2025秋高考物理复习第十四章第1节分子动理论内能课件

(共53张PPT)
第十四章
热学
课标要求 热点考向
1.认识分子动理论的基本观点，知道其实验
依据.知道阿伏伽德罗常数的意义
2.了解分子运动速率的统计分布规律.认识温
度是分子平均动能的标志.理解内能的概念
3.用分子动理论和统计观点解释气体压强
4.通过调查，了解日常生活中表现统计规律
的事例
5.了解固体的微观结构. 会区别晶体和非晶
体，列举生活中常见的晶体和非晶体 1.掌握分子动理论的基本内容
2.知道内能的概念，会分析分
子力、分子势能随分子间距离
的变化
课标要求 热点考向
6.了解材料科学技术的有关知识及应用，体
会它们的发展对人类生活和社会发展的影响
7.了解液晶的微观结构.通过实例了解液晶的
主要性质及其在显示技术中的应用
8.通过实验，观察液体的表面张力现象，解
释表面张力产生的原因，交流讨论日常生活
中表面张力现象的实例
9.通过实验，了解气体实验定律，知道理想
气体模型. 用分子动理论和统计观点解释气
体压强和气体实验定律 3.学会用油膜法估测分子大
小，理解间接测量微观量的原
理及方法
4.正确区分晶体、非晶体
(续表)
课标要求 热点考向
10.通过有关史实，了解热力学第一定律和能
量守恒定律的发现过程. 体会科学探索中的
挫折和失败对科学发现的意义
11.认识热力学第一定律.理解能量守恒定律.
用能量守恒观点解释自然现象. 体会能量守
恒定律是最基本、最普遍的自然规律之一
12.通过自然界中宏观过程的方向性，了解热
力学第二定律. 初步了解熵是反映系统无序
程度的物理量 5.理解表面张力并会解释有关
现象
6.掌握气体的三个实验定律，
会用三个实验定律分析气体
状态变化问题
(续表)
课标要求 热点考向
13.认识能源和环境与人类生存的关系，知道
可持续发展的重大意义
14. 讨论能源开发和利用带来的问题及应该
采取的对策.具有保护环境的意识
15.尝试估计一些厂矿、交通工具及家用电器
的能源消耗. 具有可持续发展的责任感和节
约能源的意识.注意自然资源的循环利用 7.知道改变内能的两种方式，
理解热力学第一定律，掌握能
量守恒定律及其应用
8.知道与热现象有关的宏观物
理过程的方向性，了解热力学
第二定律
(续表)
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) 阿伏伽德罗常数 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.
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所示(规定分子
间距离无穷远时分子势能为零).
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 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＝________.
【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， 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， 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， 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，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.(2024 年广东深圳期中)分子势能随分子间距离变化的图像
如图所示，规定两分子相距无穷远时势能为 0.现将分子 A 固定，
将分子 B 由无穷远处释放，仅考虑分子间作用力，在分子间距由
)
r2 到 r1 的过程中，下列说法正确的是(
A.分子 B 动能一直增大
B.分子 B 加速度大小一直增大
C.分子间作用力始终表现为引力
D.分子间距为 r1 时分子间作用力为 0
答案：B
热点 1 阿伏伽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，如图所示，分子间距等于小球的直径或立方体的
【典题 1】如图所示，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)
(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，其中阿伏伽德罗常数是
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.如图所示，
【典题 2】(2021年广东汕头模拟)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.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，阿伏伽德罗常数 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)
×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
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”).
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”)
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
[热点归纳]
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，
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， 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， 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痱子
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)
(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
(3)AD