2027届新高考物理热点精准复习　分子动理论　内能

2027届新高考物理热点精准复习分子动理论内能学习目标:1.掌握分子模型的建构与分子直径的估算方法,了解分子动理论的基本观点。2.了解扩散现象并能解释布朗运动。3.知道分子间作用力随分子间距离变化的图像。4.了解物体内能的决定因素。×××××解析

1.×

布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动,它间接反映了液体(或气体)分子的无规则运动。2.×

分子力在r

>

r0时表现为引力,且随距离增大先增大后减小;在r

<

r0时表现为斥力,随距离增大而减小。3.×

从无限远至r0过程中,分子力做正功,分子势能减小;从r0再继续靠近,分子力做负功,分子势能增大。4.×

分子动能是分子热运动的动能,源于分子无规则运动,与宏观定向移动无关。5.×

内能包括分子动能和分子势能。内能相同,若分子势能不同(如不同物态),则分子平均动能可能不同。考点一阿伏加德罗常数及其应用1.分子的大小(1)分子的直径(视为球模型):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的任何物质所含有的粒子数叫阿伏加德罗常数。通常取NA=

mol-1。

10-106.02×1023

典例1

快递公司用充气的塑料袋包裹物品,一个塑料袋内气体在标准状况下体积为448mL,已知气体在标准状况下的摩尔体积V0=22.4L/mol,阿伏加德罗常数NA=6.0×1023mol-1,则塑料袋内气体分子数为(

)A.1.2×1021个

B.1.2×1022个C.1.2×1023个

D.1.2×1024个B

C考点二扩散现象、布朗运动与热运动1.扩散现象(1)定义:不同物质能够彼此进入

的现象。

(2)实质:扩散现象并不是外界作用引起的,也不是化学反应的结果,而是由分子的无规则运动产生的物质迁移现象,温度

,扩散现象越明显。2.布朗运动

悬浮小颗粒的运动(1)定义:悬浮在液体中的

的永不停息的无规则运动。

(2)实质:悬浮小颗粒受到做无规则运动的

的撞击;颗粒越

,温度越

,运动越明显。

3.热运动(1)分子永不停息的

叫作热运动。

(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。对方越高小颗粒液体分子小高无规则运动4.扩散现象、布朗运动与热运动的比较项目扩散现象布朗运动热运动活动主体分子固体微小颗粒分子区别是分子的运动,发生在固体、液体、气体任何两种物质之间是比分子大得多的颗粒的运动,只能在液体、气体中发生是分子的运动,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剧烈联系扩散现象、布朗运动都反映了分子做无规则的热运动典例3

据研究发现,气溶胶是指悬浮在气体介质中的固态颗粒所组成的气态分散系统。这些固态颗粒的大小一般在10-3~103

μm之间。已知布朗运动微粒大小通常在10-6m数量级。下列说法正确的是(

)A.布朗运动是气体介质分子的无规则的运动B.在布朗运动中,固态颗粒越小,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.当固态颗粒很小时,能很长时间都悬浮在气体中,颗粒的运动属于布朗运动,能长时间悬浮是因为气体浮力作用B考点三分子力、分子势能与物体的内能1.分子间的作用力(1)分子间的引力和斥力是

存在的,实际表现出的分子力是引力和斥力的

。

(2)分子力随分子间距离变化的关系:分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而

,随分子间距离的减小而

,但斥力比引力变化得

。

(3)由分子间的作用力与分子间距离的关系图像可知:①当r=r0时,F引=F斥,分子力为

。

②当r>r0时,F引>F斥,分子力表现为

。

③当r<r0时,F引<F斥,分子力表现为

。

④当分子间距离大于10r0(约为10-9m)时,分子力很弱,可以忽略不计。同时合力减小增大快零引力斥力2.温度和温标(1)温度两个系统处于热平衡时,它们具有某个“共同的热学性质”,我们把表征这一“共同的热学性质”的物理量定义为温度。一切达到热平衡的系统都具有相同的

。

(2)两种温标摄氏温标和热力学温标。两种温标下表示的温度之间的关系:T=

K。温度t+273.153.分子动能和分子平均动能(1)分子动能是分子热运动所具有的动能。(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总和。4.分子的势能(1)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,即分子势能。(2)分子势能的决定因素:微观上决定于分子间距离和分子的排列情况;宏观上决定于

和状态。

温度体积5.物体的内能(1)等于物体中所有分子的热运动

与

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)物体的内能与机械能不同,与物体的位置高低、运动速度大小

。动能势能温度体积无关6.分子力与分子势能的比较

项目分子力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典例4

(2026徐淮连宿一模)如图所示为甲、乙两分子间的作用力F与分子间距离r的关系图像。若甲固定,乙从无穷远处逐渐靠近甲,则分子势能最小时分子间距离为(

)A.r1

B.r2C.r3

D.r4解析

乙从无穷远处逐渐靠近甲,在r>r2过程中,分子力为引力,做正功,分子势能减小;在r<r2过程中,分子力为斥力,做负功,分子势能增加,所以分子势能最小时分子间距离为r2。故选B。B典例5

对于一个只有两个分子组成的系统,其分子势能Ep与两分子间距离r的变化关系如图所示。仅考虑两个分子之间的作用,下列说法正确的是(

)A.当r=r1时,分子间的作用力为零B.当r=r1时,分子间的作用力表现为引力C.从r=r1到r=r2的过程中,分子间的作用力逐渐减小D.从r=r1到r=r2的过程中,分子系统的势能逐渐增大C解析

分子势能最小时,分子间的作用力为零,当r=r2时,分子间的作用力为零,故A错误;当r=r1时,分子间距离小于r2,分子间的作用力表现为斥力,故B错误;从r=r1到r=r2的过程中,分子间距离从小于平衡位置到平衡位置,分子间的作用力逐渐减小,故C正确;从r=r1到r=r2的过程中,分子间作用力表现为斥力,分子力做正功,分子系统的势能逐渐减小,故D错误。典例6

关于温度和内能的说法,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,温度高时的内能肯定比温度低时的内能大D.物体的内能等于物体的势能和动能的总和A解析

温度是物体分子运动平均动能的标志,故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,故A正确;物体的内能包括分子热运动动能(和温度有关)和分子势能(和体积有关),故物体的内能变化时,它的温度不一定改变,如0摄氏度的水变为0摄氏度的冰,内能改变,温度没有改变,故B错误;同种物质,温度高时的分子平均动能肯定比温度低时的分子平均动能大,但内能大小还与体积有关,故C错误;物体的内能等于物体内部分子的势能和热运动的动能的总和,故D错误。考点四分子运动速率分布规律气体压强的微观解释1.气体分子运动的速率分布图像当气体分子间距离大约是分子直径的10倍时,分子间作用力十分微弱,可忽略不计;分子沿各个方向运动的机会均等;分子速率的分布规律按“中间多、两头少”的统计规律分布,且这个分布状态与温度有关,温度升高时,速率大的分子所占比例较大,平均速率会增大,如图所示。2.气体压强的微观解释(1)产生原因:由于气体分子无规则的热运动,大量的分子频繁地碰撞器壁产生持续而稳定的压力。(2)决定因素(一定质量的某种理想气体)①宏观上:决定于气体的温度和体积。②微观上:决定于分子的平均动能和分子的数密度。典例7

某一定质量气体在不同温度下的速率分布图像如图所示,下列说法不正确的是(

)A.均呈现“中间多,两头少”的分布规律B.图线①对应的温度比图线②对应的温度低C.温度升高,所有分子的运动速率都在增大D.两图线与坐标轴所围成的面积相等C解析

同一温度下,中等速率的气体分子数所占的比例大,即气体分子呈现“中间多,两头少”的分布规律,A正确,不符合题意;由题图可知,②中速率大的分子占据的比例较大,则说明②对应的温度较高,B正确,不符合题意;温度升高使得气体分子的平均速率增大,但不一定每一个气体分子的速率都增大,C错误,符合题意;由题图可知,在两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与坐标轴所围面积都应该等于1,故两条曲线与坐标轴所围的面积相等,D正确,不符合题意。典例8

右图为模拟气体压强产生机理的实验,在一定时间内将100颗豆粒从秤盘上方20cm高度处均匀连续倒在秤盘上,观察指针摆动情况。关于该实验,下列说法正确的是(

)A.仅将释放位置升高,指针示数不变B.仅将释放位置升高,可模拟温度升高对气体压强的影响C.仅增加豆粒数量,可模拟温度降低对