专题10 分子动理论与统计观点-2016年高考物理备考艺体生百日突围系列(解析版)

第一部分名师综述综合分析近几年的高考物理试题发现，试题在考查主干知识的同时，注重考查必修中的基本概念和基本规律。

更加注重：(1)建立宏观量和微观量的对应关系，如分子动能与温度相对应，分子势能与体积相对应，物体的内能与温度、体积、物质的量相对应等；(2)强化基本概念与基本规律的理解和记忆；(3)建立统计的观点；（1）考纲要求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．（2）命题规律高考热学命题的重点内容有：(1)分子动理论要点，分子力、分子大小、质量、数目估算；题型多为选择题和填空题，绝大多数选择题只要求定性分析，极少数填空题要求应用阿伏加德罗常数进行计算(或估算)。

第一部分知识背一背（1）物体是由大量分子组成的①多数分子大小的数量级为10－10 m.②一般分子质量的数量级为10－26 kg.（2）分子永不停息地做无规则热运动说明分子永不停息地做无规则运动的两个实例①扩散现象：由于分子的无规则运动而产生的物质迁移现象．温度越高，扩散越快．②布朗运动：在显微镜下看到的悬浮在液体中的固体颗粒的永不停息地无规则运动．布朗运动反映了液体内部的分子的无规则运动．颗粒越小，运动越明显；温度越高，运动越剧烈．（3）分子间存在着相互作用力①分子间同时存在引力和斥力，实际表现的分子力是它们的合力．②引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，但斥力比引力变化得快．(4)温度和内能①当分子力做正功时，分子势能减小；当分子力做负功时，分子势能增大．②从分子动理论观点来看，温度是物体分子热运动平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能就越大；反之亦然．注意同一温度下，不同物质分子的平均动能都相同，但由于不同物质的分子质量不尽相同，所以分子运动的平均速率不尽相同。

③决定物体内能的是物体中所含分子的摩尔数、温度和体积三个因素。

第二部分 技能+方法一、微观量的估算①微观量：分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m 0.②宏观量：物体的体积V 、摩尔体积V m 、物体的质量m 、摩尔质量M 、物体的密度ρ.③关系(a)分子的质量：Am A N V N M m ρ==0 (b)分子的体积：AA m N M N V V ρ==0 (c)物体所含的分子数：A m A m N V m N V V N ∙=∙=ρ或A A N M V N M m N ∙=∙=ρ ④）分子的两种模型：(a)对于固体、液体，分析分子的直径时，可建立球体模型，分子直径306πV d =。

(b)对于气体，分析分子间的平均距离时，可建立立方体模型，相邻分子间的平均距离为30V d =。

⑤特别提醒(a)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A m N V V =0，仅适用于固体和液体，对气体不适用．(b)对于气体分子，30V d =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．二、布朗运动与分子热运动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．三、分子间作用力分子间总是同时存在着相互作用的引力和斥力，“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 ＝r 0时，F 引＝F 斥，F ＝0；(2)当r <r 0时，F 引和F 斥都随距离的减小而增大，但F 引<F 斥，F 表现为斥力；(3)当r >r 0时，F 引和F 斥都随距离的增大而减小，但F 引>F 斥，F 表现为引力；(4)当r >10r 0(10－9 m)时，F 引和F 斥都已经十分微弱，可以认为分子间没有相互作用力(F ＝0)【例1】已知阿伏伽德罗常数为N A ，铜的摩尔质量为M 0，密度为p (均为国际制单位)，则A ．1个铜原子的质量是0A M NB ．1个铜原子的体积是0AM N ρ C ．1kg 铜所含原子的数目是A N ρ D ．1m 3铜所含原子的数目为0A N M ρ【答案】ABD 【思维提升】每摩尔物体含有N A 个分子数，所以分子的质量等于摩尔质量除以阿伏伽德罗常数．要求出单位体积内的分子数，先求出单位体积的摩尔量，再用摩尔量乘以阿伏伽德罗常数【例2】下列说法正确的是。

（填正确答案标号。

选对1个得2分，选对2个得4分，选对三个得5分。

每选错一个扣3分，最低得分为0分）A ．放热的物体，其内能也可能增加B ．能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程具有的方向性C ．热量不可能从低温物体传递到高温物体D ．已知气体分子间的作用力表现为引力，若气体等温膨胀，则气体对外做功且内能增加E ．温度是分子平均动能的标志，温度升高，则物体的每一个分子的动能都增大【答案】ABD【思维提升】本题的关键是知道分子的内能与分子动能和势能有关，而动能由温度决定，分子势能的变化要看分子力做功的正负。

温度是分子平均动能的标志，这是一个统计规律，对于单个、少量分子是不成立的第三部分 基础练+测1、【山东师范大学附属中学2016届高三上学期第二次模拟考试物理试题】由于分子间存在着分子力，而分子力做功与路径无关，因此分子间存在与其相对距离有关的分子势能。

如图所示为分子势能E p 随分子间距离r 变化的图象，取r 趋近于无穷大时E p 为零。

通过功能关系可以从分子势能的图象中得到有关分子力的信息，则下列说法正确的是A ．假设将两个分子从r=r 2处释放，它们将相互远离B ．假设将两个分子从r=r 2处释放，它们将相互靠近C ．假设将两个分子从r=r l 处释放，它们的加速度先增大后减小D ．假设将两个分子从r=r 1处释放，当r=r 2时它们的速度最大【答案】D【解析】当分子间距离等于平衡距离时，分子力为零，分子势能最小；当分子间距离小于平衡距离时，分子力表现为斥力，故2r 处，分子间的作用力为零，所以2r r =处释放的两个分子，它们之间没有相互作用力，故处于静止，不会远离也不会靠近，AB 错误；假设将两个分子从l r r =处释放，则12r r <，分子间表现为斥力，随着距离的增大，斥力在减小，所以加速度在减小，当到2r r =处作用力为零，加速度为零，速度最大，之后分子间表现为引力，距离增大，引力增大，加速度增大，故加速度先减小后增大，故C 错误D 正确【名师点睛】本题的关键是从图中得知当分子间距离等于平衡距离时，分子力为零，分子势能最小，2r r >时表现为引力，当2r r <时表现为斥力，2、（多选）【湖南省衡阳市第八中学2016届高三上学期第二次月考物理试题】关于理想气体的温度、分子平均速率、内能的关系，下列说法中正确的是( )A ．温度升高，气体分子的平均速率增大B ．温度相同时，各种气体分子的平均速率都相同C ．温度相同时，各种气体分子的平均动能相同D.温度相同时，各种气体的内能相同【答案】AC【名师点睛】本题主要考查了分子动理论、温度、分子平均速率、内能等概念的综合运用。

属于容易题。

要求学生掌握温度的微观含义的理解：温度是物体分子热运动的平均动能大小的标志。

温度相同，平均动能相同，但平均速率可能不同，内能也可能不同。

3、【山东师范大学附属中学2016届高三上学期第二次模拟考试物理试题】已知阿伏伽德罗常数为N A ，铜的摩尔质量为M 0，密度为p (均为国际制单位)，则A ．1个铜原子的质量是0A M NB ．1个铜原子的体积是0AM N ρ C ．1kg 铜所含原子的数目是A N ρ D ．1m 3铜所含原子的数目为0A N M ρ 【答案】ABD【解析】1摩尔铜的质量为0M ，所以一个铜原子的质量为0AM N ，A 正确；1摩尔铜的体积即摩尔体积为00M V ρ=，所以1个铜原子的体积是00A A M M V N N ρρ==，B 正确；1kg 铜的体积为1'V ρ=，所以1kg 铜所含原子的数目是000'A A A N N V n N V V M ρ===，C 错误；1m 3铜的质量为M ρ=，故1m 3铜的物质量为：00M M M ρ=；故1m 3铜的所含原子的数目为：0A A N N nN M ρ==，故D 正确； 【名师点睛】每摩尔物体含有N A 个分子数，所以分子的质量等于摩尔质量除以阿伏伽德罗常数．要求出单位体积内的分子数，先求出单位体积的摩尔量，再用摩尔量乘以阿伏伽德罗常数4、（多选）【山东师范大学附属中学2016届高三上学期第二次模拟考试物理试题】下列说法正确的是A ．布朗运动就是液体分子的无规则运动B ．当两分子间距离增大时，分子力一定减小而分子势能一定增加C ．一定量100℃的水变成100℃的水蒸气，其分子之间的势能增加D ．温度降低，物体内所有分子运动的速度不一定都变小【答案】CD【名师点睛】布朗运动是指在液体分子无规则运动的撞击下花粉颗粒做无规则运动，间接体现了液体分子的无规则运动，温度是分子平均动能的标志，温度降低，分子平均动能减小，不是每一个分子的运动速度都在减小5、【云南省玉溪市第一中学2016届高三上学期期中考试理科综合试题】下列说法中正确的是（填入正确选项前的字母，选对1个给2分，选对2个给4分，选对3个给5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分）。

A ．一定质量的理想气体温度升高时，分子的平均动能一定增大B ．不可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功C ．不可能使热量从低温物体传向高温物体D ．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E ．分子间距离增大时，分子力一定减小【答案】ABD【解析】温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子平均动能增大，A 正确；热力学第二定律可以表示为：不可能制成一种循环动作的热机，从单一热源取热，使之完全变为功而不引起其它变化，B 正确；通过做功的手段可以使热量从低温物体传向高温物体，C 错误；当分子力表现为引力时，增大分子间的距离，需要克服分子间的引力做功，所以分子势能增大，D 正确；分子间的作用力随分子间的距离增大先增大后减小，因此分子力可能增大，也可能减小，E 错误【名师点睛】做本题关键是知道温度是分子平均动能的标志，分子间的作用力随分子间的距离增大先增大后减小，因此分子力可能增大，也可能减小，6、【湖南师范大学附属中学2016届高三月考（三）物理试题】（6分）一下列说法正确的是．（选对一个给3分，选对两个给4分．选对3个给6分．每选错一个扣3分，最低得分为0分）A．理想气体等温膨胀时．内能不变B、扩散现象表明分子在永不停息地运动C．分子热运动加剧，则物体内每个分子的动能都变大D、在绝热过程中．外界对物体做功，物体的内能一定增加E、布朗运动反映了悬浮孩粒内部的分子在不停地做规则热运动【答案】ABD【名师点睛】此题考查了热学部分的多个知识点：气体的内能、扩散运动、热力学第一定律、布朗运动等；这些都是易错点，尤其是布朗运动，它是悬浮在液体表面的固体颗粒的运动，不是分子运动，也不是热运动，是液体分子无规则运动的反映.7、（多选）【广东省广州市执信中学2016届高三上学期期中考试理综试题】有关分子的热运动和内能，下列说法正确的是（）A．一定质量的气体，温度不变，分子的平均动能不变B．物体的温度越高，分子热运动越剧烈C．物体的内能是物体中所有分子热运动动能和分子势能的总和D．布朗运动是由悬浮在液体中的微粒之间的相互碰撞引起的E．外界对物体做功，物体的内能必定增加【答案】ABC【解析】温度是分子平均平动动能的标志，则一定质量的气体，温度不变，分子的平均动能不变，选项A 正确；物体的温度越高，分子热运动越剧烈，选项B正确；物体的内能是物体中所有分子热运动动能和分子势能的总和，选项C正确；布朗运动是液体分析对悬浮在液体中的微粒的频繁的碰撞引起的，选项D错误；根据热力学第一定律可知，外界对物体做功，如果气体放热，则物体的内能不一定会增加，选项E错误；故选ABC.【名师点睛】此题考查了热学中的几个知识点；要求掌握的：温度是分子平均动能的标志；布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动，是大量液体分子对颗粒频繁的碰撞造成的；热力学第一定律：△E=W+Q，这些都是要熟练掌握的.8、【2016•广东省广州六中、广雅中学、执信中学等六校高三第一次联考】（6分）以下说法正确的有。