第14章 第1讲 分子动理论 内能(教用Word)-【金榜题名】2026年高考物理一轮总复习

　　　　　 第十四章　热　学 第1讲　分子动理论　内能 考向 定位 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． 1． 2． 3．, [思考判断] 　(1)布朗运动是固体小颗粒中固体分子的运动．(×) (2)分子间同时存在引力与斥力，分子力是二者合力的表现.(√) (3)温度、分子动能、分子势能或内能只对大量分子才有意义.(√) (4)任何物体都有内能．(√) (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．(√) (6)内能相同的物体，它们的平均分子动能一定相同．(×) (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．(×) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 金榜题名　创新高考总复习　物理(这是双页眉，请据需要手工删加) 第十四章　热　学(这是单页眉，请据需要手工删加) 考点一　微观量的估算 1． 2． [对点训练] 1．(固体微观量的估算)晶体是一种发展中的高强度材料，它是一些非常细、非常完整的丝状(横截面为圆形)晶体．现有一根铁质晶须，直径为d，用大小为F的力恰好将它拉断，断面呈垂直于轴线的圆形．已知铁的密度为ρ，铁的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，铁质晶须内的铁原子可看作紧密排列的小球，则下列说法中正确的是(　　) A.铁质晶须单位体积内铁原子的个数为NA B.铁原子的直径为 C.断面内铁原子的个数为d2 D.相邻铁原子之间的相互作用力为 解析：选D　A．单个铁原子的质量 m0＝ 铁质晶须单位体积内铁原子的个数为 n0＝＝ 故A错误； B.铁的摩尔体积V＝ 单个分子的体积V0＝ 又V0＝πr3 所以分子的半径r＝ 分子的直径 d0＝2r＝2 故B错误； C.分子的最大截面积 S0＝πr2＝π 断面内铁原子的个数为 n＝＝＝ 故C错误； D.相邻铁原子之间的相互作用力为 F0＝＝ 故D正确． 故选D. 2．(液体分子的估算)如图所示的露珠，若该露珠的体积为V＝9.0×10-4cm3，已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3，摩尔质量M＝18 g/mol，阿伏加德罗常数为NA＝6.02×1023mol-1.则下列说法正确的是(　　) A.1 g水含有的分子数约为3×1023个 B.1个水分子的体积约为3×10-30 m3 C.露珠中含有的分子数约为3×1019个 D.8.1×109个水分子的质量约为24.3 g 解析：选C　A．1 g水的物质的量为 n＝＝ mol 含有的分子数约为 N＝nNA≈3×1022个 故A错误； B.水的摩尔体积为 Vm＝＝1.8×10-5m3/mol 则，1个水分子的体积为 V0＝≈3×10-29m3 故B错误； C.露珠中含有的分子数约为 N1＝＝3×1019个 故C正确； D.8.1×109个水分子的物质的量为 n1＝≈1.35×10-14 mol 水的质量为m＝n1M＝2.43×10-13 g 故D错误． 故选C. 3．(气体分子的估算)胎压监测系统(TPMS)显示某一轮胎内的气压为2.4 atm，已知该轮胎的容积为20 L，气体温度为0 ℃，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023mol-1，且0 ℃、1 atm下1 mol任何气体的体积均为22.4 L，则(　　) A.轮胎内每个气体分子的大小约为2×10-9m B.轮胎内每个气体分子的大小约为3×10-9m C.该轮胎内气体的分子数约为1×1024 D.该轮胎内气体的分子数约为5×1023 解析：选C　CD.由理想气体状态方程＝，解得0 ℃、1 atm下该轮胎的容积 V1＝＝ L＝48 L 则胎内气体分子数为 n＝NA≈1×1024 C正确，D错误； AB.轮胎内平均每个气体分子所占空间的大小约为V＝＝＝20×10-27m3 轮胎内每两气体分子之间的距离约为3×10-9m，AB错误． 故选C. 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 主体 分子 微小固 体颗粒 分子 区别 分子的运动，发生在固体、液体、气体任何两种物质之间 比分子大得多的微粒的运动 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激烈 联系 扩散现象、布朗运动都反映分子做无规则的热运动 [对点训练] 4．(扩散现象)小华在家学做菜，厨房里菜香四溢，这个现象说明(　　) A.分子间存在空隙 B.分子间存在引力 C.分子间存在斥力 D.分子不停地做无规则运动 解析：选D　厨房里菜香四溢，属于扩散现象，表明分子在永不停息地做无规则运动． 故选D. 5．(布朗运动)如图描绘了一颗悬浮微粒受到周围液体分子撞击的情景，以下关于布朗运动的说法正确的是(　　) A.悬浮微粒越大，液体分子撞击作用的不平衡性表现得越明显 B.布朗运动就是液体分子的无规则运动 C.悬浮微粒的无规则运动，是悬浮微粒分子的无规则运动的结果 D.液体温度越高，悬浮微粒运动越剧烈 解析：选D　A．悬浮微粒越大，同一时刻撞击颗粒的液体分子数越多，液体分子对颗粒的撞击作用力越平衡，现象越不明显，故A错误； BC.布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的无规则运动，是由于液体分子对颗粒撞击力不平衡造成的，所以布朗运动说明了液体分子不停地做无规则运动，但不是液体分子的无规则运动，也不是悬浮固体微粒的分子在做无规则运动．故BC错误； D.液体温度越高，液体分子做无规则运动越剧烈，液体分子对悬浮微粒的撞击越剧烈，悬浮微粒运动越剧烈，故D正确． 故选D. 6．(分子热运动)伽尔顿板可以演示统计规律．如图，让大量小球从上方漏斗形入口落下，最终小球都落在槽内．重复多次实验后发现(　　) A.某个小球落在哪个槽是有规律的 B.大量小球在槽内的分布是有规律的 C.越接近漏斗形入口处的槽内，小球聚集越少 D.大量小球落入槽内后均匀分布在各槽中 解析：选B　如果从入口处投入单个小球或者少量小球，小球落在哪个槽是偶然、随机的，大量小球投入，落入槽的分布情况是有规律的，多次重复实验可知，小球落在槽内的分布是不均匀的，中间槽最多，两边最少，越接近漏斗形入口处的槽内，小球最多． 故选B. 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 分子力F 分子势能Ep 图像 随分 子间 距离 的变 化情 况 r＜r0 F随r增大而减小，表现为斥力 r增大，F做正功，Ep减小 r＞r0 r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＝r0 F引＝F斥，F＝0 Ep最小，但不为零 r＞10r0 引力和斥力都很微弱，F＝0 Ep＝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 定义 分子无规则运动的动能 由分子间相对位置决定的势能 所有分子的热运动动能和分子势能的总和 物体的动能、重力势能和弹性势能的总和 续表 分子动能 分子势能 内能 机械能 决定 因素 温度(决定分子平均动能) 分子间距 温度、体积、物质的量 跟宏观运动状态、参考系和参考平面的选取有关 说明 温度、内能等物理量只对大量分子才有意义，对单个或少量分子没有实际意义 [对点训练] 7．(分子力与分子势能)如图为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线，甲分子固定于坐标原点O，乙分子的位置如图中横轴所示，现认为乙分子只受甲分子的作用力，下列说法正确的是(　　) A.当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力 B.在r由r1变到r2的过程中，乙分子的动能增大 C.当r等于r2时，分子间的加速度最大 D.在r由r1变到10r2的过程中，分子间的作用力做负功 解析：选B　由图像EP－r可知，分子间距为r2时分子势能最小，此时分子间的距离为平衡距离10-10 m． A.当r小于r2时分子间的作用力表现为斥力，当r大于r2时分子间的作用力表现为引力，故A错误； B.在r由r1变到r2的过程中，分子力为斥力，而乙分子远离的过程，斥力做正功，其动能逐渐增大，故B正确； C.当r等于r2时，分子力为零，则乙分子的加速度最小为零，故C错误； D.在r由r2变到10r2的过程中，分子间的作用力做引力，分子力做负功，分子势能增大，故D错误． 故选B. 8．(温度与内能)比较45 ℃的热水和100 ℃的水蒸气，下列说法正确的是(　　) A.热水分子的平均动能比水蒸气的大 B.热水分子的速率都比水蒸气的小 C.热水分子的热运动比水蒸气的剧烈 D.热水的内能比相同质量的水蒸气的小 解析：选D　A．分子的平均动能只和温度有关，温度越高分子的平均动能越大，热水温度小于水蒸气，所以热水分子的平均动能小于水蒸气分子的平均动能，故A错误； B.无论什么温度的物体所含有的分子都有速率快的和慢的，只是温度越高速率高的分子所占的比例比较高，故B错误； C.温度越高分子运动的越剧烈，热水温度小于水蒸气温度，水蒸气分子运动的比较剧烈，故C错误； D.一定量物质的内能是其所有分子的热运动的动能和分子势能的总和．对于相同质量的热水和水蒸气来说，热水的温度比水蒸气低，所以热水的分子总动能小于水蒸气分子的总动能，同时，热水的分子平均距离小于水蒸气分子的平均距离，所以热水的分子总势能和也小于水蒸气的分子总势能，所以热水的内能比水蒸气的内能小，故D正确． 故选D. 9．(内能与机械能)(多选)下列关于内能和机械能的说法错误的是(　　) A.内能和机械能各自包含动能和势能，因此，它们在本质上是一样的 B.运动物体的内能和机械能均不为零 C.一个物体的机械能可以为零，但它的内能永远不可能为零 D.物体的机械能变化时，它的内能可以保持不变 解析：选AB　A．重力势能、弹性势能与动能都是机械运动中的能量形式，统称为机械能，机械能与物体的宏观运动所对应，而内能是物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和，内能与物体的微观粒子运动所对应，二者在本质上不同，故A错误，符合题意； B.运动物体的内能不为零，运动物体有动能，重力势能为负值时，机械能可能为零，故B错误，符合题意； C.一个物体的机械能可以为零(例如当物体静止在零重力势能参考面时)，但由于构成它的分子始终都在做着无规则的热运动，所以它的内能永远不可能为零，故C正确，不符合题意； D.物体的机械能与内能之间没有必然联系，物体的机械能变化时，它的内能可以保持不变，故D正确，不符合题意． 故选AB. 学科网（北京）股份有限公司 $$