《2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十三章 熱學(xué) 第1講 分子動理論 內(nèi)能學(xué)案.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十三章 熱學(xué) 第1講 分子動理論 內(nèi)能學(xué)案.doc（17頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

第1講　分子動理論　內(nèi)能 [高考命題解讀] 分析 年份 高考(全國卷)四年命題情況對照分析 題號 命題點(diǎn) 1.考查方式 從近幾年高考題來看，對于熱學(xué)內(nèi)容的考查，形式比較固定，一般第(1)問為選擇題，5個(gè)選項(xiàng)，并且是對熱學(xué)單一知識點(diǎn)從不同角度設(shè)計(jì)問題；第(2)問計(jì)算題始終圍繞氣體性質(zhì)進(jìn)行命題，且為液體封閉或活塞封閉的兩類模型的交替命題． 2．命題趨勢 明年的命題仍將是堅(jiān)持以上考查方式的特點(diǎn)和規(guī)律，在創(chuàng)設(shè)新情景和題給信息方面可能有突破. 2013年 Ⅰ卷33題 第(1)問選擇題，分子力及分子力做功 第(2)問計(jì)算題，活塞封閉的關(guān)聯(lián)氣體模型問題 Ⅱ卷33題 第(1)問選擇題，熱現(xiàn)象問題的組合 第(2)問計(jì)算題，液體封閉的關(guān)聯(lián)氣體模型問題 2014年 Ⅰ卷33題 第(1)問選擇題，氣體的狀態(tài)變化及圖象問題 第(2)問計(jì)算題，活塞封閉氣體的多狀態(tài)變化問題 Ⅱ卷33題 第(1)問選擇題，熱現(xiàn)象問題的組合 第(2)問計(jì)算題，活塞封閉的關(guān)聯(lián)氣體模型問題 2015年 Ⅰ卷33題 第(1)問選擇題，晶體和非晶體的性質(zhì)及區(qū)別 第(2)問計(jì)算題，活塞封閉氣體的多狀態(tài)變化問題 Ⅱ卷33題 第(1)問選擇題，擴(kuò)散現(xiàn)象的相關(guān)內(nèi)容 第(2)問計(jì)算題，液體封閉氣體的多狀態(tài)變化問題 2016年 Ⅰ卷33題 第(1)問選擇題，內(nèi)能及熱力學(xué)定律的相關(guān)內(nèi)容 第(2)問計(jì)算題，水下氣泡內(nèi)外壓強(qiáng)問題，是信息給予題 Ⅱ卷33題 第(1)問選擇題，氣體的狀態(tài)變化及圖象問題 第(2)問計(jì)算題，等溫狀態(tài)下的變質(zhì)量問題 Ⅲ卷33題 第(1)問選擇題，內(nèi)能的相關(guān)內(nèi)容 第(2)問計(jì)算題，活塞與液柱封閉關(guān)聯(lián)氣體的多過程問題 一、分子動理論 1．物體是由大量分子組成的 (1)分子的大小 ①分子的直徑(視為球模型)：數(shù)量級為10－10m； ②分子的質(zhì)量：數(shù)量級為10－26kg. (2)阿伏加德羅常數(shù) ①1mol的任何物質(zhì)都含有相同的粒子數(shù)．通常可取NA＝6.021023mol－1； ②阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀物理量和微觀物理量的橋梁． 2．分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動 (1)擴(kuò)散現(xiàn)象 ①定義：不同物質(zhì)能夠彼此進(jìn)入對方的現(xiàn)象； ②實(shí)質(zhì)：擴(kuò)散現(xiàn)象并不是外界作用引起的，也不是化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，而是由分子的無規(guī)則運(yùn)動產(chǎn)生的物質(zhì)遷移現(xiàn)象，溫度越高，擴(kuò)散現(xiàn)象越明顯． (2)布朗運(yùn)動 ①定義：懸浮在液體中的小顆粒的永不停息地?zé)o規(guī)則運(yùn)動； ②實(shí)質(zhì)：布朗運(yùn)動反映了液體分子的無規(guī)則運(yùn)動； ③特點(diǎn)：顆粒越小，運(yùn)動越明顯；溫度越高，運(yùn)動越劇烈． (3)熱運(yùn)動 ①分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動叫做熱運(yùn)動； ②特點(diǎn)：分子的無規(guī)則運(yùn)動和溫度有關(guān)，溫度越高，分子運(yùn)動越激烈． 3．分子間同時(shí)存在引力和斥力 (1)物質(zhì)分子間存在空隙，分子間的引力和斥力是同時(shí)存在的，實(shí)際表現(xiàn)出的分子力是引力和斥力的合力； (2)分子力隨分子間距離變化的關(guān)系：分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小，隨分子間距離的減小而增大，但斥力比引力變化得快； 圖1 (3)分子力與分子間距離的關(guān)系圖線 由分子間的作用力與分子間距離關(guān)系圖線(如圖1所示)可知： ①當(dāng)r＝r0時(shí)，F(xiàn)引＝F斥，分子力為零； ②當(dāng)r＞r0時(shí)，F(xiàn)引＞F斥，分子力表現(xiàn)為引力； ③當(dāng)r＜r0時(shí)，F(xiàn)引＜F斥，分子力表現(xiàn)為斥力； ④當(dāng)分子間距離大于10r0(約為10－9m)時(shí)，分子力很弱，可以忽略不計(jì)． [深度思考]　當(dāng)兩個(gè)分子之間的距離大于r0時(shí)，分子間只有引力，當(dāng)小于r0時(shí)，分子間只有斥力，這種說法是否正確？ 答案　不正確．分子間引力和斥力是同時(shí)存在的． 二、溫度和內(nèi)能 1．溫度 一切達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度． 2．兩種溫標(biāo) 攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)．關(guān)系：T＝t＋273.15K. 3．分子的動能 (1)分子動能是分子熱運(yùn)動所具有的動能； (2)分子熱運(yùn)動的平均動能是所有分子熱運(yùn)動動能的平均值，溫度是分子熱運(yùn)動的平均動能的標(biāo)志； (3)分子熱運(yùn)動的總動能是物體內(nèi)所有分子熱運(yùn)動動能的總和． 4．分子的勢能 (1)意義：由于分子間存在著引力和斥力，所以分子具有由它們的相對位置決定的能． (2)分子勢能的決定因素 ①微觀上：決定于分子間距離和分子排列情況； ②宏觀上：決定于體積和狀態(tài)． 5．物體的內(nèi)能 (1)概念理解：物體中所有分子熱運(yùn)動的動能和分子勢能的總和，是狀態(tài)量； (2)決定因素：對于給定的物體，其內(nèi)能大小由物體的溫度和體積決定，即由物體內(nèi)部狀態(tài)決定； (3)影響因素：物體的內(nèi)能與物體的位置高低、運(yùn)動速度大小無關(guān)； (4)改變物體內(nèi)能的兩種方式：做功和熱傳遞． [深度思考]　當(dāng)兩個(gè)分子從無窮遠(yuǎn)逐漸靠近時(shí)，分子力大小如何變化，分子力做功情況如何？分子勢能如何變化？ 答案　分子力先增大后減小再增大；分子力先做正功，后做負(fù)功；分子勢能先減小后增大． 1.(人教版選修3－3P7第2題改編)以下關(guān)于布朗運(yùn)動的說法正確的是(　　) A．布朗運(yùn)動就是分子的無規(guī)則運(yùn)動 B．布朗運(yùn)動證明，組成固體小顆粒的分子在做無規(guī)則運(yùn)動 C．一鍋水中撒一點(diǎn)胡椒粉，加熱時(shí)發(fā)現(xiàn)水中的胡椒粉在翻滾．這說明溫度越高布朗運(yùn)動越激烈 D．在顯微鏡下可以觀察到煤油中小粒灰塵的布朗運(yùn)動，這說明煤油分子在做無規(guī)則運(yùn)動 答案　D 2．關(guān)于溫度的概念，下列說法中正確的是(　　) A．溫度是分子平均動能的標(biāo)志，物體溫度高，則物體的分子平均動能大 B．物體溫度高，則物體每一個(gè)分子的動能都大 C．某物體內(nèi)能增大時(shí)，其溫度一定升高 D．甲物體溫度比乙物體溫度高，則甲物體的分子平均速率比乙物體的大 答案　A 3．對內(nèi)能的理解，下列說法正確的是(　　) A．系統(tǒng)的內(nèi)能是由系統(tǒng)的狀態(tài)決定的 B．做功可以改變系統(tǒng)的內(nèi)能，但是單純地對系統(tǒng)傳熱不能改變系統(tǒng)的內(nèi)能 C．不計(jì)分子之間的分子勢能，質(zhì)量和溫度相同的氫氣和氧氣具有相同的內(nèi)能 D．1g100℃水的內(nèi)能小于1g100℃水蒸氣的內(nèi)能 答案　AD 解析　系統(tǒng)的內(nèi)能是一個(gè)只依賴于系統(tǒng)自身狀態(tài)的物理量，所以是由系統(tǒng)的狀態(tài)決定的，A正確；做功和熱傳遞都可以改變系統(tǒng)的內(nèi)能，B錯(cuò)誤；質(zhì)量和溫度相同的氫氣和氧氣的平均動能相同，但它們的物質(zhì)的量不同，內(nèi)能不同，C錯(cuò)誤；在1g100℃的水變成100℃水蒸氣的過程中，分子間距離變大，要克服分子間的引力做功，分子勢能增大，所以1g100℃水的內(nèi)能小于1g100℃水蒸氣的內(nèi)能，D正確． 4．根據(jù)分子動理論，下列說法正確的是(　　) A．一個(gè)氣體分子的體積等于氣體的摩爾體積與阿伏加德羅常數(shù)之比 B．顯微鏡下觀察到的墨水中的小炭粒所做的不停地?zé)o規(guī)則運(yùn)動，就是分子的運(yùn)動 C．分子間的相互作用的引力和斥力一定隨分子間的距離增大而增大 D．分子勢能隨著分子間距離的增大，可能先減小后增大 答案　D 解析　由于氣體分子的間距大于分子直徑，故氣體分子的體積小于氣體的摩爾體積與阿伏加德羅常數(shù)之比，故A錯(cuò)誤；顯微鏡下觀察到的墨水中的小炭粒不停地做無規(guī)則運(yùn)動，是布朗運(yùn)動，它是分子無規(guī)則運(yùn)動的體現(xiàn)，但不是分子的運(yùn)動，故B錯(cuò)誤；分子間的相互作用力隨分子間距離增大而減小，但斥力減小得更快，故C錯(cuò)誤；若分子間距是從小于平衡距離開始變化，則分子力先做正功再做負(fù)功，故分子勢能先減小后增大，故D正確． 5．(人教版選修3－3P9第4題)如圖2所示，把一塊洗凈的玻璃板吊在橡皮筋的下端，使玻璃板水平地接觸水面．如果你想使玻璃板離開水面，向上拉橡皮筋的力必須大于玻璃板的重量．請解釋為什么． 圖2 答案　因?yàn)椴ＡО搴退姆肿娱g存在分子引力． 命題點(diǎn)一　分子動理論和內(nèi)能的基本概念 例1　下列說法正確的是(　　) A．只要知道水的摩爾質(zhì)量和水分子的質(zhì)量，就可以計(jì)算出阿伏加德羅常數(shù) B．懸浮微粒越大，在某一瞬間撞擊它的液體分子數(shù)就越多，布朗運(yùn)動越明顯 C．在使兩個(gè)分子間的距離由很遠(yuǎn)(r＞10－9m)減小到很難再靠近的過程中，分子間作用力先減小后增大；分子勢能不斷增大 D．溫度升高，分子熱運(yùn)動的平均動能一定增大，但并非所有分子的速率都增大 E．物體內(nèi)熱運(yùn)動速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)比例與溫度有關(guān) 答案　ADE 解析　懸浮微粒越大，在某一瞬間撞擊它的液體分子數(shù)越多，受力越趨于平衡，布朗運(yùn)動越不明顯，B錯(cuò)誤．在使兩個(gè)分子間的距離由很遠(yuǎn)(r＞10－9 m)減小到很難再靠近的過程中，分子間作用力先增大后減小再增大，分子勢能先減小后增大，C錯(cuò)． 1．下列說法正確的是(　　) A．布朗運(yùn)動是液體分子的運(yùn)動，它說明分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動 B．?dāng)U散現(xiàn)象表明，分子在永不停息地運(yùn)動 C．當(dāng)分子間距離增大時(shí)，分子間引力增大，分子間斥力減小 D．當(dāng)分子間距等于r0時(shí)，分子間的引力和斥力都為零 答案　B 2．關(guān)于分子力，下列說法中正確的是(　　) A．碎玻璃不能拼合在一起，說明分子間斥力起作用 B．將兩塊鉛壓緊以后能連在一塊，說明分子間存在引力 C．水和酒精混合后的體積小于原來體積之和，說明分子間存在引力 D．固體很難被拉伸，也很難被壓縮，說明分子間既有引力又有斥力 E．分子間的引力和斥力同時(shí)存在，都隨分子間距離的增大而減小 答案　BDE 命題點(diǎn)二　微觀量估算的兩種建模方法 1．求解分子直徑時(shí)的兩種模型(對于固體和液體) (1)把分子看成球形，d＝. (2)把分子看成小立方體，d＝. 提醒：對于氣體，利用d＝算出的不是分子直徑，而是氣體分子間的平均距離． 2．宏觀量與微觀量的相互關(guān)系 (1)微觀量：分子體積V0、分子直徑d、分子質(zhì)量m0. (2)宏觀量：物體的體積V、摩爾體積Vmol、物體的質(zhì)量m、摩爾質(zhì)量M、物體的密度ρ. (3)相互關(guān)系 ①一個(gè)分子的質(zhì)量：m0＝＝. ②一個(gè)分子的體積：V0＝＝(注：對氣體，V0為分子所占空間體積)； ③物體所含的分子數(shù)：N＝NA＝NA或N＝NA＝NA. 例2　已知常溫常壓下CO2氣體的密度為ρ，CO2的摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則在該狀態(tài)下容器內(nèi)體積為V的CO2氣體含有的分子數(shù)為________．在3km的深海中，CO2濃縮成近似固體的硬膠體，此時(shí)若將CO2分子看做直徑為d的球，則該容器內(nèi)CO2氣體全部變成硬膠體后體積約為________． ①在該狀態(tài)下容器體積為V；②CO2濃縮成近似固體的硬膠體． 答案　　 解析　體積為V的CO2氣體質(zhì)量m＝ρV，則分子數(shù)N＝NA＝. CO2濃縮成近似固體的硬膠體，分子個(gè)數(shù)不變，則該容器內(nèi)CO2氣體全部變成硬膠體后體積約為： V′＝Nπd3＝ 3．(2015海南單科15(1))已知地球大氣層的厚度h遠(yuǎn)小于地球半徑R，空氣平均摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)為NA，地面大氣壓強(qiáng)為p0，重力加速度大小為g.由此可估算得，地球大氣層空氣分子總數(shù)為________，空氣分子之間的平均距離為________． 答案　　　 解析　可認(rèn)為地球大氣層對地球表面的壓力是由其重力引起的，即mg＝p0S＝p04πR2，故大氣層的空氣總質(zhì)量m＝，空氣分子總數(shù)N＝NA＝.由于h?R，則大氣層的總體積V＝4πR2h，每個(gè)分子所占空間設(shè)為一個(gè)棱長為a的正方體，則有Na3＝V，可得分子間的平均距離a＝. 4．空調(diào)在制冷過程中，室內(nèi)水蒸氣接觸蒸發(fā)器(銅管)液化成水，經(jīng)排水管排走，空氣中水分越來越少，人會感覺干燥．某空調(diào)工作一段時(shí)間后，排出液化水的體積V＝1.0103cm3.已知水的密度ρ＝1.0103kg/m3、摩爾質(zhì)量M＝1.810－2 kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.01023mol－1.試求：(結(jié)果均保留一位有效數(shù)字) (1)該液化水中含有水分子的總數(shù)N； (2)一個(gè)水分子的直徑d. 答案　(1)31025個(gè)　(2)410－10m 解析　(1)水的摩爾體積為V0＝＝ m3/mol＝1.810－5 m3/mol，水分子數(shù)：N＝＝個(gè)≈31025個(gè)． (2)建立水分子的球體模型有＝πd3，可得水分子直徑：d＝＝ m≈410－10 m. 命題點(diǎn)三　布朗運(yùn)動與分子熱運(yùn)動 1．布朗運(yùn)動 (1)研究對象：懸浮在液體或氣體中的小顆粒； (2)運(yùn)動特點(diǎn)：無規(guī)則、永不停息； (3)相關(guān)因素：顆粒大小，溫度； (4)物理意義：說明液體或氣體分子做永不停息地?zé)o規(guī)則的熱運(yùn)動． 2．?dāng)U散現(xiàn)象：相互接觸的物體分子彼此進(jìn)入對方的現(xiàn)象． 產(chǎn)生原因：分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動． 3．?dāng)U散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動與熱運(yùn)動的比較 現(xiàn)象 擴(kuò)散現(xiàn)象 布朗運(yùn)動 熱運(yùn)動 活動主體 分子 微小固體顆粒 分子 區(qū)別 分子的運(yùn)動，發(fā)生在固體、液體、氣體任何兩種物質(zhì)之間 比分子大得多的微粒的運(yùn)動，只能在液體、氣體中發(fā)生 分子的運(yùn)動，不能通過光學(xué)顯微鏡直接觀察到 共同點(diǎn) ①都是無規(guī)則運(yùn)動；②都隨溫度的升高而更加激烈 聯(lián)系 擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動都反映分子做無規(guī)則的熱運(yùn)動 例3　關(guān)于布朗運(yùn)動，下列說法中正確的是(　　) A．布朗運(yùn)動就是熱運(yùn)動 B．布朗運(yùn)動的激烈程度與懸浮顆粒的大小有關(guān)，說明分子的運(yùn)動與懸浮顆粒的大小有關(guān) C．布朗運(yùn)動雖不是分子運(yùn)動，但它能反映分子的運(yùn)動特征 D．布朗運(yùn)動的激烈程度與溫度有關(guān)，這說明分子運(yùn)動的激烈程度與溫度有關(guān) 答案　CD 解析　布朗運(yùn)動間接反映了液體分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動，它不是微粒的熱運(yùn)動，也不是液體分子的熱運(yùn)動，因此A錯(cuò)誤，C正確；懸浮顆粒越小，布朗運(yùn)動越顯著，這是由于懸浮顆粒周圍的液體分子對懸浮顆粒撞擊的不均衡性引起的，不能說明分子的運(yùn)動與懸浮顆粒的大小有關(guān)，B錯(cuò)誤；溫度越高，布朗運(yùn)動越激烈，說明溫度越高，分子運(yùn)動越激烈，D正確． 5．(2015課標(biāo)Ⅱ33(1))關(guān)于擴(kuò)散現(xiàn)象，下列說法正確的是(　　) A．溫度越高，擴(kuò)散進(jìn)行得越快 B．?dāng)U散現(xiàn)象是不同物質(zhì)間的一種化學(xué)反應(yīng) C．?dāng)U散現(xiàn)象是由物質(zhì)分子無規(guī)則運(yùn)動產(chǎn)生的 D．?dāng)U散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生 E．液體中的擴(kuò)散現(xiàn)象是由于液體的對流形成的 答案　ACD 解析　根據(jù)分子動理論，溫度越高，擴(kuò)散進(jìn)行得越快，故A正確；擴(kuò)散現(xiàn)象是由物質(zhì)分子無規(guī)則運(yùn)動產(chǎn)生的，不是化學(xué)反應(yīng)，故B錯(cuò)誤，C正確；擴(kuò)散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生，故D正確；液體中的擴(kuò)散現(xiàn)象不是由于液體的對流形成的，是液體分子無規(guī)則運(yùn)動產(chǎn)生的，故E錯(cuò)誤． 6．下列哪些現(xiàn)象屬于熱運(yùn)動(　　) A．把一塊平滑的鉛板疊放在平滑的鋁板上，經(jīng)相當(dāng)長的一段時(shí)間再把它們分開，會看到與它們相接觸的面都變得灰蒙蒙的 B．把胡椒粉末放入菜湯中，最后胡椒粉末會沉在湯碗底，但我們喝湯時(shí)嘗到了胡椒的味道 C．含有泥沙的水經(jīng)一定時(shí)間會變澄清 D．用砂輪打磨而使零件溫度升高 答案　ABD 解析　熱運(yùn)動在微觀上是指分子的運(yùn)動，如擴(kuò)散現(xiàn)象，在宏觀上表現(xiàn)為溫度的變化，如“摩擦生熱”、物體的熱傳遞等，而水變澄清的過程是泥沙在重力作用下的沉淀，不是熱運(yùn)動，C錯(cuò)誤． 命題點(diǎn)四　分子動能、分子勢能和內(nèi)能 1.分子力、分子勢能與分子間距離的關(guān)系：分子力F、分子勢能Ep與分子間距離r的關(guān)系圖線如圖3所示(取無窮遠(yuǎn)處分子勢能Ep＝0)． 圖3 (1)當(dāng)r＞r0時(shí)，分子力表現(xiàn)為引力，當(dāng)r增大時(shí)，分子力做負(fù)功，分子勢能增加． (2)當(dāng)r＜r0時(shí)，分子力表現(xiàn)為斥力，當(dāng)r減小時(shí)，分子力做負(fù)功，分子勢能增加． (3)當(dāng)r＝r0時(shí)，分子勢能最小. 2．內(nèi)能和機(jī)械能的區(qū)別 能量 定義 決定 量值 測量 轉(zhuǎn)化 內(nèi)能 物體內(nèi)所有分子的動能和勢能的總和 由物體內(nèi)部分子微觀運(yùn)動狀態(tài)決定，與物體整體運(yùn)動情況無關(guān) 任何物體都具有內(nèi)能，恒不為零 無法測量．其變化量可由做功和熱傳遞來量度 在一定條件下可相互轉(zhuǎn)化 機(jī)械能 物體的動能及重力勢能和彈性勢能的總和 與物體宏觀運(yùn)動狀態(tài)、參考系和零勢能面選取有關(guān)，和物體內(nèi)部分子運(yùn)動情況無關(guān) 可以為零 可以測量 例4　關(guān)于分子間相互作用力與分子間勢能，下列說法正確的是(　　) A．在10r0距離范圍內(nèi)，分子間總存在著相互作用的引力 B．分子間作用力為零時(shí)，分子間的勢能一定是零 C．當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子間的距離越大，分子勢能越小 D．分子間距離越大，分子間的斥力越小 E．兩個(gè)分子間的距離變大的過程中，分子間引力變化總是比斥力變化慢 答案　ADE 解析　在10r0距離范圍內(nèi)，分子間總存在著相互作用的引力和斥力，選項(xiàng)A正確；分子間作用力為零時(shí)，分子間的勢能最小，但不是零，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為引力時(shí)，隨分子間的距離增大，克服分子力做功，故分子勢能增大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；分子間距離越大，分子間的引力和斥力都是越小的，選項(xiàng)D正確；兩個(gè)分子間的距離變大的過程中，分子間引力變化總是比斥力變化慢，選項(xiàng)E正確；故選A、D、E. 例5　以下說法正確的是(　　) A．溫度低的物體內(nèi)能一定小 B．溫度低的物體分子運(yùn)動的平均速率小 C．溫度升高，分子熱運(yùn)動的平均動能一定增大，但并非所有分子的速率都增大 D．外界對物體做功時(shí)，物體的內(nèi)能不一定增加 答案　CD 解析　因?yàn)閮?nèi)能的大小與物體的溫度、質(zhì)量和體積都有關(guān)，溫度低的物體內(nèi)能不一定小，故A錯(cuò)誤；溫度是分子平均動能的標(biāo)志，溫度低的物體分子運(yùn)動的平均動能一定小，但溫度低的物體內(nèi)分子運(yùn)動的平均速率不一定比溫度高的物體內(nèi)分子運(yùn)動的平均速率小，這是因?yàn)闇囟鹊偷奈矬w分子可能質(zhì)量較小，其平均速率反而更大，故B錯(cuò)誤；溫度越高，分子熱運(yùn)動的平均動能越大，分子的平均速率增大，這是統(tǒng)計(jì)規(guī)律，具體到少數(shù)個(gè)別分子，其速率的變化不確定，因此仍可能有分子的運(yùn)動速率是非常小的，故C正確；外界對物體做功時(shí)，若同時(shí)散熱，物體的內(nèi)能不一定增加，故D正確． 判斷分子動能變化的兩種方法 1．利用分子力做功判斷 僅受分子力作用時(shí)，分子力做正功，分子勢能減小，分子動能增加；分子力做負(fù)功，分子勢能增加，分子動能減?。? 圖4 2．利用分子勢能Ep與分子間距離r的關(guān)系圖線判斷 如圖4所示，僅受分子力作用時(shí)，分子動能和勢能之和不變，根據(jù)Ep變化可判知Ek變化．而Ep變化根據(jù)圖線判斷．但要注意此圖線和分子力與分子間距離的關(guān)系圖線形狀雖然相似，但意義不同，不要混淆． 7．關(guān)于分子間的作用力，下列說法正確的是(　　) A．分子之間的斥力和引力同時(shí)存在 B．分子之間的斥力和引力大小都隨分子間距離的增大而減小 C．分子之間的距離減小時(shí)，分子力一定做正功 D．分子之間的距離增大時(shí)，分子勢能一定減小 E．分子之間的距離增大時(shí)，可能存在分子勢能相等的兩個(gè)點(diǎn) 答案　ABE 8.兩分子間的斥力和引力的合力F與分子間距離r的關(guān)系如圖5中曲線所示，曲線與r軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為r0.相距很遠(yuǎn)的兩分子在分子力作用下，由靜止開始相互接近．若兩分子相距無窮遠(yuǎn)時(shí)分子勢能為零，下列說法正確的是(　　) 圖5 A．在r＞r0階段，F(xiàn)做正功，分子動能增加，勢能減小 B．在r＜r0階段，F(xiàn)做負(fù)功，分子動能減小，勢能也減小 C．在r＝r0時(shí)，分子勢能最小，動能最大 D．在r＝r0時(shí)，分子勢能為零 E．分子動能和勢能之和在整個(gè)過程中不變 答案　ACE 解析　 由Ep－r圖可知：在r＞r0階段，當(dāng)r減小時(shí)F做正功，分子勢能減小，分子動能增加，故A正確；在r＜r0階段，當(dāng)r減小時(shí)F做負(fù)功，分子勢能增加，分子動能減小，故B錯(cuò)誤；在r＝r0時(shí)，分子勢能最小，但不為零，動能最大，故C正確，D錯(cuò)誤；在整個(gè)相互接近的過程中，分子動能和勢能之和保持不變，故E正確． 題組1　分子動理論的理解 1．(2015山東37(1))墨滴入水，擴(kuò)而散之，徐徐混勻．關(guān)于該現(xiàn)象的分析正確的是(　　) A．混合均勻主要是由于碳粒受重力作用 B．混合均勻的過程中，水分子和碳粒都做無規(guī)則運(yùn)動 C．使用碳粒更小的墨汁，混合均勻的過程進(jìn)行得更迅速 D．墨汁的擴(kuò)散運(yùn)動是由于碳粒和水分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的 答案　BC 解析　根據(jù)分子動理論的知識可知，最后混合均勻是擴(kuò)散現(xiàn)象，水分子做無規(guī)則運(yùn)動，碳粒做布朗運(yùn)動，由于布朗運(yùn)動的劇烈程度與顆粒大小和溫度有關(guān)，所以使用碳粒更小的墨汁，布朗運(yùn)動會更明顯，則混合均勻的過程進(jìn)行得更迅速，故選B、C. 2．(2016北京理綜20)霧霾天氣是對大氣中各種懸浮顆粒物含量超標(biāo)的籠統(tǒng)表述，是特定氣候條件與人類活動相互作用的結(jié)果．霧霾中，各種懸浮顆粒物形狀不規(guī)則，但可視為密度相同、直徑不同的球體，并用PM10、PM2.5分別表示球體直徑小于或等于10μm、2.5μm的顆粒物(PM是顆粒物的英文縮寫)． 某科研機(jī)構(gòu)對北京地區(qū)的檢測結(jié)果表明，在靜穩(wěn)的霧霾天氣中，近地面高度百米的范圍內(nèi)，PM10的濃度隨高度的增加略有減小，大于PM10的大懸浮顆粒物的濃度隨高度的增加明顯減小，且兩種濃度分布基本不隨時(shí)間變化． 據(jù)此材料，以下敘述正確的是(　　) A．PM10表示直徑小于或等于1.010－6m的懸浮顆粒物 B．PM10受到的空氣分子作用力的合力始終大于其受到的重力 C．PM10和大懸浮顆粒物都在做布朗運(yùn)動 D．PM2.5的濃度隨高度的增加逐漸增大 答案　C 解析　PM10顆粒物的直徑為1010－6m＝1.010－5m，A項(xiàng)錯(cuò)；PM10受到空氣分子作用力的合力總是在不停地變化，并不一定始終大于重力，B項(xiàng)錯(cuò)；PM10和大懸浮顆粒物受到空氣分子不停地碰撞做無規(guī)則運(yùn)動，符合布朗運(yùn)動的條件，C項(xiàng)正確；根據(jù)材料不能判斷PM2.5濃度隨高度的增加而增大，D項(xiàng)錯(cuò)． 3．關(guān)于分子動理論的規(guī)律，下列說法正確的是(　　) A．?dāng)U散現(xiàn)象說明物質(zhì)分子在做永不停息的無規(guī)則運(yùn)動 B．壓縮氣體時(shí)氣體會表現(xiàn)出抗拒壓縮的力是由于氣體分子間存在斥力的緣故 C．兩個(gè)分子距離減小時(shí)，分子間引力和斥力都在增大 D．如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定處于熱平衡，用來表征它們所具有的“共同熱學(xué)性質(zhì)”的物理量是內(nèi)能 E．已知某種氣體的密度為ρ，摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則該氣體分子之間的平均距離可以表示為 答案　ACE 題組2　分子力、分子勢能和內(nèi)能 4．下列關(guān)于溫度及內(nèi)能的說法中正確的是(　　) A．溫度是分子平均動能的標(biāo)志，所以兩個(gè)動能不同的分子相比，動能大的溫度高 B．兩個(gè)不同的物體，只要溫度和體積相同，內(nèi)能就相同 C．質(zhì)量和溫度相同的冰和水，內(nèi)能是相同的 D．一定質(zhì)量的某種物質(zhì)，即使溫度不變，內(nèi)能也可能發(fā)生變化 答案　D 解析　溫度是大量分子熱運(yùn)動的宏觀體現(xiàn)，單個(gè)分子不能比較溫度大小，A錯(cuò)誤；物質(zhì)的內(nèi)能由溫度、體積、物質(zhì)的量共同決定，故B、C均錯(cuò)誤，D正確． 5．兩個(gè)相距較遠(yuǎn)的分子僅在分子力作用下由靜止開始運(yùn)動，直至不再靠近．在此過程中，下列說法正確的是(　　) A．分子力先增大，后一直減小 B．分子力先做正功，后做負(fù)功 C．分子動能先增大，后減小 D．分子勢能先增大，后減小 E．分子勢能和動能之和不變 答案　BCE 解析　由分子動理論的知識可知，當(dāng)兩個(gè)相距較遠(yuǎn)的分子相互靠近，直至不能再靠近的過程中，分子力先是表現(xiàn)為引力且先增大后減小，之后表現(xiàn)為分子斥力，一直增大，所以A選項(xiàng)錯(cuò)誤；分子引力先做正功，然后分子斥力做負(fù)功，分子勢能先減小后增大，分子動能先增大后減小，所以B、C正確，D錯(cuò)誤．因?yàn)橹挥蟹肿恿ψ龉?，所以分子勢能和分子動能的總和保持不變，E選項(xiàng)正確． 6．對于分子動理論和物體內(nèi)能的理解，下列說法正確的是(　　) A．溫度高的物體內(nèi)能不一定大，但分子平均動能一定大 B．外界對物體做功，物體內(nèi)能一定增加 C．溫度越高，布朗運(yùn)動越顯著 D．當(dāng)分子間的距離增大時(shí)，分子間作用力就一直減小 E．當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子勢能隨分子間距離的減小而增大 答案　ACE 解析　溫度高的物體分子平均動能一定大，但是內(nèi)能不一定大，選項(xiàng)A正確；外界對物體做功，若存在散熱，物體內(nèi)能不一定增加，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；溫度越高，布朗運(yùn)動越顯著，選項(xiàng)C正確；當(dāng)分子間的距離增大時(shí)，分子間作用力可能先增大后減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子勢能隨分子間距離的減小而增大，選項(xiàng)E正確． 7．以下說法中正確的是(　　) A．物體運(yùn)動的速度越大，其內(nèi)能越大 B．分子的熱運(yùn)動是指物體內(nèi)部分子的無規(guī)則運(yùn)動 C．微粒的布朗運(yùn)動的無規(guī)則性，反映了液體內(nèi)分子運(yùn)動的無規(guī)則性 D．若外界對物體做正功，同時(shí)物體從外界吸收熱量，則物體的內(nèi)能必增加 E．溫度低的物體，其內(nèi)能一定比溫度高的物體小 答案　BCD 解析　內(nèi)能與物體的速度無關(guān)，故A錯(cuò)誤；溫度低的物體，分子平均動能小，內(nèi)能不一定小，故E錯(cuò)誤． 8．下列四幅圖中，能正確反映分子間作用力F和分子勢能Ep隨分子間距離r變化關(guān)系的圖線是(　　) 答案　B 解析　分子間作用力F的特點(diǎn)是：rr0時(shí)F表現(xiàn)為引力；分子勢能Ep的特點(diǎn)是r＝r0時(shí)Ep最小，因此只有B項(xiàng)正確． 題組3　微觀量的估算 9．石墨烯是目前發(fā)現(xiàn)的最薄、最堅(jiān)硬、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最強(qiáng)的一種新型納米材料．已知1g石墨烯展開后面積可以達(dá)到2600m2，試計(jì)算每1m2的石墨烯所含碳原子的個(gè)數(shù)．(阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.01023mol－1，碳的摩爾質(zhì)量M＝12g/mol，計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 答案　1.91019個(gè) 解析　由題意可知，已知1 g石墨烯展開后面積可以達(dá)到2 600 m2,1 m2石墨烯的質(zhì)量：m＝ g 則1 m2石墨烯所含碳原子個(gè)數(shù)：N＝NA＝61023≈1.91019個(gè)． 10．很多轎車為了改善夜間行駛時(shí)的照明問題，在車燈的設(shè)計(jì)上選擇了氙氣燈，因?yàn)殡瘹鉄魺艄獾牧炼仁瞧胀魺艄饬炼鹊?倍，但是耗電量僅是普通燈的一半，氙氣燈使用壽命則是普通燈的5倍，很多車主會選擇含有氙氣燈的汽車．若氙氣充入燈頭后的容積V＝1.6L，氙氣密度ρ＝6.0kg/m3，氙氣摩爾質(zhì)量M＝0.131 kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝61023mol－1.試估算：(結(jié)果保留一位有效數(shù)字) (1)燈頭中氙氣分子的總個(gè)數(shù)N； (2)燈頭中氙氣分子間的平均距離． 答案　(1)41022個(gè)　(2)310－9m 解析　(1)設(shè)氙氣的物質(zhì)的量為n，則n＝，氙氣分子的總個(gè)數(shù)N＝NA≈41022個(gè)． (2)每個(gè)分子所占的空間為V0＝ 設(shè)分子間平均距離為a，則有V0＝a3， 則a＝≈310－9 m.