第1章 分子动理论 章末综合提升（学生版）-【创新教程】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册五维课堂同步复习（人教版）

物理·选择性必修第三册 子力先是引力变大后变小，后是斥力变大，C项错误； 在r由r1变到r2的过程中，分子斥力做正功分子势能减 小，D项错误 探究3探究导引 提示：(1)小孩的臀部内能增加，温度升高，感觉热. (2)机械能转化为内能 [例3][解析]相同质量的两种不同物质的物质的量可 能不同，进而可知分子数可能不同，故升高相同的温度时 (分子平均动能的变化量相同)，其分子总动能的变化量 不一定相同，且不知道势能如何变化，故其内能的增量可 能不相同，选项A错误：物体内能改变时，可能是分子平 均动能不变，分子势能改变，因此温度不一定改变，选项B 正确：分子永不停息地做无规则运动，故物体的内能不可 能为零，选项C错误；物体的内能与分子数、温度和体积 等有关，分子数和温度相同，体积不同的物体，内能可能 不同，选项D正确」 L答案]BD 跟踪训练 5.C[因内能是指组成物体的所有分子的热运动动能与分 子势能的总和，说单个分子的内能没有意义，故选项A错 误.内能与机械能是两种不同性质的能量，它们之间无直 接联系，内能与“位置”高低、“运动”还是“静止”没有关 系，故选项B、D错误.一定质量的0℃的水结成0℃的 冰，放出热量，使得内能减少，故选项C正确.] 6.D[机械能与内能有着本质的区别，对于同一物体，机械 能是由其宏观运动速度和相对高度决定的，而内能是由 物体内部分子动能和分子势能决定的，故A、B、C错误； 摩擦生热是机械能向内能转化的过程，故D正确.门 创新拓展提素养 [典例展示][解析]温度是分子平均动能的标志，温度 升高，水分子的平均动能增加，故A正确：水的内能包括 水分子的动能与水分子间的势能，两者都增加，故水的内 能增加，故B正确；机械能与内能没有必然的联系，故C 错误：根据能量守恒定律可知，吸收的热量增加了水分子 的动能和水分子间的势能，故D正确. [答案]ABD 课堂自测·夯基础 1.AD[温度相同的任何物体，内部的分子平均动能都相 等，所以A正确，B错误；分子平均动能相同，平均速率不 一定相同，还与分子质量有关，水银的分子质量大，平均 速率小，所以C错误，D正确.门 .1 2.BD[水和钢球温度相同，分子的平均动能相同，故B正 确：但水分子、钢球分子质量不同，平均速率不同，C错误： 水和钢球分子势能不一定相同，内能可能不同，故A错 误：由于两者温度相等，不会发生热传递现象，所以它们 的内能各自保持不变，D正确.] 3.BD[内能和机械能是两种不同形式的能，内能由物体分 子状态决定，而机械能由物体的质量、宏观速度、相对地 面高废或弹性形变程度决定，二者决定因素是不同的.物 体被举高，机械能增大，若温度降低，内能可能减小， 故A错误：物体克服空气阻力匀速下降，机械能减小，而 摩擦生热，物体温度升高，内能会增大，故B正确；物体静 止时，温度降低，内能减小，而物体的机械能不变，故C错 误：物体内分子永不停息地做无规则运动，内能不可能为 零，故D正确.] 4.BD[两分子间的斥力和引力的合 F 力F与分子间距离r的关系如图中 曲线所示，曲线与r轴交点的横坐 标为r0,由图可知，乙分子受到的分 子力先变小，位于平衡位置时，分子力为零，过平衡位置 后，分子力先变大再变小，故乙分子的加速度先变小再反 向变大，再变小，故A错误.当r小于r0时，分子间的作用 力表现为斥力，F做正功，分子动能增加，分子势能减小： 当r等于r0时，分子动能最大，分子势能最小：当r大于 r。时，分子间作用力表现为引力，分子力做负功，分子动 能减小，分子势能增加，故B、D正确，C错误.] 5.D[甲图线为分子力与分子间距离的关系图线，A错误； 当r>r时，随着分子间距离的增大，分子力先增加后减 小，B错误；当r<T。时，分子力表现为斥力，若分子间的 距离r增大，则分子力减小，做正功，分子势能减小，故C 错误，D正确.] 章末综合提升 能力强化 [例1][解析](1)该回体分子质量的表达式为m一入 M (2)将汞原子视为球形，其体积V。= 6d3= MHg,解 PHENA 得汞原子直径的大小d= 6MHg √OHg NA元 =3.6×1010m. [答案](1)m=N M (2)3.6×10-10m [例2][解析](1)为了显示单分子油膜的形状，需要在 水面上撒爽身粉. (2)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积 nV8100×500mL=2×105mL. 48 (3)根据大于半个方格的算一个，小于半个方格的舍去， 油膜形状占据方格数大约为115个，故面积 S=115×20×20mm2=4.6×104mm2 油酸分子直径d= V′_2×10-5×103 S4.6X10mm≈4.3X107 mm=4.3×10-10m. [答案](1)爽身粉(2)2×10-5(3)4.3×10-10 [例3][解析][由于乙分子由静止释放，在ac间一直受 到甲分子的引力而做加速运动，引力做正功，分子势能一 直在减小，到达c点时所受分子力为零，加速度为零，速度 最大，动能最大，分子势能最小，为负值.由于惯性，到达c点 后乙分子继续向甲分子靠近，由于分子力为斥力，故乙分子 做减速运动，直到速度减为零，设到达d点后返回，故乙分子 运动范围在ad之间.在分子力表现为斥力的那一段cd上， 随分子间距的减小，乙分子克服斥力做功，分子力、分子势能 随间距的减小一直增加.故B正确，A、C、D错误.」 [答案]B 第二章气体、固体和液体 第一节温度和温标 自主预习·探新知 知识点11.系统3.体积压强4.状态参量稳定 知识点21.改变热平衡2.热平衡3.温度 知识点31.热膨胀电阻压强温差2.温度 (1)0℃100℃0℃100(2)热力学(3)t摄氏度 T开尔文t+273.15K 自我检测 1.(1)/(2)/(3)/(4)/ 2.提示：这种状态不是平衡态，只是一种稳定状态，因为存 在外在因素的影响. 合作探究·攻重难 探究1探究导引 提示：鸡蛋放在沸水中加热足够长的时间其温度、压强、 体积都不再变化，是平衡状态 [例1][解析]由于描述系统的各种性质需要不同的物 理量，只要其中某个量变化，系统的状态就会发生变化， 不一定各个状态参量都发生变化，选项A错误：系统处于 平衡态或非平衡态，只是状态参量有无变化，选项C错 误；当系统不受外界影响时，系统总要趋于平衡，其内部 各部分状态参量趋于稳定，选项B正确：两个物体间发生 热传递时，两个物体组成的系统内部仍存在温差，故系统 处于非平衡态，选项D正确， [答案]BD .1 参考答案 跟踪训练 1.B[开空调2min内教室内的气体温度要变化，故不是 平衡状态，A错误：两物体温度不同，接触后高温物体会 向低温物体传热，是非平衡态，B正确：0℃的冰水混合物 放入1℃的环境中，周围环境会向冰水混合物传热，不是 平衡态，C错误：压缩密闭容器中的空气，要对空气做功， 机械能转化为内能，不是平衡态，D错误.本题选B.] 探究2探究导引 提示：不对.由于铁棒和木头都与周围的环境达到热平 衡，故它们的温度是一样的，之所以感觉到铁棒特别凉， 是因为这位工人在单位时间内传递给铁棒的热量比 较多 [例2][解析]一般来说，描述系统的状态参量不只一 个，根据平衡态的定义知所有性质都不随时间变化，系统 才处于平衡态，A错误：根据热平衡的定义知，处于热平 衡的两个系统温度相同，B正确，D错误：平衡态是针对某 一系统而言的，热平衡是两个系统相互影响的最终结果， C错误. 「答案]B 跟踪训练 2.C[处于热平衡状态的系统，如果受到外界的影响，状态 参量会随之变化，温度也会变化，故A错误；热平衡定律 对多个系统也适用，故B错误：由热平衡的意义，故C正 确：温度相同是热平衡的标志，必须相同，故D错误.] 探究3探究导引 提示：1.关系式为T=t+273.15K 2.冰的溶，点为0℃，为273K:水的沸点为100℃，即 373K. [例3][解析](1)当温度升高时，瓶内的气体受热膨胀 挤压上方的液柱，液柱就会向左移动：(2)将此装置放在 一个标准大气压下的冰水混合物中，在液柱正中间处标 上0℃，将它放在一个标准大气压下的沸水中，在液柱正 中间处标上100℃，然后将以上两个刻度之间的部分进 行100等分，标上刻度就成了一个温度计. [答案]见解析 跟踪训练 3.ABC[根据热力学温标零值的规定可知A正确：热力学 温度变化1K和摄氏温度变化1℃的变化量大小是相等 的，但1℃不是1K,B正确，D错误：绝对零度是低温的 极限，只能无限接近而永远不可能达到，C正确。] 9第一章分子动理论 章末综合提升 [素养导图] 物体是由 向各个方向运 动的气体分子 气体分子运 大量分子 数量几乎相等 动的特点 组成的 分子热 扩散 呈现“中间多、 分子运动速 分子动理论 运动 布朗运动 两头少”的分布 率分布图像 分子运动速 的基本内容 率的分布规 引力 气体分子平 律 分子间作用力 均速率的大 斥力 小 两个 气体压强的 分 分子动理论 方面微观解释 容器中分子 的数密度 动理论 实验思路 分子动能 实验：用油膜 法估测油酸 分子动能和 实验步骤与测量 分子势能 分子的大小 分子势能 多数分子大 数据分析 物体的内能 小的数量级 为10-1om [能力强化] 5.已知物体的体积V和摩尔体积VA,求物体 [强化1]分子微观量的计算方法 的分子数N,则N= 阿伏加德罗常数NA是联系宏观量和微观 VA 6.已知物体的质量m和摩尔质量M,求物体 量的桥梁，在已知宏观量的基础上往往可借 助V。计算出某些微观量，有关计算主 的分子数N,则N=行N 要有： [例1]对于固体和液体来说，其内部分子可 1.已知物质的摩尔质量M,借助于阿伏加德罗 看作是一个个紧密排列的小球.若某固体的 常数NA,可以求得这种物质的分子质量m。 摩尔质量M,密度为ρ，阿伏加德罗常数 =M 为NA. (1)试推导该固体分子质量m的表达式， 2.已知物质的摩尔体积VA,借助于阿伏加德 罗常数NA,可以计算出这种物质的一个分 子所占据的体积V。=N, 3.若物体是固体或液体，可把分子视为紧密排 列的球体模型，可估算出分子直径 d= 6VA NπNA 4.依据求得的一个分子占据的体积V。,可估 算分子间距，此时把每个分子占据的空间看 作一个小立方体模型，所以分子间距d 。,这时气体、固体、液体均适用. ·25· 物理·选择性必修第三册 (2)若已知汞的摩尔质量M=200.5× [例2]“用油膜法估测分子的大小”的实验 103kg/mol,密度pg=13.6X103kg/m,阿伏 的方法及步骤如下： 加德罗常数Vs取6.0×105mol1,试估算汞 ①向体积V油=1mL的油酸中加酒精，直至 原子的直径大小.（结果保留两位有效数字） 总量达到Va=500mL; ②用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶 液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入 n=100滴时，测得其体积恰好是V。= 1 mL; ③先往边长为30~40cm的浅盘里倒入 2cm深的水，然后将 均匀地撒在水 面上； ④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液， 待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻 工规律总结] 璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜 分子动理论中宏观量与微观量之间的关系 的形状； 由宏观量计算微观量，或由微观量计算宏观 ⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸 量，都要通过阿伏加德罗常数建立联系.所以 上，如图所示，数出轮廓范围内小方格的个 说，阿伏加德罗常数是联系宏观量与微观量 数V,小方格的边长l=20mm.根据以上信 的桥梁 息，回答下列问题： [强化2]用油膜法估测分子的大小 用油膜法估测分子直径的实验原理是：油酸 是一种脂肪酸，它的分子的一部分和水分子 的亲和力很强.当把一滴用酒精稀释过的油 酸滴在水面上时，酒精溶于水或挥发，在水 (1)步骤③中应填写： 面上形成一层油酸薄膜，薄膜可认为是单分 (2)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V'是 子油膜，如图所示.将水面上形成的油膜形 mL. 状画到坐标纸上，可以计算出油膜的面积， (3)油酸分子直径是 m. 根据纯油酸的体积V和油膜的面积S,可以 汇规律总结] 计算出油膜的厚度d=号，即油酸分子的 油膜法估测分子直径，关键是获得一滴油酸 酒精溶液的体积，并由配制浓度求出其中所 直径 含纯油酸的体积，再就是用数格数法（对外围 油酸分子 小格采用“填补法”)求出油膜面积，再由公式 -- 水 计第结果： d= ·26 第一章分子动理论 [强化3]分子力、分子势能和物体的内能 (3)内能是物体内所有分子动能与分子势能的 1.分子力是分子引力和分子斥力的合力，分子 总和，它宏观上取决于物质的量、温度、体 势能是由分子间的分子力和分子间的相对 积及物态。 位置决定的能，分子力F和分子势能E。都 (4)理想气体就是分子间没有相互作用力的气 与分子间的距离有关，二者随分子间距离r 体，这是一种理想模型.理想气体无分子势 变化的关系如图所示， 能变化，因此一定质量理想气体的内能的 变化只与温度有关， [例3]如图所示，甲分子固定在坐标原点O, 乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用 力与两分子间距离的关系如图中曲线所示， (1)分子间同时存在着引力和斥力，它们都随 F>0为斥力，F<0为引力，a、b、c、d为x轴 分子间距离的增大（减小）而减小（增大）， 上四个特定的位置，现把乙分子从a处由静 但斥力比引力变化得快， 止释放，若规定无限远处分子势能为零，则 (2)在r<r。范围内，分子力F、分子势能E。都 下列说法正确的是 随分子间距离r的减小而增大。 (3)在r>r。的范围内，随着分子间距离的增 大，分子力F先增大后减小，而分子势能 E。一直增大. A.乙分子在b处势能最小，且势能为负值 (4)当r=r。时，分子力F为零，分子势能E。 B.乙分子在c处势能最小，且势能为负值 最小，但不一定等于零 C.乙分子在d处势能一定为正值 2.内能是物体中所有分子热运动动能与分子 D.乙分子在d处势能一定小于在a处势能 势能的总和.温度升高时，物体分子的平均 [尝试解答] 动能增加；体积变化时，分子势能变化.内能 汇规律总结] 也与物体的物态有关， (1)当r=r。时，分子力F为零，分子势能 解答有关“内能”的题目，应把握以下四点： 最小. (1)温度是分子平均动能的标志，而不是分子 (2)分子热运动：分子做永不停息地无规则运 平均速率的标志 动，温度越高越剧烈，大量分子的运动符 (2)当分子间距离发生变化时，若分子力做正 合统计规律，例如，温度升高，分子的平均 功，则分子势能减小；若分子力做负功，则 动能增加，单个分子的运动无规律也没有 分子势能增加 实际意义 ·27