(考点分析) 第一节 分子动理论-2023年高考物理一轮系统复习学思用

【考点分析】　第一节 分子动理论

【考点一】  分子动理论

【典型例题1】  下列说法正确的是(   )

A．气体温度升高，则每个气体分子的动能都将变大

B．分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小

C．一定质量理想气体温度升高，则内能增大

D．在绝热过程中，外界对气体做功，气体的内能一定增加

E．用油膜法估测分子大小，如果油膜没有充分展开，测出来的分子大小将偏小

【解析】  A．温度升高，分子的平均动能增大，但不是每个分子的动能都增大，故A错误；

B．分子间距离增大时，分子间引力和斥力都减小，只不过斥力变化更快，故B正确；

C．一定质量的理想气体内能仅由温度决定，温度升高，内能增大，故C正确；

D．根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，Q＝0，所以外界对气体做正功，内能一定增大，故D正确；

E．用油膜法估测分子的大小，若油膜没有完全展开，则测得的展开面积S变小，根据分子直径测出的分子直径变大，故E错误。故选BCD。

【答案】  BCD

【考点二】  温度和内能

【典型例题2】  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．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

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．1 g 100 ℃水的内能小于1 g 100 ℃水蒸气的内能

【解析】　系统的内能是一个只依赖于系统自身状态的物理量，所以是由系统的状态决定的，A正确；

做功和热传递都可以改变系统的内能，B错误；

质量和温度相同的氢气和氧气的平均动能相同，但它们的物质的量不同，内能不同，C错误；

在1 g 100 ℃的水变成100 ℃水蒸气的过程中，分子间距离变大，要克服分子间的引力做功，分子势能增大，所以1 g 100 ℃水的内能小于1 g 100 ℃水蒸气的内能，D正确.

【答案】　AD

【考点三】  微观量的估算

【典型例题3】  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NA，地面大气压强为p0，重力加速度大小为g.由此可估算得，地球大气层空气分子总数为______，空气分子之间的平均距离为______．

【解析】　可认为地球大气层对地球表面的压力是由其重力引起的，即mg＝p0S＝p0×4πR2，故大气层的空气总质量m＝，空气分子总数N＝NA＝.由于h≪R，则大气层的总体积V＝4πR2h，每个分子所占空间设为一个棱长为a的正方体，则有Na3＝V，可得分子间的平均距离a＝ .

【答案】　　　

【归纳总结】1.求解分子直径时的两种模型(对于固体和液体)

(1)把分子看成球形，d＝ .

(2)把分子看成小立方体，d＝.

提醒：对于气体，利用d＝算出的不是分子直径，而是气体分子间的平均距离.

2.宏观量与微观量的相互关系

(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Vmol、物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ.

(3)相互关系

①一个分子的质量：m0＝＝.

②一个分子的体积：V0＝＝(注：对气体，V0为分子所占空间体积)；

③物体所含的分子数：N＝·NA＝·NA或N＝·NA＝·NA.

【考点四】  布朗运动

【典型例题4】  下列关于布朗运动的说法，正确的是(　　)

A．布朗运动是液体分子的无规则运动

B．液体温度越高，悬浮颗粒越小，布朗运动越剧烈

C．布朗运动是由于液体各部分的温度不同而引起的

D．布朗运动是由于液体分子从各个方向对悬浮颗粒撞击作用的不平衡引起的

【解析】　布朗运动的研究对象是固体小颗粒，而不是液体分子，故A选项错误；

影响布朗运动的因素是温度和固体小颗粒大小，温度越高、固体小颗粒越小，布朗运动就越明显，故B选项正确；

布朗运动是由于悬浮固体小颗粒受液体分子的碰撞作用不平衡而引起的，不是由液体各部分的温度不同而引起的，故C选项错误，D选项正确．

【答案】　BD

【考点五】  对气体分子运动特点的理解

【典型例题5】  1859年麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律，后来有许多实验验证了这一规律．若以横坐标v表示分子速率、纵坐标f(v)表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比．下面四幅图中能正确表示某一温度下气体分子速率分布规律的是(　　)

【解析】　分子的速率分布遵循“中间多、两头少”的统计规律，即分子平均速率附近的分子最多，与平均速率差距越大的分子越少，所以选项D正确．

【答案】　D

【归纳总结】气体分子速率分布规律

(1)在一定温度下，所有气体分子的速率都呈“中间多、两头少”的分布．

(2)温度越高，速率大的分子所占比例越大．

(3)温度升高，气体分子的平均速率变大，但具体到某一个气体分子，速率可能变大，也可能变小，无法确定．

【考点六】  分子热运动

【典型例题6】  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

【解析】　分子热运动的快慢只与温度有关，与物体速度无关，温度越高，分子热运动越剧烈，A错误，C正确；

水凝结成冰后，水分子的热运动仍存在，故B错误；

热运动是大量分子运动的统计规律，即温度是分子平均动能的标志，所以温度升高，分子的平均速率增大，并不代表每一个分子的速率都增大，故D错误.

【答案】　C

【考点七】  分子力、分子势能与分子间距离的关系

【典型例题7】  如图为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线．下列说法正确的是(　　)

A．当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力

B．当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力

C．当r等于r1时，分子间势能Ep最小

D．当r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做正功

E．当r等于r2时，分子间势能Ep最小

【解析】  由题图知：r＝r2时分子势能最小，E对，C错；

平衡距离为r2，r＜r2时分子力表现为斥力，A错，B对；

r由r1变到r2的过程中，分子势能逐渐减小，分子力做正功，D对．

【答案】  BDE.