高考物理一轮复习-第十三章-第1讲-分子动理论-内能(实验：用油膜法估测分子的大小)

分子动理论的基本观点和实验依据Ⅰ阿伏伽德罗常数Ⅰ气体分子运动速率的统计分布Ⅰ温度、内能Ⅰ固体的微观结构、晶体和非晶体Ⅰ液晶的微观结构Ⅰ液体的表面张力现象Ⅰ气体实验定律Ⅱ理想气体Ⅰ饱和蒸汽、未饱和蒸汽、饱和蒸汽压Ⅰ相对湿度Ⅰ热力学第一定律Ⅰ能量守恒定律Ⅰ热力学第二定律Ⅰ实验：用油膜法估测分子的大小备考策略分析近三年命题点和对核心素养的要求，2022年备考要关注以下几点(1)掌握分子动理论的基本内容，知道内能的概念，会分析分子力、分子势能随分子间距离的变化。(2)学会用油膜法估测分子大小，理解间接测量微观量的原理及方法。(3)正确区分晶体、非晶体，理解表面张力并会解释有关现象。(4)掌握气体的三个实验定律，会用三个实验定律分析气体状态变化问题。(5)知道改变内能的两种方式，理解热力学第一定律，掌握能量守恒定律及其应用。(6)知道与热现象有关的宏观物理过程的方向性，了解热力学第二定律。第1讲分子动理论内能(实验：用油膜法估测分子的大小)

一、分子动理论的基本观点、阿伏伽德罗常数1．物体是由大量分子组成的(1)分子很小①直径数量级为

m。②质量数量级为

kg。(2)分子数目特别大阿伏伽德罗常数NA＝

mol－1。10－1010－27～10－266.02×10232．分子的热运动(1)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

，扩散越快。(2)布朗运动：在显微镜下看到的悬浮在液体中的

永不停息地做无规则运动。其特点是：①永不停息、

运动；②颗粒越小，运动越

；③温度越高，运动越

。高固体颗粒无规则明显激烈3．分子间存在着相互作用力(1)分子间同时存在

和

，实际表现的分子力是它们的

。(2)引力和斥力都随分子间距离的增大而

，但斥力比引力变化得

。引力斥力合力减小快二、温度是分子平均动能的标志、内能1．温度一切达到

的系统都具有相同的温度。2．两种温标摄氏温标和热力学温标。关系：T＝

K。3．分子的动能(1)分子动能是

所具有的动能。(2)分子热运动的平均动能是所有分子热运动的动能的平均值，

是分子热运动的平均动能的标志。(3)分子热运动的总动能是物体内所有分子热运动动能的

。热平衡t＋273.15分子热运动温度总和4．分子的势能(1)意义：由于分子间存在着引力和斥力，所以分子具有由它们的

决定的能。(2)分子势能的决定因素微观上——决定于

和分子排列情况；宏观上——决定于

和状态。相对位置分子间距离体积5．物体的内能(1)等于物体中所有分子的热运动的

与分子

的总和，是状态量。(2)对于给定的物体，其内能大小由物体的

和

决定。(3)物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小

。(4)改变内能的方式动能势能温度体积无关命题点一

微观量的估算

自主探究1．微观量和宏观量(1)微观量：分子体积V0、分子直径d、分子质量m0。(2)宏观量：物体的体积V、摩尔体积Vmol、物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ。2．分子的两种模型ACE

1×103

5.2×1010

不是

易错警示微观量估算的3点注意(1)微观量的估算应利用阿伏伽德罗常数的桥梁作用，依据分子数N与摩尔数n之间的关系N＝n·NA，并结合密度公式进行分析计算。(2)注意建立正方体分子模型或球状分子模型。(3)对液体、固体物质可忽略分子之间的间隙；对气体物质，分子之间的距离远大于分子的大小，气体的摩尔体积与阿伏伽德罗常数的比值不等于气体分子的体积，仅表示一个气体分子平均占据的空间大小。

命题点二布朗运动与分子热运动

自主探究1．布朗运动(1)研究对象：悬浮在液体或气体中的小颗粒。(2)运动特点：无规则、永不停息。(3)影响因素：颗粒大小、温度。(4)物理意义：说明液体或气体分子做永不停息地无规则运动。2．扩散现象：相互接触的物体分子彼此进入对方的现象。产生原因是分子永不停息地做无规则运动。3．扩散现象、布朗运动与热运动的比较现象扩散现象布朗运动热运动活动主体分子微小固体颗粒分子区别分子的运动，发生在固体、液体、气体任何两种物质之间比分子大得多的微粒的运动，只能在液体、气体中发生分子的运动，不能通过光学显微镜直接观察到共同点(1)都是无规则运动；(2)都随温度的升高而更加激烈联系扩散现象、布朗运动都反映分子做无规则的热运动4．(2021·河南郑州模拟)下列关于布朗运动和扩散现象的说法正确的是(

)A．布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，运动的剧烈程度受温度的影响B．布朗运动和扩散现象都是分子的无规则运动C．布朗运动和扩散现象都是温度越高越明显D．布朗运动和扩散现象都能在固体、液体和气体中发生E．布朗运动和扩散现象都能说明物质分子的运动是无规则的ACE

解析：布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，运动的剧烈程度受温度的影响，温度越高，运动越剧烈，故A正确；布朗运动是固体小颗粒的运动，不是分子的无规则运动，故B错误；布朗运动和扩散现象都与温度有关，温度越高越明显，故C正确；布朗运动只能在气体和液体中发生，不能在固体中发生，故D错误；布朗运动和扩散现象都能说明物质分子的运动是无规则的，故E正确。5．PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5微米的悬浮颗粒物，飘浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后危害人体健康，矿物燃料的燃烧是形成PM2.5的主要原因。下列关于PM2.5的说法正确的是(

)A．PM2.5的尺寸与空气中氧分子的尺寸的数量级相当B．PM2.5在空气中的运动属于布朗运动C．温度越低PM2.5活动越剧烈D．倡导低碳生活，减少煤和石油等燃料的使用能有效减小PM2.5在空气中的浓度E．PM2.5中小一些的颗粒的运动比大一些的颗粒更为剧烈BDE

解析：“PM2.5”是指直径小于或等于2.5微米的颗粒物，其尺寸远大于空气中氧分子尺寸的数量级，故选项A错误；PM2.5在空气中的运动是固体颗粒的运动，属于布朗运动，故选项B正确；大量空气分子对PM2.5无规则碰撞，温度越高，空气分子对颗粒的撞击越剧烈，则PM2.5的运动越激烈，故选项C错误；导致PM2.5增多的主要原因是矿物燃料的燃烧，故应该提倡低碳生活，可有效减小PM2.5在空气中的浓度，故选项D正确；PM2.5中小一些的颗粒，空气分子对其撞击更不均衡，运动比大一些的颗粒更为剧烈，故选项E正确。易错警示

对扩散现象和布朗运动的3点注意(1)布朗运动可通过显微镜观察，分子热运动不能用显微镜直接观察。(2)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。(3)布朗运动不是分子的运动，是分子无规则运动的反映。命题点三分子力、分子势能和物体的内能

自主探究1．分子力与分子势能分子力F分子势能Ep图像随分子间距离的变化情况r＜r0F随r增大而减小，表现为斥力r增大，F做正功，Ep减小r＞r0r增大，F先增大后减小，表现为引力r增大，F做负功，Ep增大r＝r0F引＝F斥，F＝0Ep最小，但不为零r＞10r0引力和斥力都很微弱，F＝0Ep＝02.物体的内能与机械能的比较内能机械能定义物体内所有分子的动能和势能的总和物体的动能及重力势能和弹性势能的总和决定由物体内部分子微观运动状态决定，与物体整体运动情况无关与物体宏观运动状态、参考系和零势能面选取有关，和物体内部分子运动情况无关量值任何物体都具有内能，恒不为零可以为零测量无法测量，其变化量可由做功和热传递来量度可以测量转化在一定条件下可相互转化6.甲分子固定在坐标原点O，只在两分子间的作用力作用下，乙分子沿x轴方向运动，两分子间的分子势能Ep与两分子间距离x的变化关系如图所示，设乙分子在移动过程中所具有的总能量为0，则下列说法正确的是(

)A．乙分子在P点时加速度为0B．乙分子在Q点时分子势能最小C．乙分子在Q点时处于平衡状态D．乙分子在P点时动能最大E．乙分子在P点时，分子间引力和斥力相等ADE

解析：由题图可知，乙分子在P点时分子势能最小，此时乙分子受力平衡，甲、乙两分子间引力和斥力相等，乙分子所受合力为0，加速度为0，A、E正确；乙分子在Q点时分子势能为0，大于乙分子在P点时的分子势能，B错误；乙分子在Q点时与甲分子间的距离小于平衡距离，分子引力小于分子斥力，合力表现为斥力，所以乙分子在Q点时合力不为0，故不处于平衡状态，C错误；乙分子在P点时，其分子势能最小，由能量守恒可知，此时乙分子动能最大，D正确。7．(2021·陕西宝鸡质检)关于物体的内能，下列说法正确的是(

)A．相同质量的两种物质，升高相同的温度，内能的增加量一定相同B．物体的内能改变时温度不一定改变C．内能与物体的温度有关，所以0℃的物体内能为零D．分子数和温度都相同的物体不一定具有相同的内能E．内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体BDE

解析：相同质量的同种物质，升高相同的温度，吸收的热量相同，相同质量的不同种物质，升高相同的温度，吸收的热量不同，故A错误；物体内能改变时温度不一定改变，比如零摄氏度的冰融化为零摄氏度的水，内能增加，温度不变，故B正确；分子在永不停息地做无规则运动，可知任何物体在任何状态下都有内能，故C错误；物体的内能与分子数、物体的温度和体积三个因素有关，分子数和温度都相同的物体不一定有相同的内能，故D正确；发生热传递的条件是存在温度差，与内能的大小无关，所以内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体，故E正确。8．(2020·高考全国卷Ⅰ)分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示，r＝r1时，F＝0。分子间势能由r决定，规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零。若一分子固定于原点O，另一分子从距O点很远处向O点运动，在两分子间距减小到r2的过程中，势能________(选填“减小”“不变”或“增大”)；在间距由r2减小到r1的过程中，势能________(选填“减小”“不变”或“增大”)；在间距等于r1处，势能________(选填“大于”“等于”或“小于”)零。减小

减小

小于

解析：分子势能与分子间距离变化的关系图像如图乙所示，两分子间距减小到r2的过程中和由r2减小到r1的过程中，分子力做正功，分子势能减小；在间距等于r1处，分子势能最小，小于零。规律总结1．判断分子动能变化的两种方法方法1：利用分子力做功判断。仅受分子力作用时，分子力做正功，分子势能减小，分子动能增加；分子力做负功，分子势能增加，分子动能减小。

方法2：利用分子势能Ep与分子间距离r的关系图线判断。如图所示，仅受分子力作用时，分子动能和势能之和不变，根据Ep变化可判知Ek变化，而Ep变化根据图线判断。2．对分子力与分子势能理解的几个误区(1)对分子间的作用力与距离的关系理解不清。(2)认为物体体积增大时，物体的分子势能就增大而出错。(3)对分子力做功与分子势能间的关系不明确。 命题点四实验：用油膜法估测分子的大小

自主探究1．原理与操作(3)误差分析①纯油酸体积的计算引起误差。②油膜面积的计算造成误差。a．