第一章 分子动理论 超精细复习讲义（基础+中档+拔高全知识点+逐题精讲完整版）-2027届高考物理一轮复习

该高中物理复习讲义聚焦分子动理论核心考点，涵盖分子尺度、油膜法实验、布朗运动、分子力与内能等，按“基础知识点—秒杀结论—易错汇总—分层练习”逻辑架构，通过超细拆解、公式推导、真题精练，帮助学生突破微观概念抽象和易混点，构建系统复习框架。 资料特色在于科学思维与科学探究融合，如分子力三大临界间距规律可视化总结培养模型建构能力，油膜法实验误差分析（未散开致d偏大）强化科学论证。二级秒杀结论和分层练习确保高效复习，助力学生提升概念辨析与实验题应对能力，为教师把控复习节奏提供精准指导。

第一章 分子动理论全套超精细复习讲义 前言:本讲义为高中物理选择性必修第三册第一章分子动理论专属终极完整版复习资料，本章是热学开篇核心章节，搭建高中热学全部微观理论基础，承接初中热学常识，延伸热力学定律、气体实验定律、固体液体性质等后续内容。高考高频考查选择小题、实验填空、概念辨析题，难度偏低但微观概念抽象、易混点密集、细节陷阱极多，绝大多数失分源于宏观微观概念混淆、分子力与分子势能规律记反、实验步骤与误差分析模糊。本讲义通过超细逐点拆解、公式全推导、规律可视化总结、易错点专项清零、分层梯度刷题，实现零基础吃透、细节零失分。 第一部分 核心基础知识点（超细精讲+原理推导+逐题例题精练） 知识点1 物质的微观结构与分子尺度 1 物质的组成核心结论 物体是由大量分子组成的 1分子 定义：在研究物体的热运动性质和规律时，把组成物体的微粒统称为分子。 分子的两种模型 ( 气体 ) ( 固体 和液体 和液体 ) 所有宏观物体（固体、液体、气体）均由大量分子（或原子、离子）组成，分子是保持物质化学性质的最小微粒（高中物理统一统称分子）。 微观核心特征：分子数量极多、分子体积极小、分子间存在空隙。 2 分子尺度定量数据 （1）分子直径数量级：（所有固液气分子统一数量级）； （2）分子质量数量级：； （3）标准状况下气体分子间距数量级：，是分子直径的10倍左右。 3 阿伏伽德罗常数 （1） 定义：1 mol的任何物质都含有相同的粒子数. （2）常量数值： （3）意义：是微观世界的一个重要常数，是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁． 技巧点拨 四大核心计算公式（必考计算体系） (1)分子质量：（M为摩尔质量） (2)分子体积：（固液体精准，气体仅为平均占有体积） (3)物质分子总数： (4)分子数密度：单位体积内分子个数， 5 固、液、气体分子空隙关键区别 （1）固体、液体：分子紧密排列，分子间距近似等于分子直径，计算的可近似看作分子本身体积； （2）气体：分子间距极大、无规则分布，是单个分子平均占有体积，远大于分子本身体积，绝对不能用来计算气体分子直径。 技巧点拨 1.微观量与宏观量 (1)微观量：分子质量m0、分子体积V0、分子直径d等. (2)宏观量：物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ、物体的体积V、摩尔体积Vmol等. 2.分子的两种模型 (1)球模型：V0＝πd3，得直径d＝(常用于固体和液体). (2)立方体模型：V0＝d3，得边长d＝(常用于气体). 3.几个重要关系 (1)一个分子的质量：m0＝. (2)一个分子的体积：V0＝(注意：对于气体，V0表示一个气体分子占有的空间). (3)1 mol物体的体积：Vmol＝. 例题精练 1.下列关于分子尺度与阿伏伽德罗常数说法正确的是（） A. 气体分子直径数量级为 B. 阿伏伽德罗常数是连接宏观与微观的桥梁 C. 可利用气体摩尔体积直接计算气体分子本身体积 D. 分子质量数量级为 答案：B 解析：分子直径数量级为，A错；气体分子间距大，无法用摩尔体积求分子本身体积，C错；分子质量数量级为，D错；是宏观微观转换核心，B正确。 2.(多选)已知阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023 mol－1，下列关于分子动理论的说法中正确的是(　　) A.把冰分子看成一个球体，不计冰分子间的空隙，由冰的密度ρ＝0.9×103 kg/m3可估算出冰分子直径的数量级为10－10 m B.布朗运动是指液体分子的无规则运动 C.某油轮载有密度为ρ＝0.9×103 kg/m3的原油在海面上航行，由于故障使部分原油泄漏，若共泄漏出原油9 000 kg，这次泄漏事故造成的最大污染面积可达到1011 m2 D.由某气体的密度、体积和摩尔质量可估算出该气体分子的直径 答案　AC 解析　将冰分子看成球体，且一个挨一个紧密排列，冰的摩尔体积为V0＝，冰分子的体积V＝，根据V＝πR3＝πd3，解得冰分子直径d＝，将冰分子的摩尔质量M＝18×10－3 kg/moL，NA＝6.0×1023 mol－1和ρ＝0.9×103 kg/m3代入上式，可得d≈4×10－10 m，故A正确；布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的无规则运动，反映了液体分子的无规则运动，故B错误；原油体积为V＝＝ m3＝10 m3，而分子直径数量级为d＝10－10 m，所以污染海洋面积S＝＝＝1011 m2，故C正确；已知该气体的密度、体积和摩尔质量，可以得到摩尔体积，但缺少阿伏加德罗常数，故不能算出分子间的平均距离，且由于气体间隙较大，不能估算出分子直径，故D错误. 3.某一体积为V的密封容器，充入密度为ρ、摩尔质量为M的理想气体，阿伏加德罗常数为NA，则该容器中气体分子的总个数N＝________，分子间的平均距离d＝________. 答案　　 解析　气体的质量：m＝ρV 气体分子的总个数：N＝nNA＝NA＝NA 气体分子间的平均间距d＝＝. 知识点2 油膜法估测分子大小 1 实验核心原理 将油酸分子在水面充分散开，形成单分子油膜，油膜厚度近似等于油酸分子的直径，把球形分子模型的直径转化为油膜厚度计算。 核心公式： d：分子直径；V：纯油酸体积；S：单分子油膜面积 2 完整实验步骤 （1）配制油酸酒精溶液（油酸难溶于水，酒精易溶于水，便于散开）； （2）用滴管取溶液，滴入浅盘水面，等待酒精完全挥发、油酸充分散开； （3）待油膜稳定后，将玻璃板盖在浅盘上，描摹油膜轮廓； （4）将轮廓描在坐标纸上，数方格计算面积（过半算一格，不足过半舍去）； （5）代入公式计算分子直径。 3 核心误差分析 （1）油酸未完全散开→S偏小→d偏大； （2）溶液浓度偏高、滴液体积偏大→V偏大→d偏大； （3）数方格多算面积→S偏大→d偏小； （4）酒精未完全挥发→油膜过厚→d偏大。 4 实验关键结论 实验估算出的分子直径数量级严格为，验证了分子尺度的微观结论。 例题精练 1.油膜法估测分子大小实验中，若油酸未完全充分散开，会导致测量结果（） A. 偏大 B. 偏小 C. 不变 D. 无法确定 答案：A 解析：油酸未散开，油膜面积S测量值偏小，由可知，直径d计算值偏大。 知识点3 分子热运动与布朗运动 1 分子热运动定义与核心特点 分子热运动：一切物质的分子永不停息地做无规则运动，温度越高，分子无规则运动越剧烈。 核心本质：永不停息、无规则、温度相关，绝对零度无法达到，分子运动永不停止。 2 扩散现象 （1）定义：不同物质相互接触，彼此进入对方的现象； （2）影响因素：温度越高，扩散越快； （3）本质：分子无规则热运动的直接体现。 （4）适用范围：固体、液体、气体均可发生扩散； ( 金块 铅块 叠放在一起 ) ( 铅块 金块 实验前 ) ( 金块 铅块 五年后 ) 3 布朗运动（分子热运动间接证据，超级易错） （1）定义：悬浮在液体（或气体）中的固体小颗粒的无规则运动； （2）产生原因：液体分子无规则撞击固体颗粒，受力不平衡导致颗粒运动； （3）影响因素：温度越高、颗粒越小，布朗运动越剧烈； （4）核心易错：布朗运动不是分子运动，是颗粒运动，反映分子无规则运动。 布朗运动是怎样产生的？ 在某一瞬间，微粒在某个方向受到的撞击作用较强；在下一瞬间，微粒受到另一方向的撞击作用较强，这样，就引起了微粒的无规则运动。 4 扩散vs布朗运动终极对比 扩散：分子本身的运动，直接证明热运动； 布朗运动：固体颗粒的运动，间接证明热运动。 技巧点拨 气体分子运动的速率分布图象 气体分子间距离大约是分子直径的10倍，分子间作用力十分微弱，可忽略不计；分子沿各个方向运动的机会均等；分子速率的分布规律按“中间多、两头少”的统计规律分布，且这个分布状态与温度有关，温度升高时，平均速率会增大，如图所示. 图 例题精练 1.关于布朗运动，下列说法正确的是（） A. 布朗运动是液体分子的运动 B. 颗粒越大，布朗运动越剧烈 C. 温度越高，布朗运动越剧烈 D. 布朗运动是有规则的运动 答案：C 解析：布朗运动是固体颗粒无规则运动，AD错误；颗粒越小、温度越高，布朗运动越剧烈，B错误，C正确。 2(多选)关于扩散现象，下列说法正确的是(　　) A.温度越高，扩散进行得越快 B.扩散现象是不同物质间的一种化学反应 C.扩散现象是由物质分子无规则运动产生的 D.扩散现象在气体、液体和固体中都能发生 E.液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的 答案　ACD 解析　根据分子动理论，温度越高，扩散进行得越快，故A正确；扩散现象不是化学反应，故B错误；扩散现象是由物质分子无规则运动产生的，故C正确；扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，故D正确；液体中的扩散现象不是由于液体的对流形成的，是液体分子无规则运动产生的，故E错误. 3.关于布朗运动，下列说法中正确的是(　　) A.悬浮在液体中的微粒越大，布朗运动越明显 B.温度越低，布朗运动越剧烈 C.布朗运动是指液体分子的无规则运动 D.液体分子的无规则运动是产生布朗运动的原因 答案　D 解析　布朗运动是指悬浮在液体中的微粒的无规则运动，C错误；温度越高，布朗运动越剧烈，B错误；悬浮在液体中的微粒越小，布朗运动越明显，A错误；液体分子的无规则运动是产生布朗运动的原因，故D正确. 4.以下关于热运动的说法正确的是(　　) A.水流速度越大，水分子的热运动越剧烈 B.水凝结成冰后，水分子的热运动停止 C.水的温度越高，水分子的热运动越剧烈 D.水的温度升高，每一个水分子的运动速率都会增大 答案　C 解析　分子热运动与宏观运动无关，只与温度有关，故A错误；温度升高，分子热运动更剧烈，分子平均动能增大，并不是每一个分子运动速率都会增大，故C正确，D错误；水凝结成冰后，水分子的热运动不会停止，故B错误. 5.(多选)氧气分子在0 ℃和100 ℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图2中两条曲线所示.下列说法正确的是(　　) 图2 A.图中两条曲线下的面积相等 B.图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形 C.图中实线对应于氧气分子在100 ℃时的情形 D.图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目 E.与0 ℃时相比，100 ℃时氧气分子速率出现在0～400 m/s 区间内的分子数占总分子数的百分比较大 答案　ABC 解析　根据图线的物理意义可知，曲线下的面积表示百分比的总和，所以图中两条曲线下的面积相等，选项A正确；温度是分子平均动能的标志，且温度越高，速率大的分子所占比例越大，所以图中实线对应于氧气分子平均动能较大的情形，虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形，选项B、C正确；根据曲线不能求出任意区间的氧气分子数目，选项D错误；由图线可知，与0 ℃时相比，100 ℃时氧气分子速率出现在0～400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较小，选项E错误. 知识点4 分子间的相互作用力 1.分子力 （1）.分子间存在相互作用的引力 (如：压紧的铅块结合在一起，它们不易被拉开) （2）.分子间存在相互作用的斥力 （如：固体和液体很难被压缩）. （3）.分子间的引力和斥力同时存在，实际表现出来的分子力是分子引力和斥力的合力（分子力）． （4）分子力的组成 分子间同时存在引力和斥力，二者均随分子间距增大而减小，随间距减小而增大；斥力变化更快。 2 .分子力及引力和斥力的大小跟分子间距离的关系 技巧点拨 三大临界间距规律（死记必考） 设分子平衡间距为 （1）r=r0：引力=斥力，分子合力为0，分子处于平衡状态； （2）r<r0：斥力>引力，分子合力表现为斥力，间距越小，斥力越大； （3）r>r0：引力>斥力，分子合力表现为引力，随r增大，引力先增后减； （4）r≥10r0：分子引力、斥力均趋近于0，分子力可忽略（气体分子近似无分子力）。 3 核心易错结论 无论间距如何，分子引力和斥力同时存在、永不消失，只是大小关系不同；合力为0时，引力、斥力均不为0。 技巧点拨 1.分子间的作用力、分子势能与分子间距离的关系 分子间的作用力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图线如图3所示(取无穷远处分子势能Ep＝0). 图3 (1)当r＞r0时，分子间的作用力表现为引力，当r增大时，分子间的作用力做负功，分子势能增大. (2)当r＜r0时，分子间的作用力表现为斥力，当r减小时，分子间的作用力做负功，分子势能增大. (3)当r＝r0时，分子势能最小. 例题精练 1.关于分子间作用力，下列说法正确的是（） A. 分子间距为时，分子无引力和斥力 B. 斥力随间距变化比引力快 C. 间距越大，分子力一定越大 D. 气体分子无分子引力 答案：B 解析：时引力斥力等大反向，A错；分子力随间距增大先增后减，C错；气体分子间距大，分子力可忽略但并非不存在，D错；斥力变化速率大于引力，B正确。 2.(多选)分子间存在着相互作用的引力和斥力，分子间实际表现出的作用力是引力与斥力的合力.图甲是分子引力、分子斥力随分子间距离r的变化图象，图乙是实际分子力F随分子间距离r的变化图象(斥力以正值表示，引力以负值表示).将两分子从相距r＝r2处由静止释放，仅考虑这两个分子间的作用力，下列说法正确的是(　　) 图 A.从r＝r2到r＝r1，分子间引力、斥力都在增大 B.从r＝r2到r＝r1，分子间引力减小，斥力增大 C.当r<r0时，分子间的作用力表现为斥力 D.从r＝r2到r＝r0，分子间的作用力一直做正功 E.从r＝r2到r＝r0，分子势能先减小后增大 答案　ACD 解析　由题图甲可知，随分子间距离减小，分子间的引力和斥力都在增大，故A正确，B错误；由题图乙可知，当r<r0时，分子间的作用力为正，即表现为斥力，故C正确；从r＝r2到r＝r0过程中，分子间的作用力表现为引力，故随着距离的减小，分子力一直做正功，动能增大，分子势能一直减小，故D正确，E错误. 知识点5 分子动能、分子势能与物体内能（高考核心） 1 分子平均动能与温度 （1）分子动能：分子无规则热运动具有的动能，单个分子动能无物理意义； （2）分子平均动能：大量分子动能的平均值，只与温度有关； （3）核心结论：温度是分子平均动能的唯一标志，温度相同的一切物体，分子平均动能相等。 2 分子势能（随分子间距变化，难点） 定义：由分子间相对位置、分子力相互作用产生的势能，大小由分子间距决定。 势能变化规律（完全对应分子力） （1）r=r_0：分子势能最小（势能零点可人为规定，最小值不为0）； （2）r<r_0：r减小→斥力做负功→分子势能增大； （3）r>r_0：r增大→引力做负功→分子势能增大； （4）r\ge10r_0：分子势能趋近于0。 3. 物体的内能（宏观核心考点） 内能定义：物体内所有分子的分子动能和分子势能的总和。 内能四大影响因素 温度（决定平均动能）、体积（决定分子间距、分子势能）、物质的量（分子总数）、物态。 改变物体内能的两种方式：做功和热传递. 核心区分 (1)内能是宏观统计量，单个分子无内能； (2)内能与物体宏观运动速度、高度无关（区别于机械能）； (3)绝对零度物体内能不为0。 4. 内能与机械能终极辨析 内能：微观分子热运动能量，永不为零，与温度、体积、物态相关； 机械能：物体宏观运动、位置的能量，可以为零，与微观运动无关。 例题精练 1.下列关于内能与分子能量说法正确的是（） A. 温度相同的物体内能一定相等 B. 分子平均动能只与温度有关 C. 分子间距为时分子势能为0 D. 物体运动越快，内能越大 答案：B 解析：内能还与物质的量、体积、物态有关，A错；时势能最小不为0，C错；宏观速度不影响内能，D错。 2.(多选)关于物体的内能，下列说法正确的是(　　) A.物体内部所有分子动能的总和叫作物体的内能 B.物体被举得越高，其分子势能越大 C.一定质量的0 ℃的冰融化为0 ℃的水时，分子势能增加 D.一定质量的理想气体放出热量，它的内能可能增加 答案　CD 解析　物体的内能包括所有分子动能和分子势能，物体内部所有分子动能的总和只是内能的一部分，故A错误；物体被举得越高，其重力势能越大，与分子势能无关，故B错误；一定质量的0 ℃的冰融化为0 ℃的水时需要吸热，而此时分子平均动能不变，故分子势能增加，故C正确；一定质量的理想气体放出热量，如果同时有外界对它做功，且做功的量大于它放出的热量，它的内能就会增加，故D正确. 知识点6 温度、温标与热平衡（基础必考） 1 热平衡定律 两个系统相互接触，经过足够长时间，宏观状态不再变化，即达到热平衡，热平衡的唯一标志是温度相同。 2 摄氏温标与热力学温标 （1）摄氏温度：，单位℃； （2）热力学温度：，单位K，国际基本单位； （3）换算公式：（高中近似）； （4）温度变化量：，变化数值相等，单位不同。 绝对零度：，只能无限趋近，无法达到。 例题精练 1.温度升高10℃，对应的热力学温度变化量为（） A. 283K B. 10K C. 273K D. 无法计算 答案：B 解析：温度变化量摄氏温标与热力学温标数值相等，。 第二部分 本章高考必考二级秒杀结论 1. 分子直径恒定数量级，气体分子间距数量级； 2. 是宏观微观唯一桥梁，固液可用摩尔体积求分子体积，气体只能求平均占有体积； 3. 油膜法核心：单分子层、厚度为分子直径，未散开、酒精未挥发均导致直径测量偏大； 4. 扩散证明分子热运动，布朗运动间接反映分子热运动，颗粒、温度是影响剧烈程度的两大因素； 5. 分子引力斥力永远共存，斥力随间距变化更快，合力为零、势能最小； 6. 无论r增大或减小，偏离均会使分子势能增大； 7. 温度是分子平均动能的唯一标志，温度相同，平均动能一定相同； 8. 内能由温度、体积、物质的量、物态共同决定，与宏观运动无关； 9. 热力学温度与摄氏温度变化量相等，绝对零度不可达到； 10. 气体分子间距大，分子力、分子势能可近似为零，内能仅由分子动能决定（温度）。 第三部分 全章节高频易错终极汇总 1. 易错：布朗运动是分子运动（正解：是固体悬浮颗粒运动，间接反映分子运动）； 2. 易错：时无分子力、无分子势能（正解：引力斥力等大，势能最小不为0）； 3. 易错：气体摩尔体积可求分子本身体积（正解：仅能求平均占有体积）； 4. 易错：温度相同的物体内能相等（正解：还与质量、体积、物态有关）； 5. 易错：分子势能增大一定是引力做正功（正解：偏离平衡间距，分子力均做负功，势能增大）； 6. 易错：颗粒越大布朗运动越剧烈（正解：颗粒越小、温度越高，运动越剧烈）； 7. 易错：绝对零度时分子停止运动（正解：绝对零度无法达到，分子永不停息运动）； 8. 易错：物体运动速度越大，内能越大（正解：宏观机械能与微观内能无关）； 9. 易错：扩散只发生在气体液体（正解：固液气均可发生扩散）； 10. 易错：分子力随间距增大一直减小（正解：引力先增后减，合力先增后减）。 第四部分 分层专项练习题 1下列关于分子大小说法正确的是（） A. 分子直径数量级为 B. 所有物质分子直径数量级均为 C. 气体分子无间隙 D. 分子质量极大 答案：B 解析：分子直径统一数量级，所有物质分子间均有间隙，分子质量极小，B正确。 2下列现象能说明分子无规则运动的是（） A. 柳絮纷飞 B. 落叶飘落 C. 花香四溢 D. 尘土飞扬 答案：C 解析：柳絮、落叶、尘土均为宏观颗粒机械运动，花香扩散是分子无规则热运动。 3分子间距等于平衡间距时，分子间（） A. 只有引力 B. 只有斥力 C. 引力斥力大小相等 D. 无任何作用力 答案：C 解析：分子间引力斥力始终共存，时二力等大反向，合力为零。 4分子平均动能的决定因素是（） A. 体积 B. 温度 C. 质量 D. 密度 答案：B 解析：温度是分子平均动能的唯一标志，与其他宏观量无关。 5关于布朗运动与分子热运动，下列说法正确的是（） A. 布朗运动证明了液体分子的无规则运动 B. 温度越低，布朗运动越剧烈 C. 布朗运动是规则的往复运动 D. 大块固体颗粒也会发生明显布朗运动 答案：A 解析：布朗运动无规则、温度越高越剧烈、颗粒越小越明显，间接证明液体分子无规则运动，A正确。 6分子间距从缓慢增大的过程中，分子势能将（） A. 减小 B. 增大 C. 不变 D. 先增后减 答案：B 解析：势能最小，偏离平衡间距，分子引力做负功，势能持续增大。 7在油膜法估测分子大小实验中，若描摹油膜面积时少数了方格，将导致测量的分子直径（） A. 偏大 B. 偏小 C. 不变 D. 不确定 答案：A 解析：少数方格→S偏小，由得d偏大。 8（多选）关于分子动理论与内能，下列说法正确的是（） A. 扩散现象可以在固体、液体、气体中发生 B. 分子间斥力的变化速率大于引力 C. 温度升高，物体内能一定增大 D. 绝对零度无法达到，分子永不停息运动 答案：ABD 详细解析：内能变化由温度、体积、物态共同决定，仅升温不一定内能增大（如气体膨胀对外做功），C错误；ABD均为核心结论。 9（多选）关于分子间距、分子力、分子势能关系，下列说法正确的是（） A. 时，r减小，分子斥力增大、势能增大 B. 时，r增大，分子引力减小、势能增大 C.时分子合力为零、势能最小 D. 分子间距无穷大时，分子势能最大 答案：ABC 详细解析：分子间距无穷大时分子势能趋近于0，为最小值之一，D错误；ABC规律完全正确。 10（多选）下列关于物体内能与机械能的说法正确的是（） A. 内能是微观分子热运动的总能量，永不为零 B. 机械能可以为零，与内能无必然联系 C. 相同温度的水和冰，水分子平均动能相等 D. 水结冰过程中，温度不变，内能不变 答案：ABC 详细解析：水结冰温度不变，平均动能不变，但分子势能减小，内能减小，D错误；ABC均正确。 11.已知水的摩尔质量，，求单个水分子质量。 解析解答 12已知铜的密度，摩尔质量，求1立方厘米铜中含有的铜原子个数（保留两位有效数字）。 解析解答 体积换算： 铜的质量： 物质的量： 原子总数： 学科网（北京）股份有限公司 $ 第一章 分子动理论全套超精细复习讲义 前言:本讲义为高中物理选择性必修第三册第一章分子动理论专属终极完整版复习资料，本章是热学开篇核心章节，搭建高中热学全部微观理论基础，承接初中热学常识，延伸热力学定律、气体实验定律、固体液体性质等后续内容。高考高频考查选择小题、实验填空、概念辨析题，难度偏低但微观概念抽象、易混点密集、细节陷阱极多，绝大多数失分源于宏观微观概念混淆、分子力与分子势能规律记反、实验步骤与误差分析模糊。本讲义通过超细逐点拆解、公式全推导、规律可视化总结、易错点专项清零、分层梯度刷题，实现零基础吃透、细节零失分。 第一部分 核心基础知识点（超细精讲+原理推导+逐题例题精练） 知识点1 物质的微观结构与分子尺度 1 物质的组成核心结论 物体是由大量分子组成的 1分子 定义：在研究物体的热运动性质和规律时，把组成物体的微粒统称为分子。 分子的两种模型 ( 气体 ) ( 固体 和液体 和液体 ) 所有宏观物体（固体、液体、气体）均由大量分子（或原子、离子）组成，分子是保持物质化学性质的最小微粒（高中物理统一统称分子）。 微观核心特征：分子数量极多、分子体积极小、分子间存在空隙。 2 分子尺度定量数据 （1）分子直径数量级：（所有固液气分子统一数量级）； （2）分子质量数量级：； （3）标准状况下气体分子间距数量级：，是分子直径的10倍左右。 3 阿伏伽德罗常数 （1） 定义：1 mol的任何物质都含有相同的粒子数. （2）常量数值： （3）意义：是微观世界的一个重要常数，是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁． 技巧点拨 四大核心计算公式（必考计算体系） (1)分子质量：（M为摩尔质量） (2)分子体积：（固液体精准，气体仅为平均占有体积） (3)物质分子总数： (4)分子数密度：单位体积内分子个数， 5 固、液、气体分子空隙关键区别 （1）固体、液体：分子紧密排列，分子间距近似等于分子直径，计算的可近似看作分子本身体积； （2）气体：分子间距极大、无规则分布，是单个分子平均占有体积，远大于分子本身体积，绝对不能用来计算气体分子直径。 技巧点拨 1.微观量与宏观量 (1)微观量：分子质量m0、分子体积V0、分子直径d等. (2)宏观量：物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ、物体的体积V、摩尔体积Vmol等. 2.分子的两种模型 (1)球模型：V0＝πd3，得直径d＝(常用于固体和液体). (2)立方体模型：V0＝d3，得边长d＝(常用于气体). 3.几个重要关系 (1)一个分子的质量：m0＝. (2)一个分子的体积：V0＝(注意：对于气体，V0表示一个气体分子占有的空间). (3)1 mol物体的体积：Vmol＝. 例题精练 1.下列关于分子尺度与阿伏伽德罗常数说法正确的是（） A. 气体分子直径数量级为 B. 阿伏伽德罗常数是连接宏观与微观的桥梁 C. 可利用气体摩尔体积直接计算气体分子本身体积 D. 分子质量数量级为 答案：B 解析：分子直径数量级为，A错；气体分子间距大，无法用摩尔体积求分子本身体积，C错；分子质量数量级为，D错；是宏观微观转换核心，B正确。 2.(多选)已知阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023 mol－1，下列关于分子动理论的说法中正确的是(　　) A.把冰分子看成一个球体，不计冰分子间的空隙，由冰的密度ρ＝0.9×103 kg/m3可估算出冰分子直径的数量级为10－10 m B.布朗运动是指液体分子的无规则运动 C.某油轮载有密度为ρ＝0.9×103 kg/m3的原油在海面上航行，由于故障使部分原油泄漏，若共泄漏出原油9 000 kg，这次泄漏事故造成的最大污染面积可达到1011 m2 D.由某气体的密度、体积和摩尔质量可估算出该气体分子的直径 答案　AC 解析　将冰分子看成球体，且一个挨一个紧密排列，冰的摩尔体积为V0＝，冰分子的体积V＝，根据V＝πR3＝πd3，解得冰分子直径d＝，将冰分子的摩尔质量M＝18×10－3 kg/moL，NA＝6.0×1023 mol－1和ρ＝0.9×103 kg/m3代入上式，可得d≈4×10－10 m，故A正确；布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的无规则运动，反映了液体分子的无规则运动，故B错误；原油体积为V＝＝ m3＝10 m3，而分子直径数量级为d＝10－10 m，所以污染海洋面积S＝＝＝1011 m2，故C正确；已知该气体的密度、体积和摩尔质量，可以得到摩尔体积，但缺少阿伏加德罗常数，故不能算出分子间的平均距离，且由于气体间隙较大，不能估算出分子直径，故D错误. 3.某一体积为V的密封容器，充入密度为ρ、摩尔质量为M的理想气体，阿伏加德罗常数为NA，则该容器中气体分子的总个数N＝________，分子间的平均距离d＝________. 答案　　 解析　气体的质量：m＝ρV 气体分子的总个数：N＝nNA＝NA＝NA 气体分子间的平均间距d＝＝. 知识点2 油膜法估测分子大小 1 实验核心原理 将油酸分子在水面充分散开，形成单分子油膜，油膜厚度近似等于油酸分子的直径，把球形分子模型的直径转化为油膜厚度计算。 核心公式： d：分子直径；V：纯油酸体积；S：单分子油膜面积 2 完整实验步骤 （1）配制油酸酒精溶液（油酸难溶于水，酒精易溶于水，便于散开）； （2）用滴管取溶液，滴入浅盘水面，等待酒精完全挥发、油酸充分散开； （3）待油膜稳定后，将玻璃板盖在浅盘上，描摹油膜轮廓； （4）将轮廓描在坐标纸上，数方格计算面积（过半算一格，不足过半舍去）； （5）代入公式计算分子直径。 3 核心误差分析 （1）油酸未完全散开→S偏小→d偏大； （2）溶液浓度偏高、滴液体积偏大→V偏大→d偏大； （3）数方格多算面积→S偏大→d偏小； （4）酒精未完全挥发→油膜过厚→d偏大。 4 实验关键结论 实验估算出的分子直径数量级严格为，验证了分子尺度的微观结论。 例题精练 1.油膜法估测分子大小实验中，若油酸未完全充分散开，会导致测量结果（） A. 偏大 B. 偏小 C. 不变 D. 无法确定 答案：A 解析：油酸未散开，油膜面积S测量值偏小，由可知，直径d计算值偏大。 知识点3 分子热运动与布朗运动 1 分子热运动定义与核心特点 分子热运动：一切物质的分子永不停息地做无规则运动，温度越高，分子无规则运动越剧烈。 核心本质：永不停息、无规则、温度相关，绝对零度无法达到，分子运动永不停止。 2 扩散现象 （1）定义：不同物质相互接触，彼此进入对方的现象； （2）影响因素：温度越高，扩散越快； （3）本质：分子无规则热运动的直接体现。 （4）适用范围：固体、液体、气体均可发生扩散； ( 金块 铅块 叠放在一起 ) ( 铅块 金块 实验前 ) ( 金块 铅块 五年后 ) 3 布朗运动（分子热运动间接证据，超级易错） （1）定义：悬浮在液体（或气体）中的固体小颗粒的无规则运动； （2）产生原因：液体分子无规则撞击固体颗粒，受力不平衡导致颗粒运动； （3）影响因素：温度越高、颗粒越小，布朗运动越剧烈； （4）核心易错：布朗运动不是分子运动，是颗粒运动，反映分子无规则运动。 布朗运动是怎样产生的？ 在某一瞬间，微粒在某个方向受到的撞击作用较强；在下一瞬间，微粒受到另一方向的撞击作用较强，这样，就引起了微粒的无规则运动。 4 扩散vs布朗运动终极对比 扩散：分子本身的运动，直接证明热运动； 布朗运动：固体颗粒的运动，间接证明热运动。 技巧点拨 气体分子运动的速率分布图象 气体分子间距离大约是分子直径的10倍，分子间作用力十分微弱，可忽略不计；分子沿各个方向运动的机会均等；分子速率的分布规律按“中间多、两头少”的统计规律分布，且这个分布状态与温度有关，温度升高时，平均速率会增大，如图所示. 图 例题精练 1.关于布朗运动，下列说法正确的是（） A. 布朗运动是液体分子的运动 B. 颗粒越大，布朗运动越剧烈 C. 温度越高，布朗运动越剧烈 D. 布朗运动是有规则的运动 答案：C 解析：布朗运动是固体颗粒无规则运动，AD错误；颗粒越小、温度越高，布朗运动越剧烈，B错误，C正确。 2(多选)关于扩散现象，下列说法正确的是(　　) A.温度越高，扩散进行得越快 B.扩散现象是不同物质间的一种化学反应 C.扩散现象是由物质分子无规则运动产生的 D.扩散现象在气体、液体和固体中都能发生 E.液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的 答案　ACD 解析　根据分子动理论，温度越高，扩散进行得越快，故A正确；扩散现象不是化学反应，故B错误；扩散现象是由物质分子无规则运动产生的，故C正确；扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，故D正确；液体中的扩散现象不是由于液体的对流形成的，是液体分子无规则运动产生的，故E错误. 3.关于布朗运动，下列说法中正确的是(　　) A.悬浮在液体中的微粒越大，布朗运动越明显 B.温度越低，布朗运动越剧烈 C.布朗运动是指液体分子的无规则运动 D.液体分子的无规则运动是产生布朗运动的原因 答案　D 解析　布朗运动是指悬浮在液体中的微粒的无规则运动，C错误；温度越高，布朗运动越剧烈，B错误；悬浮在液体中的微粒越小，布朗运动越明显，A错误；液体分子的无规则运动是产生布朗运动的原因，故D正确. 4.以下关于热运动的说法正确的是(　　) A.水流速度越大，水分子的热运动越剧烈 B.水凝结成冰后，水分子的热运动停止 C.水的温度越高，水分子的热运动越剧烈 D.水的温度升高，每一个水分子的运动速率都会增大 答案　C 解析　分子热运动与宏观运动无关，只与温度有关，故A错误；温度升高，分子热运动更剧烈，分子平均动能增大，并不是每一个分子运动速率都会增大，故C正确，D错误；水凝结成冰后，水分子的热运动不会停止，故B错误. 5.(多选)氧气分子在0 ℃和100 ℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图2中两条曲线所示.下列说法正确的是(　　) 图2 A.图中两条曲线下的面积相等 B.图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形 C.图中实线对应于氧气分子在100 ℃时的情形 D.图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目 E.与0 ℃时相比，100 ℃时氧气分子速率出现在0～400 m/s 区间内的分子数占总分子数的百分比较大 答案　ABC 解析　根据图线的物理意义可知，曲线下的面积表示百分比的总和，所以图中两条曲线下的面积相等，选项A正确；温度是分子平均动能的标志，且温度越高，速率大的分子所占比例越大，所以图中实线对应于氧气分子平均动能较大的情形，虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形，选项B、C正确；根据曲线不能求出任意区间的氧气分子数目，选项D错误；由图线可知，与0 ℃时相比，100 ℃时氧气分子速率出现在0～400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较小，选项E错误. 知识点4 分子间的相互作用力 1.分子力 （1）.分子间存在相互作用的引力 (如：压紧的铅块结合在一起，它们不易被拉开) （2）.分子间存在相互作用的斥力 （如：固体和液体很难被压缩）. （3）.分子间的引力和斥力同时存在，实际表现出来的分子力是分子引力和斥力的合力（分子力）． （4）分子力的组成 分子间同时存在引力和斥力，二者均随分子间距增大而减小，随间距减小而增大；斥力变化更快。 2 .分子力及引力和斥力的大小跟分子间距离的关系 技巧点拨 三大临界间距规律（死记必考） 设分子平衡间距为 （1）r=r0：引力=斥力，分子合力为0，分子处于平衡状态； （2）r<r0：斥力>引力，分子合力表现为斥力，间距越小，斥力越大； （3）r>r0：引力>斥力，分子合力表现为引力，随r增大，引力先增后减； （4）r≥10r0：分子引力、斥力均趋近于0，分子力可忽略（气体分子近似无分子力）。 3 核心易错结论 无论间距如何，分子引力和斥力同时存在、永不消失，只是大小关系不同；合力为0时，引力、斥力均不为0。 技巧点拨 1.分子间的作用力、分子势能与分子间距离的关系 分子间的作用力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图线如图3所示(取无穷远处分子势能Ep＝0). 图3 (1)当r＞r0时，分子间的作用力表现为引力，当r增大时，分子间的作用力做负功，分子势能增大. (2)当r＜r0时，分子间的作用力表现为斥力，当r减小时，分子间的作用力做负功，分子势能增大. (3)当r＝r0时，分子势能最小. 例题精练 1.关于分子间作用力，下列说法正确的是（） A. 分子间距为时，分子无引力和斥力 B. 斥力随间距变化比引力快 C. 间距越大，分子力一定越大 D. 气体分子无分子引力 答案：B 解析：时引力斥力等大反向，A错；分子力随间距增大先增后减，C错；气体分子间距大，分子力可忽略但并非不存在，D错；斥力变化速率大于引力，B正确。 2.(多选)分子间存在着相互作用的引力和斥力，分子间实际表现出的作用力是引力与斥力的合力.图甲是分子引力、分子斥力随分子间距离r的变化图象，图乙是实际分子力F随分子间距离r的变化图象(斥力以正值表示，引力以负值表示).将两分子从相距r＝r2处由静止释放，仅考虑这两个分子间的作用力，下列说法正确的是(　　) 图 A.从r＝r2到r＝r1，分子间引力、斥力都在增大 B.从r＝r2到r＝r1，分子间引力减小，斥力增大 C.当r<r0时，分子间的作用力表现为斥力 D.从r＝r2到r＝r0，分子间的作用力一直做正功 E.从r＝r2到r＝r0，分子势能先减小后增大 答案　ACD 解析　由题图甲可知，随分子间距离减小，分子间的引力和斥力都在增大，故A正确，B错误；由题图乙可知，当r<r0时，分子间的作用力为正，即表现为斥力，故C正确；从r＝r2到r＝r0过程中，分子间的作用力表现为引力，故随着距离的减小，分子力一直做正功，动能增大，分子势能一直减小，故D正确，E错误. 知识点5 分子动能、分子势能与物体内能（高考核心） 1 分子平均动能与温度 （1）分子动能：分子无规则热运动具有的动能，单个分子动能无物理意义； （2）分子平均动能：大量分子动能的平均值，只与温度有关； （3）核心结论：温度是分子平均动能的唯一标志，温度相同的一切物体，分子平均动能相等。 2 分子势能（随分子间距变化，难点） 定义：由分子间相对位置、分子力相互作用产生的势能，大小由分子间距决定。 势能变化规律（完全对应分子力） （1）r=r_0：分子势能最小（势能零点可人为规定，最小值不为0）； （2）r<r_0：r减小→斥力做负功→分子势能增大； （3）r>r_0：r增大→引力做负功→分子势能增大； （4）r\ge10r_0：分子势能趋近于0。 3. 物体的内能（宏观核心考点） 内能定义：物体内所有分子的分子动能和分子势能的总和。 内能四大影响因素 温度（决定平均动能）、体积（决定分子间距、分子势能）、物质的量（分子总数）、物态。 改变物体内能的两种方式：做功和热传递. 核心区分 (1)内能是宏观统计量，单个分子无内能； (2)内能与物体宏观运动速度、高度无关（区别于机械能）； (3)绝对零度物体内能不为0。 4. 内能与机械能终极辨析 内能：微观分子热运动能量，永不为零，与温度、体积、物态相关； 机械能：物体宏观运动、位置的能量，可以为零，与微观运动无关。 例题精练 1.下列关于内能与分子能量说法正确的是（） A. 温度相同的物体内能一定相等 B. 分子平均动能只与温度有关 C. 分子间距为时分子势能为0 D. 物体运动越快，内能越大 答案：B 解析：内能还与物质的量、体积、物态有关，A错；时势能最小不为0，C错；宏观速度不影响内能，D错。 2.(多选)关于物体的内能，下列说法正确的是(　　) A.物体内部所有分子动能的总和叫作物体的内能 B.物体被举得越高，其分子势能越大 C.一定质量的0 ℃的冰融化为0 ℃的水时，分子势能增加 D.一定质量的理想气体放出热量，它的内能可能增加 答案　CD 解析　物体的内能包括所有分子动能和分子势能，物体内部所有分子动能的总和只是内能的一部分，故A错误；物体被举得越高，其重力势能越大，与分子势能无关，故B错误；一定质量的0 ℃的冰融化为0 ℃的水时需要吸热，而此时分子平均动能不变，故分子势能增加，故C正确；一定质量的理想气体放出热量，如果同时有外界对它做功，且做功的量大于它放出的热量，它的内能就会增加，故D正确. 知识点6 温度、温标与热平衡（基础必考） 1 热平衡定律 两个系统相互接触，经过足够长时间，宏观状态不再变化，即达到热平衡，热平衡的唯一标志是温度相同。 2 摄氏温标与热力学温标 （1）摄氏温度：，单位℃； （2）热力学温度：，单位K，国际基本单位； （3）换算公式：（高中近似）； （4）温度变化量：，变化数值相等，单位不同。 绝对零度：，只能无限趋近，无法达到。 例题精练 1.温度升高10℃，对应的热力学温度变化量为（） A. 283K B. 10K C. 273K D. 无法计算 答案：B 解析：温度变化量摄氏温标与热力学温标数值相等，。 第二部分 本章高考必考二级秒杀结论 1. 分子直径恒定数量级，气体分子间距数量级； 2. 是宏观微观唯一桥梁，固液可用摩尔体积求分子体积，气体只能求平均占有体积； 3. 油膜法核心：单分子层、厚度为分子直径，未散开、酒精未挥发均导致直径测量偏大； 4. 扩散证明分子热运动，布朗运动间接反映分子热运动，颗粒、温度是影响剧烈程度的两大因素； 5. 分子引力斥力永远共存，斥力随间距变化更快，合力为零、势能最小； 6. 无论r增大或减小，偏离均会使分子势能增大； 7. 温度是分子平均动能的唯一标志，温度相同，平均动能一定相同； 8. 内能由温度、体积、物质的量、物态共同决定，与宏观运动无关； 9. 热力学温度与摄氏温度变化量相等，绝对零度不可达到； 10. 气体分子间距大，分子力、分子势能可近似为零，内能仅由分子动能决定（温度）。 第三部分 全章节高频易错终极汇总 1. 易错：布朗运动是分子运动（正解：是固体悬浮颗粒运动，间接反映分子运动）； 2. 易错：时无分子力、无分子势能（正解：引力斥力等大，势能最小不为0）； 3. 易错：气体摩尔体积可求分子本身体积（正解：仅能求平均占有体积）； 4. 易错：温度相同的物体内能相等（正解：还与质量、体积、物态有关）； 5. 易错：分子势能增大一定是引力做正功（正解：偏离平衡间距，分子力均做负功，势能增大）； 6. 易错：颗粒越大布朗运动越剧烈（正解：颗粒越小、温度越高，运动越剧烈）； 7. 易错：绝对零度时分子停止运动（正解：绝对零度无法达到，分子永不停息运动）； 8. 易错：物体运动速度越大，内能越大（正解：宏观机械能与微观内能无关）； 9. 易错：扩散只发生在气体液体（正解：固液气均可发生扩散）； 10. 易错：分子力随间距增大一直减小（正解：引力先增后减，合力先增后减）。 第四部分 分层专项练习题 1下列关于分子大小说法正确的是（） A. 分子直径数量级为 B. 所有物质分子直径数量级均为 C. 气体分子无间隙 D. 分子质量极大 2下列现象能说明分子无规则运动的是（） A. 柳絮纷飞 B. 落叶飘落 C. 花香四溢 D. 尘土飞扬 3分子间距等于平衡间距时，分子间（） A. 只有引力 B. 只有斥力 C. 引力斥力大小相等 D. 无任何作用力 4分子平均动能的决定因素是（） A. 体积 B. 温度 C. 质量 D. 密度 5关于布朗运动与分子热运动，下列说法正确的是（） A. 布朗运动证明了液体分子的无规则运动 B. 温度越低，布朗运动越剧烈 C. 布朗运动是规则的往复运动 D. 大块固体颗粒也会发生明显布朗运动 6分子间距从缓慢增大的过程中，分子势能将（） A. 减小 B. 增大 C. 不变 D. 先增后减 7在油膜法估测分子大小实验中，若描摹油膜面积时少数了方格，将导致测量的分子直径（） A. 偏大 B. 偏小 C. 不变 D. 不确定 8（多选）关于分子动理论与内能，下列说法正确的是（） A. 扩散现象可以在固体、液体、气体中发生 B. 分子间斥力的变化速率大于引力 C. 温度升高，物体内能一定增大 D. 绝对零度无法达到，分子永不停息运动 9（多选）关于分子间距、分子力、分子势能关系，下列说法正确的是（） A. 时，r减小，分子斥力增大、势能增大 B. 时，r增大，分子引力减小、势能增大 C.时分子合力为零、势能最小 D. 分子间距无穷大时，分子势能最大 10（多选）下列关于物体内能与机械能的说法正确的是（） A. 内能是微观分子热运动的总能量，永不为零 B. 机械能可以为零，与内能无必然联系 C. 相同温度的水和冰，水分子平均动能相等 D. 水结冰过程中，温度不变，内能不变 11.已知水的摩尔质量，，求单个水分子质量。 12已知铜的密度，摩尔质量，求1立方厘米铜中含有的铜原子个数（保留两位有效数字）。 学科网（北京）股份有限公司 $