专题一 分子动理论 内能 知识清单 -2026届高考物理一轮复习

该高中物理高考复习知识清单聚焦热学专题一“分子动理论 内能”，系统涵盖分子模型与微观量估算、布朗运动与分子热运动、分子力与势能、内能概念等核心知识，构建完整知识框架。 清单采用分层设计，从复习目标到必备知识梳理，再到核心考点探究与思维进阶突破，通过表格对比扩散现象、布朗运动与热运动异同培养科学思维，微观量估算模块提供球体、立方体等分子模型构建物理观念，例题解析结合重难点标注，助力学生自主复习，辅助教师精准教学。

热学 专题一 分子动理论 内能 复习目标 1. 理解分子的两种模型，能够进行微观量估算的计算。 2. 理解布朗运动的特点及影响因素，能够区别布朗运动、扩散现象和分子热运动。 3. 掌握分子力做功和分子势能的关系，掌握内能的概念。 必备知识梳理 一、分子动理论 1．物体是由大量分子组成的 （1）分子的大小 ①分子的直径：数量级为 ②分子的质量：数量级为 （2）阿伏加德罗常数 ①1mol的任何物质都含有相同的粒子数。通常可取· ②阿伏加德罗常数是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁。 2．分子在做永不停息的无规则运动 （1）扩散现象 ①定义：不同物质能够彼此进入对方的现象。 ②实质：扩散现象并不是外界作用引起的，也不是化学反应的结果，而是由物质分子的无规则运动产生的。温度越高，扩散得越快。 （2）布朗运动 ①定义：悬浮在液体或气体中的微粒的无规则运动。 ②实质：布朗运动反映了液体分子或气体分子的无规则运动。 ③特点：微粒越小，布朗运动越明显；温度越高，悬浮微粒的运动越激烈。 （3）热运动 ①分子的永不停息的无规则运动叫作热运动。 ②特点：分子的无规则运动和温度有关，温度越高，分子运动越剧烈。 ③温度是分子热运动剧烈程度的标志。 3．分子之间存在着相互作用力 （1）物质分子间存在空隙，分子间的引力和斥力是同时存在的，实际表现出的分子力是引力和斥力的合力。 （2）分子力随分子间距离变化的关系：分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力比引力变化得快。 二、分子动能和分子势能 1．分子的动能 （1）分子动能是做热运动的分子所具有的动能。 （2）分子热运动的平均动能是所有分子热运动动能的平均值，温度是分子热运动的平均动能的标志。 （3）分子热运动的总动能是物体内所有分子热运动动能的总和。 2．分子的势能 （1）意义：由于分子间存在着引力和斥力，所以分子具有由它们的相对位置决定的能。 （2）分子势能的决定因素 ①微观上：决定于分子间距离和分子排列情况； ②宏观上：决定于体积和状态。 3．物体的内能 （1）定义：物体中所有分子的热运动动能和分子势能的总和。 （2）决定因素：对于给定的物体，其内能大小由物体的温度和体积决定，即由物体内部状态决定。 （3）影响因素：物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小无关。 （4）改变物体内能的两种方式：做功和热传递。 核心考点探究 考点一 分子动理论的理解 1．物体是由大量分子组成的 2．分子在做永不停息的无规则运动 3．分子之间存在着相互作用力 例1 关于分子，下列说法正确的是( ) A.将分子看成小球，小球是分子的简化模型 B.布朗运动是固体分子的无规则运动 C.物体是由大量分子组成的，这里的“分子”特指化学变化中的分子，不包括原子和离子 D.分子的质量是很小的，其数量级一般为kg 【答案】A 【解析】将分子看成小球是为了方便研究问题，小球是分子的简化模型，故A正确；布朗运动中，观察到的是颗粒的运动，不是固体分子的运动，故B错误；物体是由大量分子组成的，这里的“分子”是分子、原子和离子的统称，故C错误；分子质量的数量级一般为，故D错误。 考点二 布朗运动和分子热运动 1． 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，只能在液体、气体中发生 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 2．气体的分子动理论 （1）气体分子间的作用力：气体分子之间的距离远大于分子直径，气体分子之间的作用力十分微弱，可以忽略不计，气体分子间除碰撞外无相互作用力。 （2）气体分子的速率分布：表现出“中间多，两头少”的统计分布规律。 （3）气体分子的运动方向：气体分子的运动是杂乱无章的，但向各个方向运动的机会均等。 （4）气体分子的运动与温度的关系：温度一定时，某种气体分子的速率分布是确定的，速率的平均值也是确定的，温度升高，气体分子的平均速率增大，但不是每个分子的速率都增大。 例2 图（a）和图（b）是关于布朗运动和扩散现象的两幅图，下列叙述正确的是( ) 图（a） 图（b） A.扩散现象的快慢仅和温度有关 B.扩散现象的成因是分子间存在斥力 C.图（a）说明布朗运动是由微粒在液体中受到液体分子撞击引起的 D.布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动 【答案】C 【解析】扩散现象的快慢不仅与温度有关，还与物质种类、浓度差等因素有关，故A错误；扩散现象根本原因是分子不停地进行无规则热运动，而非因为分子间存在斥力，故B错误；根据布朗运动产生的原因分析，可知题图（a）能说明布朗运动是由微粒在液体中受到液体分子撞击引起的，故C正确；布朗运动是悬浮在液体中的微小颗粒所表现出的无规则运动，不是液体分子的运动，故D错误。 例3 一定质量的理想气体，体积保持不变。在甲、乙两个状态下，该气体分子速率分布图像如图所示。与状态甲相比，该气体在状态乙时( ) A.分子的数密度较大 B.分子间平均距离较小 C.分子的平均动能较大 D.单位时间内分子碰撞单位面积器壁的次数较少 【答案】C 【解析】理想气体质量不变，则分子总数不变，气体体积不变，则分子的数密度不变，平均每个分子占据的空间大小不变，即分子间平均距离保持不变，A、B 错误；由题图可知气体在状态乙相比于在状态甲“各速率区间的分子数占总分子数的百分比”中分子速率大的占比更多，即气体在状态乙温度更高，分子的平均动能较大，C正确；气体温度较高，分子的平均速率较大，气体体积不变，则单位时间内分子碰撞单位面积器壁的次数较多，D错误。 思维进阶突破 突破点一 微观量估算 1．分子模型 物态 分子模型 说明 固体液体 球体模型：一个分子的体积(d为分子直径） 立方体模型：一个分子的体 积 气体 气体分子模型：一个分子占 据的平均空间为 分子的间距） 2．几个重要关系 （1）一个分子的质量：。 （2）一个分子的体积：（注意：对于气体，表示一个气体分子占有的空间）。 （3)1 mol物体的体积： 例4 中国某大学教授的课题组制备出了一种超轻气凝胶，它在弹性和吸油能力方面令人惊喜，这种被称为“全碳气凝胶”的固态材料密度仅是空气密度的。设气凝胶的密度为（单位为，摩尔质量为M（单位为kg/mol)，阿伏加德罗常量为，则下列说法不正确的是 ( ) A.a千克气凝胶所含的分子数 B.气凝胶的摩尔体积 C.每个气凝胶分子的体积 D.每个气凝胶分子的直径 【答案】C 【解析】a千克气凝胶的摩尔数，则所含的分子数，故A正确，不符合题意；气凝胶的摩尔体积，故B正确，不符合题意；每个气凝胶分子的体积，故C正确，不符合题意；设每个气凝胶分子的直径为d，则，解得分子直径故D错误，符合题意。 例5 已知地球大气层的厚度h远小于地球半径R，空气平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为，地面大气压强是由大气的重力产生的，大小为，重力加速度大小为g。由以上数据可估算( ) A.地球大气层空气分子总数为 B.地球大气层空气分子总数为 C.空气分子之间的平均距离为 D.空气分子之间的平均距离为 【答案】C 【解析】大气中的压强由大气的质量产生，即mg=，而，地球大气层空气分子总数N=，联立解得 ，故A、B错误；大气体积，则气体分子之间的距离d=，故C正确，D错误。 突破点二 分子力和物体内能 分子力及分子势能 项目 分子力 分子势能 随分子间距离的变化情况 F随r增大而减小，表现为斥力 r增大，F做正功，减小 最小，但不为零（取无穷远处分子势能为零） r增大，F先增大后减小，表现为引力 r增大，F做负功，增大 引力和斥力都很微弱， 例6 分子间作用力F与分子间距离r的关系如图所示，若规定两个分子间距离r等于时分子势能为零，则( ) A.只有r大于时，为正 B.只有r小于时，为正 C.当r不等于时，为正 D.当r不等于时，为负 【答案】C 【解析】根据题图可知，当时，分子间作用力为0，当时，分子间作用力表现为引力，当0<时，分子间作用力表现为斥力，所以随着分子间距离接近，分子间作用力做正功，则当时，分子势能最小，又规定此时分子势能为0，所以当r不等于时，分子势能为正，C正确。 例7（多选）两个分子相距无限远，规定此时分子势能为0，假设一个分子A不动，另一个分子B从无限远处逐渐靠近分子A，则分子间作用力与分子势能的图像分别如图甲、乙所示，下列说法正确的是 ( )甲 乙 A.分子间距为时分子力为0，表示两分子间既没有引力也没有斥力 B.两分子相距无限远，分子势能与分子力均为0 C．当分子势能最小时，分子力为0 D.从无限远处向A靠近过程，引力与斥力一直增大 【答案】BCD 【解析】当分子间距为时，分子力为0，这表示两分子间的引力和斥力大小相等，方向相反，而不是没有引力和斥力，A错误；当两分子相距无限远时，分子势能为0，分子力也为0，因为此时分子间的相互作用力可以忽略不计，B正确；当分子势能最小时，分子间距为 ，此时分子力为0,C正确；由题可知，在B从无限远处向A靠近的过程中，引力和斥力均一直增大，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $ 热学 专题一 分子动理论 内能 复习目标 1. 理解分子的两种模型，能够进行微观量估算的计算。 2. 理解布朗运动的特点及影响因素，能够区别布朗运动、扩散现象和分子热运动。 3. 掌握分子力做功和分子势能的关系，掌握内能的概念。 必备知识梳理 一、分子动理论 1．物体是由大量分子组成的 （1）分子的大小 ①分子的直径：数量级为 ②分子的质量：数量级为 （2）阿伏加德罗常数 ①1mol的任何物质都含有相同的粒子数。通常可取 ②阿伏加德罗常数是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁。 2．分子在做永不停息的无规则运动 （1）扩散现象 ①定义： 物质能够彼此进入对方的现象。 ②实质：扩散现象并不是外界作用引起的，也不是化学反应的结果，而是由物质分子的无规则运动产生的。温度 ，扩散得越快。 （2）布朗运动 ①定义：悬浮在液体或气体中的微粒的无规则运动。 ②实质：布朗运动反映了 的无规则运动。 ③特点：微粒越 ，布朗运动越明显；温度越 ，悬浮微粒的运动越激烈。 （3）热运动 ①分子的永不停息的 运动叫作热运动。 ②特点：分子的无规则运动和温度有关，温度越高，分子运动越剧烈。 ③ 是分子热运动剧烈程度的标志。 3．分子之间存在着相互作用力 （1）物质分子间存在空隙，分子间的引力和斥力是 存在的，实际表现出的分子力是引力和斥力的 。 （2）分子力随分子间距离变化的关系：分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而 ，随分子间距离的减小而 ，但斥力比引力变化得快。 二、分子动能和分子势能 1．分子的动能 （1）分子动能是 所具有的动能。 （2）分子热运动的平均动能是所有分子热运动动能的平均值， 是分子热运动的平均动能的标志。 （3）分子热运动的总动能是物体内所有分子热运动动能的 。 2．分子的势能 （1）意义：由于分子间存在着引力和斥力，所以分子具有由它们的 决定的能。 （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 。 3．物体的内能 （1）定义：物体中所有分子的热运动 和 的总和。 （2）决定因素：对于给定的物体，其内能大小由物体的 和 决定，即由物体内部状态决定。 （3）影响因素：物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小 。 （4）改变物体内能的两种方式： 和 。 核心考点探究 考点一 分子动理论的理解 1．物体是由大量分子组成的 2．分子在做永不停息的无规则运动 3．分子之间存在着相互作用力 例1 关于分子，下列说法正确的是( ) A.将分子看成小球，小球是分子的简化模型 B.布朗运动是固体分子的无规则运动 C.物体是由大量分子组成的，这里的“分子”特指化学变化中的分子，不包括原子和离子 D.分子的质量是很小的，其数量级一般为kg 考点二 布朗运动和分子热运动 1． 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，只能在液体、气体中发生 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 2．气体的分子动理论 （1）气体分子间的作用力：气体分子之间的距离远大于分子直径，气体分子之间的作用力十分微弱，可以忽略不计，气体分子间除碰撞外无相互作用力。 （2）气体分子的速率分布：表现出“中间多，两头少”的统计分布规律。 （3）气体分子的运动方向：气体分子的运动是杂乱无章的，但向各个方向运动的机会均等。 （4）气体分子的运动与温度的关系：温度一定时，某种气体分子的速率分布是确定的，速率的平均值也是确定的，温度升高，气体分子的平均速率增大，但不是每个分子的速率都增大。 例2 图（a）和图（b）是关于布朗运动和扩散现象的两幅图，下列叙述正确的是( ) 图（a） 图（b） A.扩散现象的快慢仅和温度有关 B.扩散现象的成因是分子间存在斥力 C.图（a）说明布朗运动是由微粒在液体中受到液体分子撞击引起的 D.布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动 例3 一定质量的理想气体，体积保持不变。在甲、乙两个状态下，该气体分子速率分布图像如图所示。与状态甲相比，该气体在状态乙时( ) A.分子的数密度较大 B.分子间平均距离较小 C.分子的平均动能较大 D.单位时间内分子碰撞单位面积器壁的次数较少 思维进阶突破 突破点一 微观量估算 1．分子模型 物态 分子模型 说明 固体液体 球体模型：一个分子的体积(d为分子直径） 立方体模型：一个分子的体 积 气体 气体分子模型：一个分子占 据的平均空间为 分子的间距） 2．几个重要关系 （1）一个分子的质量：。 （2）一个分子的体积：（注意：对于气体，表示一个气体分子占有的空间）。 （3)1 mol物体的体积： 例4 中国某大学教授的课题组制备出了一种超轻气凝胶，它在弹性和吸油能力方面令人惊喜，这种被称为“全碳气凝胶”的固态材料密度仅是空气密度的。设气凝胶的密度为（单位为，摩尔质量为M（单位为kg/mol)，阿伏加德罗常量为，则下列说法不正确的是 ( ) A.a千克气凝胶所含的分子数 B.气凝胶的摩尔体积 C.每个气凝胶分子的体积 D.每个气凝胶分子的直径 例5 已知地球大气层的厚度h远小于地球半径R，空气平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为，地面大气压强是由大气的重力产生的，大小为，重力加速度大小为g。由以上数据可估算( ) A.地球大气层空气分子总数为 B.地球大气层空气分子总数为 C.空气分子之间的平均距离为 D.空气分子之间的平均距离为 突破点二 分子力和物体内能 分子力及分子势能 项目 分子力 分子势能 随分子间距离的变化情况 F随r增大而减小，表现为斥力 r增大，F做正功，减小 最小，但不为零（取无穷远处分子势能为零） r增大，F先增大后减小，表现为引力 r增大，F做负功，增大 引力和斥力都很微弱， 例6 分子间作用力F与分子间距离r的关系如图所示，若规定两个分子间距离r等于时分子势能为零，则( ) A.只有r大于时，为正 B.只有r小于时，为正 C.当r不等于时，为正 D.当r不等于时，为负 例7（多选）两个分子相距无限远，规定此时分子势能为0，假设一个分子A不动，另一个分子B从无限远处逐渐靠近分子A，则分子间作用力与分子势能的图像分别如图甲、乙所示，下列说法正确的是 ( )甲 乙 A.分子间距为时分子力为0，表示两分子间既没有引力也没有斥力 B.两分子相距无限远，分子势能与分子力均为0 C．当分子势能最小时，分子力为0 D.从无限远处向A靠近过程，引力与斥力一直增大 学科网（北京）股份有限公司 $