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高考物理总复习课件
第十四章 　热学
第1节 分子动理论 内能
NA＝__________ mol－1.
10－10
10－26
一、分子动理论
1.物体是由大量分子组成的.
(1)分子直径大小的数量级为________m.
(2)一般分子质量的数量级为________kg.
(3) 阿伏加德罗常数 NA ：1 mol 的任何物质所含的分子数，
6.02×1023
2.分子永不停息地做无规则热运动.
(1)扩散现象：相互接触的物体的分子或原子彼此进入对方的
现象.温度越________，扩散越快.
(2)布朗运动：在显微镜下看到的悬浮在液体中的微小颗粒的
永不停息的无规则运动.布朗运动反映了__________的无规则运
动，颗粒越______，运动越明显；温度越高，运动越激烈.
高
液体分子
小
3.分子力.
引力
合力
减小
增大
(1)分子间同时存在着________和斥力，实际表现的分子力是
它们的________.
(2)分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而________，
随分子间距离的减小而________，但斥力比引力变化
得快.
斥力
零
(3)分子间的作用力随分子间距离 r 变化的关系如
图 14-1-1 所示：当 r＜r0 时，表现为________；当 r
＝r0 时，分子力为_______；当 r＞r0 时，表现为引力；
当 r＞10r0 时，分子力变得十分微弱，可忽略不计.
图 14-1-1
二、物体的内能
温度
间距
动能
1.分子的平均动能：物体内所有分子动能的平均值.______是
分子平均动能的标志，物体温度升高，表明分子热
运动的平均动能增大.
分子势能
2.分子势能：与分子________有关.分子势能的
大小随分子间距离的变化曲线如图 14-1-2 所示(规定
分子间距离无穷远时分子势能为零).
图 14-1-2
3.物体的内能：物体中所有分子热运动的______与__________
的总和.物体的内能跟物体的分子数、分子势能及温度都有关系.
三、用油膜法估测分子的大小
单层分子
V
S
将油酸滴在水面上，让油酸尽可能散开，可认为油酸在水面
上形成_________油膜，如果把分子看成球形，单层分子油膜的厚
度就可以看成油酸分子的直径，如图 14-1-3 所示，测出油酸的体
积 V 和油膜的面积 S，就可以算出分子的直径 d＝________.
图 14-1-3
【基础自测】
1.判断下列题目的正误.
(1)布朗运动是液体分子的无规则运动.(
)
(2)温度越高，布朗运动越剧烈.(
)
(3)分子间的引力和斥力都随分子间距的增大而增大.(
)
(4)温度升高，所有分子运动的速率都会变大.(
)
(5)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.(
)
答案：(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)√
2.(多选)关于布朗运动的叙述，下列说法正确的是(
)
A.悬浮小颗粒的运动是杂乱无章的
B.液体的温度越低，悬浮小颗粒的运动越缓慢.当液体的温度
降到零摄氏度时，固体小颗粒的运动就会停止
C.被冻结的冰块中的小炭粒不能做布朗运动，是因为在固体
中不能发生布朗运动
D.做布朗运动的固体颗粒越小，布朗运动越明显
解析：布朗运动的特征之一就是无规则性，故 A 正确.布朗运
动的剧烈程度与温度有关，当温度越低时，布朗运动越不明显，
但不会停止，故 B 错误.布朗运动只能发生在液体或气体中，在固
体中不能发生，并不是因为固体分子不运动，任何物质的分子都
在永不停息地运动，故 C 正确.布朗运动的明显程度受颗粒大小的
影响，颗粒越小，受力越不容易平衡，运动越剧烈，故 D 正确.
答案：ACD
3.关于扩散现象，下列说法正确的是(
)
A.只有气体和液体才能发生扩散现象
B.扩散现象使人们直接看到了分子的运动
C.扩散现象说明分子是整体定向移动的
D.温度越高，分子热运动越剧烈，扩散现象越明显
答案：D
)
4.以下现象中能说明分子间存在斥力的是(
A.气体总是很容易充满容器
B.水的体积很难被压缩
C.两根玻璃棒用力挤压不能黏合在一起
D.破镜不能重圆
答案：B
热点 1 阿伏加德罗常数及微观量的计算
[热点归纳]
宏观量与微观量的相互关系.
(1)微观量：分子体积 V0、分子质量 m0.
(2)宏观量：物体的体积 V、摩尔体积 Vmol、物体的质量 m、
摩尔质量 M、物体的密度ρ.
(3)相互关系.
考向 1 固体、液体物态下分子模型
固体、液体分子一个一个紧密排列，可将分子看成球形或立
方体形，如图 14-1-4 所示，分子间距等于小球的直径或立方体的
图 14-1-4
【典题 1】如图 14-1-5 所示，雨后，湖中荷叶上有 1 滴体积
约为 0.1 cm3 的水珠，已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3，水的摩尔
质量 M＝1.8×10-2 kg/mol，试估算：(结果保留 2 位有效数字)
图 14-1-5
(1)该滴水珠含有的水分子数.
(2)一个水分子的直径大小.
方法技巧
分子大小、分子体积、分子质量属于微观量，直
接测量它们的数值非常困难，可以借助较易测量的宏观量结合摩
尔体积、摩尔质量等来估算这些微观量，其中阿伏加德罗常数是
联系宏观量和微观量的桥梁和纽带.
考向 2 气体物态下分子模型
气体分子不是一个一个紧密排列的，它们之间的距离很大，
所以气体分子的大小不等于分子所占有的平均空间.如图 14-1-6 所
图 14-1-6
【典题 2】(2021 广东汕头模拟)肺活量是在标准大气压 p0＝
1 atm 下人一次尽力呼出空气的体积.
(1)某实验小组在学习气体实验定律后，设计了“吹气球法”
的小实验来粗测肺活量，如图 14-1-7.甲同学通过气球口用力一口
气向气球内吹气(吹气前气球内部的空气可忽略不计).气球没有被
吹爆，此时气球可近似看成球形，半径为 r，球内空气的压强为 p
＝1.5 atm，空气可看作理想气体，设整个过程温度保持不变，球
(2)某游泳运动员的肺活量为 6 L.在标准状态下.空气的摩尔体
积为 22.4 L/mol，阿伏加德罗常数 NA＝6.0×1023 mol-1，则该运动
员一次能呼出的空气分子数为多少？(结果保留 2 位有效数字)
图 14-1-7
×6.0×1023
解：(1)甲同学呼出气体做等温变化，设肺活量为 V0，有
p0V0＝pV
将 p＝1.5p0 代入可得 V0＝2πr3.
(2)6 L 空气的摩尔数 m＝
6
22.4
mol
含有的分子数 n＝
6
22.4
解得 n＝1.6×1023.
易错点拨
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＝
Vmol
NA
，仅适用于固体和液体，对气体不适用.
热点 2 布朗运动与分子热运动
[热点归纳]
1.布朗运动.
(1)研究对象：悬浮在液体或气体中的小颗粒；
(2)运动特点：无规则、永不停息；
(3)相关因素：颗粒大小、温度；
(4)物理意义：说明液体或气体分子做永不停息的无规则热
运动.
2.扩散现象：相互接触的物体分子彼此进入对方的现象.
产生原因：分子永不停息地做无规则运动.
现象 扩散现象 布朗运动 热运动
活动主体 分子 微小固体颗粒 分子
区别 分子的运动，发生在固体、液体、气体任何两种物质之间 比分子大得多的微粒的运动，只能在液体、气体中发生 分子的运动，不能通过光学显微镜直接观察到
共同点 ①都是无规则运动；②都随温度的升高而更加激烈
联系 扩散现象、布朗运动都反映分子做无规则的热运动
3.扩散现象、布朗运动与热运动的比较.
【典题 3】(2022 年广东韶关模拟)某些病毒可通过高浓度气
溶胶颗粒传播.气溶胶是指在气体中稳定分散悬浮的液态或固体小
颗粒，这些小颗粒长时间地在空气中做无规则运动，这种运动
________( 填“是”或“不是”) 分子热运动，温度________( 填
“越高”或“越低”)，气溶胶颗粒的直径_______(填“越大”或
“越小”)，小颗粒运动得越激烈.
解析：布朗运动是固体小颗粒的运动，不是分子的运动，所
以这种运动不是分子热运动.温度越高，固体小颗粒越小，布朗运
动越激烈、越明显.所以温度越高，气溶胶颗粒的直径越小，小颗
粒运动得越激烈.
答案：不是 越高 越小
物理量 分子力 F 分子势能 Ep
图像
热点 3 分子间的作用力与分子势能
[热点归纳]
物理量 分子力F 分子势能Ep
随分子
间距离
的变化
情况 r＜r0 F 随 r 增大而减小，表现为斥力 r 增大，F 做正功，Ep减小
r＞r0 r增大，F先增大后减小，表现为引力 r 增大，F 做负功，Ep增大
r＝r0 F引＝F斥，F＝0 Ep最小，但不为零
r＞10r0 引力和斥力都很微弱，F＝0 Ep＝0
(续表)
考向 1 分子力
【典题 4】(2023 年北京石景山一模)分子间的作用力 F 与分子
间距离 r 的关系如图 14-1-8 所示，r0 为分子间的平衡位置.下列说
法正确的是(
)
A.当 r＝r0 时，分子间的作用力最小
B.当 r＝r1 时，分子间的作用力最小
C.分子间的作用力总是随分子间距离增大而
减小
图 14-1-8
D.分子间的作用力总是随分子间距离增大而增大
解析：r0 为分子间的平衡位置，此位置分子斥力与引力等大
反向，合力为 0，即当 r＝r0 时，分子间的作用力最小，A 正确.
答案：A
易错点拨
根据分子力随距离变化的图像看分子力的大小
时，要注意分子力的正负只表示方向不表示大小.
考向 2 分子势能
【典题 5】(2022 年广东六校联考)如图 14-1-9 所示，甲分子固
定在坐标原点 O，乙分子沿 x 轴运动，两分子间的分子势能 Ep 与
分子间距离的关系如图 14-1-9 所示.图中分子势能的最小值为－E0.
乙分子在 P 点(x＝x2)时，甲、乙分子间的引力__________(填“大
于”“小于”或“等于”)斥力.当乙分子从 Q 点(x＝x1)运动到 P
点(x ＝x2) 的过程中，分子力对乙做__________( 填“正功”“负
功”或“不做功”).
图 14-1-9
解析：乙分子在 P 点(x＝x2)时，分子势能最小，则所受分子
力合力为零，分子间引力等于分子间斥力.乙分子从 Q 点运动到 P
点过程中，分子势能减小，分子力做正功.
答案：等于 正功
考向 3 分子力做功与分子势能
【典题 6】(2022 年广东茂名月考)两分子间的斥力和引力的合
力 F 与分子间距离 r 的关系如图 14-1-10 中曲线所示，曲线与 r 轴
交点的横坐标为 r0.相距很远的两分子，不考虑其他影响，仅在分
子力作用下，由静止开始相互接近，在接近过程
中，分子引力____________________，分子势能
_____________，分子动能______________.(以上
三空均填“逐渐变大”“逐渐减小”“先增大
后减小”或“先减小后增大”)
图 14-1-10
解析：从相距很远到开始相互接近的过程中，在有分子力的
情况下，分子引力一直增大.r0 是分子的平衡距离，当 r 大于 r0 时，
分子力表现为引力，分子力做正功，分子动能增加，分子势能减
小.当 r 小于 r0 时，分子间的作用力表现为斥力，分子力做负功，
分子动能减小，分子势能增加，所以在 r＝r0 时，分子势能最小，
动能最大.所以分子势能先减小后增大，分子动能先增大后减小.
答案：逐渐增大 先减小后增大 先增大后减小
方法技巧
(1)分子势能在平衡位置有最小值，无论分子间距
离如何变化，衡位置，分子势能减小，反之增大.
(2)判断分子势能的变化有两种方法：
①看分子力的做功情况.
②直接由分子势能与分子间距离的关系图线判断，但要注意
其和分子力与分子间距离的关系图线的区别.
项目 内能 机械能
定义 物体中所有分子热运动的
动能与分子势能的总和 物体的动能、重力势能和弹
性势能的统称
决定因素 与物体的温度、体积、物
态和分子数有关 跟宏观运动状态、参考系和
零势能点的选取有关
量值 任何物体都有内能 可以为零
热点 4 物体的内能
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物体的内能与机械能的比较：
项目 内能 机械能
测量 无法测量 可测量
本质 微观分子的运动和相互作
用的结果 宏观物体的运动和相互作
用的结果
运动形式 热运动 机械运动
联系 在一定条件下可以相互转化，能的总量守恒
(续表)
【典题 7】(多选)关于物体的内能，下列说法正确的是(
)
A.相同质量的两种物质，升高相同的温度，内能的增量一定
相同
B.物体的内能改变时温度不一定改变
C.内能与物体的温度有关，所以 0 ℃的物体内能为零
D.分子数和温度相同的物体不一定具有相同的内能
解析：相同质量的同种物质，升高相同的温度，吸收的热量
相同.相同质量的不同种物质，升高相同的温度，吸收的热量不同，
故 A 错误.物体内能改变时温度不一定改变，比如零摄氏度的冰熔
化为零摄氏度的水，内能增加，B 正确.分子永不停息地做无规则
运动，任何物体内能不可能为零，故 C 错误.内能是分子热运动动
能和分子势能之和，温度是分子热运动平均动能的标志，故分子
数和温度相同的物体不一定有相同的内能，故 D 正确.
答案：BD
热点 5 实验：用油膜法估测分子的大小
[热点归纳]
1.原理与操作.
2.处理与分析.
(1)数据处理.
①将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄
膜的面积.
②根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积
V，然后根据纯油酸的体积 V 和薄膜的面积 S，算出油酸薄膜的厚
是否为 10-10 m，若不是 10-10 m 需重做实验.
(2)注意事项.
①将所有的实验用具擦洗干净，吸取油酸、酒精和溶液的移
液管要分别专用，不能混用.
②痱子粉和油酸的用量都不可太大，否则不易成功.
③油酸酒精溶液的浓度以小于 0.1%为宜.
④浅盘中的水离盘口面的距离应较小，并要水平放置，以便
准确地画出薄膜的形状，画线时视线应与板面垂直.
⑤要待油膜形状稳定后再画轮廓.
⑥滴油酸酒精溶液的滴口应在离水面 1 cm 之内，否则油膜难
以形成.
(3)误差分析.
①纯油酸体积的计算引起误差.
②油膜面积的计算造成误差.
a.油膜形状的画线造成误差.
b.数格子所造成的误差.
【典题 8】(2023 年黑龙江鸡西月考)某小组的同学做“用油膜
法估测油酸分子的大小”实验.
(1)该小组的同学用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一
滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计
算出一滴油酸酒精溶液的体积.接下来的正确实验操作步骤是____
_____(填写步骤前面的数字).
①往浅盘里倒入一定深度的水，待水面稳定后将适量的痒子
粉均匀地撒在水面上；
②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待
油膜形状稳定；
③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的
面积，根据油酸的体积和面积，计算出油酸分子直径的大小；
④将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻
璃板上.
(2)该小组做实验时，每 1000 mL 油酸酒精溶液中有纯油酸
0.2 mL，用注射器测得 80 滴这样的溶液为 1 mL，则一滴油酸酒精
溶液中纯油酸的体积为________mL，等油膜形状稳定后在玻璃板
描画出油膜的轮廓如图 14-1-11 所示，图中正方形小方格的边长为
1 cm.油膜的面积是________m2.根据上述数据，估测出油酸分子的
直径是________m.(结果均保留两位有效数字)
图 14-1-11
(3)在实验操作及数据处理过程中，下列说法正确的是______.
A. 为了防止酒精的挥发，配制的油酸酒精溶液不能长时间
放置
B.在水面上滴入油酸酒精溶液后，应该马上数方格
C.若实验中撒的痱子粉过多，则计算得到的油酸分子的直径
将偏小
D.数方格时，不足半个的舍去，超过半个的算一个
解析：(2)一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为 V＝0.2×
1
1000
×
1
80
mL＝2.5×10-6 mL.
油膜的面积为 1 平方厘米乘以方格数目，不足半格的不计入，
超过半格的按一格计入，油膜覆盖的方格大约有 31 个，所以油膜
的面积为 S＝31 cm2＝3.1×10-3 m2.
用纯油酸的体积除以油膜的面积，得出的油膜厚度，即是油
答案：(1)①②④③
(2)2.5×10-6　3.1×10-3　8.1×10-10
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