文档文本内容
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
第70 讲 分子动理论 固体 液体
核心考点
考点一 分子动理论........................................................................................................................1
考点二 分子力、分子势能与物体的内能....................................................................................6
考点三 分子运动速率分布规律 气体压强的微观解释..........................................................10
考点四 固体 液体......................................................................................................................15
考点一 分子动理论
1.分子的大小
(1)分子的直径：数量级为10
－ 10 m；
(2)分子的质量：数量级为10－26 kg。
2.阿伏加德罗常数
1 mol 的任何物质都含有相同的分子数，通常可取NA＝6.02
×
10
23 mol－1。
3.联系微观和宏观的四个重要关系
微观量：分子体积V0、分子直径d、分子质量m0。
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。
阿伏加德罗常数是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁。
(1)一个分子的质量：m0＝M
N A。
(2)一个分子的体积：V0＝
V mol
N A
(注：对气体，V0为分子所占空间体积)。
(3)物体所含的分子数：N＝nNA
物体所含物质的量n＝V
V mol或n＝m
M 。
(4)物体的体积和质量的关系Vmol＝M
ρ 或V＝m
ρ 。
4.求解分子直径或棱长时的两种模型
基础过关
1
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
(1)球模型：V0＝1
6πd3，得直径d＝
3√
6V 0
π (常用于固体和液体)。
(2)立方体模型：V0＝d3，得棱长d＝
3√V 0(常用于求相邻气体分子间平均距离)。
【例1】（2024·河北衡水·一模）二氧化碳封存回注，就是通过工程技术手段，把捕集到的二
氧化碳注入至地下800 米到3500 米深度范围内的陆上或海底咸水层，是国际公认的促进碳减
排措施。我国第一口位于海底的二氧化碳封存回注井已于2023 年正式开钻。实验发现，当水
深超过2500m 时，二氧化碳会浓缩成近似固体的硬胶体。设在某状态下二氧化碳气体的密度
为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为
，将二氧化碳分子看作直径为D 的球，则在该状
态下体积为V 的二氧化碳气体变成硬胶体后体积为（ ）
A．
B．
C．
D．
【例2】（2025·浙江·二模）已知地球大气层的厚度h 远小于地球半径R，空气平均摩尔质量
为M，阿伏加德罗常数为
，地面大气压强是由大气的重力产生的，大小为
，重力加速
度大小为g。由以上数据可估算（ ）
A．地球大气层空气分子总数为
B．地球大气层空气分子总数为
C．空气分子之间的平均距离为
D．空气分子之间的平均距离为
【例3】（14-15 高二下·江苏泰州·期中）空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发
器（铜管）液化成水，经排水管排走，空气中水分越来越少，人会感觉干燥．某空调工作一
段时间后，排出液化水的体积
．已知水的密度
，摩尔质
量
，阿伏加德罗常数
．试求：（结果均保留一
位有效数字）
(1)该液化水中含有水分子的总数
；
(2)一个水分子的直径
。
【例4】（24-25 高三上·浙江杭州·阶段练习）浙江大学高分子系某课题组制备出了一种超轻
的固体气凝胶，它刷新了目前世界上最轻的固体材料的记录。设气凝胶的密度为
（单位为
），摩尔质量为M（单位为kg/mol），阿伏加德罗常数为
，则（ ）
2
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
A．a 千克气凝胶所含分子数为
B．气凝胶的摩尔体积为
C．每个气凝胶分子的体积为
D．每个气凝胶分子的直径为
【例5】（2024·江苏苏州·三模）用浓度为η 的油酸酒精溶液做“油膜法估测油酸分子的大
小”实验时，测得1mL 油酸酒精溶液的滴数为n，在水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油膜形
状稳定后，将带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描下油膜的形状，数出对应的
方格个数为N；方格的边长为1cm，求：
（1）油酸分子的直径；
（2）油膜中油酸分子个数。
1.扩散现象
(1)定义：不同种物质能够彼此进入对方的现象；
(2)实质：扩散现象并不是外界作用引起的，也不是化学反应的结果，而是由物质分子的无规
则运动产生的物质迁移现象，温度越高，扩散得越快。
2.布朗运动
(1)定义：悬浮微粒的无规则运动；
(2)实质：布朗运动反映了液体分子的无规则运动；
(3)特点：微粒越小，运动越明显；温度越高，运动越明显。
3.热运动
(1)分子永不停息的无规则运动叫作热运动；
(2)特点：分子的无规则运动和温度有关，温度越高，分子运动越剧烈。
考点二 分子力、分子势能与物体的内能
1．分子力、分子势能与分子间距的关系
取r→∞处为零势能处
(1)当r>r0时，分子力为引力，当r 增大时，分子力做负功，分子势能增加。
(2)当r<r0时，分子力为斥力，当r 减小时，分子力做负功，分子势能增加。
精讲考点
基础过关
3
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
(3)当r＝r0时，分子势能最小，但并不为零。
2．分析物体内能问题的三点提醒
(1)内能是对物体的大量分子而言的，不存在“某个分子内能”的说法。
(2)温度是分子平均动能的标志，相同温度的任何物体，分子的平均动能都相同。
(3)内能由物体内部分子微观运动状态决定，与物体整体运动情况无关。任何物体都具有
内能，恒不为零。
3．分子动能、分子势能、内能、机械能的比较
分子动能
分子势能
内能
机械能
定义
分子无规则运
动的动能
由分子间相对
位置决定的势
能
所有分子的热
运动动能和分
子势能的总和
物体的动能、重力势
能和弹性势能的总和
决定
因素
温度(决定分子
平均动能)
分子间距
温度、体积、
物质的量
跟宏观运动状态、参
考系和参考平面的选
取有关
说明
温度、内能等物理量只对大量分子才有意义，对单个或少量分子没有实
际意义
【例6】（2025·天津和平·三模）分子间的作用力
跟分子间距离
的关系如图所示，关于分
子间作用力与分子间势能（设两分子相距无穷远时分子势能为0），下列说法正确的是（
）
A．当
时，分子间作用力最小，分子势能为零
B．当
时，分子间作用力最小，分子势能最小
C．在分子间距离从
减小到
的过程中，分子间作用力减小，分子势能也减小
4
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
D．分子间距离在从
增大到
的过程中，分子间作用力做负功
【例7】（2025·江西·模拟预测）如图所示是两孤立分子间的引力、斥力和合力随分子间距离
变化的图像。若规定两分子距离为无限远时分子间的势能为零，下列说法正确的有（ ）
A．当
时，随着
的减小，斥力比引力增加得快
B．当
时，随着
的增加，斥力比引力减小得快
C．当
时，分子势能最大
D．当
时，分子势能为零
【例8】（2025·新疆乌鲁木齐·三模）甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于r 轴上，图中曲
线为两分子间引力和斥力与它们之间距离r 的关系图像。现将乙分子从
位置由静止释放，
乙分子运动到
位置时速度为零。则（ ）
A．图中实线为两分子间引力与距离r 的关系图像
B．乙分子位于
位置时，乙分子处于平衡状态
C．乙分子位于
位置时，两分子系统的势能最小
D．乙分子从
运动到
过程中，加速的距离大于减速的距离
【例9】（2025·天津·二模）越来越多的体育爱好者喜欢潜水运动，潜水者在水中呼出的气体，
从水下几米深处快速上升到水面，这一过程中气体与外界未实现热交换。将气泡内的气体视
为理想气体，则在这一过程中，下列说法正确的是（ ）
A．气体分子的平均动能保持不变
B．单位时间内与气泡壁碰撞的气体分子数减少
5
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
C．气体体积变大，压强减少，对外做功
D．气体减少的内能小于它对外做的功
【例10】（2025·贵州毕节·三模）分子力
随分子间的距离
的变化如图所示，
为平衡位
置。有两个分子从相距
处，均由静止开始运动，若仅考虑这两个分子间的作用力和靠近过
程，则（ ）
A．从
到
分子力始终做正功
B．从
到
分子力先做正功后做负功
C．从
到
分子力先减小后增大
D．在
处，分子间引力、斥力均减小为0
考点三 分子运动速率分布规律 气体压强的微观解释
1.气体分子运动的速率分布图像
当气体分子间距离大约是分子直径的10 倍时，分子间作用力十分微弱，可忽略不计；分子沿
各个方向运动的机会均等；分子速率的分布规律按“中间多、两头少”的统计规律分布，且
这个分布状态与温度有关，温度升高时，速率大的分子所占比例较大，平均速率会增大，如
图所示。
2.气体压强的微观解释
(1)产生原因：由于气体分子无规则的热运动，大量的分子频繁地碰撞器壁产生持续而稳定的
压力。
基础过关
6
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
(2)决定因素(一定质量的某种理想气体)
①宏观上：决定于气体的温度和体积。
②微观上：决定于分子的平均动能和分子的数密度。
【例11】（2025·天津和平·一模）物理学中，常用图像或示意图描述现象及其规律， 甲图是
对一定质量的气体进行的等温实验中压强随体积的变化图像，乙图是氧气分子的速率分布规
律图像，丙图是分子间作用力随分子间距的变化图像，丁图是每隔一定时间悬浮在水中的粉
笔末位置示意图，关于下列四幅图像的所描述的热现象，说法正确的是（ ）
A．由图甲可知，图线①对应的温度较低
B．由乙图可知，图线②对应的温度较低
C．由图丙可知，分子间距离从r₀ 增大的过程中，分子力先减小后增大
D．图丁说明分子在短时间内沿直线运动
【例12】（2025·江苏南京·一模）汽缸内封闭有一定质量的气体，在某次压缩过程中，缸内
气体的温度从T1迅速升高至T2。下列各图中，纵坐标f（v）表示各速率区间的分子数占总分
子数的百分比，图线I、Ⅱ分别为缸内气体在T1、T2两种温度下的分子速率分布曲线，其中正
确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【例13】（2024·全国·模拟预测）尽管分子做无规则运动，速率有大有小，但大量分子的速
率却按一定的规律分布。如图所示，横坐标表示分子的速率区间，纵坐标表示各速率区间的
分子数占总分子数的百分比，图中两条曲线分别表示两种理想气体在同一温度下的分子速率
分布情况，则（ ）
7
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
A．图中实线对应气体分子平均动能较大的情形
B．图中实线对应气体分子质量较大的情形
C．图中虚线对应气体分子平均速率较小的情形
D．图中两条曲线与横轴所围图形的面积中实线所围图形的面积大于虚线所围图形的面积
【例14】（2024·江苏镇江·模拟预测）下列四幅图的有关说法中不正确的是（ ）
A．分子间距离为
时，分子间引力和斥力恰好等大，体现为分子力等于0
B．如图所示的布朗运动轨迹图正是液体分子热运动的直接反映
C．食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，这种规则性分布是单晶体物质在某些性质
上体现出各向异性的微观原因
D．牛角点火器中猛推木质推杆，密闭的气体温度升高，压强变大，可视做是绝热变化
【例15】（2024·贵州·模拟预测）麦克斯韦分子速率分布律是分子动理论的重要结论之一，
它是研究气体分子碰撞、大量分子热运动服从统计规律等问题的重要理论依据，正确理解它
对学习热学非常有用。速率分布曲线表明速率很小和很大的分子数占总分子数的百分率都较
小，而具有中等速率的分子数占总分子数的百分率较大，当v=vp时，f（v）取极大值，vp称为
最概然速率，其物理意义是，如果把整个速率范围分成许多相等的小区间，则分布在vp所在
小区间的分子数占总分子数的百分比最大。下列说法正确的是（ ）
8
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
A．因这些是概率分布，所以麦克斯韦速率分布曲线与v 轴围成的面积为1
B．在有限速率区间v1~v2内，曲线下的阴影面积的物理意义是速率分布在v1~v2的分子数占
总分子数的百分比，或一个分子的速率在v1~v2内的概率
C．任何温度下气体分子速率分布图像都一样
D．温度降低时，每个气体分子速率都减小
考点四 固体 液体
1.固体
(1)分类：固体分为晶体和非晶体两类。晶体又分为单晶体和多晶体。
(2)晶体和非晶体的比较
分类
比较
晶体
非晶体
单晶体
多晶体
外形
有规则的几何形状
无确定的几何形
状
无确定的几何外形
熔点
确定
确定
不确定
物理性质
各向异性
各向同性
各向同性
典型物质
石英、云母、明矾、食盐
各种金属
玻璃、橡胶、蜂蜡、松香、沥
青
转化
晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化
2.液体
(1)液体的表面张力
①作用效果：液体的表面张力使液面具有收缩的趋势，使液体表面积趋于最小，而在体积相
同的条件下，球形表面积最小。
②方向：表面张力跟液面相切，跟这部分液面的各条分界线垂直。
③形成原因：表面层中分子间距离比液体内部分子间距离大，分子间作用力表现为引力。
(2)浸润和不浸润
①当液体和与之接触的固体的相互作用比液体分子之间的相互作用强时，液体能够浸润固体。
反之，液体不浸润固体。
②毛细现象：浸润液体在细管中上升，不浸润液体在细管中下降。
3.液晶
基础过关
9
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
(1)液晶的物理性质
①具有液体的流动性。
②具有晶体的光学各向异性。
(2)液晶的微观结构
从某个方向上看，其分子排列比较整齐，但从另一方向看，分子的排列是杂乱无章的。
【例16】（2025·江苏扬州·模拟预测）有以下说法，其中正确的是（ ）
A．在两分子间距离增大的过程中，分子间的作用力减小
B．布朗运动反映了花粉小颗粒内部分子的无规则运动
C．晶体一定具有规则形状，且有各向异性的特征
D．温度、压力、电磁作用等可以改变液晶的光学性质
【例17】（2025·黑龙江哈尔滨·二模）黑龙江的冬季，在特定温度下冰晶会形成规则的六边
形结构，这种自然形成的完美六方晶体不仅是大气的艺术品，更为新型人工晶体制备提供了
启示，比如在半导体晶圆生长工艺中，借鉴冰晶的稳态控制方法可将缺陷密度降低40%以上。
下列说法正确的是（ ）
A．冰晶的规则排列表明分子间作用力具有方向性
B．冰晶融化时，分子热运动的平均动能保持不变
C．温度升高时，冰晶内分子热运动平均速率增大
D．冰晶熔化过程中，内能增加但温度不变
【例18】（2025·江苏·一模）黑磷是重要的芯片原料，其原子按照一定的规则排列呈片状结
构，电子在同一片状平层内容易移动，在不同片状平层间移动时受到较大阻碍。则黑磷（
）
A．属于多晶体
B．没有固定的熔点
C．导电性能呈各向异性
D．没有天然的规则几何外形
【例19】（2025·江苏南通·三模）如图所示，将蒲公英的球状冠毛泡到水里，表面的绒毛将
水撑开一个保护罩，再拿出来，绒毛还能保持干燥，原因是（ ）
A．泡的时间短
B．水浸润绒毛
10
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
C．水虽浸润绒毛，但有水的表面张力作用
D．水不浸润绒毛，同时有水的表面张力作
用
【例20】（2025·山东潍坊·三模）某新型“自清洁玻璃”具有特殊的微纳米结构，水滴在其
表面会形成接近球形的液滴并能自发滚落，滚落过程中几乎不会在玻璃表面留下痕迹。下列
说法正确的是（ ）
A．水能浸润该“自清洁玻璃”
B．水滴呈球形是因为液体表面张力的作用
C．水滴表面的水分子间只存在分子引力
D．用该玻璃制成的两端开口的洁净毛细管竖直插入水中，管内液面比水面高
1．对晶体和非晶体的理解
(1)凡是具有确定熔点的物体必定是晶体，反之，必是非晶体。
(2)凡是具有各向异性的物体必定是晶体，且是单晶体。
(3)单晶体具有各向异性，但不是在各种物理性质上都表现出各向异性。
(4)晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化。
2．晶体的微观结构
(1)晶体的微观结构特点：组成晶体的物质微粒有规则地、周期性地在空间排列。
(2)用晶体的微观结构特点解释晶体的特点
现象
原因
晶体有确定的几何外形
内部微粒有规则地排列
晶体物理性质各向异性
内部从任一结点出发在不同方向的微粒的分布情况不同
晶体的多形性
组成晶体的微粒可以形成不同的空间点阵
3．浸润和不浸润的产生原因
(1)不浸润产生原因：固体分子对附着层内分子的引力小于液体分子对附着层内分子的引
力，附着层的液体分子比液体内部的分子稀疏，也就是说，附着层内液体分子间的距离大于
分子力平衡的距离r0，附着层内分子间的作用表现为引力，附着层有收缩的趋势，就像液体
表面张力的作用一样。
(2)浸润产生原因：固体分子对附着层内分子的引力大于液体分子对附着层内分子的引力，
附着层内分子间的距离小于液体内部分子间的距离，附着层内分子之间的作用表现为斥力，
附着层有扩展的趋势。
精讲考点
11
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
12
