高考物理一轮复习考点精讲精练第31讲　分子动理论 内能（2份打包，原卷版+解析版）

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1.掌握分子动理论的基本内容.
2.知道内能的概念.3.会分析分子力、分子势能随分子间距离的变化．
考点一 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Vml、物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ.
3．关系
(1)分子的质量：m0＝eq \f(M,NA)＝eq \f(ρVml,NA).
(2)分子的体积：V0＝eq \f(Vml,NA)＝eq \f(M,ρNA).
(3)物体所含的分子数：N＝eq \f(V,Vml)·NA＝eq \f(m,ρVml)·NA或N＝eq \f(m,M)·NA＝eq \f(ρV,M)·NA.
4．两种模型
(1)球体模型直径为d＝ eq \r(3,\f(6V0,π)).(适用于：固体、液体)
(2)立方体模型边长为d＝eq \r(3,V0).(适用于：气体)
特别提醒 ①固体和液体分子都可看成是紧密堆积在一起的．分子的体积V0＝eq \f(Vml,NA)，仅适用于固体和液体，对气体不适用．
②对于气体分子，d＝eq \r(3,V0)的值并非气体分子的大小，而是两个相邻的气体分子之间的平均距离．

（2023•天津二模）用油膜法估测油酸分子直径的实验中，一滴油酸酒精溶液中油酸的体积为V，油膜面积为S，油酸的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，下列说法正确的是（ ）
A．一个油酸分子的质量为
B．一个油酸分子的体积为
C．油酸的密度为
D．油酸分子的直径为
【解答】解：A、一个油酸分子的质量等于总质量除以分子数，即，故A错误；
B、一个油酸分子的体积等于总体积除以对应的分子数，题干中V不是油酸的摩尔体积，故B错误；
C、题干中V不是油酸的摩尔体积，题干中M是油酸的摩尔质量，根据ρ求密度，各物理量不具有统一性，故C错误；
D、油酸的体积除以油膜的面积，恰好就是油酸分子的直径，故D正确；
故选：D。
（2023•淄博一模）已知地球大气层的厚度远小于地球半径R，空气平均摩尔质量M，阿伏加德罗常数NA，地面附近大气压强p0，重力加速度大小g。由此可以估算地球大气层空气分子总数为（ ）
A．B．
C．D．
【解答】解：大气中的压强由空气气的质量产生，即mg＝p0S＝p0•4πR2
则地球大气层空气分子总数为NNA
故A正确，BCD错误；
故选：A。
（2023•西城区校级模拟）晶须是一种发展中的高强度材料，它是一些非常细的、非常完整的丝状（横截面为圆形）晶体。现有一根铁质晶须，直径为d，用大小为F的力恰好将它拉断，断面呈垂直于轴线的圆形。已知铁的密度为ρ，铁的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则拉断过程中相邻铁原子之间的相互作用力是（ ）
A．（）B．（）
C．（）D．（）
【解答】解：铁的摩尔体积：
单个分子的体积：
又：
所以分子的半径：r
分子的最大截面积：S0＝π•
铁质晶须的横截面上的分子数：n
拉断过程中相邻铁原子之间的相互作用力：（）
故选：C。
考点二 布朗运动与分子热运动
布朗运动和热运动的比较
（2024•重庆模拟）某同学在显微镜下观察水中悬浮的花粉微粒的运动，他把小微粒每隔一定时间的位置记录在坐标纸上，并用折线依次连接各个记录点，如图所示。则该图直接体现了（ ）
A．在每个时间间隔内液体分子做直线运动
B．在每个时间间隔内花粉微粒做直线运动
C．花粉微粒的运动是无规则的
D．液体分子的运动是无规则的
【解答】解：AB、图中的折线是花粉微粒在不同时刻的位置的连线，即不是花体颗粒的运动轨迹，也不是液体分子的运动轨迹，故AB错误；
CD、图中的折线没有规则，说明花粉微粒的运动是无规则的，间接反映了液体分子的运动是无规则的，故C正确，D错误。
故选：C。
（多选）（2024•重庆一模）对以下物理现象分析正确的是（ ）
①从射来的阳光中，可以看到空气中的微粒在上下飞舞
②上升的水蒸气的运动
③用显微镜观察悬浮在水中的小炭粒，小炭粒不停地做无规则运动
④向一杯清水中滴入几滴红墨水，红墨水向周围运动
A．①②③属于布朗运动B．④属于扩散现象
C．只有③属于布朗运动
【解答】解：空气中的微粒和上升的水蒸气的运动都是由空气流动引起的，都不能称为布朗运动，它们的运动更不是分子的运动，也不属于扩散现象；显微镜观察悬浮在水中的小炭粒的运动是布朗运动，红墨水向周围运动是扩散现象。故BC正确，AD错误。
故选：BC。
（2023•西湖区校级模拟）2021年12月9日，在“天宫课堂”中王亚平往水球中注入一个气泡，如图所示，气泡静止在水中，此时（ ）
A．气泡受到浮力
B．因处于完全失重状态，所以不会有水分子进入气泡中
C．气泡内气体在界面处对水产生压力
D．水与气泡界面处，水分子间作用力表现为斥力
【解答】解：A.由于在失重状态下，气泡各面收到水的作用力为零，没有差值，所以不会受到浮力，故A错误；
B.气泡内气体分子一直在做无规则的热运动，根据扩散现象，水分子会进入气泡中，故B错误；
C.虽然在失重状态下，但气泡内气体在做无规则的热运动，大量的气体分子会碰撞界面产生压强，所以对水产生压力，故C正确；
D.水与气泡界面处，水分子较为稀疏，水分子间作用力表现为引力，故D错误。
故选：C。
考点三 分子间的作用力与分子势能
1．分子间的相互作用力
分子力是引力与斥力的合力．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，但总是斥力变化得较快，如图所示．
(1)当r＝r0时，F引＝F斥，F＝0；
(2)当rr0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)r