1、【 精品教育资源文库 】 第 34 讲 分子动理论 内能 考纲要求 考情分析 命题趋势 1.微观量的估算 2分子力、分子势能与分子间距的关系 3物体的内能 2017 北京卷， 13 2017 江苏卷， 12 2016 全国卷 ，33(1) 高考对本部分知识的考查主要以选择题或填空题形式出现，且为选考内容高考只要求理解物理概念和物理规律的确切含义，理解物理规律的适用条件 1分子动理论的基本观点和实验依据、阿伏加德罗常数 (1)物体是由大量分子组成的 分子的大小 a分子的直径 (视为球模型 )：数量级为 _10 10_m； b分子的质量：数量级为 10 26 kg 阿伏加德罗常数 a 1 mol
2、 的任何物质都含有相同的粒子数通常可取 NA _6.0210 23_mol 1； b阿伏加德罗常数是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁 (2)分子永不停息地做无规则运动 扩散现象 a定义： _不同 _物质能够彼此进入对方的现象； b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 _越高 _，扩散现象越明显 布朗运动 a定义：悬浮在液体中的 _小颗 粒 _的永不停息地无规则运动； b实质：布朗运动反映了 _液体分子 _的无规则运动； c特点：颗粒越 _小 _，运动越明显，温度越 _高 _，运动越剧烈 热运动 a分子永不停息地做 _无规则 _
3、运动叫做热运动； b特点：分子的无规则运动和温度有关，温度越高，分子运动越激烈 (3)分子间同时存在引力和斥力 【 精品教育资源文库 】 物质分子间存在空隙，分子间的引力和斥力是 _同时 _存在的，实际表现出的分子力是引力和斥力的 _合力 _； 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 _减小 _，随分子间距离的减小而 _增大 _，但斥力比引力变化得 _快 _； 分子力与分子间距离的关系图线由分子间的作用力与分子间距离关系图线 (如图所示 )可知： a当 r r0时， F 引 F 斥 ，分子力为 _零 _； b当 rr0时， F 引 F 斥 ，分子力表现为 _引
4、力 _； c当 rr0时，分子力表现为引力，随着分子间距离增大，分子需要不断克服分子力做功，分子势能增大 3当 rr0阶段， F 做正功，分子动能增加，势能减小 【 精品教育资源文库 】 B在 rr0阶段，当 r 减小时 F 做正功，分子势能减小，分子动能增加，故选项 A 正确；在 rr0阶段，当 r 减小时 F 做负功，分 子势能增加，分子动能减小，故选项 B 错误；在 r r0时，分子势能最小，但不为零，动能最大，故选项 C 正确， D 错误；在整个相互接近的过程中，分子动能和势能之和保持不变，故选项 E 正确 1我国已开展空气中 PM2.5浓度的监测工作 PM2.5是指空气中直径等于或
5、小于 2.5 m的悬浮颗粒物，其漂浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后对人体形成危害，矿物燃料燃烧是形成 PM2.5 的主要原因下列关于 PM2.5 的说法中正确的是 ( D ) 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 空气中的运动属于分子热运动 C PM2.5 的运动轨迹只是由大量空气分子对 PM2.5 无规则碰撞的不平衡决定的 D PM2.5 必然有内能 解析 PM2.5 的尺寸比空气中氧分子的尺寸大得多，选项 A 错误 PM2.5 在空气中的运动不属于分子热运动，选项 B 错误 PM2.5 的运动轨迹是由大量空气分子对 PM2.5 无规则碰
6、撞的不平衡和气流的运动决定的，选项 C 错误 PM2.5 是物体颗粒有内能，选项 D 正确 2 (多选 )下列五幅图分别对应五种说法，其中正确的是 ( BDE ) A微粒运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗 运动 B当两个相邻的分子间距离为 r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等 【 精品教育资源文库 】 C食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的 D小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用 E洁净的玻璃板接触水面，要使玻璃板离开水面，拉力必须大于玻璃板的重力，其原因是水分子和玻璃分子之间存在吸引力 解析 微粒运动反映了液体分子的无规则热运动，微粒运动即布朗运动，选项 A 错误；
7、当两个相邻的分子间距离为 r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等，选项 B 正确；食盐晶体的物理性质沿各个方向是不一样的，选项 C 错误；由于表面张力的作 用，液体要收缩至表面积最小，所以小草上的露珠呈球形，选项 D 正确；洁净的玻璃板接触水面，由于水分子和玻璃分子之间存在吸引力，要使玻璃板离开水面，拉力必须大于或等于玻璃板的重力与水分子和玻璃分子之间的引力之和，选项 E 正确 3 (多选 )运用分子动理论的相关知识，判断下列说法正确的是 ( CDE ) A气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数仅与单位体积内的分子数有关 B某气体的摩尔体积为 V，每个分子的体积为 V0，则阿伏加德罗常
8、数可表示为 NA VV0C阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到的 尘埃运动不是布朗运动 D生产半导体器件时需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，这可以在高温条件下利用分子的扩散来完成 E降低气体的温度，气体分子热运动的剧烈程度就可减弱 解析 气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，与单位体积内的分子数有关，还与分子平均速率有关，选项 A 错误；由于分子的无规则运动，气体的体积可以占据很大的空间，故不能用摩尔体积除以分子体积得到阿伏加德罗常数，选项 B 错误；布朗运动的微粒非常小，肉眼是看不到的，阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到的尘埃运动是机械运动，不是布朗运动，选项 C 正确 ；扩散可以在固体
9、中进行，生产半导体器件时需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，这可以在高温条件下利用分子的扩散来完成，选项 D 正确；根据温度是分子平均动能的标志可知，降低气体的温度，气体分子热运动的剧烈程度就可减弱，选项E 正确 4 (多选 )(2017 浙江宁波质检 )以下说法正确的是 ( CD ) A温度低的物体内能一定小 B温度低的物体分子运动的平均速率小 C温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，但并非所有分子的速率都增大 D外界对物体做功时，物体的内能不一定增加 解析 因为内能的大小与物体的温度、 质量和体积都有关，如一杯热水的内能肯定小于一座冰山，温度低的物体内能不一定小，故选项 A 错误；温度
10、是分子平均动能的标志，温度【 精品教育资源文库 】 低的物体分子运动的平均动能一定小，但温度低的物体内分子运动的平均速率不一定比温度高的物体内分子运动的平均速率小，这是因为温度低的物体分子可能质量较小，其平均速率反而更大，故选项 B 错误；温度越高，分子热运动的平均动能越大，分子的平均速率增大，这是统计规律，具体到少数个别分子，其速率的变化不确定，因此仍可能有分子的运动速率是非常小，故选项 C 正确；外界对物体做功时，若同时散热，由热力学第一定律 知物体的内能不一定增加，故选项 D 正确 例 1(2017 福建厦门质检 6 分 )做布朗运动实验，得到某个观测记录如图所示图中记录的是 ( )
11、A分子无规则运动的情况 B某个微粒做布朗运动的轨迹 C某个微粒做布朗运动的速度时间图线 D按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线 答题送检 来自阅卷名师报告 错误 致错原因 扣分 A 把布朗运动当成分子的运动，错选 A 6 B 把布朗运动当成有规律的运动，错选 B 规范答题 解析 图中轨迹不是微粒运动轨迹，是按等时间间隔依 次记录的某个运动微粒位置的连线，选项 D 正确 答案 D 1 (多选 )墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀关于该现象的分析正确的是 ( BC ) A混合均匀主要是由于炭粒受重力作用 B混合均匀的过程中，水分子和炭粒都做无规则运动 C使用炭粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更
12、迅速 D墨汁的扩散运动是由于炭粒和水分子发生化学反应引起的 【 精品教育资源文库 】 解析 墨滴入水后在水中徐徐混匀是布朗运动，是因水分子对小炭粒撞击的不均匀造成的，不是重力的作用，更不是炭粒和水分子发生化学反应引起的，选项 A、 D 错误， B 正确若炭粒更小， 则布朗运动更剧烈，炭粒运动也更剧烈，因此混合过程更迅速，选项 C正确 2 (2017 江苏南京市学业水平测试 )(1)用长度可放大 600 倍的显微镜观察布朗运动估计放大后的小炭粒体积为 0.110 9 m3，炭的密度是 2.2510 3 kg/m3，摩尔质量是1.210 2 kg/mol，阿伏加德罗常数为 6.010 23 mo
13、l 1，则该小炭粒含分子个数约为多少个？(取一位有效数字 ) (2)已知水的密度 1.010 3 kg/m3、摩尔质量 M 1.810 2 kg/mol，阿伏加德罗常数 NA 6.010 23 mol 1.一滴露水的体积大约是 6.010 5 cm3，它含有 _2.010 18_个水分子如果一只极小的虫子来喝水，每分钟喝进 6.010 7 个水分子，那么它每分钟喝进水的质量是 _1.810 18_kg.(结果保留两位有效数字 ) 解析 (1)小炭粒体积 V 0.110 96003 m3 4.610 19 m3， 该小炭粒含分子个数为 N VM NA， 代入数据得， N 510 10个 (2)水分子个数为 N VM NA 1.01036.010 111.810 2 6.01023个 2.010 18个， 虫子喝进水的质量为 m nNA M 1.810 18kg 答案 (1)510 10个 1 (多选 )如图为某实验器材的结构示意图，金属内筒和隔热外筒间封闭了一定体积的空气，内筒中有水，在水加热升温的过程中，被封闭的空气 ( AB ) A内能增大 B压强增大 C分子间引力和斥力都减小 D所有分子运动速率都增大 解析 由于被封闭的空气的质量是一定的，因此在水
