2026版创新设计高考总复习物理(人教基础版)学生用-第1讲 分子动理论　内能

第1讲分子动理论内能学习目标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。考点一物体是由大量分子组成的1.分子的大小(1)分子的直径:数量级为m。

(2)分子的质量:数量级为10-26kg。2.阿伏加德罗常数1mol的任何物质都含有相同的分子数,通常可取NA=mol-1。

3.联系微观和宏观的四个重要关系微观量: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Vmol、物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ。阿伏加德罗常数是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁。(1)一个分子的质量:m0=MN(2)一个分子的体积:V0=VmolNA(注:对气体,V0(3)物体所含的分子数:N=nNA,物体所含物质的量n=VVmol或n=(4)物体的体积和质量的关系Vmol=Mρ或V=m4.求解分子直径或棱长时的两种模型(1)球模型:V0=16πd3,得直径d=36V0(2)立方体模型:V0=d3,得棱长d=3V0(常用于求相邻气体分子间平均距离判断正误(1)只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数,就可以估算出气体分子的直径。()(2)已知铜的密度、摩尔质量以及阿伏加德罗常数,可以估算铜分子的直径。()(3)某种气体单个分子的质量除以单个分子的体积,等于气体的密度。()例1(多选)已知阿伏加德罗常数为NA(mol-1),某液体的摩尔质量为M(kg/mol),该液体的密度为ρ(kg/m3),则下列叙述中正确的是()A.1kg该液体所含的分子个数是NB.1个该液体分子的质量是ρNC.1个该液体分子占有的空间是MρNAD.该液体的摩尔体积是Mρ(m3听课笔记

例2很多轿车为了改善夜间行驶时的照明问题,在车灯的设计上选择了氙气灯,因为氙气灯灯光的亮度是普通灯灯光亮度的3倍,但是耗电量仅是普通灯的一半,氙气灯使用寿命则是普通灯的5倍,很多车主会选择安有氙气灯的汽车,若氙气充入灯头后的容积V=1.6L,氙气密度ρ=6.0kg/m3。已知氙气摩尔质量M=0.131kg/mol,阿伏加德罗常数NA=6×1023mol-1(结果保留1位有效数字)。试估算:(1)灯头中氙气分子的总个数N;(2)灯头中氙气分子间的平均距离。

考点二扩散现象、布朗运动与热运动1.分子热运动(1)扩散现象:相互接触物体的彼此进入对方的现象。扩散现象并不是外界作用引起的,也不是化学反应的结果,而是由物质分子的无规则运动产生的物质迁移现象。

(2)布朗运动:的无规则运动,微粒越,运动越明显;温度越,运动越明显。

(3)热运动:分子永不停息的运动。是分子热运动剧烈程度的标志。

2.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主体分子固体微粒分子区别分子的运动,发生在任何两种物质之间大量固体分子组成的微粒(比分子大得多)的运动分子的无规则运动,不能通过光学显微镜直接观察到共同点都是无规则运动;都随温度的升高而更加激烈联系扩散现象、布朗运动都间接地反映分子运动的无规则性判断正误(1)扩散现象只能在气体中进行。()(2)布朗运动是固体微粒中固体分子的运动。()(3)温度越高,分子热运动越剧烈。()例3(2025·福建南平模拟)福建南平茶文化久负盛名,“风过武夷茶香远”“最是茶香沁人心”。人们在泡大红袍茶时茶香四溢,下列说法正确的是()A.茶香四溢是扩散现象,说明分子间存在着相互作用力B.茶香四溢是扩散现象,泡茶的水温度越高,分子热运动越剧烈,茶香越浓C.茶香四溢是布朗运动现象,说明分子间存在着相互作用力D.茶香四溢是布朗运动现象,说明分子在永不停息地做无规则运动听课笔记

例4以下关于热运动的说法正确的是()A.水流速度越大,水分子的热运动越剧烈B.水凝固成冰后,水分子的热运动停止C.水的温度越高,水分子的热运动越剧烈D.水的温度升高,每个水分子的运动速率都会增大听课笔记

考点三分子力、分子势能、平均动能和内能1.分子间的作用力:分子间有空隙,大量分子却能聚集在一起,这说明分子之间存在着相互作用力。(1)当用力拉伸物体时,物体内各部分之间要产生反抗拉伸的作用力,此时分子间的作用力表现为。

(2)当用力压缩物体时,物体内各部分之间会产生反抗压缩的作用力,此时分子间的作用力表现为。

(3)研究表明,分子间的作用力F跟分子间距离r的关系如图所示。①当r<r0时,分子间的作用力F表现为。

②当r=r0时,分子间的作用力F为0,这个位置称为。

③当r>r0时,分子间的作用力F表现为。

(4)分子是由原子组成的。原子内部有带的原子核和带的电子。分子间的作用力就是由这些带电粒子的相互作用引起的。

2.温度与物体的内能温度与温标温度表示物体的冷热程度,一切达到热平衡的系统都具有的温度

温标包括摄氏温标(t)和热力学温标(T),两者的关系是T=

分子动能概念分子动能是分子所具有的动能

决定因素是分子热运动的平均动能的标志

分子势能概念分子势能是由分子间的决定的能

决定因素①微观上:决定于和分子排列情况;

②宏观上:决定于和状态

物体的内能概念物体中所有分子的热运动动能与的总和,是状态量

决定因素给定物体的内能跟物体的和都有关系,即由物体的内部状态决定;与物体位置的高低、运行速度的大小

判断正误(1)分子动能指的是由于分子定向移动具有的能。()(2)当分子力表现为引力时,分子势能随分子间距离的减小而减小。()(3)内能相同的物体,它们的分子平均动能一定相同。()(4)分子势能随着分子间距离的增大,可能先减小后增大。()(5)温度、分子动能、分子势能和内能,只对大量分子才有意义。()例5(2023·海南卷,5)如图为两分子靠近过程中的示意图,r0为分子间平衡距离,下列关于分子力和分子势能的说法正确的是()A.分子间距离大于r0时,分子间表现为斥力B.分子从无限远靠近到距离r0处的过程中分子势能变大C.分子势能在r0处最小D.分子间距离在小于r0且减小时,分子势能在减小听课笔记

总结提升分子力与分子势能的比较

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=0例6(多选)关于物体的内能和机械能,下列说法正确的是()A.把物体缓慢举高,其机械能增大,内能不变B.盛有气体的容器做加速运动时,容器中气体的内能必定会随之增大,容器的机械能一定增大C.电流通过电阻后电阻发热,它的内能增加是通过“做功”方式实现的D.物体的机械能可以为零,但是内能不可能为零听课笔记

例7(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、乙两分子间的分子力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1为Ep-r图线、实线2为F-r图线B.当分子间距离r<r2时,甲、乙两分子间只有分子斥力,且分子斥力随r减小而增大C.乙分子从r4到r2做加速度先增大后减小的加速运动,从r2到r1做加速度增大的减速运动D.乙分子从r4到r1的过程中,分子势能先增大后减小,在r1位置时分子势能最小听课笔记