第1章 分子动理论章末综合提升-【创新大课堂系列】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册同步辅导与测试(人教版)

关键能力·合作探究 素养演练·提升技能 要点1 !1.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 探究导入提示：图甲中，分子动能不一定大，分子动能与物体的机械· 大，但有些分子的动能可能减小，A正确，B错误内能增大，温度不 运动无关 一定升高，因为增加内能可以只增大分子势能，C错误：不同种类的 图乙中，气体分子平均动能一定很大，因为温度是分子平均动能的 分子，分子质量不一定相等，因此无法比较分子的平均速率大小，D 标衣 错误。 「典例1]解析某种物体的温度是0℃，物体中分子的平均动能并 答案 、A 不为零，因为分子在求不停息地运动，A错误；当温度升高时，分子2.解析 分子间同时存在引力和斥力，当分子间距离小于平衡距离时 热运动加剧，分子平均动能增大，但并不是所有分子的动能都增大，： 表现为斥力，当分子间距离大于平衡距离时表现为引力，故A正确： B错误，C正确：物体的运动速度越大，物体的动能越大，但这并不能： 拉伸物体时，分子之间的距离增大，分子间引力和斥力均减小，由于 代表物体内部分子的热运动越剧烈，所以物体的温度不一定越高，D， 斥力减小快，所以分子间引力大于斥力，故B错误：气体在容器中散 错误。 开，这是因为分子都在不停地做无规则热运动，与分子力无关，故C 答案C 错误；根据分子力做功与分子势能变化的关系可知，当分子间相互 针对训练 作用力做正功时，分子势能减小，故D错误。 1,解析物体由于运动而具有的能叫动能，它是宏观物体所具有的 答案 A 种能量，分子由于热运动而具有的能叫分子动能，是微观上内能的！3.解析 某种物体的温度是0℃，分子仍然在做无规则的热运动，物 一种形式，所以物体的运动速度大小与分子热运动的动能无关，A! 体中分子的平均动能并不为零，故A错误：物体的温度升高时，分子 错误；温度是分子热运动平均动能的标志，物体的温度升高，分子的 的平均动能一定增大，但内能不一定增大，还要考虑分子势能的变 平均动能增大，但并不是每个分子热运动的动能都增大，B正确，C 化，故B错误：物体的内能变化时，可能是分子势能发生变化，它的 错误：温度相同、质量相同的水和水蒸气，分子平均动能相同，D! 温度不一定改变，故C错误；冰熔化的过程中要吸收热量，所以相等 错误。 质量的0℃的水比0℃的冰的内能大，故D正确。 答案B 答案D 2.解析气体温度是气体分子平均动能的标志，而分子的平均动能不 4.解析 从r一”2到r=”。分子间引力、斥力都在增加，但斥力增加得 仅与分子的平均速率有关，还与分子的质量有关。本题涉及两种不 更快，故A错误：由题图可知，在r一。时分子力为零，故从r=r2到 同气体，它们的分子质量无法比较，因而无法比较两种气体温度的 ”=”1分子力的大小先增大后减小再增大，故B错误：分子势能在 高低，A、B错误，C正确：速率的平均值大，每个分子运动得并不一 r=r时最小，故从r=r2到r=r。分子势能一直在减小，故C错误： 定都快，D错误。 从r二2到=1分子力先做正功后做负功，故分子动能先增大后 答案C 减小，故D正确。 要点2 答案D 探究导入提示：(1)分子力做功对应分子势能的变化。 气体温度升高，分子的平均速率变大，但是并非所有分子的 (2)分子势能先减小后增大 速率都增加，选项A错误：一定量100℃的水变成100℃的水蒸气， [典例2]解析两分子问距减小到r2的过程中和由r2减小到1的 因温度不变，则分子平均动能不变，选项B错误：一定量气体的内能 过程中，分子力做正功，分子势能减小：在间距等于”处，分子势能 等于其所有分子热运动动能和分子势能的总和，选项C正确：一定 最小，小于零。 量气体如果失去容器的约束就会散开，这是气体分子杂乱无章地做 答案减小减小小于 无规则运动的缘故，选项D错误。 针对训练 答案 C 3.解析 从分子间的作用力与分子间距离的关系知道，当分子间距高 章末综合提升 大于。时，分子力表现为引力，当分子间距离小于r。时，分子力表 归纳提能 现为斥力，当分子间距离大于10。时，分子间的作用力很小，可以忽 M 略，所以，当乙从较远处向甲逐渐靠近的过程中，分子力先是对乙做 [典例1] 解析(1)该固体分子质量的表达式为m一N 正功，而由做功与分子势能变化的关系知道，分子力做正功，分子势 能减小：后是分子力对乙做负功或乙克服分子力做功，而由做功与 (2)将汞原子视为球形，其体积V。= 6 nd MH PHENA ,解得汞原子直 分子势能变化的关系知道，分子力做负功，分子势能增加，因此在乙 逐渐向甲靠近的过程中，分子势能先减小后增大，故选D。 径的大小d 答案 D 6M≈3.6×1010m PH&NAπ 4.解析当分子间距离为“时，分子力为0，分子势能最小但不为0， 答案(1)m= NA (2)3.6×10-10m 所以A错误：当分子间距离”>。时，由图像可知随分子间距离的 增大，分子力先增大后减小，所以B错误：当分子间距离>r。时，分 [典例2]解析 二氧化碳气体变成硬胶体后，可以认为分子是一个个 子力为引力，分子间距离增大时，分子引力做负功，则分子势能随分 紧密排列在一起的。体积为V的二氧化碳气体的质量m=V,所含分 子间距离的增大而增大，所以C错误；当分子间距离r<。时，分子 71 ov 间距离逐渐减小，分子力越来越大，分子斥力做负功，分子势能增 子数n=MNA=NA,故变成硬胶体后体积V=n· 加，则分子力和分子势能都增加，所以D正确。 TOVNAD 答案D 6M 要点3 探究导入提示：(1)一样大。 答案 πVNAD3 6M (2)在1g100℃的水变成100℃水蒸气的过程中，分子间距增大，！[典例3]解析分子间的作用力是矢量，其正负不表示大小：分子势 要克服分子间的引力做功，分子势能增大。 能是标量，其正负表示大小。读取图像信息知，由10。变为r。的过 (3)1g100℃水蒸气的内能大 程中，F先增大后减小至0，E。则不断减小，B正确，A、D错误：该过 (4)物体所含物质的多少、温度和体积 程中，分子力始终为引力，力的方向与位移方向一致，分子力做正 「典例3]解析任何物体都具有内能，内能与物体的物质的量、温 功，C错误。 度、体积及物态有关，故A正确：体积相同的同种气体，若温度、压强 、 答案B 不同，它们的内能不一定相等，故B错误：内能的大小与物体宏观的 、 典例4幻解析 若分子间距离r>ro,则分子间表现为引力，当分子 速度大小无关，故C错误：内能与物体的物质的量、温度、体积及物 间距离r减小时，分子力做正功，分子势能减小：若r。,则分子间 态有关，温度高的物体比温度低的物体的分子平均动能大，但内能 表现为斥力，当分子间距离”减小时，分子力做负功，分子势能增 不一定大，故D错误。 大：当r二时，分子势能最小，考虑取不同情况作为分子势能为零 答案 A 的点，B、C、D三个图像可能是正确的，A项一定错误，故选A。 针对训练 5.解析不同的物体，温度相同，只是分子的平均动能相同，但物质的 答案A :[典例5]解析内能是所有分子热运动的动能和分子势能的总和 量和分子势能两个因素不确定，故内能不一定相等，A错误；物体的 温度是分子热运动平均动能的标志，内能不同的物体可能是分子数 速度是宏观量，物体的速度增大，分子热运动的动能不一定增大，内 不同，温度可能相同，故A正确温度是分子热运动平均动能的标 能不一定增大，B错误：改变物体内能的方式有两种，即做功和热传！ 志，温度低的物体分子热运动的平均动能小，但分子数情况不清楚， 递，对物体做功或向物体传热，都可能改变物体的内能，C正确：冰 故无法比较内能情况，故B错误：温度是分子热运动平均动能的标 熔化成水，温度不变，分子的平均动能不变，分子势能增加，故内能 志，同温度的氢气和氧气，分子热运动的平均动能相同，但同质量的 增加，D错误 氢气和氧气，氢气的分子数多，故氢气的分子动能总和大，故C正 答案C 确：物体的机械能是由速度和高度决定的，而内能由温度和分子间 6.解析物体的内能是构成物体的所有分子的无规则热运动的动能 、 距高决定，故机械能与内能无关，故D错误 和分子势能的代数和，具有统计意义，对单个或几个分子无意义，故 答案 A● A错误：物体的内能由物体的体积、温度、分子数等因素决定，与物！[典例6] 解析如果保持该气体体积不变，则分子势能不变，当温度 体的位置无关，故B错误一定质量的0℃的水结成0℃的冰，放出 升高时，分子平均动能增大，其内能增大，故选项A、B错误：如果保 热量，则内能一定减少，故C正确：物体的内能与物体宏观的速度无 持其温度不变，则分子平均动能不变，当体积增大时，分子势能增 关，与温度、体积等因素有关，故D错误。 大，其内能增大，故选项C正确，D错误。 答案C 答案C 203第一章分子动理论 章未综合提升 【知识网络构建】 分子由于运动而具有的能量 物体是由大量 利用阿伏加德罗常数估算分 分子动能 分子组成的 子的质量、体积和分子数目 温度是分子平均动能的标志 由分子间相对位置决定的能量 扩散 两种不同的物质相互接触 当r时，分子势能最小 分 内 分子热 现象 时彼此进入对方的现象 分子势能 子 容 运动 r>r时，E随分子间距离的增大而增大 布朗 悬浮在液体或气体中的微 运动 粒所做的无规则运动 r<r时，E,随分子间距离的减小而增大 动 理 分子间 分子力H分子间引力和斥力的合力 物体内所有分子热运动的动能和分子 内能 的作用 势能的总和 论 力 分子力随距离的变化特点 呈现出“中间多、两头 分子运动速 少”的分布规律 率分布规律 分子运动 实验原理 气体分子跟器壁碰撞 实验：用油膜 速率分布 而产生的 法估测油酸分 气体压强的 子的大小 实验 油酸、无水酒精、量筒、烧杯、 由分子的数密度和平 微观解释 器材 玻璃盖板、注射器、爽身粉、 均速度决定 坐标纸、彩笔、浅盘等 ◆ 归纳提能◆ 一、微观量的计算和估算 小立方体模型，所以分子间距d=W,这对气 1.估算类问题的处理方法 体、固体、液体均适用。 (1)突出主要因素，忽略次要因素，建立物理： (5)已知物体的体积V和摩尔体积VA,则物体的 模型。 (2)挖掘隐含条件。估算问题文字简明，显性条 分子数V- VA 件少，对此类问题必须认真审题，仔细推敲，找出： (6)已知物体的质量m和摩尔质量M,则物体的 隐含条件。 (3)适当选取数据，合理近似计算。 分子数N=NA 2.阿伏加德罗常数NA的应用 :[典例1]对于固体和液体来说，其内部分子可看 在已知宏观物理量的基础上往往可借助NA计： 作是一个个紧密排列的小球。若某固体的摩尔 算出某些微观物理量，有关计算主要有： 质量为M,密度为p,阿伏加德罗常数为NA。 (1)己知物质的摩尔质量M,借助于阿伏加德罗常： (1)试推导该固体分子质量m的表达式。 (2)若已知汞的摩尔质量MHg=200.5×103 败N人，可以求得这种物质的分子质量m。=、 kg/mol,密度pHg=13.6×103kg/m3,阿伏加德 (2)己知物质的摩尔体积VA,借助于阿伏加德罗： 罗常数NA取6.0×1023mol-1,试估算汞原子 常数NA,可以计算出这种物质的一个分子所占： 的直径大小（结果保留两位有效数字）。 据的体积V。= VA [听课记录] (3)若物体是固体或液体，可把分子视为紧密排 列的球形分子，可估算出分子直径d= 6VA πNA (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： -17 物理·选择性必修第三册 [典例2]目前专家们正在研究二氧化碳的深海处；3.当r=。时，分子处于平衡状态，此时分子间的引 理技术。实验发现，在水深300m处，二氧化碳： 力、斥力同样存在，分子力F为零，分子势能E。 将变成凝胶状态，当水深超过2500m时，二氧化： 最小。 碳会浓缩成近似固体的硬胶体。设在某状态下[典例3]如图所示，用F表 二氧化碳气体的密度为ρ，摩尔质量为M,阿伏加； 示两分子间的作用力，E 德罗常数为NA。将二氧化碳分子看成直径为D: 表示分子间的分子势能， 的球（球的体积公式V球一言D3),则在该状态 在两个分子之间的距离由 10r0变为ro的过程中 下体积为V的二氧化碳气体变成硬胶体后体积： A.F不断增大 为多少？ B.F先增大后减小 [听课记录] C.F对分子一直做负功 D.E。先增大后减小 [听课记录] [典例4]两个相邻的分子间 F 同时存在着引力和斥力，它 们随分子间距离x变化的 F 关系如图所示。图中虚线 是分子斥力和分子引力的 曲线，实线是分子合力的曲 线。当分子间距离r=r。时，分子间的合力为零， 二、应用F-r曲线和E。-r曲线分析问题 则图中关于两个分子组成的系统的分子势能Ep 分子力F、分子势能E。与分子间距离r的关 与分子间距离r的关系曲线一定错误的是 系如图所示（取无穷远处分子势能为0）。 0 1.分子间同时存在着引力和斥力，它们都随分子间： [听课记录] 距离的增大（减小）而减小（增大），但斥力比引力 变化得快，对外表现的分子力F是分子间引力和： 斥力的合力。 2.在r<ro范围内，分子力F、分子势能E。都随分 子间距离r的减小而增大，但在r>ro的范围内， 随着分子间距离r的增大，分子力F是先增大后： 减小，而分子势能E。一直增大。 18 第一章分子动理论 三、分子热运动和物体的内能 ：[典例6]若某种实际气体分子之间的作用力表现 1.分子热运动：分子热运动是永不停息且无规则： 为引力，一定质量的该气体内能的大小与气体体 的，温度越高分子热运动越激烈。大量分子的运： 积和温度的关系是 动符合统计规律。扩散现象能直接说明分子在 A.如果保持其体积不变，当温度升高时，其内能 做无规则热运动，而布朗运动只能间接说明分子： 不变 在做无规则热运动。 B.如果保持其体积不变，当温度升高时，其内能 2.物体的内能是指组成物体的所有分子的热运动 减小 的动能与分子势能的总和。 C.如果保持其温度不变，当体积增大时，其内能 (1)由于温度越高，分子平均动能越大，所以物体： 增大 的内能与温度有关。 D.如果保持其温度不变，当体积增大时，其内能 (2)由于分子势能与分子间距离有关，而分子间： 减小 距离与物体体积有关，因此物体的内能与物体的： [听课记录] 体积有关。 (3)由于物体所含物质的量不同，分子数目不同， 分子势能与分子动能的总和不同，所以物体的内： 能与物质的量也有关系。 总之，物体的内能与物体的温度、体积和物质的 量都有关系。 [典例5]（多选）下列说法正确的是 A.内能不同的物体，温度可能相同 B.温度低的物体内能一定小 C.同温度、同质量的氢气和氧气，氢气的分子动： 能总和大 D.物体机械能增大时，其内能一定增大 [听课记录] 温馨提示 古人学问无遗力，少壮工夫老始成。纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。 请做章末检测卷（一） 19