第1章 分子动理论 单元综合提升-【金版新学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册同步课堂高效讲义教师用书（人教版）

该高中物理单元复习讲义通过思维导图系统梳理分子动理论知识体系，将分子动能、分子势能、布朗运动、气体压强等核心概念按“概念辨析-规律应用-综合提升”递进组织，用框架图呈现各知识点内在联系及重难点分布。 讲义亮点在于“高考真题-教材衔接-针对训练”三阶练习设计，如2023北京高考题结合人教版教材题分析内能变化，培养科学推理能力。易错点专题如区分分子间距离与直径，强化科学论证素养，分层练习满足不同学生需求，助力教师实施精准教学。

单元综合提升 学生用书⬇第20页 (2023·北京高考)夜间由于气温降低，汽车轮胎内的气体压强变低。与白天相比，夜间轮胎内的气体(　　) A.分子的平均动能更小 B.单位体积内分子的个数更少 C.所有分子的运动速率都更小 D.分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力更大 答案：A 解析：夜间气温低，分子的平均动能更小，平均速率更小，但不是所有分子的运动速率都更小，故A正确，C错误；由于汽车轮胎内的气体压强变低，轮胎会略微被压瘪，则单位体积内分子的个数更多，分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力更小，故B、D错误。故选A。 [衔接教材]　人教版选择性必修第三册P16·T2 在一个真空的钟罩中，用不导热的细线悬吊一个铁块，中午时铁块的温度是28 ℃，晚上铁块的温度是23 ℃。铁块的内能是否发生了变化？为什么？ [衔接分析]　人教版选择性必修第三册P16·T2以晚上温度降低为情境，考查了内能变化的分析问题，与本高考题有相似之处，要求学生会根据实际情况分析物体内能的变化，考查学生的分析推理能力。 针对练1.(2021·北京高考)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分子的大 B.热水的内能比相同质量的水蒸气的小 C.热水分子的速率都比水蒸气分子的小 D.热水分子的热运动比水蒸气分子的剧烈 答案：B 解析：温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子的平均动能增大，故热水分子的平均动能比水蒸气分子的小，故A错误；内能与物体的物质的量、温度、体积有关，相同质量的热水变成相同质量的水蒸气，温度升高，体积增大，分子动能和势能都增大，故热水的内能比相同质量的水蒸气的小，故B正确；温度越高，分子热运动的平均速率越大，热水中的分子平均速率比水蒸气中的分子平均速率小，由于分子运动是无规则的，并不是热水分子的速率都比水蒸气分子的小，故C错误；温度越高，分子热运动越剧烈，故D错误。故选B。 针对练2.(多选)(2025·河南南阳市高二月考)相同质量的同种气体分别充满甲、乙两汽缸，两汽缸中气体的温度分别为T甲、T乙，已知T甲＞T乙。则下列说法正确的是(　　) A.甲汽缸中气体分子的平均动能大于乙汽缸中气体分子的平均动能 B.甲汽缸中每个气体分子的动能均大于乙汽缸中每个气体分子的动能 C.甲汽缸中动能大的分子一定比乙汽缸中动能大的分子多 D.甲汽缸中气体分子的平均速率可能比乙汽缸中气体分子的平均速率小 答案：AC 解析：分子的平均动能取决于温度，温度越高，分子的平均动能越大，但对于某一个气体分子来说动能不一定越大，选项A正确，B错误；分子的动能也遵从统计规律，即“中间多、两头少”，温度较高时动能大的分子数一定多于温度较低时动能大的分子数，选项C正确；由A、B项分析可知，甲汽缸中气体分子的平均速率一定比乙汽缸中气体分子的平均速率大，选项D错误。故选AC。 (2023·海南高考)下列关于分子间作用力和分子势能的说法正确的是(　　) A.分子间距离大于r0时，分子间表现为斥力 B.分子从无限远靠近到距离r0处过程中分子势能变大 C.分子势能在r0处最小 D.分子间距离在小于r0且减小时，分子势能在减小 答案：C 解析：分子间距离大于r0时，分子间表现为引力，故A错误；分子从无限远靠近到距离r0处的过程中，分子间表现为引力，引力做正功，分子势能减小，在r0处势能最小，继续减小距离，分子间表现为斥力，斥力做负功，势能增大，故B、D错误，C正确。故选C。 [衔接教材]　人教版选择性必修第三册P17·A组T2　当分子间距离为r0时，分子间的作用力为0。分析当分子间的距离从0.9r0增大到10r0的过程中，分子间的作用力及分子势能的大小是如何变化的。 [衔接分析]　人教版选择性必修第三册P17·A组T2以相互作用的两分子为模型，考查了分子间作用力随分子间距离的变化，并根据分子间作用力的变化判断分子势能的变化，与本高考的模型类似，培养学生的推理和建模能力。近几年的高考常考查学生对分子间作用力、分子势能与分子间的距离的关系(或图像)的理解及应用。 针对练1.(2021·重庆高考)图1和图2中曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别描述了某物理量随分子之间的距离变化的规律，r0为平衡位置。现有如下物理量：①分子势能，②分子间引力，③分子间斥力，④分子间引力和斥力的合力，则曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的物理量分别是(　　) 学生用书⬇第21页 A.①③② B.②④③ C.④①③ D.①④③ 答案：D 解析：根据分子处于平衡位置(即分子之间的距离为r0)时分子势能最小可知，曲线Ⅰ为分子势能随分子之间的距离r变化的图像；根据分子处于平衡位置(即分子之间的距离为r0)时分子间作用力为零可知，曲线Ⅱ为分子间作用力(分子间引力和斥力的合力)随分子之间的距离r变化的图像；因为r＜r0时，分子间作用力表现为斥力，所以题图2中纵坐标为 正值表示斥力，纵坐标为负值表示引力，则曲线Ⅲ表示分子间斥力随分子之间的距离r变化的图像。故选D。 针对练2.(多选)(2025·陕西西安高二期末)如图所示，这是两分子系统的分子势能Ep与两分子间距离r的关系图像，下列说法正确的是(　　) A.当r＝r2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.当r由r1变到r2的过程中，分子间作用力逐渐变大 D.当r由r1变到r2的过程中，分子势能减小 答案：AD 解析：由题图可知，当r＝r2时，分子势能为最小，分子间的作用力为零，故A正确。当r1＜r＜r2时，随着分子间距离的增大，分子势能逐渐减小，说明分子间的作用力表现为斥力；当r＞r2时，随着分子间距离的增大，分子势能逐渐增大，说明分子间的作用力表现为引力，故B错误。当r由r1变到r2的过程中，分子间的距离逐渐增大，分子间作用力逐渐变小，分子势能逐渐减小，故C错误，D正确。 易错点1.不能正确区分位置连线与运动轨迹 (2025·山东淄博一模)甲、乙两图是某同学从资料中查到的两张记录水中炭粒运动位置连线的图片，记录炭粒位置的时间间隔均为30 s，两方格纸每格表示的长度相同。比较两张图片可知(　　) A.图中连线是炭粒的运动轨迹 B.炭粒的位置变化是分子间斥力作用的结果 C.若水温相同，甲中炭粒的颗粒较大 D.若炭粒大小相同，甲中水的温度更高 答案：C 解析：题图中连线不是炭粒的运动轨迹，A错误；炭粒的位置变化是因为水分子的无规则运动，B错误；若水温相同，较大炭粒的布朗运动的剧烈程度较弱，30 s内始、末时刻所在位置的平均距离就较短，故甲中炭粒的颗粒较大，C正确；若炭粒大小相同，温度越高，分子的热运动越剧烈，做布朗运动的炭粒的运动也越剧烈，故乙中水的温度更高，D错误。故选C。 [易错分析]　本题容易错选A项，原因是误将布朗运动的位置连线当作微粒做布朗运动的运动轨迹，实际上布朗运动位置的连线是每隔一定时间微粒位置的连线，由连线可以看出布朗运动的无规则性，微粒在各段时间内不一定沿直线运动。 易错点2.不能正确区分气体分子间距离与气体分子直径 (2025·山西太原期中)若以M表示水的摩尔质量，V液表示液态水的摩尔体积，V气表示标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ液为液态水的密度，ρ气为标准状态下水蒸气的密度，NA为阿伏加德罗常数，m、V0分别表示每个水分子的质量和体积，下面四个关系式正确的是(　　) A.NA＝ B.ρ气＝ C.V0＝ D.V0＝ 答案：A 解析：由摩尔质量的意义可知M＝NAm，对液态水，由密度的定义可得ρ液＝，解得NA＝，选项A正确；由于水蒸气分子间有较大距离，所以V0＜，对水蒸气有ρ气＝＜，选项B、D错误；由ρ气＜＝＝可得V0＜，选项C错误。 [易错分析]　本题容易错选B项或者C项，原因是混淆气体分子直径与气体分子间距离的含义，气体分子间距离远大于分子直径，关系式ρ＝和V0＝对固体、液体是成立的，对气体不成立。故容易错选B项或者C项。 易错点3.混淆分子间作用力随分子间距变化的图像与分子速度随分子间距变化的图像 (2025·湖南长沙一中等多校高二联考)甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于r轴上，甲、乙两分子间作用力与分子间距离关系图像如图中曲线所示，F＞0为斥力，F＜0为引力。a、b、c、d为r轴上四个特定的位置，现把乙分子从a处由静止释放，则(　　) A.乙分子从a到c一直加速 B.乙分子从a到b加速，从b到c减速 学生用书⬇第22页 C.乙分子从a到c过程中，分子间的作用力先做正功后做负功 D.乙分子从a到c过程中，在b点动量最大 答案：A 解析：由题意，F＜0时两分子之间表现为引力，乙分子从a到c的过程中，乙分子一直受引力的作用，引力与运动方向相同，则乙分子一直加速，到c点时速度最大，动量最大，分子间的作用力一直做正功，故A正确，B、C、D错误。 [易错分析]　本题需注意的是乙分子从a到c过程中力的变化并不代表速度的变化。本题需明确受力情况，根据加速和减速运动的条件以及功的定义，确定乙分子的运动情况和分子间作用力做功的情况。 易错点4.不清楚分子势能为系统共有 将两个质量均为m的完全相同的分子A、B从x轴上的坐标原点和r1处由静止释放，如图甲所示，图乙为这两个分子的分子势能随分子间距离变化的图像，当分子间距离分别为r1、r2和r0时，两分子之间的势能为E1、0和－E0，取间距无穷远处的分子势能为零，整个运动过程除分子间的作用力外不考虑其他外力，下列说法正确的是(　　) A.当分子B到达坐标r0时，两分子的分子间作用力为零 B.分子B的最大动能为E1＋E0 C.两分子从静止释放到相距无穷远的过程中，它们的分子势能先减小后增大再减小 D.当两分子间距无穷远时，分子B的速度大小为 答案：D 解析：由题图乙可知，分子间距离为r0时，两分子之间的分子势能最小，分子间作用力为零，则两个完全相同的分子从题图甲所示位置由静止释放后，在相互作用的斥力下，A分子向左运动，B分子向右运动，运动的加速度大小相同，当分子B到达坐标r0时，A向左运动相同的距离，两分子之间的距离大于r0，分子间作用力不为零，A错误；整个运动过程除分子间的作用力外不考虑其他外力，动能和势能的总和不变，可得分子间距离为r0时，两分子的分子间作用力为零，分子势能最小，动能最大，此时减小的势能为ΔEp＝E1－(－E0)＝E1＋E0，减小的势能转化为两个分子的动能，则分子B的最大动能为EkB＝，B错误；由题图乙可知，两分子从静止释放到相距无穷远的过程中，它们的分子势能先减小后增大，C错误；当两分子间距无穷远时，设分子A和B的速度大小为v，则有E1＝2×mv2，解得v＝，D正确。 [易错分析]　本题容易错选B项，原因是忽视了分子势能是分子组成的系统所共有的，系统只有分子间作用力做功的情况下，分子动能和势能的总和保持不变，系统的势能减少多少，动能就增加多少。另外，本题还需要注意，分子势能最小时，分子间作用力为零。 易错点5.对单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数的理解错误 (2025·山东临沂高二月考)对一定质量的气体，若用N表示单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数，则(　　) A.当体积减小时，N必定增加 B.当温度升高时，N必定增加 C.当压强不变而温度变化时，N必定变化 D.当压强不变而温度变化时，N可能不变 答案：C 解析：一定质量的气体，单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数，取决于分子数密度和分子的平均速率，即与体积和温度都有关系，故A、B错误；压强取决于单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数及分子的平均速率，温度变化表明气体分子的平均速率发生变化，即分子每次撞击器壁的平均作用力大小变化，压强不变，则单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数必然改变，故C正确，D错误。 [易错分析]　本题容易错选A项，认为体积减小，单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数增加，忽视了分子的运动速率，分子的运动速率变大，也会造成单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数增加。 学科网（北京）股份有限公司 $