2025年高考物理复习讲义：分子动理论、内能（含解析）

第1讲分子动理论内能

素养目标1.能认识物质由分子组成、分子间存在相互作用力、分子永不停息地做无规

则的热运动、物体的内能.(物理观念)2.分子模型的构建与分子直径的估算.(科学思维)3.

分子力与分子距离的变化图像.(科学思维)

F

理清教材(强基固本基础梳理•通教材

1必备知识

一、分子动理论的基本观点、阿伏加德罗常数

1.物质由大量分子组成

直径：m

(1)分子的大小

质量：］0_26kg

(2)阿伏加德罗常数：NA=6.02X1023mo「.

2.分子永不停息地做无规则运动

定义：不同物质能够彼此进入对方

扩散

(1)的现象

现象

实质：分子无规则运动产生

定义：悬浮在液体中的小颗粒丕便

布朗地做无规则运动

(2)一

运动特点：永不停息、无规则

实质：是固体小颗粒的运动

3.分子间同时存在引力和斥力

1.分子动能

(1)意义：分子动能是分子热运动所具有的动能.

(2)分子平均动能：所有分子热运动的动能的平均值.温度是分子平均动能的标志.

(3)分子热运动的总动能是物体内所有分子热运动动能的总和.

2.分子势能

（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相对位置决定的能.

3.物体的内能

（1）概念：物体中所有分子的热运动的动能与分子势能的总和,是状态量.

（2）决定因素：对于给定的物体，其内能大小由物体的状态、温度和体积决定,即由物

体内部状态决定；物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小无关.

4.温度

⑴两种温度：T-+273.15K.

（2）温度是分子热运动的平均动能的标志.

2自主速测

1.思维辨析

（i）ig水所含有的水分子数与1g酒精所含有的酒精分子数相等.（）

⑵若体积为〃的氧气中含氧气分子个数为M则每个氧气分子的体积近似为4（）

（3）布朗运动是花粉颗粒分子的运动.（）

（4）分子间同时存在着引力和斥力，当分子间距离增大时，引力和斥力同时减小，若引

力大于斥力，则分子力表现为引力.（）

（5）分子间存在分子势能，随着分子间距离增大，分子势能增大.（）

2.下列说法中正确的是（）

A.物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大

B.物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大

C.物体温度降低，其内能一定增大

D.物体温度不变，其内能一定不变

3.（多选）下列实验能说明分子在做无规则运动的是（）

铅块

热水田园冷水铅块

AB

铅板a金板C-二氧化氮

CD

A.滴在热水中的墨水使热水很快变色

B.断面磨平的铅块压紧后能够吊住大钩码

C.铅板和金板长时间压紧在一起，铅和金会互相渗透

D.抽去玻璃板后，两瓶中的气体逐渐混合

重难考点《‘全线突破考点研究•清障碍

考点分子热运动

1核心归纳

项目扩散现象布朗运动分子热运动

活动主体分子固体微小颗粒分子

微小颗粒的运动，是比分子

分子的运动，分子无论

分子的运动，发生在大得多的分子团的运动，较

大小都做热运动，热运

区别固体、液体、气体等大的颗粒不做布朗运动，但

动不能通过光学显微镜

任何两种物质之间它本身及周围的分子仍在

直接观察到

做热运动

电子显微镜或扫描隧道

观察裸眼可见光学显微镜

显微镜

共同点都是永不停息的无规贝!运动，都随温度的升高而变得更加剧烈

联系

典例1有些病毒的传播途径之一是气溶胶传播.气溶胶是指悬浮在气体介质中的固态

或液态颗粒所组成的气态分散系统，这些固态或液盘麒在气体介质里做布朗运动一下列

说法正确的是（）

A.布朗运动是气体介质分子的无规则运动

B.在布朗运动中，固态或液态颗粒越大，布朗运动越剧烈

C.在布朗运动中，颗粒无规则运动的轨迹就是分子的无规则运动的轨迹

D.在布朗运动中，环境温度越高，布朗运动越剧烈

2多维专训

1.［对扩散现象的理解］（多选）关于扩散现象，下列说法正确的是（）

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

2.［对布朗运动的理解］（多选）如图所示是用光学显微镜观察一滴充分稀释的碳素墨汁，

调节好合适的放大倍数后，显示屏上会跟踪一个炭粒的运动，发现炭粒做无规则运动.则

下列说法中正确的有（）

A.炭粒无规则运动是炭粒分子无规则运动的结果

B.炭粒无规则运动是液体分子不平衡撞击的结果

C.炭粒体积越大，其无规则运动的现象越明显

D.墨汁温度越高，炭粒无规则运动现象越明显

考点图分子间相互作用内能

1核心归纳

1.分子力和分子势能随分子间距变化的规律

项目分子力尸分子势能Ep

F

随分子间E方规定无穷

\v「远处势能

距变化图

像（，0=°"r°

,z予引

10—1。m）

下用和尸屋都随距离的增大而r增大，分子力做正功，分子势

随分子间

r<ro减小，随距离的减小而增大,能减小；r减小，分子力做负功，

距的变化

F引〈尸斥，下表现为斥力分子势能增加

情况

r>roF引和尸斥都随距离的增大而r增大，分子力做负功，分子势

减小，随距离的减小而增大，能增加；r减小，分子力做正功，

尸引〉尸斥，下表现为引力分子势能减小

随分子间r=ro互引="氏，尸=0分子势能最小，但不为零

距的变化尸引和尸斥都已十分微弱，可以

F>1OFO分子势能为零

情况认为F=0

2.物体的内能与机械能的比较

项目

物体内所有分子热运动的动能与物体的动能、重力势能和弹性势

定义

分子势能之和能的统称

跟宏观运动状态、参考系和零势

决定

能点的选取有关

量值任何物体都有内能可以为零

测量无法测量可以测量

微观分子的运动和相互作用的结宏观物体的运动和相互作用的结

本质

果果

运动形式热运动机械运动

联系

典例2（2020•北京卷）分子力F随分子间距离r的变化如图所示.将两分子从相距「=

相处释放，仅考虑这两个分子间的作用，下列说法正确的是（）

F\\多时，分孑力等

于客，分子珈林，）、.

A.从『=，2到『=”,分子间引力都在减小

B.从「=-2到（=打，分子力的大小先减小后增大

C.从「=及到r=n）,分子势能先减小后增大

D.从『=及到r=?i,分子动能先增大后减小

2多维专训

1.［对Rr及图像的理解|（多选）如图甲所示是分子间作用力与分子间距之间的关

系，分子间作用力表现为斥力时为正，一般地，分子间距大于10%时，分子间作用力就可

以忽略；如图乙所示是分子势能与分子间距之间的关系，"是图线上一点，成是在。点的

图线切线.下列说法中正确的有（）

A.分子势能选择了无穷远处或大于10"处为零势能参考点

B.图甲中阴影部分面积表示分子势能差值，与零势能点的选取有关

C.图乙中Oa的斜率大小表示分子间距离在该间距时的分子间作用力大小

D.图乙中ab的斜率大小表示分子间距离在该间距时的分子间作用力大小

2.［对分子动能、分子势能、物体内能的理解］给一定质量、温度为0℃的水加热，在

水的温度由0℃上升到4℃的过程中，水的体积随着温度升高反而减小，我们称之为“反常

膨胀”.某研究小组通过查阅资料知道：水分子之间存在一种结合力，这种结合力可以形成

多分子结构，在这种结构中，水分子之间也存在相互作用的势能.在水反常膨胀的过程中，

体积减小是由于水分子之间的结构发生了变化，但所有水分子间的总势能是增大的.关于

这个问题下列说法中正确的是()

A.水分子的平均动能减小，吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功

B.水分子的平均动能减小，吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功

C.水分子的平均动能增大，吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功

D.水分子的平均动能增大，吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功

考点因微观量的估算

1核心归纳

1.微观量与宏观量

(1)微观量：分子质量/M0、分子体积外、分子直径”等.

(2)宏观量：物体的质量加、摩尔质量M、物体的密度〃、物体的体积V、摩尔体积几⑹

等.

2.分子的两种模型

(1)球模型：的=1"3,得直径用(常用于固体和液体).

6Vn

3

(2)立方体模型：匕=/,得边长〃=汨(常用于气体).

3.几个重要关系

(1)一个分子的质量：，"=—.

(2)一个分子的体积：%=匕3(注意:对于气体，分表示一个气体分子占有的空间).

(3)1mol物体的体积：rmoi=­.

区

(4)分子个数的计算：N="NA=j-NA=」<NA.

^>mol匕nol

典例3(2024•宁夏银川二中质检)浙江大学高分子系某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

料密度仅为空气密度的｝.设气凝胶的密度为〃，摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为NA,则下

列说法不正确的是()

A."千克气凝胶所含分子数为N=%VA

M

B.气凝胶的摩尔体积为rmol=-

P

c.每个气凝胶分子的体积为匕='

NAP

D.每个气凝胶分子的直径为融

\1M

2多维专训

1.［宏观量与微观量的关系］若以M表示水的摩尔质量，/液表示液态水的摩尔体积，V

气表示标准状态下水蒸气的摩尔体积，〃浓为液态水的密度，〃气为标准状态下水蒸气的密度，

NA为阿伏加德罗常数，，"、匕分别表示每个水分子的质量和体积，下面四个关系式正确的

是()

A.NA=^^M

B.p气

mNAVO

D.匕）=」

NA

2.［油膜法估测分子大小］⑴如图所示反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的4个步

骤，将它们按操作先后顺序排列应是(用字母表示).

(2)在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每1000mL

溶液中有0.6mL油酸.用注射器测得1mL上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅

盘里，待水面稳定后，画出油膜的形状.如图所示，坐标纸中正方形小方格的边长为1cm,

试求:

①油酸膜的面积是<

②每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是mL.

③按以上实验数据估测出油酸分子的直径是m.（结果保留2位有效数字）

（3）如果实验中油膜没有完全散开，测得的油酸分子直径（填“偏大”或“偏小”）.

答案及解析

理清教材<‘强基固本基础梳理•通教材

1.思维辨析

（1）1g水所含有的水分子数与1g酒精所含有的酒精分子数相等.（X）

（2）若体积为V的氧气中含氧气分子个数为N,则每个氧气分子的体积近似为（（x）

（3）布朗运动是花粉颗粒分子的运动.（x）

（4）分子间同时存在着引力和斥力，当分子间距离增大时，引力和斥力同时减小，若引

力大于斥力，则分子力表现为引力.6）

（5）分子间存在分子势能，随着分子间距离增大，分子势能增大.（x）

2.下列说法中正确的是（）

A.物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大

B.物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大

C.物体温度降低，其内能一定增大

D.物体温度不变，其内能一定不变

答案：B

3.（多选）下列实验能说明分子在做无规则运动的是（）

铅块

热水田园冷水铅块

AB

铅板a'。金板口-二氧化氮

CD

A.滴在热水中的墨水使热水很快变色

B.断面磨平的铅块压紧后能够吊住大钩码

C.铅板和金板长时间压紧在一起，铅和金会互相渗透

D.抽去玻璃板后，两瓶中的气体逐渐混合

解析：滴入热水中的墨水使热水很快变色，属于扩散现象；铅板和金板长时间压紧在

一起，互相渗透，也属于扩散现象；抽去玻璃板后，两瓶中的气体逐渐混合，属于气体的

扩散现象，而扩散现象正是由分子的无规则运动产生的.断面磨平的铅块压紧后能够吊住

大钩码，表明分子间存在吸引力，不能说明分子在做无规则运动.故A、C、D正确，B错

误.

答案：ACD

考点划分子热运动

典例1有些病毒的传播途径之一是气溶胶传播.气溶胶是指悬浮在气体介质中的固态

或液态颗粒所组成的气态分散系统，这些固态或液态颗粒在气体介质史做布朗运动一下列

说法正确的是（）

A.布朗运动是气体介质分子的无规则运动

B.在布朗运动中，固态或液态颗粒越大，布朗运动越剧烈

C.在布朗运动中，颗粒无规则运动的轨迹就是分子的无规则运动的轨迹

D.在布朗运动中，环境温度越高，布朗运动越剧烈

解析：布朗运动是固态或液态颗粒的无规则运动，不是气体介质分子的无规则运动，

可以间接反映气体分子的无规则运动，颗粒越小，气体分子对颗粒的撞击作用越不容易平

衡，布朗运动越剧烈，故A、B错误；在布朗运动中，颗粒本身并不是分子，而是很多分子

组成的，所以颗粒无规则运动的轨迹不是分子无规则运动的轨迹，故C错误；在布朗运动

中，环境温度越高，固态或液态颗粒受到气体分子无规则热运动撞击的程度越剧烈，布朗

运动越剧烈，故D正确.故选D.

2多维专训

1.［对扩散现象的理解］（多选）关于扩散现象，下列说法正确的是（）

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

解析：扩散现象与温度有关，温度越高，扩散进行得越快，选项A正确.扩散现象是

由分子的无规则运动引起的，不是一种化学反应，选项B错误，C正确.扩散现象在气体、

液体和固体中都能发生，选项D正确.

答案：ACD

2.［对布朗运动的理解］（多选）如图所示是用光学显微镜观察一滴充分稀释的碳素墨汁，

调节好合适的放大倍数后，显示屏上会跟踪一个炭粒的运动，发现炭粒做无规则运动.则

下列说法中正确的有（）

A.炭粒无规则运动是炭粒分子无规则运动的结果

B.炭粒无规则运动是液体分子不平衡撞击的结果

C.炭粒体积越大，其无规则运动的现象越明显

D.墨汁温度越高，炭粒无规则运动现象越明显

解析：炭粒作为一种宏观微粒，不受外力作用时是无法凭借自身因素而运动的，其无

规则运动是液体分子不平衡撞击造成的结果，A错误，B正确；炭粒体积越大，受到液体分

子的撞击越趋于平衡，无规则运动将越不明显，C错误；墨汁温度越高，液体分子无规则

运动越激烈，撞击炭粒的作用力越大，不平衡撞击也越多，所以炭粒无规则运动会越明显,

D正确.

答案：BD

考点且分子间相互作用内能

典例2（2020•北京卷）分子力F随分子间距离r的变化如图所示.将两分子从相距『=

功处释放，仅考虑这两个分子间的作用，下列说法正确的是（）

F\\当时，分■子力等

于客，分子舒侏枚，卜.

A.从『=及到『H）,分子间引力在减小

B.从尸=必到『="，分子力的大小先减小后增大

C.从厂=及到『=",分子势能先减小后增大

D.从「=及到r='1,分子动能先增大后减小

解析：从『=『2到『=",分子间引力和斥力都在增大，故A错误；由题图可知，r="

时分子力为零，故从『=『2到『=『1,分子力的大小先增大后减小再增大，故B错误；从『

=-2到（=",分子力一直做正功，分子势能一直在减小，故C错误；从，=/2到「=打，分

子力先做正功后做负功，分子势能先减小后增大，故分子动能先增大后减小，故D正确.故

选D.

2多维专训

L［对F-「及图像的理解］（多选）如图甲所示是分子间作用力与分子间距之间的关

系，分子间作用力表现为斥力时为正，一般地，分子间距大于10,。时，分子间作用力就可

以忽略；如图乙所示是分子势能与分子间距之间的关系，"是图线上一点，成是在a点的

图线切线.下列说法中正确的有（）

A.分子势能选择了无穷远处或大于10”处为零势能参考点

B.图甲中阴影部分面积表示分子势能差值，与零势能点的选取有关

C.图乙中Oa的斜率大小表示分子间距离在该间距时的分子间作用力大小

D.图乙中ab的斜率大小表示分子间距离在该间距时的分子间作用力大小

解析：结合题意及题图信息可知，分子势能选择了无穷远处或大于10"处为零势能参

考点，所以A正确；题图甲中阴影部分面积表示分子势能差值，势能差值与零势能点的选

取无关，所以B错误；分子势能与分子间距图像中，图线切线的斜率的大小表示分子间作

用力大小，所以C错误，D正确.

答案：AD

2.［对分子动能、分子势能、物体内能的理解］给一定质量、温度为0°C的水加热，在

水的温度由0℃上升到4℃的过程中，水的体积随着温度升高反而减小，我们称之为“反常

膨胀”.某研究小组通过查阅资料知道：水分子之间存在一种结合力，这种结合力可以形成

多分子结构，在这种结构中，水分子之间也存在相互作用的势能.在水反常膨胀的过程中，

体积减小是由于水分子之间的结构发生了变化，但所有水分子间的总势能是增大的.关于

这个问题下列说法中正确的是（）

A.水分子的平均动能减小，吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功

B.水分子的平均动能减小，吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功

C.水分子的平均动能增大，吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功

D.水分子的平均动能增大，吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功

解析：温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子的平均动能增大.在水反常膨胀

的过程中，所有水分子间的总势能是增大的，说明分子之间的相互作用力对分子做负功，

即吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功.故A、B、C错误，D正确.

答案：D

考点3微观量的估算

典例3（2024•宁夏银川二中质检）浙江大学高分子系某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

料密度仅为空气密度的：.设气凝胶的密度为外摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为NA,则下

6

列说法不正确的是（）

A.。千克气凝胶所含分子数为N=%VA

M

B.气凝胶的摩尔体积为Vmol=-

P

C.每个气凝胶分子的体积为％=电

NAP

D.每个气凝胶分子的直径为〃=:吁

M

解析：。千克气凝胶的摩尔数为包，所含分子数为N=§VA,选项A正确，不符合题意;

MM

气凝胶的摩尔体积为/。产丝，选项B正确，不符合题意；每个气凝胶分子的体积为％=

P

%蚓="，选项C正确，不符合题意；根据％=LU/3,则每个气凝胶分子的直径为"=

NAP6

、-纵，选项D错误，符合题意.故选D.

\1nNAP

2多维专训

1.［宏观量与微观量的关系］若以M表示水的摩尔质量，。液表示液态水的摩尔体积，V

气表示标准状态下水蒸气的摩尔体积，〃液为液态水的密度，〃气为标准状态下水蒸气的密度，

M为阿伏加德罗常数，胆、Ko分别表示每个水分子的质量和体积，下面四个关系式正确的

是（）

A.NT”液B.p气=^—

mNAV。

C.Vo=­D.Vo——^

P气NA

解析：对液态水，由密度的定义可得〃液=M旦，由摩尔质量的意义可知凶=乂胆，解得

P液

必=也，，故A正确；由于水蒸气分子间有较大距离，所以八〈匕工对