2020版高考物理总复习第1节分子动理论内能练习（含解析）（选修3_3）.docx

第1节分子动理论内能1.(多选)布朗运动是生物学家布朗首先发现的物理现象,成为分子动理论和统计力学发展的基础.下列关于布朗运动的说法正确的是(CDE)A.布朗运动就是小颗粒分子的运动B.悬浮在液体中的小颗粒不停地无规则互相碰撞是产生布朗运动的原因C.在尽量排除外界影响的情况下(如振动、液体对流等),布朗运动依然存在D.布朗运动的激烈程度与颗粒大小、温度有关E.布朗运动说明了小颗粒周围液体或气体分子是运动的解析:布朗运动是固体颗粒的运动,为宏观运动,不是分子运动,故A错误;悬浮小颗粒受到周围液体分子的无规则碰撞,若各个方向的碰撞效果不平衡,就导致了小颗粒的布朗运动,故B错误;布朗运动的剧烈程度受外界因素的影响,但布朗运动始终是存在的,故C正确;温度越高,液体分子的无规则运动越剧烈,布朗运动也就越明显,颗粒越小,在某一瞬间跟它相撞的分子数越少,撞击的不平衡性越明显,布朗运动越明显,D正确;布朗运动说明了小颗粒周围的液体或气体分子的运动,故E正确.2.(2018湖北孝感期中)(多选)下列说法正确的是(ABE)A.气体扩散现象表明了气体分子的无规则运动B.气体温度升高,分子的平均动能一定增大C.布朗运动就是分子的热运动D.当分子间作用力表现为斥力时,分子势能随分子间距离的减小而 减小E.当分子间作用力表现为引力时,分子势能随分子间距离的减小而 减小解析:气体扩散现象表明了气体分子在做无规则运动,A正确;温度越高,分子的平均动能越大,B正确;布朗运动是悬浮在液体中微粒的运动,它是液体分子无规则热运动的反映,选项C错误;当分子间作用力表现为斥力时,分子势能随分子间距离的减小而增大,表现为引力时分子势能随分子间距离的减小而减小,选项D错误,E正确.3.(多选)已知阿伏加德罗常数为NA,某物质的摩尔质量为M(kg/mol),该物质的密度为(kg/m3),则下列叙述中正确的是(BDE)A.1 kg该物质所含的分子个数是NAB.1 kg该物质所含的分子个数是NAC.该物质1个分子的质量是D.该物质1个分子占有的空间是E.该物质的摩尔体积是解析:1 kg该物质的物质的量为,所含分子数目为N=NA=,故A错误,B正确;每个分子的质量为m0=,故C错误;每个分子所占体积为V0=,故D正确;该物质的摩尔体积为,故E正确.4.(多选)如图所示,用F表示两分子间的作用力,Ep表示分子间的分子势能,在两个分子之间的距离由10r0变为r0的过程中(BCE)A.F不断增大B.F先增大后减小C.Ep不断减小D.Ep先增大后减小E.F对分子一直做正功解析:分子间的作用力是矢量,其正负不表示大小;分子势能是标量,其正负表示大小.读取图像信息知,10r0变为r0的过程中,F先增大后变小至0,Ep则不断减小,故B,C正确,A,D错误;该过程中,始终为引力,则F做正功,故E正确.5.(多选)现在有质量是18 g的水、18 g的水蒸气和32 g的氧气,在它们的温度都是100 时(ACE)A.它们的分子数目相同,分子的平均动能相同B.它们的分子数目相同,分子的平均动能不相同,氧气的分子平均动能大C.它们的分子数目相同,它们的内能不相同,水蒸气的内能比水大D.它们的分子数目不相同,分子的平均动能相同E.它们的分子数目相同,分子的平均速率不同解析:三种物质的物质的量相同,故分子数目相同,三种物质的温度相同,分子平均动能相同,故A正确,B,D错误;100 时,水蒸气的分子势能大于水的分子势能,分子平均动能相同,故水蒸气的内能比水的内能大,C正确;因为它们的分子质量不同,所以平均速率不同,E 正确.6.(多选)下列说法正确的是(ADE)A.只要知道水的摩尔质量和水分子的质量,就可以计算出阿伏加德罗常数B.悬浮微粒越大,在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多,布朗运动越明显C.在使两个分子间的距离由很远(r10-9 m)减小到很难再靠近的过程中,分子间作用力先减小后增大,分子势能不断增大D.温度升高,分子热运动的平均动能一定增大,但并非所有分子的速率都增大E.物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度有关解析:NA=,A正确.悬浮微粒越大,在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多,受力越趋于平衡,布朗运动越不明显,B错误.在使两个分子间的距离由很远(r10-9 m)减小到很难再靠近的过程中,分子间作用力先增大后减小再增大,分子势能先减小后增大,C错误.温度升高,分子的平均动能增大,但并不是每个分子的速率都增大,只是速率大的分子比例较大,D,E正确.7.(多选)下列说法正确的是(ADE)A.铁块熔化成铁水的过程中,温度不变,内能增大B.物体运动的速度增大,则物体中分子热运动的平均动能增大,物体的内能增大C.A,B两物体接触时有热量从物体A传到物体B,这说明物体A的内能大于物体B的内能D.A,B两物体的温度相同时,A,B两物体的内能可能不同,分子的平均速率也可能不同E.两个系统处于热平衡时,它们一定具有相同的温度解析:铁块熔化成铁水的过程中,虽然温度不变,但要吸热,所以内能增大,A正确;机械运动的速度增大,与分子热运动的动能无关,故B错误;A,B两物体接触时,有热量从物体A传到物体B,这说明物体A的温度高于物体B的温度,C错误;A,B两物体的温度相同时,只能说A和B的分子平均动能相同,内能可能不同,并且由于A和B的分子质量可能不同,分子平均速率也可能不同,D正确;由热平衡的定义知,E正确.8.(多选)下列说法正确的是(CDE)A.布朗运动是液体分子的运动,它说明了分子在永不停息地做无规则运动B.温度是分子平均动能的标志,温度较高的物体每个分子的动能一定比温度较低的物体分子的动能大C.物体体积增大,分子势能可能减小D.某气体的摩尔质量为M,摩尔体积为Vm,密度为,用NA表示阿伏加德罗常数,则每个气体分子的质量m0=,每个气体分子平均占据的空间V0=E.当分子间的距离变小时,分子间的作用力可能增大,也可能减小解析:布朗运动是液体中悬浮小颗粒的运动,反映了液体分子的无规则热运动,故A错误;温度是分子平均动能的标志,温度较高的物体分子平均动能较大,但由于分子的运动是无规则的,因此不是每个分子的动能都比温度较低的物体分子的动能大,B错误;物体体积增大,分子势能可能减小,例如,0 的水结冰,体积增大,分子势能减小,C正确;应用m0=计算出的是每个气体分子的质量,应用V0=计算出的是每个气体分子所占空间的体积,D正确;当分子间的距离变小时,分子力可能减小,也可能增大,故E正确.9.(2018四川成都高三期末)在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中,有下列实验步骤:往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水,待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上.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.将画有油膜形状的玻璃板平放在方格纸上,计算出油膜的面积,根据油酸的体积和油膜的面积计算出油酸分子直径的大小.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.将玻璃板放在浅盘上,然后用彩笔将油膜的形状描绘在玻璃板上.完成下列填空:(1)上述步骤中,正确的顺序是 (填写步骤前面的数字).(2)将1 cm3的油酸溶于酒精,制成300 cm3的油酸酒精溶液;测得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴.现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上,测得所形成的油膜的面积是0.13 m2.由此估算出油酸分子的直径为 m (结果保留一位有效数字).解析:(1)实验前需先测量配置好的一滴油酸酒精溶液的体积;再将痱子粉均匀撒在盛有水的浅盘内;待痱子粉稳定后将一滴油酸溶液滴在撒有痱子粉的水面上;等到油膜的形状稳定后描绘油膜的轮廓;再利用方格纸计算油膜的面积,最后计算分子直径.故本实验的正确顺序是.(2)一滴油酸酒精溶液中油酸的体积为V= m3=SD,其中S=0.13 m2,故油酸分子的直径D=510-10 m.答案:(1)(2)510-1010.石墨烯是目前发现的最薄、最坚硬、导电导热性能最强的一种新型纳米材料.已知1 g石墨烯展开后面积可以达到2 600 m2,试计算每1 m2的石墨烯所含碳原子的个数.(阿伏加德罗常数NA=6.01023 mol-1,碳的摩尔质量M=12 g/mol,计算结果保留两位有效数字)解析:1 g石墨烯展开后面积可以达到2 600 m2,则1 m2石墨烯的质量m= g,则1 m2石墨烯所含碳原子个数N=NA=61023=1.91019个.答案:1.91019个11.(多选)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.相距很远的两分子在分子力作用下,由静止开始相互接近.若两分子相距无穷远时分子势能为零,下列说法正确的是(ACE)A.在rr0阶段,F做正功,分子动能增加,势能减小B.在rr0阶段,当r减小时F做正功,分子势能减小,分子动能增加,选项A正确;在rr0阶段,当r减小时F做负功,分子势能增加,分子动能减小,选项B错误;在r=r0时,分子势能最小,但不为零,动能最大,选项C正确,D错误;在整个相互接近的过程中,分子动能和势能之和保持不变,选项E正确.12.由于分子间存在着分子力,而分子力做功与路径无关,因此分子间存在与其相对距离有关的分子势能.如图所示为分子势能Ep随分子间距离r变化的图像,取r趋近于无穷大时Ep为零.通过功能关系可以从分子势能的图像中得到有关分子力的信息,则下列说法正确的是(D)A.假设将两个分子从r=r2处释放,它们将相互远离B.假设将两个分子从r=r2处释放,它们将相互靠近C.假设将两个分子从r=r1处释放,它们的加速度先增大后减小D.假设将两个分子从r=r1处释放,当r=r2时它们的速度最大解析:由图可知,两个分子从r=r2处的分子势能最小,则分子之间的距离为平衡距离,分子之间的作用力恰好为0.结合分子之间的作用力的特点可知,当分子间距离等于平衡距离时,分子力为零,分子势能最小,所以假设将两个分子从r=r2处释放,它们既不会相互远离,也不会相互靠近,故A,B错误;由于r1r2,可知分子在r=r1处时分子之间的作用力表现为斥力,释放后分子之间的距离将增大,分子力减小,加速度减小,分子力做正功,分子的速度增大;当分子之间的距离大于r2时,分子之间的作用力表现为引力,随距离的增大,分子力做负功,分子的速度减小,所以当r=r2时它们的速度最大,故C错误,D正确.13.(2016北京卷,20)雾霾天气是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述,是特定气候条件与人类活动相互作用的结果.雾霾中,各种悬浮颗粒物形状不规则,但可视为密度相同、直径不同的球体,并用PM10、PM2.5分别表示球体直径小于或等于10 m,2.5 m的颗粒物(PM是颗粒物的英文缩写).某科研机构对北京地区的检测结果表明,在静稳的雾霾天气中,近地面高度百米的范围内,PM10的浓度随高度的增加略有减小,大于PM10 的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小,且两种浓度分布基本不随时间变化.据此材料,以下叙述正确的是(C)A.PM10表示直径小于或等于1.010-6 m的悬浮颗粒物B.PM10受到的空气分子作用力的合力始终大于其受到的重力C.PM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动D.PM2.5浓度随高度的增加逐渐增大解析:PM10表示直径小于或等于10 m的颗粒物,而10 m=1.010-5 m,PM10受到的空气分子作用力的合力时刻发生变化,并不一定始终大于重力;PM10和大悬浮颗粒物在空中漂浮,其原因是受到空气分子撞击不平衡的结果;由于雾霾天气的形成与人类活动相关,则距地面高度越低,PM2.5浓度应越大,故选项C正确.14.(2019山东烟台高三月考)很多轿车为了改善夜间行驶时的照明问题,在车灯的设计上选择了氙气灯,因为氙气灯灯光的亮度是普通灯灯光亮度的3倍,但是耗电量仅是普通灯的一半,氙气灯使用寿命则