2020屆高考物理一輪復(fù)習(xí)熱點(diǎn)題型歸納與變式演練專題33分子動理論【專題導(dǎo)航】目錄TOC\o"1-3"\h\u熱點(diǎn)題型一微觀量的估算 1熱點(diǎn)題型二布朗運(yùn)動與分子熱運(yùn)動 3熱點(diǎn)題型三分子力、分子勢能和物體的內(nèi)能 4熱點(diǎn)題型四物體的內(nèi)能 5熱點(diǎn)題型五實(shí)驗(yàn)：用油膜法估測分子的大小 7【題型演練】 9【題型歸納】熱點(diǎn)題型一微觀量的估算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Vm、物體的質(zhì)量m、摩爾質(zhì)量M、物體的密度ρ.3．宏觀量、微觀量以及它們之間的關(guān)系已知量可求量摩爾體積Vmol分子體積V0＝eq\f(Vmol,NA)(適用于固體和液體)分子占據(jù)體積V占＝eq\f(Vmol,NA)(適用于氣體)摩爾質(zhì)量Mmol分子質(zhì)量m0＝eq\f(Mmol,NA)體積V和摩爾體積Vmol分子數(shù)目n＝eq\f(V,Vmol)NA(適用于固體、液體和氣體)質(zhì)量m和摩爾質(zhì)量Mmol分子數(shù)目n＝eq\f(m,Mmol)NA4．分子的兩種模型物質(zhì)有固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)三種情況，不同物態(tài)下應(yīng)將分子看成不同的模型．(1)固體、液體分子一個(gè)一個(gè)緊密排列，可將分子看成球形或立方體形，如圖所示，分子間距等于小球的直徑或立方體的棱長，所以d＝eq\r(3,\f(6V,π))(球體模型)或d＝eq\r(3,V)(立方體模型)．(2)氣體分子不是一個(gè)一個(gè)緊密排列的，它們之間的距離很大，所以氣體分子的大小不等于分子所占有的平均空間．如圖所示，此時(shí)每個(gè)分子占有的空間視為棱長為d的立方體，所以d＝eq\r(3,V).【例1】(2019·大連模擬)某氣體的摩爾質(zhì)量為Mmol，摩爾體積為Vmol，密度為ρ，每個(gè)分子的質(zhì)量和體積分別為m和V0，則阿伏加德羅常數(shù)NA表示錯(cuò)誤的是 ()A．NA＝eq\f(Mmol,m) B．NA＝eq\f(Vmol,V0)C．NA＝eq\f(ρVmol,m) D．NA＝eq\f(Mmol,ρV0)E．NA＝eq\f(ρVmol,Mmol)【變式1】鉆石是首飾和高強(qiáng)度鉆頭、刻刀等工具中的主要材料，設(shè)鉆石的密度為ρ(單位為kg/m3)，摩爾質(zhì)量為M(單位為g/mol)，阿伏加德羅常數(shù)為NA.已知1克拉＝0.2克，則下列說法正確的是 ()A．a(chǎn)克拉鉆石所含有的分子數(shù)為eq\f(0.2aNA,M)B．a(chǎn)克拉鉆石所含有的分子數(shù)為eq\f(aNA,M)C．每個(gè)鉆石分子直徑的表達(dá)式為eq\r(3,\f(6M×10－3,NAρπ))(單位為m)D．每個(gè)鉆石分子的質(zhì)量為eq\f(M,NA)E．每個(gè)鉆石分子的體積為eq\f(M,NAρ)【變式2】下列說法正確的是()A．1g水中所含的分子數(shù)目和地球的總?cè)丝跀?shù)差不多B．布朗運(yùn)動就是物質(zhì)分子的無規(guī)則熱運(yùn)動C．一定質(zhì)量的理想氣體壓強(qiáng)增大，其分子的平均動能可能減小D．氣體如果失去了容器的約束就會散開，這是氣體分子的無規(guī)則的熱運(yùn)動造成的E．0℃的鐵和0℃的冰，它們的分子平均動能相等熱點(diǎn)題型二布朗運(yùn)動與分子熱運(yùn)動兩種運(yùn)動的比較布朗運(yùn)動熱運(yùn)動活動主體固體小顆粒分子區(qū)別是固體小顆粒的運(yùn)動，是比分子大得多的分子團(tuán)的運(yùn)動，較大的顆粒不做布朗運(yùn)動，但它本身的以及周圍的分子仍在做熱運(yùn)動是指分子的運(yùn)動，分子不論大小都做熱運(yùn)動，熱運(yùn)動不能通過光學(xué)顯微鏡直接觀察到共同點(diǎn)都是永不停息的無規(guī)則運(yùn)動，都隨溫度的升高而變得更加激烈，都是肉眼所不能看見的聯(lián)系布朗運(yùn)動是由于小顆粒受到周圍分子做熱運(yùn)動的撞擊力而引起的，它是分子做無規(guī)則運(yùn)動的反映【例2】(2019·邯鄲市模擬)PM2.5是指空氣中直徑等于或小于2.5微米的懸浮顆粒物，飄浮在空中做無規(guī)則運(yùn)動，很難自然沉降到地面，吸入后危害人體健康，礦物燃料的燃燒是形成PM2.5的主要原因．下列關(guān)于PM2.5的說法正確的是 ()A．PM2.5的尺寸與空氣中氧分子的尺寸的數(shù)量級相當(dāng)B．PM2.5在空氣中的運(yùn)動屬于布朗運(yùn)動C．溫度越低PM2.5活動越劇烈D．倡導(dǎo)低碳生活，減少煤和石油等燃料的使用能有效減小PM2.5在空氣中的濃度E．PM2.5中小一些的顆粒的運(yùn)動比大一些的顆粒更為劇烈【變式1】下列說法正確的是()A．顯微鏡下觀察到墨水中的小炭粒在不停地做無規(guī)則運(yùn)動，這反映了液體分子運(yùn)動的無規(guī)則性B．分子間的相互作用力隨著分子間距離的增大，一定先減小后增大C．分子勢能隨著分子間距離的增大，可能先減小后增大D．在真空、高溫條件下，可以利用分子擴(kuò)散向半導(dǎo)體材料摻入其他元素E．當(dāng)溫度升高時(shí)，物體內(nèi)每一個(gè)分子熱運(yùn)動的速率一定都增大【變式2】(2019·福建莆田一中模擬)下列各種說法中正確的是 ()A．固體小顆粒越小，溫度越高，布朗運(yùn)動越顯著B．?dāng)U散現(xiàn)象能在氣體中進(jìn)行，不能在固體中進(jìn)行C．氣體分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動，固體分子之間相對靜止不動D．如果一開始分子間距離大于r0，則隨著分子間距離的增大，分子勢能增大E．內(nèi)能相同的物體，可能溫度不同熱點(diǎn)題型三分子力、分子勢能和物體的內(nèi)能1．分子力及分子勢能比較分子力F分子勢能Ep圖象隨分子間距離的變化情況r<r0F隨r增大而減小，表現(xiàn)為斥力r增大，F(xiàn)做正功，Ep減小r>r0r增大，F(xiàn)先增大后減小，表現(xiàn)為引力r增大，F(xiàn)做負(fù)功，Ep增大r＝r0F引＝F斥，F(xiàn)＝0Ep最小，但不為零r>10r0引力和斥力都很微弱，F(xiàn)＝0Ep＝02.分析物體內(nèi)能問題的四點(diǎn)提醒(1)內(nèi)能是對物體的大量分子而言的，不存在某個(gè)分子內(nèi)能的說法．(2)決定內(nèi)能大小的因素為溫度、體積、分子數(shù)，還與物態(tài)有關(guān)系．(3)通過做功或熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能．(4)溫度是分子平均動能的標(biāo)志，相同溫度的任何物體，分子的平均動能相同．【例3】(2019·山東泰安模擬)甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O，只在兩分子間的作用力作用下，乙分子沿x軸方向運(yùn)動，兩分子間的分子勢能Ep與兩分子間距離x軸的變化關(guān)系如圖所示，設(shè)乙分子在移動過程中所具有的總能量為零，則下列說法正確的是 ()A．乙分子在P點(diǎn)時(shí)加速度為零B．乙分子在Q點(diǎn)時(shí)分子勢能最小C．乙分子在Q點(diǎn)時(shí)處于平衡狀態(tài)D．乙分子在P點(diǎn)時(shí)動能最大E．乙分子在P點(diǎn)時(shí)，分子間引力和斥力相等【變式1】．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()【變式2】(2019·江西南昌模擬)關(guān)于分子間的作用力，下列說法正確的是 ()A．若分子間的距離增大，則分子間的引力和斥力均減小B．若分子間的距離減小，則分子間的引力和斥力均增大C．若分子間的距離減小，則分子間的引力和斥力的合力一定增大D．若分子間的距離增大，則分子間的引力和斥力的合力一定減小E．若分子間的距離從無窮遠(yuǎn)處開始減小，則引力和斥力的合力先增大后減小再增大熱點(diǎn)題型四物體的內(nèi)能1．內(nèi)能和熱量的比較內(nèi)能熱量區(qū)別是狀態(tài)量，狀態(tài)確定系統(tǒng)的內(nèi)能隨之確定．一個(gè)物體在不同的狀態(tài)下有不同的內(nèi)能是過程量，它表示由于熱傳遞而引起的內(nèi)能變化過程中轉(zhuǎn)移的能量聯(lián)系在只有熱傳遞改變物體內(nèi)能的情況下，物體內(nèi)能的改變量在數(shù)值上等于物體吸收或放出的熱量2.物體的內(nèi)能與機(jī)械能的比較內(nèi)能機(jī)械能定義物體中所有分子熱運(yùn)動的動能與分子勢能的總和物體的動能、重力勢能和彈性勢能的統(tǒng)稱決定因素與物體的溫度、體積、物態(tài)和分子數(shù)有關(guān)跟宏觀運(yùn)動狀態(tài)、參考系和零勢能點(diǎn)的選取有關(guān)量值任何物體都有內(nèi)能可以為零測量無法測量可測量本質(zhì)微觀分子的運(yùn)動和相互作用的結(jié)果宏觀物體的運(yùn)動和相互作用的結(jié)果運(yùn)動形式熱運(yùn)動機(jī)械運(yùn)動聯(lián)系在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化，能的總量守恒【例4】．(2017·高考全國卷Ⅰ)氧氣分子在0℃和100℃溫度下單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨氣體分子速率的變化分別如圖中兩條曲線所示．下列說法正確的是()A．圖中兩條曲線下面積相等B．圖中虛線對應(yīng)于氧氣分子平均動能較小的情形C．圖中實(shí)線對應(yīng)于氧氣分子在100℃時(shí)的情形D．圖中曲線給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目E．與0℃時(shí)相比，100℃時(shí)氧氣分子速率出現(xiàn)在0～400m/s區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較大【變式1】(2019·安陽檢測)下列五幅圖分別對應(yīng)五種說法，其中正確的是()A．分子并不是球形，但可以當(dāng)做球形處理，這是一種估算方法B．微粒的運(yùn)動就是物質(zhì)分子的無規(guī)則熱運(yùn)動，即布朗運(yùn)動C．當(dāng)兩個(gè)相鄰的分子間距離為r0時(shí)，它們間相互作用的引力和斥力大小相等D．實(shí)驗(yàn)中要盡可能保證每顆玻璃球與電子秤碰撞時(shí)的速率相等E．0℃和100℃氧氣分子速率都呈現(xiàn)“中間多、兩頭少”的分布特點(diǎn)【變式2】．(2018·高考全國卷Ⅱ)對于實(shí)際的氣體，下列說法正確的是()A．氣體的內(nèi)能包括氣體分子的重力勢能B．氣體的內(nèi)能包括氣體分子之間相互作用的勢能C．氣體的內(nèi)能包括氣體整體運(yùn)動的動能D．氣體的體積變化時(shí)，其內(nèi)能可能不變E．氣體的內(nèi)能包括氣體分子熱運(yùn)動的動能【變式3】(2019·福建莆田一中模擬)下列各種說法中正確的是 ()A．固體小顆粒越小，溫度越高，布朗運(yùn)動越顯著B．?dāng)U散現(xiàn)象能在氣體中進(jìn)行，不能在固體中進(jìn)行C．氣體分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動，固體分子之間相對靜止不動D．如果一開始分子間距離大于r0，則隨著分子間距離的增大，分子勢能增大E．內(nèi)能相同的物體，可能溫度不同熱點(diǎn)題型五實(shí)驗(yàn)：用油膜法估測分子的大小1．實(shí)驗(yàn)原理：利用油酸酒精溶液在平靜的水面上形成單分子油膜，將油酸分子看做球形，測出一定體積油酸溶液在水面上形成的油膜面積，用d＝eq\f(V,S)計(jì)算出油膜的厚度，其中V為一滴油酸溶液中所含油酸的體積，S為油膜面積，這個(gè)厚度就近似等于油酸分子的直徑．2．實(shí)驗(yàn)步驟(1)取1mL(1cm3)的油酸溶于酒精中，制成NmL的油酸酒精溶液，則油酸的純度為eq\f(1,N).(2)往邊長為30～40cm的淺盤中倒入約2cm深的水，然后將痱子粉(或細(xì)石膏粉)均勻地撒在水面上．(3)用滴管(或注射器)向量筒中滴入n滴配制好的油酸酒精溶液，使這些溶液的體積恰好為1mL，算出每滴油酸酒精溶液的體積V0＝eq\f(1,n)mL.(4)用滴管(或注射器)向水面中央滴入一滴配制好的油酸酒精溶液，油酸就在水面上慢慢散開，形成單分子油膜．(5)待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將一塊較大的玻璃板蓋在淺盤上，用彩筆將油酸薄膜的形狀畫在玻璃板上．(6)將玻璃板取出放在坐標(biāo)紙上，算出油酸薄膜的面積S.3．?dāng)?shù)據(jù)處理(1)計(jì)算一滴溶液中油酸的體積：V＝eq\f(1,Nn)(mL)．(2)計(jì)算油膜的面積：利用坐標(biāo)紙求油膜面積時(shí)，以邊長為1cm的正方形為單位，計(jì)算輪廓內(nèi)正方形的個(gè)數(shù)，不足半個(gè)的舍去，大于半個(gè)的算一個(gè)．(3)計(jì)算油酸的分子直徑：d＝eq\f(V,S)(注意單位統(tǒng)一)．4．油膜體積的測定——積聚法：由于一滴純油酸中含有的分子數(shù)仍很大，形成的單層分子所占面積太大，不便于測量，故實(shí)驗(yàn)中先把油酸溶于酒精中稀釋，測定其濃度，再測出1mL油酸酒精溶液的滴數(shù)，取一滴用于實(shí)驗(yàn)，最后計(jì)算出一滴溶液中含有的純油酸的體積作為油膜的體積．5．油膜面積的測定：如圖所示，將畫有油酸薄膜輪廓的有機(jī)玻璃板取下放在坐標(biāo)格紙上，以邊長為1cm的方格為單位，數(shù)出輪廓內(nèi)正方形的格數(shù)(不足半格的舍去，超過半格的計(jì)為1格)，計(jì)算出油膜的面積S.【例5】“用油膜法估測分子的大小”實(shí)驗(yàn)的簡要步驟如下：A．將畫有油酸膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，數(shù)出輪廓內(nèi)的方格數(shù)(不足半個(gè)的舍去，多于半個(gè)的算一個(gè))，再根據(jù)方格的邊長求出油酸膜的面積SB．將一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆將薄膜的形狀描畫在玻璃板上C．用淺盤裝入約2cm深的水D．用公式d＝eq\f(V,S)，求出薄膜厚度，即油酸分子直徑的大小E．根據(jù)油酸酒精溶液的濃度，算出一滴溶液中純油酸的體積V(1)上述步驟中有步驟遺漏或步驟不完整的，請指出：①__________________________________________________________________________________________________________________________________.②__________________________________________________________________________________________________________________________________.(2)上述實(shí)驗(yàn)步驟的合理順序是________．【變式1】在“用油膜法估測分子的大小”實(shí)驗(yàn)中(1)(多選)該實(shí)驗(yàn)中的理想化假設(shè)是 ()A．將油膜看成單分子層油膜B．不考慮各油酸分子間的間隙C．不考慮各油酸分子間的相互作用力D．將油酸分子看成球形(2)實(shí)驗(yàn)中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是 ()A．可使油酸和痱子粉之間形成清晰的邊界輪廓B．對油酸溶液起到稀釋作用C．有助于測量一滴油酸的體積D．有助于油酸的顏色更透明便于識別(3)某老師為本實(shí)驗(yàn)配制油酸酒精溶液，實(shí)驗(yàn)室配備的器材有：面積為0.22m2的蒸發(fā)皿、滴管、量筒(50滴溶液滴入量筒體積約為1mL)、純油酸和無水酒精若干．已知分子直徑數(shù)量級為10－10m，則該老師配制的油酸酒精溶液濃度(油酸與油酸酒精溶液的體積比)至多為________‰(保留兩位有效數(shù)字)．【變式2】在“用油膜法估測分子的大小”實(shí)驗(yàn)中，所用油酸酒精溶液的濃度為每104mL溶液中有純油酸6mL，用注射器測得1mL上述溶液為75滴．把1滴該溶液滴入盛水的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆在玻璃板上描出油膜的輪廓，再把玻璃板放在坐標(biāo)紙上，其形狀和尺寸如圖所示，坐標(biāo)中正方形方格的邊長為1cm.則(1)油酸薄膜的面積是________cm2.(2)每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是______mL.(取一位有效數(shù)字)(3)按以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)估測出油酸分子直徑約為______m．(取一位有效數(shù)字)【題型演練】1．(2019·山東聊城模擬)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)動越明顯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2．(2019·江西上饒六校聯(lián)考)把生鴨蛋放在鹽水中腌制一段時(shí)間，鹽就會進(jìn)入鴨蛋里變成咸鴨蛋．則下列說法正確的是 ()A．如果讓腌制鴨蛋的鹽水溫度升高，鹽分子進(jìn)入鴨蛋的速度就會加快B．鹽分子的運(yùn)動屬于布朗運(yùn)動C．在鴨蛋腌制過程中，有的鹽分子進(jìn)入鴨蛋內(nèi)，也有鹽分子從鴨蛋里面出來D．鹽水溫度升高，每個(gè)鹽分子運(yùn)動的速率都會增大E．食鹽晶體中的鈉、氯離子按一定規(guī)律分布，具有空間上的周期性3．關(guān)于熱量、功和內(nèi)能三個(gè)物理量，下列說法正確的是()A．熱量、功和內(nèi)能三者的物理意義相同，只是說法不同B．熱量、功都可以作為物體內(nèi)能變化的量度C．熱量、功和內(nèi)能的單位相同D．功由過程決定，而熱量和內(nèi)能由物體的狀態(tài)決定E．物體吸收熱量，同時(shí)對外做功，其內(nèi)能可能增加 4.兩個(gè)相鄰的分子之間同時(shí)存在著引力和斥力，它們隨分子之間距離r的變化關(guān)系如圖所示．圖中虛線是分子斥力和分子引力曲線，實(shí)線是分子合力曲線．當(dāng)分子間距為r＝r0時(shí)，分子之間合力為零，則選項(xiàng)圖中關(guān)于該兩分子組成系統(tǒng)的分子勢能Ep與兩分子間距離r的關(guān)系曲線，可能正確的是 ()5．當(dāng)兩分子間距為r0時(shí)，它們之間的引力和斥力相等．關(guān)于分子之間的相互作用，下列說法正確的是()A．當(dāng)兩個(gè)分子間的距離小于r0時(shí)，分子間只存在斥力B．當(dāng)兩個(gè)分子間的距離大于r0時(shí)，分子間引力大于斥力C．兩個(gè)分子間的距離由無限遠(yuǎn)逐漸減小到r＝r0的過程中，分子間相互作用力先增大后減小，表現(xiàn)為引力D．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，分子間的作用力先減小后增大，分子勢能不斷增大E．兩個(gè)分子間的距離等于r0時(shí)，分子勢能最小6．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7.(2019·云南昭通質(zhì)檢)下列說法中正確的是()A．溫度高的物體比溫度低的物體熱量多B．溫度高的物體不一定比溫度低的物體的內(nèi)能多C．溫度高的物體比溫度低的物體分子熱運(yùn)動的平均動能大D．相互間達(dá)到熱平衡的兩物體的內(nèi)能一定相等E．分子勢能隨