考向一 分子动理论 物态和物态变化

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专题十五 热学
考向一 分子动理论 物态和物态变化
2025年高考物理专题复习资料
考点切片
考点1 摩尔类计算问题
1.（2024山东潍坊期中）钻石是高强度钻头和刻刀等工具中的主要材料，已知质量为
的钻石，密度为，摩尔质量为，阿伏加德罗常数的值为 。若将钻石分子视为紧
密排列的“球形分子”，下列说法正确的是( )
B
A.钻石的分子数为 B.钻石的摩尔体积为
C.钻石的分子质量为 D.钻石分子间的平均距离为
【解析】 质量为的钻石,其分子数为 ,其摩尔体积为
。
钻石的分子质量为 。
设钻石分子间的平均距离为,则分子体积为,又因为 ,
解得 。
跳跳学长有话说
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 ,但此模型无法
计算气体分子直径。对于气体,分析相邻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 。
2.已知地球大气层的厚度远小于地球半径，空气平均摩尔质量为 ，阿伏加德罗常数
的值为，地面大气压强为，重力加速度大小为 。由此可估算得，地球大气层空气
分子总数为__________，空气分子之间的平均距离为_ ________________________。
或
【解析】 设大气层空气总质量为,大气层空气总分子数为 ,则有
, ,
可得 。
设空气分子间平均距离为,则单个空气分子平均占有的空间体积为 ,有
或 ,
可得或 。
考点2 扩散现象、布朗运动
3.（2024广西南宁期末）人们常用84消毒液对一些场所的地面等进行消毒，84消毒液的
主要成分是次氯酸钠 ，在喷洒过程中人们常闻到一些刺鼻的味道，下列说法正
确的是( )
A
A.这是次氯酸钠分子扩散的结果
B.这是次氯酸钠分子做布朗运动的结果
C.如果场所温度降到 以下，就闻不到刺鼻的味道了
D.如果场所温度升高，能更慢闻到刺鼻的味道
【解析】 消毒液的主要成分是次氯酸钠 ,在喷洒过程中人们常闻到
一些刺鼻的味道,这是次氯酸钠分子扩散的结果。
如果场所温度降到 以下,次氯酸钠分子的扩散现象不会消失,仍能闻到刺鼻的味
道。
如果场所温度升高,次氯酸钠分子的扩散现象更明显,能更快闻到刺鼻的味道。
4.（2024贵州贵阳阶段练习）如图所示，在显微镜下追踪
三颗小炭粒在水中的运动，每隔 把炭粒的位置记录下
来，然后用线段把这些位置按时间顺序依次连接起来。
下列说法正确的是( )
B
A.图中连线表示的是小炭粒的运动轨迹
B.炭粒越小，温度越高，运动会越明显
C.炭粒的位置变化是分子间斥力作用的结果
D.炭粒的运动是分子的热运动
【解析】 题图中连线是炭粒在时间间隔为 的两个时刻所在位置的连线,不是炭
粒的运动轨迹。
炭粒越小,炭粒所受的撞击越不容易使其达到平衡,运动会越明显；温度越高,水分子
运动越明显,则炭粒运动会越明显。
炭粒的位置变化是水分子撞击不平衡的结果。
炭粒的运动能反映出分子在做无规则的运动,但不是分子的无规则运动。
考点3 分子运动速率作用规律
5.（2024山东部分名校联考）真空轮胎，又称“低压胎”“充气胎”，真空胎没
有内胎，直接在轮胎和轮圈之间封闭着一定质量的空气。若装有真空轮胎的
汽车开了一段时间后停下，胎内气体开始降温，假设此过程胎内气体的体积
不变，则此过程中( )
C
A.每个气体分子速率均减小 B.气体分子的数密度减小
C.速率大的区间内分子数减少 D.速率大的区间内分子数增多
【解析】 胎内气体开始降温,则气体分子的平均动能减小,平均速率减小,但不是每
一个气体分子的速率都减小。（【易错】内能减小,对于气体分子整体来说动能是减小
的,对于单个气体分子其动能可能增大、不变或减小。）
胎内气体的体积不变,分子总数不变,则气体分子的数密度不变。
温度降低,根据气体分子速率分布规律可知速率大的区间内分子数减少。
6.（2024北京期末）从分子动理论的观点来看，气体分子间距离比较大，分子间的作用
力很弱，气体对容器的压强源于气体分子的热运动。当它们飞到器壁时，就会跟器壁发
生碰撞（可视为弹性碰撞），对器壁产生作用力从而产生压强，如图所示。设气体分子
的质量为，气体分子热运动的平均速率为 。下列说法正确的是( )
A
A.气体分子除相互碰撞或者跟器壁碰撞外，可视为匀速直线运动
B.在某一时刻，向各个方向运动的气体分子数目差距很大
C.每个气体分子跟器壁发生碰撞过程中，施加给器壁的冲量大小
均为
D.若增大气体体积，则气体压强一定减小
【解析】 由于气体分子间的距离较大,分子间的作用力很弱,所以气体分子除相互
碰撞或者跟器壁碰撞外,可视为匀速直线运动。
气体分子的运动是无规则的,但在某一时刻,向各个方向运动的气体分子数目几乎相
等。
速率为的气体分子跟器壁发生碰撞过程中,根据动量定理有 ,可知
,但并不是每一个分子的速率都是 ,所以每个气体分子跟器壁发生碰撞过程中,
施加给器壁的冲量大小不一定为 。
气体的压强由体积和温度共同决定,所以增大气体体积,气体压强不一定减小。
7.［多选］（2024河北名校联盟期末）研究表明，大量气体分子整体的速率分布遵从一
定的统计规律。图为氧气分子在和 两种温度下的速率分布情况，下列说法正
确的是( )
CD
A.各温度下，氧气分子的速率分布都呈现“中间少、
两头多”的分布规律，且温度升高使得速率较小的
氧气分子所占的比例变小
B.图中虚线对应氧气分子在 时的情形
C.和 对应的曲线与横轴围成的面积相等
D.在 时，氧气分子平均动能更大
【解析】 由题图可知,实线上占百分比较大的分子对应速率较大,分子平均速率较
大,则题图中实线对应于氧气分子在 时的情形。
由题图可知,在和 下,氧气分子的速率分布都呈现“中间多、两头少”的分布
规律,且温度升高使得速率较小的氧气分子所占的比例变小。
两曲线与横轴围成的面积均为1。
温度是分子平均动能的标志,温度越高,分子平均动能越大。
考点4 分子作用力、动能、势能、内能
8.［多选］（2024四川眉山期末）关于物体的内能，下列说法正确的是( )
BC
A.物体的内能就是组成该物体的所有分子热运动动能的总和
B.一定量的水变成 的水蒸气，其分子平均动能不变
C.一定量的的水结成 的冰，内能减小
D.一定质量的理想气体从外界吸收热量后，其内能一定增加
【解析】 物体的内能是组成该物体的所有分子热运动动能和势能的总和。
一定量的水变成 的水蒸气,要吸收热量,由于温度不变,分子平均动能不
变,吸收的热量转化为分子势能,其分子之间的势能增加。
一定量的的水结成 的冰,温度不变,分子平均动能不变,但对外放热,分子势能
减小,则内能一定减小。
一定质量的理想气体从外界吸收热量,其内能不一定增加,还与外界对其的做功情况
有关。
9.［多选］（2024福建龙岩月考）分子间存在着相互作用的引力和斥力，分子间实际表
现出的作用力是引力与斥力的合力。图甲是分子引力、分子斥力随分子间距离 的变化
图像，图乙是实际分子力随分子间距离 的变化图像（斥力以正值表示，引力以负值
表示）。将两分子从相距 处由静止释放，仅考虑这两个分子间的作用力，下列说
法正确的是( )
AC
A.从到 ，分子间引力、斥力都在增大
B.从到 ，分子间引力减小，斥力增大
C.当 时，分子间的作用力表现为斥力
D.从到 ，分子势能先减小后增大
【解析】 由题图甲可知,随着分子间距离减小,分子间的引力和斥力都在增大。
由题图乙可知,当 时,分子间的作用力为正,即表现为斥力。
在到 区间,分子间的作用力表现为引力,故随着分子间距离的减小,分子
力一直做正功,分子动能一直增大,分子势能一直减小。
考点5 固体和液体
10.［多选］（2024福建漳州月考）关于晶体和非晶体，下列说法正确的是( )
BC
A.金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体
B.晶体的分子（或原子、离子）排列是有规则的
C.单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点
D.单晶体和多晶体的物理性质是各向异性的，非晶体是各向同性的
【解析】 金刚石、食盐、水晶是晶体,但玻璃不是晶体。
晶体的分子（或原子、离子）排列是有规则的。
晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点。
单晶体的物理特性是各向异性,而多晶体和非晶体是各向同性。
11.（2024江苏徐州模拟）如图甲所示，将系着细棉线的铁丝环从肥皂液里取出时留下
一层薄膜，用烧热的针刺破左侧薄膜后，棉线和薄膜的形状如图乙所示。则( )
C
A.图甲中，两侧薄膜对棉线均没有作用力
B.图甲中，在薄膜的表面层与内部，分子间距离相等
C.图乙中，薄膜收缩使棉线绷紧
D.图乙中，棉线某处所受薄膜作用力方向沿棉线切线方向
【解析】 题图甲中,薄膜的表面层分子间距离大于内部分子间距离,产生了表
面张力,两侧薄膜对棉线均有作用力。
题图乙中,由于表面张力,薄膜收缩使棉线绷紧,棉线某处所受薄膜作用力方向与
棉线垂直。
12.科学技术（2023山东济南期末）2023年5
月，中国科学技术大学团队利用纳米纤维与
合成云母纳米片研制出一种能适应极端环境
的纤维素基纳米纸材料，为丰富多彩的材料
家族又增添了新的一员。如图甲所示为某合
D
A.使用图甲所示的云母材料制作光的偏振片是利用了它的各向同性
B.图甲所示云母材料在熔化过程中，分子势能和分子平均动能均增大
C.图乙所示的液体表面层分子之间只存在相互作用的引力
D.如图乙所示，液体表面层分子的分布比液体内部稀疏，分子间的平均距离略大于分子
力平衡的距离
成云母单晶体片的微观结构示意图，图乙为某液体表面分子分布示意图，以下说法正确
的是( )
【解析】 使用题图甲所示的云母材料制作光的偏振片是利用了它的各向异性。
云母是晶体,具有熔点,题图甲所示云母材料在熔化过程中,吸收热量,温度保持不变,
分子平均动能不变,分子势能增大。
题图乙所示的液体表面层分子之间既存在相互作用的引力也存在相互作用的斥力,
此时引力大于斥力,表现为引力。
如题图乙所示,液体表面层分子的分布比液体内部稀疏,分子间的平均距离略大于分
子力平衡的距离,表现为分子引力。