2026高考物理总复习：分子动理论 内能

第

十

四

章热学

内能

理论

子动

讲分

第1

象、

扩散现

理解

。2.

计算

量的

物理

微观

进行

数，会

罗常

加德

阿伏

1.知道

目标

学习

的

解物体

系，理

的关

距离

子间

与分

势能

分子

力、

分子

知道

。3.

运动

、热

运动

布朗

念。

的概

内能

实

■夯

知识

必备

物体分子的L⑴分子的直径:数量级为Him

是由大小1—(2)分子的质量：数量级为l<)如kg

大量

分子

阿伏加德NA=6.02X1(Nmol-L是联系宏观物理

蛆成罗常数『量和微观物理量的桥梁

的

扩散丕且物质能够彼此进入对方的现象。温

现象度越高,扩散得越圾

(1)定义：悬浮在液体中的小颗粒的无

规则运动

分子

布朗(2)实质：布朗运动反映「遮住分子的

-热运

运动无规则运动

动

分(3)特点：颗粒越小，运动越蝇;温度

子越高，运动越激烈

动

理

论(1)定义：分子的永不停息的无规则

运动

热运

动(2)特点：分子的无规则运动和温度有

关.温度越高,分子运动越剧烈

温迹|——切达到热平衡的系统都具有相同的温度

度

和

温

两种

标一摄氏温标和热力学温标关系：T=/+273.15K

Z一温标

（―⑴分了•动能是分了•热运动所具有动能

分子的（2）分子热运动的平均动能是所有分子热运动动能

动能的平均值,温度是分子热运动平均动能的标志

（3）分了•热运动的总动能是物体内所仃分子热运动

动能的总和

物

体厂由分子间的相对位宜决定的能

的分了•的

一在微观上,与分子间距离仃关

内势能

能—在宏观上.与物体的体积有关

（1）定义：物体中所有分子•的热运动动能与分子

一势能的总和

物体的

内能一（2）决定因素：温度、体积和物质的最

3.一⑶改变物体内能的两种方式：做功和热传递

1.思考判断

（1）布朗运动是固体小颗粒中固体分子的运动。（X）

（2）分子间同时存在引力与斥力，分子力是二者合力的表现。（J）

（3）温度、分子动能、分子势能或内能只对大量分子才有意义。（J）

（4）任何物体都有内能。（J）

（5）当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大。（J）

（6）内能相同的物体，它们的平均分子动能一定相同。（X）

（7）若不计分子势能，则质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能。（X）

2.关于温度和内能，下列说法正确的是（）

A.分子质量不同的物质如果温度相同，物体分子的平均动能也相同

B.物体的内能变化时，它的温度一定改变

C.同种物质，温度高的内能肯定比温度低的内能大

D.物体的内能等于物体的势能和动能的总和

答案A

3.两个分子由距离很远逐渐靠拢到很难再靠近的过程中，分子间作用

力的大小将（）

A.先减小后增大B.先增大后减小

C.先增大后减小再增大D.先减小后增大再减小

答案C

4.（多选）关于分子动理论，下列说法正确的是（）

A.若已知气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，可求出一个气体分子的体积

39A/X10-3

C.每个钻石分子直径的表达式为（单位为m）

NM兀

D.每个钻石分子直径的表达式为（单位为m）

N:\pn

答案A

解析。克拉钻石物质的量（摩尔数）为〃=°；子，所含分子数为N=〃NA=°2¥\

选项A正确，B错误；钻石的摩尔体积7单位为nP/mol）,每个钻石

P

分子体积为%=}="义1°【设钻石分子直径为乩则％联立解得d

NApNx3

=36/<101单位为选项c、口错误。

NA/?兀

2.（气体分子的估算）（2024•山东潍坊模拟）肺活量检测是中学生体质检测中的一项

重要内容。肺活量指一次尽力吸气后，再尽力呼出的气体量。在某次体质检测中

发现某男同学肺活量为3500mL,在呼出的气体中水蒸气大约占总体积的6%o

已知此时水蒸气的密野=0.6kg/m3,水蒸气的摩尔质量M=i8g/mol,阿伏加德

罗常数NA=6X1023morL关于该学生这次呼出气体说法正确的是（）

A.水蒸气的体积为2.1X10—3m3

B.含有的水分子的物质的量为0.07mol

C.含有的水分子的数量为4.2X1021个

D.含有的水蒸气的质量为1.26XIO”g

答案C

-43

解析一次呼出的水蒸气的体积嗫=6%P=6%X3500XIO=m3=2.1X10m,

A错误；一次呼出的水蒸气的质量w=pr^=0.6X2.1X10-4kg=1.26X10-4kg=

0.126g,D错误；含有的水分子的物质的量〃mol=0.007mol,B错

M18

误；含有的水分子的个数N=〃NA=0.007X6X1（P个=4.2X1021个，c正确。

3.（液体分子的估算）（多选）已知阿伏加德罗常数为NA（mo「），某液体的摩尔质量

为M（kg/mol）,该液体的密度为"kg/rrP）,则下列叙述中正确的是（）

A.1kg该液体所含的分子个数是?

B.1个该液体分子的质量是/（kg）

NA

C.1个该液体分子占有的空间是?（nP）

pNx

D.该液体的摩尔体积是"（m3/mo1）

P

答案ACD

解析1kg该液体的物质的量为L（mol）,所含分子数目〃A正确；

每个分子的质量加o=?（kg）,B错误；每个分子所占空间匕=〃?°=乜（m>C

NAp

正确；该液体的摩尔体积为“（nf/mol）,D正确。

P

考点二扩散现象布朗运动与热运动

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

活动微小固

分子分子

主体体颗粒

分子的运动，发生在分子的运动，不能通

比分子大得多的微粒

区别固体、液体、气体任过光学显微镜直接观

的运动

何两种物质之间察到

共同

（1）都是无规则运动；（2）都随温度的升高而更加激烈

点

联系扩散现象、布朗运动都反映分子做无规则的热运动

I跟踪训练

4.（扩散现象）（多选）关于扩散现象，下列说法正确的是（）

A.温度越高，力、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

答案ACD

5.（布朗运动）把墨汁用水稀释后取出一滴放在高倍显微镜下观察，可以看到悬浮在

液体中的小炭粒在不同时刻的位置，每隔一定时间把炭粒的位置记录下来，最后

按时间先后顺序把这些点进行连线，得到如图1所示的图像，对于这一现象，下

列说法正确的是（）

A.炭粒的无规则运动，说明碳分子运动也是无规则的

B.越小的炭粒，受到撞击的分子越少，作用力越小，炭粒的不平衡性表现得越不

明显

C.观察炭粕运动时,可能有水分子扩散到载物片的玻璃中

D.将水的温度降至零摄氏度，炭粒会停止运动

答案C

解析图中的折线是每隔一定的时间炭粒的位置的连线，是由于水分子撞击做无

规则运动而形成的，说明水分子的运动是无规则的，不能说明碳分子运动也是无

规则的，A错误；炭粒越小，在某一瞬间跟它相撞的水分子数越少，撞击作用的

不平衡性表现得越明显，B错误；扩散现象可发生在液体和固体之间，故观察炭

粒运动时，可能有水分子扩散到载物片的玻璃中，C正确；将水的温度降低至零

摄氏度，炭粒的运动会变慢，但不会停止，D错误。

6.（分子热运动）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天

答案C

解析分子热运动与宏观运动无关，只与温度有关，故A错误；温度升高，分子

热运动更剧烈，分子平均速率增大，并不是每一个分子运动速率都会增大，故C

正确，D错误；水凝固成冰后，水分子的热运动不会停止，故B错误。

考点三分子力、分子势能、平均动能和内能

1.分子力与分子势能的比较

二分子力F分子势能Ep

♦

图像

尸随尸增大而减小,，•增大,尸做正功，Ep减

随分r<r)

表现为斥力小

子间

尸增大，尸先增大后，,增大，尸做负功,县增

距离

减小，表现为引力大

的变

尸=门尸引=尸斥，F=0品最小，但不为零

化情

引力和斥力都很微

况/,>1OroEp=O

弱，尸=0

2.分子动能、分子势能、内能、机械能的比较

分子动能分子势能内能机械能

由分子间相对所有分子的热物体的动能、

分子无规则运

定义位置决定的势运动动能和分重力势能和弹

动的动能

能子势能的总和性势能的总和

跟宏观运动状

决定温度（决定分温度、体积、态、参考系和

分子间距

因素子平均动能）物质的量参考平面的选

取有关

温度、内能等物理量只对大量分子才有意义，对单个或少量分子

说明

没有实际意义

I跟踪训练

7.（分子力与分子势能）（2024•辽宁大连质量监测）设甲分子在坐标原点。处不动，

乙分子位于，•轴上，甲、乙两分子间作用力与分子间距离关系如图2中曲线所示,

尸>0表现为斥力，/<0表现为引力。。、权。为，•轴上三个特定的位置，现把乙

分子从4处由静止释放（设无穷远处分子势能为零），则（）

A.乙分子从。到c,分子力先减小后增大

B.乙分子运动到c点时，动能最大

C.乙分子从。到5分子力先做正功后做负功

D.乙分子运动到c点时，分子力和分子势能都是零

答案B

解析由题图可知，乙分子从。到c,分子力先增大后减小，故A错误；从。到

分子间作用力为引力，引力做正功，动能一直增加，当乙分子运动到c点左侧

时，分子力为斥力，斥力做负功，所以乙分子运动到c点时，动能最大，故B正

确；乙分子从。到c,分子力一直做正功，故C错误；乙分子运动到c点时，分

子力为零，但由于分子力一直做正功，所以分子势能应小于零，故D错误。

8.（温度与内能）（多选）下列关于温度及内能的说法中正确的是（）

A.温度是分子平均动能的标志，所以两个动能不同的分子相比，动能大的分子温

度高

B.两个不同的物体，只要温度和体积相同，内能就相同

C.质量和温度相同的冰和水，内能不同

D.温度高的物体不一定比温度低的物体内能大

答案CD

解析温度是大量分子热运动的宏观体现，单个分子不能比较温度高低，选项A

错误；物体的内能由温度、体积、物质的量及物态共同决定，选项B错误，C正

确；质量不确定，只知道温度的关系，不能确定内能的大小，选项D正确。

9.（内能与机械能）（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，其机械能增加，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但是内能不可能为零

答案ACD

-提升素养能力（限时：35分钟）

A级基础对点练

对点练1微观量的估算

1.（多选）若以"表示水的摩尔质量，/表示在标准状况下水蒸气的摩尔体积，2表示

在标准状况下水蒸气的密度，NA表示阿伏加德罗常数，加0、%分别表示每个水分

子的质量和体积，下列关系式中正确的有（）

AM=P"

mo

D.〃7（）="

NA

答案ACD

解析由于〃=〃匕则变形得〃70=〃，故A、D正确；由于水蒸气

moNA

中水分子之间有空隙，所以NA%V匕则水蒸气的密度为〃=，＜故B错误,

VNAVO

C正确。

2.（多选）已知铜的摩尔质量为M（kg/mol）,铜的密度为Mkg/nf）,阿伏加德罗常数

为NA（mol「）。下列判断正确的是（）

A.1kg铜所含的原子数为NA

B.1m3铜所含的原子数为“NA

P

c.i个铜原子的质量为y（kg）

NA

3

D.铜原子的直径为6?⑺）

npN\

答案CD

解析1kg铜所含的原子数为N=J,NA,故A错误；1m3铜所含的原子数为N=

〃NA=PR故B错误；1个铜原子的质量〃尸?（kg）,故C正确；1个铜原子的

MNA

3

体积为P=?（m3）,又忆=，兀.（$3,联立解得〃=62（m）,故D正确。

QNA32TipNK

3.（2024•山东淄博模拟）某潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1.3kg/m3和

2.1kg/m3,空气的摩尔质量为0.029kg/mol,阿伏加德罗常数NA=6.02XIO?，mol

-|o若潜水员呼吸一次吸入2L空气，试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次

多吸入空气的分子数约为（）

A.3X1021B.3X1022

C.3X1023D.3X1024

答案B

解析设空气的摩尔质量为"，在海底和岸上的密度分别为小和p岸，一次吸入空

气的体积为匕在海底和在岸上分别吸入的空气分子个数为〃海和〃岸，则有〃海

='海），〃馋=「吸，多吸入的空气分子个数为△〃=〃海一〃岸，代入数据得加

MM

=3X1022个，故B正确。

对点练2扩散现象布朗运动和热运动

4.为了减少病毒传播，人们使用乙醇喷雾消毒液和免洗洗手液，两者的主要成分

都是泗精，则下列说法正确的是（）

A.使用免洗洗手液洗手后，手部很快就干爽了，是由于液体分子扩散到了空气中

B.在房间内喷洒乙醇消毒液后，会闻到淡淡的酒味，与分子运动无关

C.在房间内喷泗乙醇消毒液后，会闻到淡淡的酒味，这是酒精分子做布朗运动的

结果

D.使用免洗洗手液洗手后，洗手液中的酒精由液体变为同温度的气体的过程中，

分子间距不变

答案A

解析因为一切物质的分子都在不停地做无规则运动，所以使用免洗洗手液时，

手部很快就干爽了，这是扩散现象，故A正确；在房间内喷洒乙醇消毒液后，会

闻到淡淡的酒味，这是酒精分子扩散运动的结果，证明了酒精分子在不停地做无

规则运动，不属于布朗运动，故B、C错误；洗手液中的酒精由液体变为同温度

的气体的过程中，温度不变，分子平均动能不变，但是分子之间的距离变大，故

D错误。

5.（多选）关于布朗运动和分子的热运动，下列说法中正确的是（）

A.布朗运动就是分子的热运动

B.布朗运动的激烈程度与悬浮微粒的大小有关，说明分子的运动与悬浮微粒的大

小有关

C.布朗运动虽不是分子运动，但它能反映分子的运动特征

D.布朗运动的激烈程度与温度有关，这说明分子运动的激烈程度与温度有关

答案CD

解析布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，不是分子的运动，间接反映了液体分

子永不停息地做无规则运动，A错误，C正确；悬浮微粒越小，布朗运动越显著,

这是由于悬浮微粒周围的液体分子对悬浮微粒撞击的不平衡引起的，不能说明分

子的运动与悬浮微粒的大小有关，R错误：温度越高，布朗运动越激烈，说明温

度越高，分子运动越激烈，D正确。

6.关于分子动理论和内能，下列说法中正确的（）

A.碎玻璃不能拼在一起，是由于分子间距离太大，斥力大于引力

B.扩散现象是分子热运动直接形成的，而布朗运动不是分子热运动

C.墨水中的小炭粒所做的不停地无规则运动，是悬浮在液体中的固体分子的运动

D.内能大的物体温度一定高，温度高的物体内能一定大

答案B

解析碎玻璃不能拼在一起，是由于分子间距离太大，分子间的作用力几乎为零,

故A错误；扩散现象是分子热运动直接形成的，而布朗运动是分子无规则运动对

微粒的碰撞不平衡造成的，不是分子本身的热运动，故B正确；墨水中的小炭粒

所做的不停地无规则运动，是墨水分子的无规则运动对悬浮在液体中的固体颗粒

的碰撞不平衡形成的，不是固体分孑本身的无规则运动，故C错误；物体的内能

跟物体的质量、温度、状态和物质的种类等多种因素有关，因此内能大的物体温

度不一定高，温度高的物体内能不一定大，故D错误。

对点练3分子力、分子势能、平均动能和内能

7.（多选）（2024•安徽芜湖高三测评）两分子间的作用力/与分子间距离尸的关系如图

1中曲线所示，曲线与，•轴交点的横坐标为，旬。相距很远的两分子在分子力作用

下，由静止开始相互接近。若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法正确

的是（）

A.在厂＞n）阶段，/做正功，分子动能增大，分子势能减小

B.在内八）阶段，尸做负功，分子动能减小，分子势能也减小

C.在尸=小时，分子势能最小，分子动能最大

D.分子动能和分子势能之和在整个过程中不变

答案ACD

解析在Am阶段，两分子间的分子力为引力，两分子在分子力作用下，由静止

开始相互接近，分子力做正功，分子动能增大，分子势能减小，故A正确；在K/o

阶段，分子力为斥力，分子力做负功，分子动能减小，分子势能增大，故B错误；

在尸=尸。时，分子势能最小，分子动能最大，故C正确；在整个过程中，只有分

子力做功，分子动能和分子势能之和保持不变，故D正确。

8.（多选）如图2所示，甲分子固定在坐标原点O,乙分子沿x轴运动，两分子间的

分子势能4与两分子间距离x的关系如图所示。羽中分子势能的最小值为一员，

若两分子所具有的总能量为零，则下列说法中正确的是（）

A.乙分子在，点（X=X2）时，加速度最大

B.乙分子在尸点（x=X2）时，动能为Eo

C.乙分子在。点（x=xi）时，处于平衡状态

D.乙分子的运动范围为xNxi

答案BD

解析乙分子在尸点（X=X2）时，分子势能最小，可知该点分子力为零，加速度为

零，即加速度最小，故A错误；乙分子在尸点时分子势能为一瓦，两分子所具有

的总能量为零，则其动能为瓦，故B正确；乙分子在尸点时，分子势能最小，分

子力为零，处于平衡状态，故C错误；当xai时分子势能为正，总能量为零，动

能应为负，是不可能的，因此分子的运动范围为