第14章 第1讲 分子动理论 内能-【状元桥】2026高考物理一轮总复习（湖北专版）

第十四章 热学 学习要求与学科素养 考情预测 1.实验：通过实验，估测油酸分子的大小.了解分子动理论的基本观点及相关的实验 本章常见的题型有 证据.（科学探究） ①对分子动理论的 2.通过实验，了解扩散现象，观察并能解释布朗运动.了解分子运动速率分布的统计 理解；②对固体和液 规律，知道分子运动速率分布图像的物理意义，（物理观念） 体性质的理解：③对 3.了解固体的微观结构.知道晶体和非晶体的特点.能列举生活中的晶体和非晶体. 气体实验定律及热 通过实例，了解液晶的主要性质及其在显示技术中的应用.观察液体的表面张力现 力学图像的理解； 象.了解表面张力产生的原因.知道毛细现象.（物理观念） ④对热力学定律的 4.通过实验，了解气体实验定律.知道理想气体模型.能用分子动理论和统计观点解 理解：⑤气体实验定 释气体压强和气体实验定律.（种学思维） 律与热力学定律的 5.知道热力学第一定律.理解能量守恒定律，能用能量守恒的观点解释自然现象.通 综合应用. 过自然界中宏观过程的方向性，了解热力学第二定律.（科学态度与责任） 248 第1讲 分子动理论 内能 知识整合 基础落实 )》知识梳理 2.分子永不停息地做无规则运动 (1)扩散现象 知识点一，分子动理论 ①定义： 物质能够彼此进入对方的 1.物体是由大量分子组成的 现象。 (1)分子的大小 ②实质：扩散现象并不是外界作用引起的， ①分子的直径：数量级为 m. 也不是化学反应的结果，而是由分子的无规 ②分子的质量：数量级为10%kg. 则运动产生的，温度 ,扩散得越快 (2)阿伏加德罗常数 (2)布朗运动 ①1mol的任何物质都含有相同的粒子 ①定义：悬浮在液体中的 的无规 数.通常可取Na= mol-1. 则运动。 ②阿伏加德罗常数是联系宏观物理量和 ②实质：布朗运动反映了 的无规 微观物理量的桥梁 则运动 第十四章热学 ③特点：颗粒越 ,运动越明显；温 知识点二一温度和内能 度越 ,运动越激烈 1.温度 (3)热运动 一切达到热平衡的系统都具有相同的 ①分子的永不停息的 运动叫作 热运动. 2.两种温标 ②特点：分子的无规则运动和温度有关， 摄氏温标和热力学温标 温度越高，分子运动越剧烈： 关系：T=t+273.15K. 3.分子间同时存在引力和斥力 3.分子的动能 (1)物质分子间存在空隙，分子间的引力 (1)分子动能是 所具有的动能。 和斥力是存在的，实际表现出的分子 (2)分子热运动的平均动能是所有分子热 间作用力是引力和斥力的 运动动能的平均值， 是分子热运动 (2)分子间作用力随分子间距离变化的关 的平均动能的标志， 系：分子间的引力和斥力都随分子间距离 (3)分子热运动的总动能是物体内所有分 的增大而 ,随分子间距离的减小而 子热运动动能的 ,但斥力比引力变化得 4.分子的势能 249 (3)分子间作用力与分子间距离的关系图 (1)意义：由于分子间存在着引力和斥力， 线（如图所示） 所以分子具有由它们的 决定的能。 F (2)分子势能的决定因素 ①微观上：决定于 和分子排列 情况： ②宏观上：决定于 和状态。 由分子间的作用力与分子间距离的关系 5.物体的内能 图线可知： (1)定义：物体中所有分子的热运动 ①当r=r时，F引=F斥，分子间作用力为 和 的总和 (2)决定因素：对于给定的物体，其内能大 ②当r>时，F1>F斥，分子间作用力表 小由物体的 和 决定，即由物 现为 体内部状态决定。 ③当r<r时，F<F,分子间作用力表 (3)影响因素：物体的内能与物体的位置 现为 高低、运动速度大小 ④当分子间距离大于10r%(约为10-9m) (4)改变物体内能的两种方式： 时，分子间作用力很弱，可以忽略不计 和 高考总复习物理 )》自我检测《 B.分子间作用力随分子间距离的变化而 变化，当>时，随着距离的增大，分 1.判断下列说法的正误， 子间的引力和斥力都增大，但引力比 (1)布朗运动是液体分子的无规则运动. 斥力增大得快，故分子间作用力表现 ( 为引力 (2)扫地时，在阳光照射下，看到尘埃飞 C.当分子间的距离r<r时，随着距离的 舞，这是尘埃在做布朗运动. ( ) 减小，分子间的引力和斥力都增大，但 (3)分子动能指的是由于分子定向移动具 斥力比引力增大得快，故分子间作用 有的能 ( 力表现为斥力 (4)温度相同的不同物体，它们的分子平 D.当分子间的距离r=109m时，分子间 均动能一定相同， 的作用力可以忽略不计 3.(多选)关于分子动理论和物体的内能，下 2.(多选)下列关于分子间相互作用力的说 列说法正确的是 () 法正确的是 A.某种物体的温度为0℃，说明该物体 F 中分子的平均动能为零 B.物体的温度升高时，分子的平均动能 一定增大，但内能不一定增大 250 C.当分子间的距离增大时，分子间的引 力和斥力都减小，但斥力减小得更快， A.当分子间的距离r=r时，分子间作用 所以分子间作用力总表现为引力 力为零，说明此时分子间既不存在引 D.10g100℃的水的内能小于10g100℃ 力，也不存在斥力 的水蒸气的内能 点拨学法 素养提开 命题点一 微观量估算的“两种建模方法”（自主学习） 1.求解分子直径时的两种模型（对于固体和 (2)宏观量：物体的体积V、摩尔体积V 液体) 物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度a (3)相互关系 ①)把分子看成球形，d与， ①-个分子的质量：m==N, MoVmol (2)把分子看成小立方体，d=V。. 提醒：对于气体，利用d=W算出的不是 ②-个分子的体积：V。=V==M NA PNA 注： 分子直径，而是气体分子间的平均距离。 对于气体，V。为分子所占空间体积). 2.宏观量与微观量的相互关系 V ③物体所含的分子数：N=V·N (1)微观量：分子体积V、分子直径d、分 子质量o. 2·N或N-·N=彤N 第十四章热学 例1水的密度p=1.0×103kg/m3、摩尔质 分气体压缩成液体，体积变为V。,此时分 量M=1.8×10-2kg/mol,阿伏加德罗常 子中心间的平均距离d= .(将 数为Na=6.02×1023mo1,一滴露水的 液体分子视为立方体模型) 体积大约是9.0×10-8cm3,它含有 目对训练2（多选）某气体的摩尔质量为 个水分子，如果一只极小的虫子来喝 M,摩尔体积为Vml,密度为p,每个分子 水，每分钟喝进9.0×10？个水分子时，喝 的质量和体积分别为m和V。,则下列阿 进水的质量是 kg.(结果保留两 伏加德罗常数NA的表达式正确的是 位有效数字) 母对训练①某一体积为V的密封容器， 充入密度为P、摩尔质量为M的理想气 A.N=M BNA- 体，阿伏加德罗常数为N.则该容器中 气体分子的总个数N= 现将这部 C.NA=Vm D.NA-M o 命题点二 布朗运动与分子热运动（自主学习） 1.布朗运动 (续表) (1)研究对象：悬浮在液体中的小颗粒. 现象 扩散现象 布朗运动 热运动 251 (2)运动特点：无规则、永不停息. ①都是无规则运动： 共同点 (3)相关因素：颗粒大小、温度， ②都随温度的升高而更加剧烈 (4)物理意义：说明液体分子做永不停息 扩散现象、布朗运动都反映分子做无规 联系 的无规则的热运动. 则的热运动 2.扩散现象：相互接触的物体分子彼此进入 例2某同学在显微镜下观察水中悬浮的花 对方的现象 粉微粒的运动.他把小微粒每隔一定时间 产生原因：分子永不停息地做无规则 的位置记录在坐标纸上，如图所示.则该 运动 图反映了 () 3.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 分子的运动，发 比分子大 动，不能通 A.液体分子的运动轨迹 生在固体、液 区别 得多的微 过光学显 B.花粉微粒的运动轨迹 体、气体任何两 粒的运动 微镜直接 种物质之间 C.每隔一定时间花粉微粒的位置 观察到 D.每隔一定时间液体分子的位置 高考总复习物理 针对训练3下列现象中，主要是由分子 卧测训练4（多选）在没有外界影响的情 热运动引起的是 况下，密闭容器内的理想气体静置足够长 A.菜籽油滴入水中后会漂浮在水面 的时间后，该气体 () B.含有泥沙的浑水经过一段时间会变清 A.分子的无规则运动停息下来 C.密闭容器内悬浮在水中的花粉颗粒 B.每个分子的速度大小均相等 移动 C.分子的平均动能保持不变 D.荷叶上水珠成球形 D.分子的密集程度保持不变 命题点三 分子间作用力和内能（师生共研） 1.分子间作用力、分子势能与分子间距离的 (续表) 关系 能量 内能 机械能 F.E 任何物体都具有 量值 可以为零 内能，恒不为零 无法测量，其变 测量 化量可由做功和 可以测量 传热来度量 252 如图所示（取无穷远处分子势能E,=0). 转化 在一定条件下可相互转化 ①当>r时，分子间作用力表现为引力， 例3下列关于分子力和分子势能的说法正 当r增大时，分子间作用力做负功，分子 确的是 () 势能增加. ②当∝r时，分子间作用力表现为斥力， A.分子间距离大于。时，分子间表现为 当？减小时，分子间作用力做负功，分子 斥力 势能增加. B.分子从无限远靠近到距离r。处过程中 ③当r=r时，分子势能最小。 分子势能变大 2.内能和机械能的区别 C.分子势能在%处最小 能量 内能 机械能 D.分子间距离小于%且减小时，分子势能在 物体内所有分子 减小 物体的动能及重力势 定义 的动能和势能的 母对训练5由于水的表面张力，荷叶上 能和弹性势能的总和 总和 的小水滴总是球形的.在小水滴表面层 由物体内部分子 与物体宏观运动状态、 中，水分子之间的相互作用总体上表现为 决定 微观运动状态决 参考系和零势能面的 (选填“引力”或“斥力”).分子势 因素 定，与物体整体 选取有关，和物体内部 能E和分子间距离r的关系图像如图所 运动情况无关 分子运动情况无关 示，能总体上反映小水滴表面层中水分子 第十四章热学 势能E,的是图中 (选填“A”“B” A.若已知气体的摩尔体积和阿伏加德罗 或“C”)的位置 常数，可求出一个气体分子的体积 B.气体温度升高时，速率较大的分子占 总分子数的比例升高 C.布朗运动不是分子运动，但它能间接 反映液体分子在做无规则的运动 针对训练6)（多选）关于分子动理论，下 D.分子间的引力总是随分子间距离增大 列说法正确的是 而增大 命题点四 实验：用油膜法估测油酸分子的大小（自主学习） 1.实验原理 3.实验步骤 实验采用使油酸在水面上形成一层单分 (1)用稀酒精溶液及清水清洗浅盘，充分 子油膜的方法估测油酸分子的大小.当把 洗去油污、粉尘，以免给实验带来误差， 一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时， (2)配制油酸酒精溶液，取纯油酸1mL, 油酸酒精溶液就在水面上散开，其中的酒 注入500mL的容量瓶中，然后向容量瓶 精溶于水，并很快挥发，在水面上形成如 内注入酒精，直到液面达到500mL刻度 253 图甲所示形状的一层纯油酸薄膜.如果算 线为止，摇动容量瓶，使油酸充分溶解在 出一定体积的油酸酒精溶液在水面上形 酒精中，这样就得到了500mL含1mL 成的单分子油膜的面积，即可算出油酸分 纯油酸的油酸酒精溶液. 子的大小.用V表示一滴油酸酒精溶液 (3)用注射器（或滴管）将油酸酒精溶液一 中所含纯油酸的体积，用S表示单分子 滴一滴地滴入量筒中，并记下量筒内增加 油膜的面积，用d表示分子的直径，如图 一定体积Vn时的滴数n. 乙所示，则d=S (4)根据V。=Y算出每滴油酸酒精溶液 浮在水面上的 爽身粉油酸薄膜 的体积V 油酸分子 (5)向浅盘里倒入约2cm深的水，并将爽 身粉（或细石膏粉）均匀地撒在水面上， (6)用注射器（或滴管）将一滴油酸酒精溶 2.实验器材 液滴在水面上 盛水浅盘、注射器（或滴管）、容量瓶、带坐 (7)待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板 标方格的玻璃板、爽身粉（或细石膏粉）、 放在浅盘上，并将油酸膜的形状用彩笔画 油酸酒精溶液、量筒、彩笔 在玻璃板上 高考总复习物理 (8)根据画有油酸薄膜轮廓的玻璃板上的 字).在该实验中，液体表面的张力使液滴 坐标方格，算出油酸薄膜的面积S(求面 从针头滴落时呈现球状，则液体表层分子 积时以玻璃板上边长为1cm的正方形为 间作用力表现为 (选填“引力”或 单位计算轮廓内正方形的个数，不足半个 “斥力”)，分子间距离 (选填“大 的舍去，多于半个的算一个). 于”“等于”或“小于”)液体内分子的平衡 (9)根据油酸酒精溶液的配制比例，算出 距离。 一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V,并 卧对训练8)在“油膜法估测分子直径”的 代入公式d-S算出油酸潭膜的厚度d, 实验中，某老师为本实验配制油酸酒精溶 液，实验室配备的器材：面积为 (10)重复以上实验步骤，多测几次油酸薄 0.25m2的蒸发皿，滴管，量筒(60滴溶液 膜的厚度，并求平均值，即为油酸分子直 滴入量筒体积约为1毫升)，纯油酸和无 径的大小 水酒精若干等.已知分子直径数量级为 例4用油膜法估测油酸分子直径是一种通 10-0m,求该老师配制的油酸酒精溶液 过测量宏观量来测量微观量的方法，已知 浓度（油酸与油酸酒精溶液的体积比）至 1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V, 多为多少？ 在水面上形成的单分子油膜面积为S,则 254 油酸分子的直径d= 训练⑦在做“用油膜法估测油酸分 子的大小”实验时，在每200mL油酸酒精 溶液中有纯油酸1mL,实验中利用注射 器测出200滴该溶液的体积为1mL,已 知1滴该溶液滴入浅水盘中最终形成的 油膜面积为175cm2,则油酸分子的直径 完成课时达标：第十四章第1讲 大小约为 m(保留三位有效数 第2讲 固体、液体和气体 知识整合 基础落实 )》知识梳理《 玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等 知识点©、固体和液体 是 1.固体 (2)单晶体具有规则的几何形状，多晶体 (1)固体分为 和 两类 和非晶体没有规则的几何形状：晶体有确 石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、味精等是 定的熔点，非晶体没有确定的熔点[针对训练1]答案(1)D(2)1.60 [例2]答案(1)B(2)1.57(1.55~1.60均 正确)(3)不变 [针对训练2答案1.22.5×108 实验十四用双缝干涉实验测量光的波长 常见考法·逐点练通 [例1]答案(1)B 2 (3)630 [针对训练1]答案(1)13.870 2.310 (3)变小(4)A [针对训练2]BC [例2]答案2.335 15.3756.5×10-7 [针对训练3]答案(1)1.112.33.2× 10-?(2)减小双缝间距d或者增大双 缝到屏的距离1 章未核心素养提升 [例1]图 第十四章 热学 第1讲分子动理论 内能 知识整合·基础落实 [知识梳理] 知识点一 1.(1)①10-10 (2)①6.02×1023 2.(1)①不同种②越高 (2)①小颗粒 ②液体分子③小高(3)①无规则 3.(1)同时合力 (2)减小增大快 (3)①0 ②引力 ③斥力 知识点二 1.温度 3.(1)分子热运动(2)温度 (3)总和 4.(1)相对位置(2)①分子间距离 ②体积 5.(1)动能分子势能 (2)温度体积 (3)无关(4)做功 传热 参考答案 [自我检测 1.(1)×(2)×(3)×(4)/ 2.CD 3.BD 点拨学法·素养提升 [例1]答案3.0×105 2.7×10-18 [针对训练1]答案 3VoM M [针对训练2]AC [例2]C[针对训练3]C [针对训练4幻CD [例3]C [针对训练5]答案引力C [针对训练6]BC [例4]图 [针对训练7]答案1.43×109引力 大于 [针对训练8]答案1.5×103 第2讲固体、液体和气体 知识整合·基础落实 [知识梳理] 知识点一 1.(1)晶体非晶体 品体 非品体 (3)各向异性各向同性 2.(1)①收缩②垂直(2)上升 下降 3.(1)流动(2)异 知识点二 1.(1)单位面积上(2)①体积②数密度 2.(1)气体实验定律(2)分子势能 3.反比正比正比V? A要长器 [自我检测] 1.(1)×(2) (3)×(4) 2.C 点拔学法·素养提升 [例1]AC[针对训练1]BC [针对训练2]D