第13章 1 知能达标训练-2022高考物理 新编大一轮总复习（word）人教版

[基础题组]

1．(2019·北京卷)下列说法正确的是(　　)

A．温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度

B．内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和

C．气体压强仅与气体分子的平均动能有关

D．气体膨胀对外做功且温度降低，分子的平均动能可能不变

[解析]　温度是分子平均动能的标志，故A项正确；内能是所有分子的分子动能与分子势能的总和，B错误；气体压强与气体分子的平均动能和分子密集程度有关，故C错误；气体温度降低，则气体分子的平均动能减小，故D错误。

[答案]　A

2．(多选)(2021·山西省长治、运城市联考)小张在显微镜下观察水中悬浮的细微粉笔末的运动从A点开始，他把小颗粒每隔20 s的位置记录在坐标纸上，依次得到B、C、D等这些点，把这些点连线形成如图所示折线图，则关于该粉笔末的运动，下列说法正确的是(　　)

A．该折线图是粉笔末的运动轨迹

B．粉笔末的无规则运动反映了水分子的无规则运动

C．经过B点后10 s，粉笔末应该在BC的中点处

D．粉笔末由B到C的平均速度大于由C到D的平均速度

E．若改变水的温度，再记录一张图，则仅从图上不能确定哪一张图时温度高。

[解析]　该折线图不是粉笔末的实际运动轨迹，分子运动是无规则的，故A错误；粉笔末受到水分子的碰撞，做无规则运动，所以粉笔末的无规则运动反映了水分子的无规则运动，故B正确；由于运动的无规则性，所以经过B点后10 s，我们不知道粉笔末在哪个位置，故C错误；任意两点之间的时间间隔是相等的，所以位移越大，则平均速度就越大，故粉笔末由B到C的平均速度小于由C到D的平均速度，故D正确；由于运动的无规则性，所以我们无法仅从图上就确定哪一张图的温度高，故E正确。

[答案]　BDE

3．(2018·北京卷)关于分子动理论，下列说法正确的是(　　)

A．气体扩散的快慢与温度无关

B．布朗运动是液体分子的无规则运动

C．分子间同时存在着引力和斥力

D．分子间的引力总是随分子间距增大而增大

[解析]　在其他条件不变的情况下，温度越高，气体扩散得越快，故A错误；布朗运动是固体小颗粒的运动，从侧面反映了液体分子的无规则运动，故B错误；分子间同时存在着引力和斥力，故C正确；分子间的引力总是随着分子间距的增大而减小，故D错误。

[答案]　C

4．给一定质量的温度为0 ℃的水加热，在水的温度由0 ℃上升到4 ℃的过程中，水的体积随着温度的升高反而减小，我们称之为“反常膨胀”。某研究小组通过查阅资料知道：水分子之间存在着一种结合力，这种结合力可以形成多分子结构，在这种结构中，水分子之间也存在着相互作用的势能。在水反常膨胀的过程中，体积减小是由于水分子之间的结构发生了变化，但所有水分子间的总势能是增大的。关于这个问题，下列说法中正确的是(　　)

A．水分子的平均动能减小，吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功

B．水分子的平均动能减小，吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功

C．水分子的平均动能增大，吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功

D．水分子的平均动能增大，吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功

[解析]　温度升高，水分子的平均动能增大，体积减小，分子间的结合力做负功，水分子间的总势能增大，选项D正确。

[答案]　D

5．(多选)(2021·河北省张家口市模拟)对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是(　　)

A．温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大

B．外界对物体做功，物体内能一定增加

C．温度越高，布朗运动越明显

D．分子间的距离增大时，分子间作用力就一直减小

E．当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子距离的减小而增大

[解析]　温度高的物体内能不一定大，内能还与质量、体积有关，但分子平均动能一定大，因为温度是分子平均动能的标志，故A正确；改变内能的方式有做功和热传递，若外界对物体做功的同时物体放热，内能不一定增加，故B错误；布朗运动是由液体分子碰撞的不平衡造成的，液体温度越高，液体分子热运动越激烈，布朗运动越显著，故C正确；当分子间的距离从平衡位置增大时，分子间作用力先增大后减小，故D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，故E正确。

[答案]　ACE

6．(多选)(2020·唐山高三摸底考试)下列说法正确的是(　　)

A．布朗运动是悬浮微粒的运动，它反映了液体分子永不停息地做无规则运动

B．已知氧气的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，可以算出氧气分子的体积

C．气体的温度升高时，并非所有分子的速率都增大

D．理想气体在等容变化过程中，气体对外不做功，气体的内能不变

E．一定质量的理想气体经等温压缩后，其压强一定增大

[解析]　布朗运动是悬浮在液体中微粒的运动，它反映了液体分子永不停息地做无规则运动，选项A正确；已知氧气的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，可以计算出每个氧气分子所占空间的体积，不能计算出氧气分子的体积，选项B错误；气体的温度升高时，分子平均动能增大，平均速率增大，但并非所有分子的速率都增大，选项C正确；理想气体在等容变化过程中，气体不对外做功，但是可能与外界有热传递(吸收热量或放出热量)，气体的内能可能会变化，选项D错误；一定质量的理想气体经过等温压缩后，体积减小，压强一定增大，选项E正确。

[答案]　ACE

7．(多选)(2020·山东省饨州质检)关于分子动理论和物体的内能，下列说法正确的是(　　)

A．热量不能从低温物体传递到高温物体

B．物体放出热量，其内能一定减少

C．温度高的物体的内能一定大，但分子平均动能不一定大

D．若两分子间的距离减小，则分子间的引力和分子间的斥力均增大

E．若分子间的作用力表现为斥力，则分子间的势能随分子间距离的减小而增大

[解析]　根据热力学第二定律可知，热量可以从低温物体传递到高温物体，但要引起其他的变化，选项A正确；根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，若物体放出热量且外界对物体做功，物体内能不一定减少，选项B错误；温度高的物体的分子平均动能一定大，但内能不一定大，选项C错误；若两分子间的距离减小，则分子间的引力和分子间的斥力均增大，选项D正确；若分子间的作用力表现为斥力，则随分子间距离的减小，分子力做负功，分子间的势能增大，选项E正确。

[答案]　ADE

8．(多选)(2021·辽宁省丹东市模拟)关于分子动理论的规律，下列说法正确的是(　　)

A．扩散现象说明物质分子在做永不停息的无规则运动

B．压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体分子间存在斥力的缘故

C．布朗运动是指悬浮在液体或气体里的微小颗粒的运动

D．如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，用来表征它们所具有的“共同热学性质”的物理量是内能

E．已知某种气体的密度为ρ(kg/m3)，摩尔质量为M(kg/mol)，则该气体分子间的平均距离可以表示为 。

[解析]　扩散现象与布朗运动都是分子无规则热运动的宏观表现，故A正确；气体压缩可以忽略分子间作用力，压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体压强的存在，故B错误；布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的运动，故C正确；如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，用来表征它们所具有的“共同热学性质”的物理量叫做温度，不是内能，故D错误；把该气体分子所占空间看成立方体模型，则有V0＝d3，又V0＝，则该气体分子之间的平均距离d＝，故E正确。

[答案]　ACE

[提升题组]

9．(多选)关于分子动理论的规律，下列说法正确的是(　　)

A．扩散现象说明物体分子在做永不停息的无规则运动

B．压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体分子间存在斥力的缘故

C．两个分子距离减小时，分子间引力和斥力都在增大

D．如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，用来表征它们所具有的“共同热学性质”的物理量叫做内能

E．两个分子间的距离为r0时，分子势能最小

[解析]　扩散现象是分子无规则运动的宏观表现，故A正确；压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体压强的原因，故B错误；两个分子距离减小时，分子间引力和斥力都增大，故C正确；D项表明系统之间没有热量交换，而没有热量交换意味着两者的温度是一样的，但总的热量不一定一样，故D错误；当分子间距r＞r0时，分子势能随分子间距离的增大而增大，当分子间距r＜r0时，分子势能随距离的减少而增大，当r＝r0时，分子势能最小，故E正确。

[答案]　ACE

10．(多选)(2020·福州高三质量抽测)下列关于分子力和分子势能的说法正确的是(　　)

A．压缩气体需要做功，这是分子间存在斥力的表现

B．当分子间的引力和斥力相等时，分子间的势能最小

C．当分子间表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小

D．分子间距离增大时，分子间的引力和斥力均减小，但斥力减小更快

E．分子间距离增大时，分子力可能做正功，也可能做负功

[解析]　压缩气体时，气体的压强增大，外界要克服气体的压强做功，不是分子间存在斥力的表现，选项A错误；当分子间的引力和斥力相等，即两分子间的距离r＝r0时，两分子间的分子势能最小，选项B正确；当分子力表现为引力时，两分子间的距离r＞r0，随着分子间距离的增大，分子势能会逐渐增大，选项C错误；由分子间斥力和引力随距离的变化关系可知，当两分子间的距离增大时，分子间的斥力和引力都会减小，但斥力减小更快，选项D正确；若分子力表现为引力，则距离增大分子力做负功，若分子力表现为斥力，距离增大，分子力做正功，选项E正确。

[答案]　BDE

11．(多选)(2019·泉州调研)钻石是首饰和高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为ρ(单位为kg/m3)，摩尔质量为M(单位为g/mol)，阿伏伽德罗常数为NA。已知1克拉＝0.2克，则(　　)

A．a克拉钻石所含有的分子数为

B．a克拉钻石所含有的分子数为

C．每个钻石分子直径的表达式为(单位为m)

D．每个钻石分子直径的表达式为(单位为m)

E．每个钻石分子的质量为

[解析]　a克拉钻石物质的量(摩尔数)为n＝，所含分子数为N＝nNA＝，选项A正确，B错误；钻石的摩尔体积V＝(单位为m3/mol)，每个钻石分子体积为V0＝＝，设钻石分子直径为d，则V0＝π3，联立解得d＝(单位为m)，选项C正确，D错误；根据阿伏伽德罗常数的意义知，每个钻石分子的质量m＝，选项E正确。

[答案]　ACE

12．(2017·江苏卷)(1)图中是某同学从资料中查到的两张记录水中碳粒运动位置连线的图片，记录炭粒位置的时间间隔均为30 s，两方格纸每格表示的长度相同。比较两张图片可知：若水温相同，____________(选填“甲”或“乙”)中炭粒的颗粒较大；若炭粒大小相同，____________(选填“甲”或“乙”)中水分子的热运动较剧烈。

(2)科学家可以运用无规则运动的规律来研究生物蛋白分子。资料显示，某种蛋白的摩尔质量为66 kg/mol，其分子可视为半径为3×10－9 m的球，已知阿伏伽德罗常数为6.0×1023 mol－1。请估算该蛋白的密度。(计算结果保留一位有效数字)

[解析]　(1)本题考查布朗运动。相同温度的条件下，炭粒较大的其布朗运动的激烈程度较弱，炭粒在30 s始、末时刻所在位置连线的距离就较短，故甲图中炭粒的颗粒较大；炭粒大小相同时，温度越高，分子的热运动越剧烈，做布朗运动的炭粒运动也越剧烈，故乙中水分子的热运动较剧烈。

(2)摩尔体积V＝πr3NA[或V＝(2r)3NA]

由密度ρ＝，解得ρ＝

代入数据得ρ＝1×103 kg/m3。

[答案]　(1)甲　乙　(2)1×103 kg/m3

13．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V＝1.0×103 cm3。已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3、摩尔质量M＝1.8×10－2 kg/mol，阿伏伽德罗常数NA＝6.0×1023 mol－1。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N；

(2)一个水分子的直径d。

[解析]　(1)水的摩尔体积为

Vm＝＝ m3/mol＝1.8×10－5 m3/mol

水分子总数为

N＝＝(个)

≈3×1025(个)。

(2)建立水分子的球体模型，有＝πd3，可得水分子直径：d＝＝ m≈4×10－10 m。

[答案]　(1)3×1025个　(2)4×10－10m