高中物理高考 考点60 分子动理论 内能——备战2021年高考物理考点一遍过

这是一份高中物理高考 考点60 分子动理论 内能——备战2021年高考物理考点一遍过，共32页。试卷主要包含了物体是由大量分子组成的，扩散现象，布朗运动，分子动理论，分子间的作用力，热平衡与温度，物体的内能等内容，欢迎下载使用。


一、物体是由大量分子组成的
1．微观量的估算
（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、质量m、摩尔质量M、密度ρ。
（3）关系
①分子的质量：；
②分子的体积：；
③物体所含的分子数：或。
（4）两种模型
①球体模型直径为；
②立方体模型边长为
2．关于分子两种模型理解的四个误区
误区1：误认为固体、液体分子一定是球状的
产生误区的原因是认为分子、原子就像宏观中的小球一样，都是球形的。实际上分子是有结构的，并且不同物质的分子结构是不同的，为研究问题方便，通常把分子看作球体。
误区2：误认为物质处于不同物态时均可用分子的球状模型
产生误区的原因是对物质处于不同物态时分子间的距离变化不了解。通常情况下认为固态和液态时分子是紧密排列的，此时可应用分子的球状模型进行分析。但处于气态时分子间的距离已经很大了，此时就不能用分子的球状模型进行分析了。
误区3：误认为一个物体的体积等于其内部所有分子的体积之和
产生误区的原因是认为所有物质的分子是紧密排列的，其实分子之间是有空隙的，对于固体和液体，分子间距离很小，可近似认为物体的体积等于所有分子体积之和；但对于气体，分子间距离很大，气体的体积远大于所有气体分子的体积之和。
误区4：误认为只能把分子看成球状模型
其原因是经常出现分子直径的说法，其实在研究物体中分子的排列时，除了球状模型之外，还经常有立方体模型等。建立模型的原则是使研究问题的方便。
二、扩散现象
1．对扩散现象的认识
（1）扩散现象：不同物质能够彼此进入对方的现象。
（2）产生原因：由物质分子的无规则运动产生。
（3）发生环境：物质处于固态、液态和气态时，都能发生扩散现象。
（4）意义：证明了物质分子永不停息地做无规则运动。
（5）规律：温度越高，扩散现象越明显。
（6）应用：在高温条件下通过分子的扩散在纯净的半导体材料中掺入其他元素来生产半导体器件。
2．影响扩散现象明显程度的因素
（1）物态
①气态物质的扩散现象最快、最显著。
②固态物质的扩散现象最慢，短时间内非常不明显。
③液态物质的扩散现象的明显程度介于气态与固态之间。
（2）温度：在两种物质一定的前提下，扩散现象发生的明显程度与物质的温度有关，温度越高，扩散现象越显著。
（3）浓度差：两种物质的浓度差越大，扩散现象越显著
3．分子运动的两个特点
（1）永不停息：不分季节，也不分白天和黑夜，分子每时每刻都在运动。
（2）无规则：单个分子的运动无规则，但大量分子的运动又具有规律性，总体上分子由浓度大的地方向浓度小的地方运动。
三、布朗运动
1．对布朗运动的认识
（1）概念：悬浮在液体（或气体）中的微粒不停地做无规则运动。
（2）产生的原因：大量液体（或气体）分子对悬浮微粒撞击的不平衡造成的。
（3）布朗运动的特点：永不停息、无规则。
（4）影响因素：微粒越小，布朗运动越明显，温度越高，布朗运动越激烈。
（5）意义：布朗运动间接地反映了液体（气体）分子运动的无规则性。
2．影响因素
（1）微粒越小，布朗运动越明显：悬浮微粒越小，某时刻与它相撞的分子数越少，来自各方向的冲击力越不易平衡；另外微粒越小，其质量也就越小，相同冲击力下产生的加速度越大。因此，微粒越小，布朗运动越明显。
（2）温度越高，布朗运动越激烈：温度越高，液体分子的运动（平均）速率越大，对悬浮于其中的微粒的撞击作用也越大，产生的加速度也越大，因此温度越高，布朗运动越激烈。
3．实质
布朗运动不是分子的运动，而是固体微粒的运动。布朗运动的无规则性反映了液体分子运动的无规则性；布朗运动与温度有关，表明液体分子运动的激烈程度与温度有关。
4．热运动
（1）定义：分子永不停息的无规则运动。
（2）宏观表现：扩散现象和布朗运动。
（3）特点
①永不停息；
②运动无规则；
③温度越高，分子的热运动越剧烈。
5．布朗运动与分子热运动

布朗运动
热运动
活动主体
固体小颗粒
分子
区别
是固体小颗粒的运动，是比分子大得多的分子团的运动，较大的颗粒不做布朗运动，但它本身的以及周围的分子仍在做热运动
是指分子的运动，分子无论大小都做热运动，热运动不能通过光学显微镜直接观察到
共同点
都是永不停息的无规则运动，都随温度的升高而变得更加激烈，都是肉眼所不能看见的
联系
布朗运动是由于小颗粒受到周围分子做热运动的撞击力而引起的，它是分子做无规则运动的反映
特别提醒：
（1）扩散现象直接反映了分子的无规则运动，并且可以发生在固体、液体、气体任何两种物质之间。
（2）布朗运动不是分子的运动，是液体分子无规则运动的反映。
四、分子动理论
1．内容
物体是由大量分子组成的，分子在做永不停息的无规则运动，分子之间存在着引力和斥力。
2．统计规律
（1）微观方面：各个分子的运动都是不规则的，带有偶然性。
（2）宏观方面：大量分子的运动有一定的规律，叫做统计规律。大量分子的集体行为受统计规律的支配。
五、分子间的作用力
1．分子间有空隙
（1）气体分子间的空隙：气体很容易被压缩，表明气体分子间有很大的空隙。
（2）液体分子间的空隙：水和酒精混合后总体积会减小，说明液体分子间有空隙。
（3）固体分子间的空隙：压在一起的金片和铅片的分子，能扩散到对方的内部说明固体分子间也存在着空隙。
2．分子间作用力
（1）分子间虽然有空隙，大量分子却能聚集在一起形成固体或液体，说明分子之间存在着引力；分子间有空隙，但用力压缩物体，物体内会产生反抗压缩的弹力，这说明分子之间还存在着斥力。
（2）分子间的引力和斥力是同时存在的，实际表现出来的分子力是引力和斥力的合力。
（3）分子间的作用力与分子间距离的关系如图所示，表现了分子力F随分子间距离r的变化情况，由图中F–r图线可知：F引和F斥都随分子间距离的变化而变化，当分子间的距离增大时，F引和F斥都减小，但F斥减小得快，结果使得：
①r=r0时，F引=F斥，分子力F=0，r0的数量级为10-10 m；当r>10–9 m时，分子力可以忽略。
②rF斥，分子力表现为引力

3．分子力与物体三态不同的宏观特征
（1）宏观现象的特征是大量分子间分子合力的表现，分子与分子间的相互作用力较小，但大量分子力的宏观表现合力却很大。
（2）当物体被拉伸时，物体要反抗被拉伸，表现出分子引力，而当物体被压缩时，物体又要反抗被压缩而表现出分子斥力。
（3）物体状态不同，分子力的宏观特征也不同，如固体、液体很难压缩是分子间斥力的表现；气体分子间距比较大，除碰撞外，认为分子间引力和斥力均为零，气体难压缩是压强的表现。
六、热平衡与温度
1．温度
（1）宏观上
①温度的物理意义：表示物体冷热程度的物理量。
②与热平衡的关系：各自处于热平衡状态的两个系统，相互接触时，它们相互之间发生了热量的传递，热量从高温系统传递给低温系统，经过一段时间后两系统温度相同，达到一个新的平衡状态。
（2）微观上
①反映物体内分子热运动的剧烈程度，是大量分子热运动平均动能的标志。
②温度是大量分子热运动的集体表现，是含有统计意义的，对个别分子来说温度是没有意义的。
2．热平衡
（1）一切达到热平衡的物体都具有相同的温度。
（2）若物体与A处于热平衡，它同时也与B达到热平衡，则A的温度等于B的温度，这就是温度计用来测量温度的基本原理。
3．热平衡定律的意义
热平衡定律又叫热力学第零定律，为温度的测量提供了理论依据。因为互为热平衡的物体具有相同的温度，所以比较各物体温度时，不需要将各个物体直接接触，只需将作为标准物体的温度计分别与各物体接触，即可比较温度的高低。
4．温度计和温标
（1）温度计
名称
原　理
水银温度计
根据水银的热膨胀的性质来测量温度
金属电阻温度计
根据金属铂的电阻随温度的变化来测量温度
气体温度计
根据气体压强随温度的变化来测量温度
热电偶温度计
根据不同导体因温差产生电动势的大小来测量温度
（2）温标：定量描述温度的方法。
（3）摄氏温标：一种常用的表示温度的方法，规定标准大气压下冰的熔点为0℃，水的沸点为100℃。在0℃刻度与100℃刻度之间均匀分成100等份，每份算做1℃。
（4）热力学温标：现代科学中常用的表示温度的方法，热力学温标也叫“绝对温标”。
（5）摄氏温度与热力学温度：
摄氏温度
摄氏温标表示的温度，用符号t表示，单位是摄氏度，符号为℃
热力学温度
热力学温标表示的温度，用符号T表示，单位是开尔文，符号为K
换算关系
T=t+273.15 K
七、物体的内能
1．分子势能
分子势能是由分子间相对位置而决定的势能，它随着物体体积的变化而变化，与分子间距离的关系为：
（1）当r>r0时，分子力表现为引力，随着r的增大，分子引力做负功，分子势能增大；
（2）当rr0时，随着分子间距离的增大，分子力的合力逐渐增大
B．r=r0时，分子势能最小
C．因液体表面层相邻分子间的距离r10r0（10–9 m）时，F引、F斥迅速减弱，几乎为零，分子力F≈0。

1．（2020·海南高三模拟）如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲、乙两分子间的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，F>0为斥力，F0为斥力,F10一9m）减小到平衡距离的过程中（　　）
A．分子间的作用力一直增大 B．分子间的作用力一直减小
C．分子势能先减小后增大 D．分子势能一直减小
16．（2020·重庆高三三模）下列说法正确的是（　　）
A．布朗运动就是布朗颗粒内分子对小颗粒无规则碰撞造成其运动无规律
B．小昆虫能够在水面行走而不沉下，是液体表面张力的原因
C．密封氢气的物质的量n=10mol，其中单位摩尔（mol）在国际单位制中是基本单位
D．停在院坝的自行车轮胎（未漏气），中午和清晨比较，体积几乎不变，胎内压强增大，表明胎内气体一定从外界吸热
E.某单晶体，其所有物理性质均表现为各向异性
17．（2020·山东高二月考）一滴油酸酒精溶液含质量为m的纯油酸，滴在液面上扩散后形成的最大面积为S。已知纯油酸的摩尔质量为M、密度为，阿伏加德罗常数为，下列表达式中正确的有（　　）
A．油酸分子的直径 B．油酸分子的直径
C．油酸所含的分子数 D．油酸所含的分子数
18．（2020·江苏海安高级中学高二期中）阿伏加德罗常数为NA(mol-1)，铁的摩尔质量为M(kg⋅mol-1)，铁的密度为ρ(kg⋅m-3)，下列说法正确的是
A．1 m3 铁所含原子数目为pNAM B．1个铁原子所占体积为MpNA
C．1 kg铁所含原子数为ρNA D．1个铁原子的质量为MNA
19．（2020·辽河油田第二高级中学高三月考）下列说法正确的是（　　）
A．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的
B．当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小
C．液体表面张力与浸润现象都是分子力作用的表现
D．若两分子间距离增大，分子势能不一定增大
E.用熵的概念表示热力学第二定律：在任何自然过程中，一个孤立系统的熵不会增加
20．（2020·河南高三三模）关于温度与内能的关系下列说法正确的是________。
A．物体的温度变化时，它的内能一定改变
B．气体温度每升高1K所吸收的热量与气体经历的过程有关
C．自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性
D．物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度有关
E.盛有气体的容器做加速运动时，容器中气体的内能必定会随之增大
21．（2020·辽宁大连二十四中高三模拟）关于分子动理论和热力学定律，下列说法中正确的是（ ）
A．空气相对湿度越大时，水蒸发越快
B．物体的温度越高，分子平均动能越大
C．第二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第一定律
D．两个分子的间距由无穷远逐渐减小到难以再减小的过程中，分子间作用力先增大后减小到零，再增大
E.若一定量的理想气体对外膨胀做功50J，内能增加80J，则气体一定从外界吸收130J的热量
22．（2020·黑山县黑山中学高二月考）如图所示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斥力
B．当r小于r1时，分子间的作用力表现为引力
C．当r等于r2时，分子间的作用力为零
D．在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做正功
23．如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，F>0为斥力，F