高中物理选择性必修第三册第1章 4

第一章4A组·基础达标1．下述说法中正确的是()A．甲物体的温度比乙物体的温度高，则甲物体分子平均速率比乙物体分子平均速率大B．温度是分子平均动能的标志，温度升高，则物体的每一个分子的动能都增大C．当某物体的内能增加时，该物体的温度一定升高D．温度是分子平均动能的标志，温度越高，则分子平均动能越大【答案】D【解析】温度是分子平均动能的标志，甲物体的温度比乙物体的温度高，由于不知道两种粒子的分子质量的关系，所以不能判断出甲物体分子平均速率与乙物体分子平均速率的大小关系，故A错误；温度是分子平均动能的标志，物体温度高，则分子的平均动能大，并不是物体的每一个分子的动能都增大，故D正确，B错误；物体的内能与物体温度、体积、物态有关，温度高，内能不一定大，故C错误．2．已知水的密度会随温度的变化而变化，现给体积相同的玻璃瓶A、B分别装满温度为60℃的热水和0℃的冷水(如图所示)．下列说法中正确的是()A．温度是分子平均动能的标志，所以A瓶中水分子的平均动能比B瓶中水分子的平均动能大B．温度越高，布朗运动越显著，所以A瓶中水分子的布朗运动比B瓶中水分子的布朗运动更显著C．A瓶中水的内能与B瓶中水的内能一样大D．由于A、B两瓶水体积相等，所以A、B两瓶中水分子间的平均距离相等【答案】A【解析】温度是分子平均动能的标志，A的温度高，故A的平均动能大，故A正确；布朗运动是固体颗粒的无规则运动，不是分子的运动，故B错误；体积相同的玻璃瓶A、B分别装满温度为60℃和0℃的热水和冷水，它们的体积相等，质量近似相等，温度不同，所以内能一定不同，故C错误；平均距离与温度有关，相同体积不同温度水分子的个数不同，平均距离就不同，故D错误．3．一木块从斜面上匀速下滑，在下滑的过程中，木块的温度不断升高，则()A．分子势能减小，分子平均动能不变B．机械能减小，内能增大C．机械能不变，内能增大D．分子势能不变，分子平均动能增大【答案】B【解析】一木块从斜面上匀速下滑，在下滑的过程中，木块的温度不断升高属于摩擦做功生热．机械能减小，内能增大．这与分子势能变化没有关系．所以A、C、D错误，B正确．4．严冬时节，梅花凌寒盛开，淡淡的花香沁人心脾．我们能够闻到花香，这与分子的热运动有关．关于热学中的分子，下列说法中正确的是()A．布朗运动就是液体分子的无规则运动B．扩散现象是由物质分子的无规则运动产生的，扩散能在气体和液体中进行，也能在固体中进行C．两个分子间距离小于r0时，分子间只有斥力没有引力D．两个分子间的距离增大时，分子间的分子势能一定减小【答案】B【解析】布朗运动是悬浮于液体中的固体小颗粒的运动，A错误；扩散现象是由物质分子的无规则运动产生的，扩散能在气体和液体中进行，也能在固体中进行，B正确；两个分子间距离小于r0时，分子间斥力和引力都存在，只是分子力表现为斥力，C错误；当r<r0时，分子势能随着分子间距离的增大而减小，当r>r0时，分子势能随分子距离增大而增大，D错误．5．如图所示，甲分子固定在坐标原点O，只在两分子力的作用下，乙分子沿x轴方向运动，两分子间的分子势能Ep与两分子间距离x的变化关系如图所示，设分子间在移动过程中所具有的总能量为零．则()A．乙分子在P点时加速度为零B．乙分子在P点时分子动能最小C．乙分子在Q点时分子势能最小D．乙分子在Q点时处于平衡状态【答案】A【解析】乙分子在P点时势能最小，即乙分子从O运动到P过程中分子力始终做正功，从P运动到无穷远过程中分子力始终做负功，因此乙分子在P点时所受分子力为零，则加速度为零，根据能量守恒定律可知乙分子在P点时动能最大，A正确，B、C错误；乙分子在Q点时所受分子力沿x轴正方向，不处于平衡状态，D错误．6．(多选)关于物体内能，下列说法中正确的是()A．每一个分子的动能与分子势能的和叫物体的内能B．物体所有分子的动能与分子势能的总和叫物体的内能C．一个物体，当它的机械能发生变化时，其内能也一定发生变化D．一个物体内能的多少与它的机械能多少无关【答案】BD【解析】物体内所有分子的动能与势能的总和叫物体的内能，物体的内能对单个分子而言无意义．物体的内能与其所含分子的动能与势能有关，与物体的动能和势能、机械能无关，故本题选B、D．7．(多选)下列关于分子力和分子势能的说法中，正确的是()A．当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而增大B．当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小C．当分子力表现为引力时，随着分子间的距离增大，分子力先增大后减小，分子势能增大D．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大【答案】CD【解析】当分子力表现为引力时，分子间距离r>r0，随分子间距离的增大，分子力先增大后减小，分子势能增大，A、B错误，C正确．当分子力表现为斥力时，分子间距离r<r0，随分子间距离的减小，分子力和分子势能都增大，D正确．8．(多选)关于分子的动能，下列说法正确的是()A．物体运动速度大，物体内分子的动能一定大B．物体的温度升高，物体内每个分子的动能都增大C．物体的温度降低，物体内大量分子的平均动能一定减小D．物体内分子的平均动能与物体做机械运动的速度大小无关【答案】CD【解析】分子的平均动能与机械运动的速度无关；温度升高，分子的平均动能一定增大，但对单个分子来讲，其动能可能增大也可能减小．9．(多选)下列关于分子运动和热现象的说法正确的是()A．一定量100℃的水变成100℃的水蒸气，其分子间势能增加B．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在斥力C．一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子势能的总和D．如果气体温度升高，那么所有分子的速率都增加【答案】AC【解析】一定量100℃的水变成100℃的水蒸气，内能增加，平均动能不变，其分子之间的势能增加，A正确；气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子在做永不停息的无规则运动，B错误；一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子之间势能的总和，C正确；如果气体温度升高，分子平均动能增加，不一定所有分子动能都增加，D错误．10．(多选)设有甲、乙两分子，甲固定在O点，r0为其平衡位置到O点间的距离，今使乙分子由静止开始只在分子力作用下由距甲0.5r0处开始沿x轴方向运动，则()A．乙分子的加速度先减小，后增大B．乙分子到达r0处时速度最大C．分子力对乙一直做正功，分子势能减小D．乙分子在r0处时，分子势能最小【答案】BD【解析】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，由图可知，乙分子受到的分子力先变小，位于平衡位置时，分子力为零，大于平衡位置时，分子力先变大再变小，故乙分子的加速度是先变小再反向变大，再变小，故A错误；当r小于r0时，分子间的作用力表现为斥力，F做正功，分子动能增加，势能减小，当r等于r0时，动能最大，势能最小，当r大于r0时，分子间作用力表现为引力，分子力做负功，动能减小，势能增加，故C错误，B、D正确．B组·能力提升11．下列四幅图中，能正确反映分子间作用力F和分子势能Ep随分子间距离r变化关系的图线是()【答案】B【解析】当r<r0时，分子力表现为斥力，随分子间距离r增大，分子势能Ep减小．当r>r0时，分子力表现为引力，随分子间距离r增大，分子势能Ep增大．当r＝r0时，分子力为零，此时分子势能最小．故B正确．12．如图甲所示，宇航员王亚平太空授课中呈现了标准水球，这是由于水的表面张力引起的．在水球表面层中，水分子之间的相互作用总体上表现为引力．如图乙所示，A位置固定一个水分子甲，若水分子乙放在C位置，其所受分子力恰为零，则将水分子乙放在如图________之间(填“AC”或“BC”)，其分子力表现为引力．若空间两个分子间距从无限远逐渐变小，直到小于r0，则分子势能变化的趋势是________________________．甲乙【答案】BC先减小再增大【解析】依题意，水分子乙放在C位置，其所受分子力恰为零，当两分子距离大于r0，即将水分子乙放在如图BC之间时，其分子力表现为引力．若空间两个分子间距从无限远逐渐变小，直到等于r0，分子力做正功，分子势能减小．当分子间距小于r0后再继续减小，分子力做负功，分子势能增加．故分子势能变化的趋势是先减小再增大．课后篇素养形成必备知识基础练1.已知在标准状况下,1mol氢气的体积为22.4L,氢气分子间距约为()A.10-9m B.10-10mC.10-11m D.10-8m答案A解析在标准状况下,1mol氢气的体积为22.4L,则每个氢气分子占据的体积V0=VNA=22.4×10-36.02×1023m3=3.72×10-26m3。按氢气分子占据的空间为立方体模型估算,2.NA代表阿伏加德罗常数,下列说法正确的是()A.在同温同压时,相同体积的任何气体单质所含的原子数目相同B.2g氢气所含原子数目为NAC.在常温常压下,11.2L氮气所含的原子数目为NAD.17g氨气所含原子数为10NA答案D解析由于构成单质分子的原子数目不一定相同,所以同温同压下,相同体积气体单质所含原子数目不一定相同,A错误;2g氢气的物质的量为1mol,一个氢分子含有2个氢原子,则2g氢气所含原子数目为2NA,B错误;在常温常压下,11.2L氮气的物质的量不能确定,则所含原子数目不能确定,C错误;17g氨气即1mol氨气,其所含原子数为(7+3)NA,即10NA,D正确。3.(多选)某气体的摩尔质量为M,分子的质量为m。若1mol该气体的体积为Vm,密度为ρ,阿伏加德罗常数为NA,则该气体单位体积所含的分子数为()A.NAVm C.ρNAM 答案ABC解析1mol该气体的体积为Vm,则单位体积分子数为n=NAVm,气体的摩尔质量为M,分子质量为m,则1mol气体的分子数为NA=Mm,则单位体积分子数为n=NAVm=MmVm,1mol该气体的体积Vm=Mρ,4.从下列哪一组物理量可以算出氧气的摩尔质量()A.氧气的密度和阿伏加德罗常数B.氧气分子的体积和阿伏加德罗常数C.氧气分子的质量和阿伏加德罗常数D.氧气分子的体积和氧气分子的质量答案C5.假如全世界60亿人同时数1g水的分子数,每人每小时可以数5000个,不间断地数,则完成任务所需时间最接近(阿伏加德罗常数NA取6×1023mol-1)()A.10年 B.1千年C.10万年 D.1千万年答案C解析水的摩尔质量为18g/mol,故1g水的分子数n=NA18,需要的时间t=NA186×1096.某气体的摩尔质量为M,摩尔体积为V,密度为ρ,每个气体分子的质量和体积分别为m和V0,则阿伏加德罗常数NA可表示为()A.NA=VVB.NA=ρC.NA=MmD.NA=M答案C解析因气体分子间有间距,所以气体分子的体积并不等于所占空间的体积,故A错误。ρV0不是气体的摩尔质量M,再除以每个气体分子的质量m,不等于NA,故B错误。气体的摩尔质量M除以每个气体分子的质量m等于NA,故C正确。ρV0不是每个气体分子的质量,故D错误。7.某气体的摩尔质量为M,标准状况下的摩尔体积为V,阿伏加德罗常数为NA,下列叙述正确的是()A.该气体在标准状况下的密度为MB.该气体每个分子的质量为MC.每个气体分子在标准状况下的体积为VD.该气体单位体积内的分子数为V答案B解析摩尔质量除以摩尔体积等于密度,故A错误;每个气体分子的质量为MNA,故B正确;由于气体分子间距较大,每个气体分子的体积远小于VNA,故C错误;该气体单位体积内的分子数为N8.已知地球的半径为6.4×103km,水的摩尔质量为1.8×10-2kg/mol,阿伏加德罗常数为6.02×1023mol-1,设想将1g水均匀地分布在地球表面,估算1m2的地球表面上分布的水分子个数约为()A.7×107 B.3×108C.3×1011 D.7×1010答案A解析1g水所含分子数为n=mMNA,S=1m2的地球表面上所含水分子个数为n'=nS4πR2=7×109.已知阿伏加德罗常数为NA,mkg水中所含氢原子数目是()A.19mNA×103 B.9mNC.118mNA×103 D.18mN答案A解析mkg水中所含水分子数为m×103M水NA,一个水分子中含有两个氢原子,则所含的氢原子数目为m×103M水NA×2=m×110.已知水银的摩尔质量为M,密度为ρ,阿伏加德罗常数为NA,则水银分子的直径是()A.6MπB.3MC.6MD.M答案A解析1mol水银的体积V=Mρ,1个水银分子的体积V0=VNA=MρNA,把水银分子看成球体模型,则V0=16πd3,所以d=6MπρNA

13,关键能力提升练11.(多选)设某种液体的摩尔质量为μ,原子间的平均距离为d,已知阿伏加德罗常数为NA,下列说法正确的是()A.假设分子为球体,该物质的密度ρ=3B.假设分子为正方体,该物质的密度ρ=μC.假设分子为正方体,该物质的密度ρ=3D.假设分子为球体,该物质的密度ρ=6答案BD解析分子为正方体时,1mol该物质的体积为d3NA,则ρ=μd3NA,选项B正确,C错误。分子为球体时,1mol该物质的体积为16πd3NA,则ρ=μ112.已知水的密度ρ=1.0×103kg/m3,水的摩尔质量M=1.8×10-2kg/mol,在标准状况下,水蒸气的摩尔体积Vm=22.4×10-3m3/mol,水蒸气分子的间距约是水分子直径的(阿伏加德罗常数为6.02×1023mol-1)()A.1倍 B.10倍C.100倍 D.1000倍答案B解析水蒸气是气体,在标准状况下的摩尔体积Vm=22.4×10-3m3/mol,每个水蒸气分子所占空间的体积V=VmNA,把每个分子和它所占空间看成一个小立方体,分子间距等于每个立方体的边长,即d=3V=3.34×10-9m。液态时水分子的摩尔体积Vm'=Mρ,若建立液态水分子的球体模型,有16πD3=Vm'NA,水分子的直径D=3.85×10-1013.(多选)已知阿伏加德罗常数为NA,空气的摩尔质量为M,室温下空气的密度为ρ(均为国际单位),则()A.1kg空气含空气分子的数目为NB.1个空气分子的质量是NC.1个空气分子的体积是MD.室温下相邻空气分子之间的平均距离为3答案AD解析1kg空气所含空气分子数目为N=1M·NA,1个空气分子的质量为MNA,故A正确,B错误;由于空气分子之间的距离非常大,所以不能估算1个空气分子的体积,1m3空气的分子数为ρNAM,故1个空气分子所占空间的体积V=MρNA14.(多选)已知地球大气层的厚度h远小于