学考试）对于以下教材中配图说明，说法正确的是（　　）   

A．甲图为油膜法估算分子直径的实验图。实验中需将痱子粉撒的尽量厚一些

B．乙图为布朗运动产生原因示意图。说明微粒越大，液体分子沿各方向撞击它的数量越多，布朗运动越明显

C．丙图为模拟气体压强产生机理实验图。说明气体压强是由大量气体分子对器壁频繁碰撞产生的

D．丁图为热机工作时的能流分配图。说明热机的效率可能达到100%

【答案】C

【详解】

A．甲图为油膜法估算分子直径的实验图。实验中需将痱子粉撒的尽量薄一些，油酸滴到痱子粉上能尽可能的散开，故A错误；

B．乙图为布朗运动产生原因示意图。说明微粒越大，液体分子沿各方向撞击它的数量越多，微粒各方向受力比较均衡，布朗运动不明显，故B错误；

C．气体分子永不停息地做无规则的热运动，频繁地碰撞容器的器壁，会对器壁产生压强，丙图为模拟气体压强产生机理实验图。实验说明气体压强是由大量气体分子对器壁频繁碰撞产生的，故C正确；

D．丁图为热机工作时的能流分配图。从高温向低温传递热量时会伴随着对外做功，说明热机的效率不可能达到100%，故D错误。

故选C。

11．（2021·福建省将乐县第一中学高三月考）两分子之间的分子力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图线如图甲、乙两条曲线所示（取无穷远处分子势能Ep=0）。下列说法正确的是（　　）

A．甲图线为分子势能与分子间距离的关系图线

B．当r=r0时，分子势能为零

C．两分子在相互靠近的过程中，在r>r0阶段，F做正功，分子动能增大，分子势能减小

D．两分子从相距r=r0开始随着分子间距离的增大，分子力先减小后一直增大

【答案】C

【详解】

AB．在r=r0时，分子势能最小，但不为零，此时分子力为零，所以乙图线为分子势能与分子间距离的关系图线，故AB错误；

C．在r>r0阶段，分子力表现为引力，两分子在相互靠近的过程中，分子力F做正功，分子动能增大，分子势能减小，故C正确；

D．由图甲可知，两分子从相距r=r0开始随着分子间距离的增大，分子力先增大后一直减小，故D错误。

故选C。

12．（2021·全国）下列说法中正确的是（　　）

A．物体自由下落时速度增大，所以物体内能也增大

B．物体的机械能为零时内能也为零

C．物体的体积减小温度不变时，物体内能一定减小

D．气体体积增大时气体分子势能一定增大

【答案】D

【详解】

A．物体的机械能和内能是两个完全不同的概念。物体的动能由物体的宏观速率决定，而物体内分子的动能由分子热运动的速率决定。选项A错误；

B．分子动能不可能为零（温度不可能达到绝对零度），故物体的内能不可能为零，而物体的机械能可能为零，选项B错误；

C．物体温度不变、体积减小时，分子间距离减小，但分子势能不一定减小，例如0℃的冰变成0℃的水，温度相同，分子平均动能相同，但由于吸热内能变大，则分子势能将增大，选项C错误；

D．由于气体分子间距离一定大于r0，体积增大时分子间距离增大，分子力做负功，分子势能增大，选项D正确。

故选D。