高考物理备考 艺体生百日突围系列 专题14 分子动理论与统计观点（含解析）

在学生就要走出校门的时候，班级工作仍要坚持德育先行，继续重视对学生进行爱国主义教育、集体主义教育、行为规范等的教育，认真落实学校、学工处的各项工作要求专题14 分子动理论与统计观点第一部分 名师综述综合分析近几年的高考物理试题发现，试题在考查主干知识的同时，注重考查必修中的基本概念和基本规律。更加注重：(1)建立宏观量和微观量的对应关系，如分子动能与温度相对应，分子势能与体积相对应，物体的内能与温度、体积、物质的量相对应等；(2)强化基本概念与基本规律的理解和记忆；(3)建立统计的观点；（1）考纲要求掌握分子动理论的基本内容.2.知道内能的概念.3.会分析分子力、分子势能随分子间距离的变化（2）命题规律高考热学命题的重点内容有：(1)分子动理论要点，分子力、分子大小、质量、数目估算；题型多为选择题和填空题，绝大多数选择题只要求定性分析，极少数填空题要求应用阿伏加德罗常数进行计算(或估算)。第一部分 知识背一背（1）物体是由大量分子组成的多数分子大小的数量级为1010 m.一般分子质量的数量级为1026 kg.（2） 分子永不停息地做无规则热运动说明分子永不停息地做无规则运动的两个实例扩散现象：由于分子的无规则运动而产生的物质迁移现象温度越高，扩散越快布朗运动：在显微镜下看到的悬浮在液体中的固体颗粒的永不停息地无规则运动布朗运动反映了液体内部的分子的无规则运动颗粒越小，运动越明显；温度越高，运动越剧烈（3） 分子间存在着相互作用力分子间同时存在引力和斥力，实际表现的分子力是它们的合力引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，但斥力比引力变化得快(4)温度和内能当分子力做正功时，分子势能减小；当分子力做负功时，分子势能增大从分子动理论观点来看，温度是物体分子热运动平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能就越大；反之亦然注意同一温度下，不同物质分子的平均动能都相同，但由于不同物质的分子质量不尽相同，所以分子运动的平均速率不尽相同。决定物体内能的是物体中所含分子的摩尔数、温度和体积三个因素。第二部分 技能+方法一、微观量的估算 微观量：分子体积V0、分子直径d、分子质量m0. 宏观量：物体的体积V、摩尔体积Vm、物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度. 关系(a)分子的质量： (b)分子的体积：(c)物体所含的分子数：或）分子的两种模型：(a)对于固体、液体，分析分子的直径时，可建立球体模型，分子直径。(b)对于气体，分析分子间的平均距离时，可建立立方体模型，相邻分子间的平均距离为。特别提醒(a)固体和液体分子都可看成是紧密堆积在一起的分子的体积，仅适用于固体和液体，对气体不适用(b)对于气体分子，的值并非气体分子的大小，而是两个相邻的气体分子之间的平均距离二、 布朗运动与分子热运动布朗运动热运动活动主体固体小颗粒分子区别是固体小颗粒的运动，是比分子大得多的分子团的运动，较大的颗粒不做布朗运动，但它本身的以及周围的分子仍在做热运动是指分子的运动，分子无论大小都做热运动，热运动不能通过光学显微镜直接观察到共同点都是永不停息的无规则运动，都随温度的升高而变得更加激烈，都是肉眼所不能看见的联系布朗运动是由于小颗粒受到周围分子做热运动的撞击力而引起的，它是分子做无规则运动的反映.扩散现象直接反映了分子的无规则运动，并且可以发生在固体、液体、气体任何两种物质之间布朗运动不是分子的运动，是液体分子无规则运动的反映三、分子间作用力分子间总是同时存在着相互作用的引力和斥力，“分子力”是引力与斥力的合力分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小、随分子间距离的减小而增大，但总是斥力变化得较快如图所示(1)当rr0时，F引F斥，F0；(2)当rr0时，F引和F斥都随距离的减小而增大，但F引r0时，F引和F斥都随距离的增大而减小，但F引F斥，F表现为引力；(4)当r10r0(109 m)时，F引和F斥都已经十分微弱，可以认为分子间没有相互作用力(F0)【例1】如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上。甲分子对乙分子的作用力F与两分子间距离关系如图中曲线所示。现把乙分子从a处逐渐向甲分子靠近，则A乙分子从a到b过程中，分子力增大，分子间势能增大B乙分子从a到c过程中，分子力先增大后减小，分子间势能一直减小C乙分子从b到d过程中，分子力先减小后增大，分子间势能一直增大D乙分子从c到d过程中，分子力增大，分子间势能减小【答案】B【名师点睛】由图可知分子间的作用力的合力，则由力和运动的关系可得出物体的运动情况，由分子力做功情况可得出分子势能的变化情况【例2】（多选）若以表示某气体的摩尔质量，V表示其摩尔体积，表示其密度，为阿伏伽德罗常数，m、分别表示每个气体分子的质量和体积，下列关系中正确的有A B C D【答案】AC【解析】1摩尔气体的质量为V，除以一个气体分子的质量，即为阿伏伽德罗常数，A正确；1摩尔气体的质量为，其体积为V，故密度为，B错误；1摩尔气体的质量为，分子个数为，故每个气体分子的质量为，C正确；因为气体分子间的间隙非常大，所以D错误【名师点睛】本题主要考察气体阿伏伽德罗常数的计算，重点明确分子的体积并不是所占空间的体积属于基础题目第三部分 基础练+测1、【2017山西省重点中学协作体高三上学期期末联考】关于扩散现象，下列说法正确的是 。（填正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0分）A温度越高，扩散进行得越快B扩散现象是不同物质间的一种化学反应C扩散现象是由物质分子无规则运动产生的D扩散现象在气体、液体和固体中都能发生E液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的【答案】ACD【名师点睛】扩散是指不同的物质相互接触时，彼此进入对方的现象一切物体都可以发生扩散现象扩散现象表明，物体的分子是在不停的做无规则运动的，而且分子运动的快慢和物体的温度高低有关系，温度越高，分子运动越剧烈扩散现象还间接说明了分子间有空隙。2、【广东省肇庆市2017届高三第二次模拟考试】下列五幅图分别对应五种说法，其中正确的是 。（填正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0分）A小草上的露珠呈球形是由于液体表面张力的作用B分子间的距离为r0时，分子势能处于最小值C微粒运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动D食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的E猛推活塞，密闭的气体温度升高，压强变大，外界对气体做正功【答案】ABE3、【2017开封市高三第一次模拟】下列说法中正确的是 。（填正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0分）A分子运动的平均速度可能为零，瞬时速度不可能为零B液体与大气相接触时，表面层内分子所受其他分子的作用表现为相互吸引C空气的相对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示D有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体E随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，分子势能不一定减小【答案】BDE【解析】分子做永不停息的无规则运动，分子运动的平均速度不可能为零，瞬时速度有可能为零，故A错误；液体与大气相接触，表面层内分子间距较大，分子力表现为引力，故B正确；空气的绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示的，故C错误；晶体和非晶体区别在于内部分子排列，有些通过外界干预可以相互转化，如把晶体硫加热熔化（温度超过300）再倒进冷水中，会变成柔软的非晶硫，再过一段时间又会转化为晶体硫，故D正确；随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，若分子力表现为引力，分子力做负功，分子势能增大，故E正确【名师点睛】加强对基本概念的记忆，基本方法的学习利用，是学好3-3的基本方法此处高考要求不高，不用做太难的题目4、【2017辽宁省本溪市高级中学、大连育明高级中学、大连二十四中高三联合模拟考试】下列说法中正确的是 。（填正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0分）A具有各向同性的固定一定是非晶体B饱和气压随温度降低而减小，与饱和的体积无关C能量耗散反映了与热现象有关的宏观自然过程具有不可逆性D液体表面层分子间距离比液体内部大，这些液体分子间作用力表现为引力E若某气体摩尔体积为V，阿伏伽德罗常数用表示，则该气体的分子体积为【答案】BCD【名师点睛】解决本题的关键是知道：1饱和汽压的大小取决于物质的本性和温度，与体积无关；2单晶体的某些物理性质是各向异性的，多晶体的物理性质是各向同性的；5、【2017四川省成都市高三第一次诊断性检测】下列说法正确的是 。（填正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0分）A布朗运动就是液体分子的无规则运动B当分子间的引力与斥力平衡时，分子势能最小C0的水和0的冰具有相同的内能D热量可以从低温物体传到高温物体E一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行【答案】BDE【解析】A、布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的运动，不是液体分子的运动，故A错误；B、当分子间的引力和斥力平衡时，靠近分子力表现为斥力，做负功分子势能增加；远离分子力表现为引力，也做负功，分子势能也增加；故当分子间的引力和斥力平衡时，分子势能最小，故B正确；C、相同体积的0的冰和0的水比较，0的冰变成0的水需要吸收热量，所以0的冰的内能减小，故C错误；D、热量可以从低温物体传到高温物体，举个例子，电冰箱依靠电能做功，使得热量从冰箱内部传到外部，有可能外部的温度高于冰箱内部原来的温度，这就成了热量从低温物体传到高温物体，故D正确；E、一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行。故C正确。故选BDE。6、【2017广东省广州市高三模拟考试】对于一定量的理想气体，下列说法正确的是 。（填正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0分）A当气体温度变化时，气体内能一定变化B若气体的内能不变，其状态也一定不变C若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变D若气体的温度随时间不断升高，其压强也一定不断增大E气体温度每升高1 K所吸收的热量与气体经历的过程有关【答案】ACE【解析】A、温度是分子的平均动能的标志，温度发生变化时，分子的平均动能一定发生变化，而气体的内能仅仅与温度有关，所以当它的温度发生变化时，内能一定改变故A正确C、由气态方程c。气体的压强，体积不变，pv一定不变，则T一定不变，故内能一定不变,故C正确；B、反之则不对，故B错误；D、由气态方程c知，温度T升高，pV一定增大，但压强不一定增大，故D错误；E、气体的温度升高1K，内能的变化是相同的，而内能的变化与吸收的热量以及外界对气体的做功两个因素有关，所以气体的温度每升高1K所吸收的热量与气体经历的过程有关故E正确；故选ACE。7、【2017广东省揭阳市高三上学期期末调研考试】以下说法中正确的是 。（填正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0分）A物质是由大量分子组成的B2 时水已经结为冰，部分水分子已经停止了热运动C温度是分子平均动能的标志D分子间的引力与斥力都随分子间距离的增大而减小E布朗运动是固体小颗粒中固体分子的运动【答案】ACD【名师点睛】物质是由大量分子组成的；分子永不停息的做无规则的热运动；分子间存在相互作用的引力和斥力，并且引力与斥力都随分子间的距离的增大而减小，分清布朗运动的现象，是颗粒的运动，并非分子的运动，但能反映液体分子的无规则运动8、【贵州省铜仁市第一中学2017届高三上学期第三次月考理科】下列叙述正确的有 。（填正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0分）A布朗运动不是分子运动，但说明了固体微粒内的分子在做无规则运动B当分之间的距离逐渐增大时，分子间的引力和斥力都同时减小C固体微粒越小，温度越高，布朗运动就越明显D温度升高，物体内的每一个分子的热运动速率都增大E. 物体的内能跟物体的温度和体积有关。【答案】BCE【解析】布朗运动不是分子运动，但说明了液体内的分子在做无规则运动，选项A错误；当分子之间的距离逐渐增大时，分子间的引力和斥力都同时减小，选项B正确；固体微粒越小，温度越高，布朗运动就越明显，选项C正确；温度升高，物体内的分子的平均热运动速率增大，但不是每一个分子的热运动速率都增大，选项D错误； 物体的内能跟物体的温度和体积有关，选项E正确；故选BCE。9、【河北省衡水中学2017届高三上学期期中考试】以下说法中正确的有 。（填正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0分）A布朗运动是悬浮在液体中固体分子所做的无规则运动B叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用C液晶显示器利用了液晶对光具有各向异性的特点D当两分子间距离大于平衡位置的间距r0时，分子间的距离越大，分子势能越小E温度升高时，分子热运动的平均动能一定增大，但并非所有分子的速率都增大【答案】BCE10、【广东仲元中学2017届高三9月月考理综】下列说法正确的是 。（填正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0分）A布朗运动就是液体分子的无规则运动B空气的相对湿度定义为空气中所含水蒸气压强与同温度水的饱和蒸汽压的比值C尽管技术不断进步，热机的效率仍不能达到100%，制冷机却可以使温度降至热力学零度D将一个分子从无穷远处无限靠近另一个分子，则这两个分子间分子力先增大后减小最后再增大，分子势能是先减小再增大E一定质量的理想气体，在体积不变时，分子每秒平均碰撞次数随着温度降低而减小【答案】BDE【解析】布朗运动是指悬浮在液面上的微小的花粉颗粒的无规则运动（在显微镜下观察），它是液体分子的无规则运动引起的，故A错误；空气的绝对湿度指大气中水蒸汽的实际压强，相对湿度是指水蒸汽的实际压强与该温度下水蒸汽的饱和压强之比，故B正确；根据热力学第二定律，热机的效率不可能达到100%，温度是分子热运动平均动能的标志，分子热运动的平均动能与物体的温度成正比，故绝对零度是不可能达到的，故C错误；两个分子相距无穷远时，分子力为零，逐渐靠近的过程，分子力先表现为引力，引力先增大后减小，减小到零后，又随距离的减小而表现为斥力，所以两个分子相互靠近时，分子力先做正功在做负功，分子力先增大后减小最后再增大，分子势能先减小后增大，故D正确；一定质量的气体，在体积不变时，分子个数不变，温度降低则气体的平均动能减少，气体的分子的平均速率减小，故气体分子每秒平均碰撞次数减小，故E正确。11、【河南省洛阳市2016届高三3月统一考试理综试题】下列说法正确的是 。（填正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4