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2024届高考物理一轮复习专题十三热学第1讲分子动理论、内能课件
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这是一份2024届高考物理一轮复习专题十三热学第1讲分子动理论、内能课件，共37页。PPT课件主要包含了核心知识·优化增分，－10，分子热运动，相对位置，分子势能，高分能力·突破瓶颈等内容，欢迎下载使用。
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分子直径：数量级是________m. ②分子质量：数量级是10－26 kg.③测量方法：油膜法.(2)阿伏加德罗常数：1 ml的任何物质都含有相同的粒子数即阿伏加德罗常数，NA＝____________ml－1.
6.02×1023
2.分子热运动.一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动.(1)扩散现象：相互接触的不同物质彼此进入对方的现象.温度________，扩散越快，可在固体、液体、气体中进行. (2)布朗运动：悬浮在液体(或气体)中的微粒的无规则运动，微粒________，温度________，布朗运动越显著. 3.分子力.分子间同时存在引力和斥力，且都随分子间距离的增大而________，随分子间距离的减小而增大，但总是斥力变化得较快.
二、温度1.意义.宏观上表示物体的冷热程度(微观上标志物体的分子平均动能的大小).2.两种温标.(1)摄氏温标和热力学温标的关系：T＝_________. (2)绝对零度(0 K)：是低温极限，只能接近不能达到，所以热力学温度无负值.【答案】t＋273.15 K
三、内能1.分子动能.(1)意义：分子动能是____________所具有的动能. (2)分子平均动能.所有分子动能的平均值.________是分子平均动能的标志. 2.分子势能.由分子间________决定的能，在宏观上分子势能与物体________有关，在微观上与分子间的________有关.
3.物体的内能.(1)内能：物体中所有分子热运动的________与________的总和. (2)决定因素：________、________和物质的量.
(1)布朗运动是液体分子无规则运动的反映.(2)分子力是短程力，在大于10－9 m时，分子力很弱，可以忽略不计.(3)当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大.(4)阿伏加德罗常数是联系宏观量与微观量的“桥梁”.
1.[布朗运动的理解](多选)关于布朗运动，下列说法正确的是( )A.布朗运动是液体中悬浮微粒的无规则运动B.液体温度越高，液体中悬浮微粒的布朗运动越剧烈C.在液体中的悬浮颗粒只要大于某一尺寸，都会发生布朗运动D.液体中悬浮微粒的布朗运动是液体分子永不停息地做无规则运动【答案】AB
2.[分子力](多选)下列关于分子间相互作用力的说法正确的是( )A.当分子间的距离r＝r0时，分子力为零，说明此时分子间既不存在引力，也不存在斥力B.分子力随分子间距离的变化而变化，当r＞r0时，随着距离的增大，分子间的引力和斥力都增大，但引力比斥力增大得快，故分子力表现为引力C.当分子间的距离r＜r0时，随着距离的减小，分子间的引力和斥力都增大，但斥力比引力增大得快，故分子力表现为斥力D.当分子间的距离大于r＝10－9 m时，分子间的作用力可以忽略不计【答案】CD
【解析】分子间的引力和斥力同时存在，当分子间的距离r＝r0时，引力等于斥力，分子力为零，故A错误；分子力随分子间距离的变化而变化，当r＞r0时，分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，斥力减小得更快，分子力表现为引力，故B错误；当分子间的距离r＜r0时，随着距离的减小，分子间的引力和斥力都增大，但斥力比引力增大得更快，分子力表现为斥力，故C正确；当分子间的距离r＝10－9m时，分子间的作用力可以忽略不计，故D正确.
3.[内能]对内能的理解，下列说法正确的是( )A.系统的内能是由系统的状态决定的B.温度高的系统比温度低的系统的内能大C.不计分子之间的分子势能，质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能D.做功可以改变系统的内能，但是单纯地对系统传热不能改变系统的内能【答案】A
4.[分子动理论]根据分子动理论，下列说法正确的是( )A.一个气体分子的体积等于气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比B.显微镜下观察到的墨水中的小炭粒所做的不停地无规则运动，就是分子的运动C.分子间的相互作用力一定随分子间的距离增大而减小D.分子势能随着分子间的距离增大，可能先减小后增大【答案】D
考点1 分子直径、质量、数目等微观量的估算 [基础考点]1.微观量分子体积V0，分子直径d，分子质量m0.2.宏观量物体的体积V，摩尔体积Vm，物体的质量m，摩尔质量M，物体的密度ρ.
1.科学家已创造出一种利用细菌将太阳能转化为液体燃料的“人造树叶”系统，使太阳能取代石油成为可能.假设该“人造树叶”工作一段时间后，能将10－6 g的水分解为氢气和氧气.已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3，摩尔质量M＝1.8×10－2 kg/ml，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023 ml－1.试求(结果均保留1位有效数字)：(1)被分解的水中含有水分子的总数N；(2)一个水分子的体积V.
考点2 布朗运动的理解 [基础考点]1.布朗运动与扩散现象的异同点
2.布朗运动与热运动的关系
1.(多选)关于布朗运动，下列说法错误的是( )A.布朗运动就是液体分子的无规则运动B.布朗运动就是悬浮微粒的固体分子的无规则运动C.布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动D.气体分子的运动是布朗运动【答案】ABD
2.(2022年汕头模拟)在天宫课堂“水油分离”实验中，王亚平将装有水和油的瓶子摇晃多次后，水和油均匀地混在了一起，这一现象______(填“能”或“不能”)说明分子在不停地做无规则热运动，因为分子热运动是________(填“自发”或“不自发”)的. 【答案】不能 自发
3.(2022年揭阳联考)夏季午后公路上地表温度可高达60 ℃，汽车在公路上高速行驶时，由于摩擦和高温的双重作用，汽车轮胎的温度会攀升得很快.如图所示为空气分子在0 ℃和80 ℃时各速率区间的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率变化的图像.根据图中提供的信息，图中曲线______是空气分子在80 ℃温度下各速率区间的分子数占总分子数的百分比随分子速率的变化曲线.80 ℃空气的分子的平均速率比0 ℃空气的分子的平均速率____________(填“大”或“小”)，导致空气分子与轮胎壁碰撞时作用力更大，很容易造成胎压过高，甚至导致爆胎，因此，夏季到来后需要及时对轮胎进行正确的检查. 【答案】乙 大
考点3 分子力与分子势能的关系 [基础考点]
1.(2022年临汾模拟)(多选)甲分子固定在坐标原点为O，乙分子位于x轴上，如图.现使乙分子由静止开始只在分子力作用下从距甲0.3r0处(r0为平衡位置)开始运动到r0处的过程中，下列说法正确的有( )A.乙分子的加速度一直减小B.乙分子的动能一直增大C.甲分子对乙分子做正功D.系统的分子势能增大【答案】ABC
【解析】乙分子从距甲0.3r0处(r0为平衡位置)开始运动到r0过程中，在0.3r0到r0这段区域内，分子间表现为斥力，且斥力随距离的增大而减小，故乙分子的加速度一直减小，A正确；在0.3r0到r0这段区域内，分子之间表现为斥力，斥力做正功，分子的动能一直增大，分子势能减小，BC正确，D错误.
2.(2021年重庆卷)如图甲、乙中曲线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( )A.①③②B.②④③C.④①③D.①④③【答案】D
【解析】根据分子之间距离为r0时分子势能最小可知，曲线Ⅰ为分子势能随分子之间距离r变化的图像；根据分子之间距离为r0时分子力为零，可知曲线Ⅱ为分子间引力和斥力的合力随分子之间距离r变化的图像；根据分子间斥力随分子间距离的增大而减小，且分子间距离r＜r0时分子间的作用力表现为斥力，可知曲线Ⅲ为分子间斥力随分子之间距离r变化的图像，D正确.
考点4 物体的内能 [基础考点]1.物体内能的四个特点(1)内能是对物体的大量分子而言的，不存在某个分子内能的说法.(2)内能的大小与温度、体积、分子数和物态等因素有关.(3)通过做功或热传递可以改变物体的内能.(4)温度是分子平均动能的标志，相同温度的任何物体，分子的平均动能相同.
2.内能和热量的比较
3.物体的内能与机械能的比较
1.(多选)关于内能，下列说法正确的是( )A.若把氢气和氧气看成理想气体，则具有相同体积、相同质量和相同温度的氢气和氧气的内能不相等B.相同质量的0 ℃水的分子势能比0 ℃冰的分子势能大C.物体吸收热量后，内能一定增加D.一定质量的100 ℃的水吸收热量后变成100 ℃的水蒸气，则吸收的热量大于增加的内能【答案】ABD
2.有关分子的热运动和内能，下列说法正确的是( )A.某种物体的温度是0 ℃，说明物体中分子的平均动能为零B.物体温度升高时，速率小的分子数目减少，速率大的分子数目增多C.分子的动能与分子的势能之和叫作这个分子的内能D.物体做加速运动时，其内能一定增加【答案】B 【解析】某种物体的温度是0 ℃，不是物体中分子的平均动能为零，A错误；温度从微观角度看表示了大量分子无规则运动的剧烈程度，物体温度升高时，速率小的分子数目减少，速率大的分子数目增多，B正确；内能是物体的内能，不能说是分子的内能，C错误；内能与物体的宏观运动速度无关，D错误.
3.(多选)我国古代历法中的“二十四节气”反映了古人的智慧，有人还将其写成了一首节气歌：春雨惊春清谷天，夏满芒夏暑相连，秋处露秋寒霜降，冬雪雪冬小大寒.下列与节气有关的物理现象，解释正确的是( )A.夏天气温比春天高，忽略分子间作用力，则一定质量的大气的内能在夏天比春天大B.秋天夜晚温度降低，大气的饱和蒸气压减小，水蒸气容易在草上形成露水C.冬天里，一定质量的冰熔化为同温度水的过程中，分子势能增加D.夏天气温比春天高，则夏天大气中分子的热运动速率全部比春天大【答案】ABC
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分子直径：数量级是________m. ②分子质量：数量级是10－26 kg.③测量方法：油膜法.(2)阿伏加德罗常数：1 ml的任何物质都含有相同的粒子数即阿伏加德罗常数，NA＝____________ml－1.
6.02×1023
2.分子热运动.一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动.(1)扩散现象：相互接触的不同物质彼此进入对方的现象.温度________，扩散越快，可在固体、液体、气体中进行. (2)布朗运动：悬浮在液体(或气体)中的微粒的无规则运动，微粒________，温度________，布朗运动越显著. 3.分子力.分子间同时存在引力和斥力，且都随分子间距离的增大而________，随分子间距离的减小而增大，但总是斥力变化得较快.
二、温度1.意义.宏观上表示物体的冷热程度(微观上标志物体的分子平均动能的大小).2.两种温标.(1)摄氏温标和热力学温标的关系：T＝_________. (2)绝对零度(0 K)：是低温极限，只能接近不能达到，所以热力学温度无负值.【答案】t＋273.15 K
三、内能1.分子动能.(1)意义：分子动能是____________所具有的动能. (2)分子平均动能.所有分子动能的平均值.________是分子平均动能的标志. 2.分子势能.由分子间________决定的能，在宏观上分子势能与物体________有关，在微观上与分子间的________有关.
3.物体的内能.(1)内能：物体中所有分子热运动的________与________的总和. (2)决定因素：________、________和物质的量.
(1)布朗运动是液体分子无规则运动的反映.(2)分子力是短程力，在大于10－9 m时，分子力很弱，可以忽略不计.(3)当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大.(4)阿伏加德罗常数是联系宏观量与微观量的“桥梁”.
1.[布朗运动的理解](多选)关于布朗运动，下列说法正确的是( )A.布朗运动是液体中悬浮微粒的无规则运动B.液体温度越高，液体中悬浮微粒的布朗运动越剧烈C.在液体中的悬浮颗粒只要大于某一尺寸，都会发生布朗运动D.液体中悬浮微粒的布朗运动是液体分子永不停息地做无规则运动【答案】AB
2.[分子力](多选)下列关于分子间相互作用力的说法正确的是( )A.当分子间的距离r＝r0时，分子力为零，说明此时分子间既不存在引力，也不存在斥力B.分子力随分子间距离的变化而变化，当r＞r0时，随着距离的增大，分子间的引力和斥力都增大，但引力比斥力增大得快，故分子力表现为引力C.当分子间的距离r＜r0时，随着距离的减小，分子间的引力和斥力都增大，但斥力比引力增大得快，故分子力表现为斥力D.当分子间的距离大于r＝10－9 m时，分子间的作用力可以忽略不计【答案】CD
【解析】分子间的引力和斥力同时存在，当分子间的距离r＝r0时，引力等于斥力，分子力为零，故A错误；分子力随分子间距离的变化而变化，当r＞r0时，分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，斥力减小得更快，分子力表现为引力，故B错误；当分子间的距离r＜r0时，随着距离的减小，分子间的引力和斥力都增大，但斥力比引力增大得更快，分子力表现为斥力，故C正确；当分子间的距离r＝10－9m时，分子间的作用力可以忽略不计，故D正确.
3.[内能]对内能的理解，下列说法正确的是( )A.系统的内能是由系统的状态决定的B.温度高的系统比温度低的系统的内能大C.不计分子之间的分子势能，质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能D.做功可以改变系统的内能，但是单纯地对系统传热不能改变系统的内能【答案】A
4.[分子动理论]根据分子动理论，下列说法正确的是( )A.一个气体分子的体积等于气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比B.显微镜下观察到的墨水中的小炭粒所做的不停地无规则运动，就是分子的运动C.分子间的相互作用力一定随分子间的距离增大而减小D.分子势能随着分子间的距离增大，可能先减小后增大【答案】D
考点1 分子直径、质量、数目等微观量的估算 [基础考点]1.微观量分子体积V0，分子直径d，分子质量m0.2.宏观量物体的体积V，摩尔体积Vm，物体的质量m，摩尔质量M，物体的密度ρ.
1.科学家已创造出一种利用细菌将太阳能转化为液体燃料的“人造树叶”系统，使太阳能取代石油成为可能.假设该“人造树叶”工作一段时间后，能将10－6 g的水分解为氢气和氧气.已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3，摩尔质量M＝1.8×10－2 kg/ml，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023 ml－1.试求(结果均保留1位有效数字)：(1)被分解的水中含有水分子的总数N；(2)一个水分子的体积V.
考点2 布朗运动的理解 [基础考点]1.布朗运动与扩散现象的异同点
2.布朗运动与热运动的关系
1.(多选)关于布朗运动，下列说法错误的是( )A.布朗运动就是液体分子的无规则运动B.布朗运动就是悬浮微粒的固体分子的无规则运动C.布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动D.气体分子的运动是布朗运动【答案】ABD
2.(2022年汕头模拟)在天宫课堂“水油分离”实验中，王亚平将装有水和油的瓶子摇晃多次后，水和油均匀地混在了一起，这一现象______(填“能”或“不能”)说明分子在不停地做无规则热运动，因为分子热运动是________(填“自发”或“不自发”)的. 【答案】不能 自发
3.(2022年揭阳联考)夏季午后公路上地表温度可高达60 ℃，汽车在公路上高速行驶时，由于摩擦和高温的双重作用，汽车轮胎的温度会攀升得很快.如图所示为空气分子在0 ℃和80 ℃时各速率区间的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率变化的图像.根据图中提供的信息，图中曲线______是空气分子在80 ℃温度下各速率区间的分子数占总分子数的百分比随分子速率的变化曲线.80 ℃空气的分子的平均速率比0 ℃空气的分子的平均速率____________(填“大”或“小”)，导致空气分子与轮胎壁碰撞时作用力更大，很容易造成胎压过高，甚至导致爆胎，因此，夏季到来后需要及时对轮胎进行正确的检查. 【答案】乙 大
考点3 分子力与分子势能的关系 [基础考点]
1.(2022年临汾模拟)(多选)甲分子固定在坐标原点为O，乙分子位于x轴上，如图.现使乙分子由静止开始只在分子力作用下从距甲0.3r0处(r0为平衡位置)开始运动到r0处的过程中，下列说法正确的有( )A.乙分子的加速度一直减小B.乙分子的动能一直增大C.甲分子对乙分子做正功D.系统的分子势能增大【答案】ABC
【解析】乙分子从距甲0.3r0处(r0为平衡位置)开始运动到r0过程中，在0.3r0到r0这段区域内，分子间表现为斥力，且斥力随距离的增大而减小，故乙分子的加速度一直减小，A正确；在0.3r0到r0这段区域内，分子之间表现为斥力，斥力做正功，分子的动能一直增大，分子势能减小，BC正确，D错误.
2.(2021年重庆卷)如图甲、乙中曲线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( )A.①③②B.②④③C.④①③D.①④③【答案】D
【解析】根据分子之间距离为r0时分子势能最小可知，曲线Ⅰ为分子势能随分子之间距离r变化的图像；根据分子之间距离为r0时分子力为零，可知曲线Ⅱ为分子间引力和斥力的合力随分子之间距离r变化的图像；根据分子间斥力随分子间距离的增大而减小，且分子间距离r＜r0时分子间的作用力表现为斥力，可知曲线Ⅲ为分子间斥力随分子之间距离r变化的图像，D正确.
考点4 物体的内能 [基础考点]1.物体内能的四个特点(1)内能是对物体的大量分子而言的，不存在某个分子内能的说法.(2)内能的大小与温度、体积、分子数和物态等因素有关.(3)通过做功或热传递可以改变物体的内能.(4)温度是分子平均动能的标志，相同温度的任何物体，分子的平均动能相同.
2.内能和热量的比较
3.物体的内能与机械能的比较
1.(多选)关于内能，下列说法正确的是( )A.若把氢气和氧气看成理想气体，则具有相同体积、相同质量和相同温度的氢气和氧气的内能不相等B.相同质量的0 ℃水的分子势能比0 ℃冰的分子势能大C.物体吸收热量后，内能一定增加D.一定质量的100 ℃的水吸收热量后变成100 ℃的水蒸气，则吸收的热量大于增加的内能【答案】ABD
2.有关分子的热运动和内能，下列说法正确的是( )A.某种物体的温度是0 ℃，说明物体中分子的平均动能为零B.物体温度升高时，速率小的分子数目减少，速率大的分子数目增多C.分子的动能与分子的势能之和叫作这个分子的内能D.物体做加速运动时，其内能一定增加【答案】B 【解析】某种物体的温度是0 ℃，不是物体中分子的平均动能为零，A错误；温度从微观角度看表示了大量分子无规则运动的剧烈程度，物体温度升高时，速率小的分子数目减少，速率大的分子数目增多，B正确；内能是物体的内能，不能说是分子的内能，C错误；内能与物体的宏观运动速度无关，D错误.
3.(多选)我国古代历法中的“二十四节气”反映了古人的智慧，有人还将其写成了一首节气歌：春雨惊春清谷天，夏满芒夏暑相连，秋处露秋寒霜降，冬雪雪冬小大寒.下列与节气有关的物理现象，解释正确的是( )A.夏天气温比春天高，忽略分子间作用力，则一定质量的大气的内能在夏天比春天大B.秋天夜晚温度降低，大气的饱和蒸气压减小，水蒸气容易在草上形成露水C.冬天里，一定质量的冰熔化为同温度水的过程中，分子势能增加D.夏天气温比春天高，则夏天大气中分子的热运动速率全部比春天大【答案】ABC
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