高考物理一轮复习-第1讲-分子动理论-内能

授课提示：对应学生用书第371页[A组基础巩固练]热点一微观量的估算问题1．(2022·上海模拟)某固体物质的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，则每个分子的质量和单位体积内所含的分子数分别是()A.eq\f(NA,M)、eq\f(NAρ,M) B.eq\f(M,NA)、eq\f(MNA,ρ)C.eq\f(NA,M)、eq\f(M,NAρ) D.eq\f(M,NA)、eq\f(NAρ,M)解析：每个分子的质量m＝eq\f(M,NA)，单位体积的质量等于单位体积乘以密度，质量除以摩尔质量等于摩尔数，所以单位体积所含的分子数n＝eq\f(NAρ,M)，故D正确，A、B、C错误。答案：D2．(多选)一滴油酸酒精溶液含质量为m的纯油酸，滴在液面上扩散后形成的最大面积为S。已知纯油酸的摩尔质量为M、密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，下列表达式正确的有()A．油酸分子的直径d＝eq\f(M,ρS)B．油酸分子的直径d＝eq\f(m,ρS)C．一滴油酸酒精溶液所含油酸的分子数N＝eq\f(m,M)NAD．一滴油酸酒精溶液所含油酸的分子数N＝eq\f(M,m)NAE．一个油酸分子的质量eq\f(M,NA)解析：一滴酒精溶液油酸滴滴在液面上扩散后形成最大面积S时应为油酸单分子油膜层，设油酸分子的直径为d，则有dS＝eq\f(m,ρ)，所以d＝eq\f(m,ρS)，故A错误，B正确；设一滴油酸酒精溶液所含油酸的分子数为N，则有N＝eq\f(m,M)NA，故C正确，D错误；一个油酸分子的质量为eq\f(M,NA)，故E正确。答案：BCE3．(多选)(2022·四川泸州模拟)关于分子动理论，下列说法正确的是()A．分子的质量m＝eq\f(M摩尔,NA)，分子的体积V＝eq\f(V摩尔,NA)B．扩散现象不仅可以在液体内进行，在固体间也可以进行C．布朗运动反映了分子在永不停息地做无规则运动D．两分子间距离大于r0时分子间的作用力只存在引力，小于r0时只存在斥力E．两分子间距离大于r0时，增大分子间距，分子力做负功，分子势能增大解析：分子的质量m＝eq\f(M摩尔,NA)，分子所占空间的体积V＝eq\f(V摩尔,NA)，如果分子之间的间隙可以忽略不计，则V＝eq\f(V摩尔,NA)表示的才是分子的体积，故A错误；扩散现象就是物质分子的无规则运动，扩散现象不仅可以在液体内进行，在固体间也可以进行，故B正确；布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体小颗粒永不停息地做无规则运动，它反映了分子在永不停息地做无规则运动，故C正确；分子的引力和斥力是同时存在的，两分子间距离大于r0时，分子间的引力大于斥力，表现为引力，小于r0时，斥力大于引力，表现为斥力，故D错误；两分子间距离大于r0时，增大分子间距离，分子力做负功，分子势能增大，故E正确。答案：BCE热点二布朗运动与分子热运动4．(多选)下列四种现象中，属于扩散现象的有()A．雨后的天空中悬浮着很多小水滴B．海绵吸水C．在一杯开水中放几粒盐，整杯水很快就会变咸D．把一堆煤倒在白墙墙角，几年后铲下煤后发现墙中有煤E．春天在公园里散步，随处都能闻到花香味解析：扩散现象是指两种不同的分子互相渗透到对方中去的现象，它是由分子运动引起的。天空中的小水滴不是分子，小水滴是由大量水分子组成的，这里小水滴悬浮于空气中并非分子运动引起的，故A错误。同样海绵吸水也不是分子运动的结果，故B错误。整杯水变咸是盐分子渗透到水分子之间导致的；墙中有煤也是煤分子渗透的结果；春天各种花的芳香分子扩散到空气中传得很远，故C、D、E正确。答案：CDE5．(2022·三亚华侨学校模拟)下列关于扩散和布朗运动的说法，正确的是()A．扩散现象和布朗运动都是分子的无规则运动B．布朗运动反映了悬浮在液体中的固体分子的无规则运动C．布朗运动说明了液体分子之间存在着相互作用的引力和斥力D．温度越高，布朗运动越剧烈，扩散现象发生越快解析：扩散现象和布朗运动都是分子的无规则运动的反映，选项A错误；布朗运动反映了悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动，不是固体分子的运动，选项B错误；布朗运动说明了液体分子的无规则的热运动，而不能说明分子之间存在着相互作用的引力和斥力，选项C错误；温度越高，布朗运动越剧烈，扩散现象发生越快，选项D正确。答案：D热点三分子力、分子势能和内能的理解6．(多选)(2022·江西南昌模拟)两个分子间的引力和斥力的合力F与两分子间的距离r的关系曲线如图所示，曲线与横轴交点的横坐标为r0。若取两分子相距无穷远时分子势能为零，现有两个静止的相距较远的分子，假设只在分子力作用下相互接近，在此过程中，下列说法正确的是()A．整个运动过程中分子势能和动能之和不变B．在r＝r0时，分子动能最大C．在r＞r0的过程中，分子的加速度一直在增大D．在r＞r0的过程中，F做正功，势能减小，分子动能增加E．在r＜r0的过程中，F做负功，势能减小，分子动能也减小解析：根据能量守恒定律，整个运动过程中分子势能和动能之和不变，故A正确；在r＝r0时，分子力为零，分子势能最小，分子动能最大，故B正确；在r＞r0的过程中，分子的加速度先增大后减小，故C错误；在r＞r0的过程中，分子力表现为引力，F做正功，分子动能增加，势能减小，故D正确；在r＜r0的过程中，分子力表现为斥力，F做负功，分子动能减小，势能增大，故E错误。答案：ABD7．(多选)(2022·河南许昌模拟)两个相邻的分子之间同时存在着引力和斥力，它们随分子之间距离r的变化关系如图所示。图中虚线是分子斥力和分子引力曲线，实线是分子合力曲线。当分子间距r＝r0时，分子间合力为零，关于两分子组成系统的分子势能Ep与两分子间距离r的关系曲线，下列图象可能正确的是()解析：当分子间距r>r0时，分子间表现为引力，当分子间距r减小时，分子力做正功，分子势能减小，当r<r0时，分子间表现为斥力，当分子间距r减小时，分子力做负功，分子势能增大，当r＝r0时，分子势能最低。但考虑取不同情况作为分子势能最小的点，选项B、C、E的三个图象可能是正确的。答案：BCE热点四实验：用油膜法估测分子的大小8．在“油膜法估测分子大小”的实验中，将1mL的纯油酸配制成5000mL的油酸酒精溶液，用注射器测得1mL溶液为80滴，再滴入1滴这样的溶液到准备好的浅盘中，描出的油膜轮廓，数出油膜共占140个小方格，每格边长是0.5cm，由此估算出油酸分子直径为()A．7×10－8m B．1×10－8mC．7×10－10m D．1×10－10m解析：本题考查油膜法估测分子大小。一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V＝eq\f(1,80)×eq\f(1,5000)cm3＝2.5×10－6cm3，油膜的面积S＝140×0.25cm2＝35cm2，油酸分子直径d＝eq\f(V,S)＝eq\f(2.5×10－6,35)cm≈7×10－10m，故C正确，A、B、D错误。答案：C9．在“油膜法估测分子的大小”实验中，有下列实验步骤：①往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水。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，待薄膜形状稳定；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；⑤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。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1cm3的油酸溶于酒精，制成300cm3的油酸酒精溶液；测得1cm3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0.13m2。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)依据实验顺序，先配制混合溶液④，然后在浅盘中放水和痱子粉①，将一滴溶液滴入浅盘中②，将玻璃板放在浅盘上获取油膜形状⑤，最后用已知边长的坐标纸上的油膜形状来计算油膜的总面积③。故正确的操作顺序为④①②⑤③。(2)一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积V＝eq\f(1cm3,50)×eq\f(1,300)≈6.7×10－5cm3，故油酸分子直径d＝eq\f(V,S)＝eq\f(6.7×10－5cm3,0.13m2)＝eq\f(6.7×10－11m3,0.13m2)≈5×10－10m。答案：(1)④①②⑤③(2)5×10－10[B组综合提能练]10．(多选)下列说法正确的是()A．分析布朗运动会发现，悬浮的颗粒越小，温度越高，布朗运动越剧烈B．一定质量的气体，温度升高时，分子间的平均距离增大C．分子间的距离r存在某一值r0，当r大于r0时，分子间引力大于斥力，当r小于r0时，分子间斥力大于引力D．已知铜的摩尔质量为M(kg/mol)，铜的密度为ρ(kg/m3)，阿伏加德罗常数为NA(mol－1)，体积为V(m3)的铜所含的原子数N＝eq\f(ρVNA,M)E．温度升高，分子平均动能增大，内能增大解析：悬浮的颗粒越小，液体分子撞击的不平衡越明显，温度越高，液体分子撞击固体颗粒的作用越强，故A正确。一定质量的气体，温度升高时，体积不一定增大，分子间的平均距离不一定增大，故B错误。分子间的距离r存在某一值r0，当r大于r0时，分子间斥力小于引力，整体表现为引力；当r小于r0时，分子间斥力大于引力，整体表现为斥力，故C正确。体积为V(m3)的铜所含的原子数N＝eq\f(ρV,M)NA，故D正确。温度升高，分子平均动能增大，分子势能有可能减小，内能不一定增大，故E错误。答案：ACD11.(多选)如图所示，将甲分子固定于坐标原点O处，乙分子放置于r轴上距离O点很远的r4处，r1、r2、r3为r轴上的三个特殊的位置，甲、乙两分子间的作用力F和分子势能Ep随两分子间距离r的变化关系分别如图中两条曲线所示，设两分子间距离很远时，Ep＝0。现把乙分子从r4处由静止释放，下列说法正确的是()A．虚线为Ep-r图线、实线为F-r图线B．当分子间距离r<r2时，甲、乙两分子间只有斥力，且斥力随r减小而增大C．乙分子从r4到r2做加速度先增大后减小的加速运动，从r2到r1做加速度增大的减速运动D．乙分子从r4到r2的过程中，分子势能先增大后减小，在r1位置时分子势能最小E．乙分子的运动范围为r4≥r≥r1解析：由于分子间的距离等于平衡位置的距离时，分子势能最小，所以虚线为分子势能图线(Ep-r图线)，实线为分子间作用力图线(F-r图线)，选项A正确；由于分子是由带正电荷的原子核和带负电荷的电子组成，所以无论两个分子之间的距离多大，分子之间既存在斥力，又存在引力，选项B错误；乙分子从r4到r2所受的分子力(表现为引力)先增大后减小，根据牛顿第二定律，乙分子做加速度先增大后减小的加速运动，乙分子从r2到r1所受的分子力(表现为斥力)一直增大，根据牛顿第二定律，乙分子做加速度增大的减速运动，选项C正确；根据分子势能图线可知，乙分子从r4到r1的过程中，分子势能先减小后增大，在r2位置时分子势能最小，选项D错误；根据能量守恒得，乙分子的运动范围为r4≥r≥r1，选项E正确。答案：ACE12．测量分子大小的方法有很多，如油膜法、显微法：(1)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，用移液管量取0.25mL油酸，倒入标注250mL的容量瓶中，再加入酒精后得到250mL的溶液。然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入50滴溶液，溶液的液面达到量筒中1mL的刻度，再用滴管取配好的油酸酒精溶液，向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下1滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜，如图甲所示。坐标格中每个小正方形方格的大小为2cm×2cm。由图可以估算出油膜的面积是________cm2，由此估算出油酸分子的直径是________m(结果保留一位有效数字)。(2)用扫描隧道显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片如图乙所示。这个量子围栏是由48个铁原子在铜的表面排列成直径为1.43×10－8m的圆周组成的。由此可以估算出铁原子的直径约为________m(结果保留两位有效数字)。解析：(1)数油膜的正方形格数，大于半格的算一格，小于半格的舍去，得到油膜的面积S＝64×2cm×2cm＝256cm2。每滴溶液体积为eq\f(1,50)mL,1滴溶液中所含油酸体积V＝eq\f(1,50)×eq\f(0.25,250)cm3＝2×10－5cm3，油膜厚度即油酸分子的直径d＝eq\f(V,S)≈8×10－10m。(2)直径为1.43×10－8m的圆周周长D＝πd≈4.49×10－8m，可以估算出铁原子的直径d′＝eq\f(4.49×10－8,48)m≈9.4×10－10m。答案：(1)2568×10－10(2)9.4×10－1013．(2022·江苏南京师大附中高三检测)在标准状况下，体积为V的水蒸气可视为理想气体，已知水蒸气的密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，水的摩尔质量为M，水分子的直径为d。(1)计算体积为V的水蒸气