鲁科版高考物理一轮总复习课时质量评价36分子动理论含答案

三十六　分子动理论

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1．下列说法正确的是(　　)

A．扩散运动是由微粒和水分子发生化学反应引起的

B．某时刻某一气体分子向左运动，则下一时刻它一定向右运动

C．0 ℃和100 ℃氧气分子的速率都呈现“中间多、两头少”的分布规律

D．以上说法均错误

C　解析：扩散运动是物理现象，没有发生化学反应，故选项A错误；分子运动是杂乱无章的，无法判断分子下一时刻的运动方向，故选项B错误；0 ℃和100 ℃氧气分子的速率都呈现“中间多、两头少”的分布规律，故选项C正确。

2．(2020·北京模拟)关于热学中的一些基本概念，下列说法正确的是(　　)

A．物体是由大量分子组成的，分子是不可再分的最小单元

B．分子间的斥力和引力总是同时存在，且随着分子之间距离的增大而增大

C．分子在做永不停息的无规则热运动，布朗运动就是分子的热运动

D．宏观物体的温度是物体内大量分子平均动能的标志

D　解析：物质是由大量分子组成的，分子是由原子组成的，故A错误；根据分子动理论可知，分子间同时存在分子引力和分子斥力，引力和斥力都随分子间距离的减小而增大，随分子间距离的增大而减小，故B错误；布朗运动是固体微粒的运动，不是分子的运动，但间接反映了液体分子的热运动，故C错误；温度是分子平均动能的标志，故D正确。

3．(多选)关于布朗运动，下列说法正确的是(　　)

A．布朗运动是分子的运动，牛顿运动定律不再适用

B．布朗运动是分子无规则运动的反映

C．悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动是布朗运动

D．布朗运动的剧烈程度跟温度有关，所以布朗运动也叫作热运动

BC　解析：根据分子动理论的知识可知，混合均匀是扩散现象，水分子做无规则热运动，炭粒做布朗运动，由于布朗运动的剧烈程度与固体微粒的大小和温度有关，固体微粒越小，运动越明显，所以使用炭粒更小的墨汁，布朗运动会更明显，则混合均匀的过程进行得更迅速，故选B、C。

4．(2018·北京高考)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离的增大而增大

BC　解析：布朗运动是悬浮的固体微粒的运动，这些固体微粒不是微观粒子，牛顿运动定律仍适用，故A错误；悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动是布朗运动，是分子永不停息地做无规则运动的反映，其本身不是分子的热运动，故B、C正确，D错误。

5．(多选)对于实际的气体，下列说法正确的是(　　)

A．气体的内能包括气体分子的重力势能

B．气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能

C．气体的内能包括气体整体运动的动能

D．气体的体积变化时，其内能可能不变

BD　解析：气体分子的重力势能和气体整体运动的动能都属于机械能，不是气体的内能，故A、C错误；实际气体的内能包括气体的分子动能和分子势能两部分，故B正确；气体的体积变化时，分子势能发生变化，气体温度也可能发生变化，则分子势能与分子动能之和可能不变，即其内能可能不变，故D正确。

6．PM2.5是指空气中直径小于2.5 μm的悬浮颗粒物，其飘浮在空气中做无规则运动，很难自然沉降到地面。下列说法不正确的是(　　)

A．气温越高，悬浮颗粒物的运动越剧烈

B．悬浮颗粒物在空气中的运动属于布朗运动

C．悬浮颗粒物在空气中的运动就是分子的热运动

D．倡导低碳生活有利于减小悬浮颗粒物在空气中的浓度

C　解析：由于悬浮颗粒物很小，悬浮颗粒物在空气中的运动是由于周围大量气体分子对悬浮颗粒物碰撞的不平衡作用使其在空气中做无规则运动，属于布朗运动，是空气分子热运动的反映，B正确，C错误；温度越高，分子运动越剧烈，悬浮颗粒物运动也越剧烈，A正确；因为矿物燃料燃烧的废气排放是形成悬浮颗粒物的主要原因，所以倡导低碳生活、减少化石燃料的使用能有效减小悬浮颗粒物在空气中的浓度，D正确。本题选不正确的，故选C。

7．(多选)分子间作用力由引力与斥力共同决定，并随着分子间距离的变化而变化，则下列说法正确的是(　　)

A．分子间引力随分子间距离的增大而减小

B．分子间斥力随分子间距离的减小而增大

C．分子间作用力随分子间距离的增大而减小

D．当r<r0时，分子间作用力随分子间距离的减小而增大

ABD　解析：分子间作用力和分子间距离的关系图像如图所示，

根据该图像可判断分子间引力随分子间距离的增大而减小，分子间斥力随分子间距离的减小而增大，A、B正确。当r<r0时，分子间作用力(图中实线)随分子间距离的减小而增大；当r>r0时，分子间作用力随分子间距离的增大先增大后减小，故C错误，D正确。

8．(多选)小张在显微镜下观察水中悬浮细微粉笔末的运动。从A点开始，他把粉笔末每隔20 s的位置记录在坐标纸上，依次得到B、C、D等点，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．若改变水的温度，再记录一张图，则仅从图上不能确定记录哪一张图时的温度高

BD　解析：该折线图不是粉笔末的实际运动轨迹，布朗运动是无规则的，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；由于分子热运动的无规则性，所以经过B点后10 s，我们不能确定粉笔末在哪个位置，故C错误；由于分子热运动的无规则性，我们无法仅从两张图上确定记录哪一张图时的温度高，故D正确。

9．(多选)甲分子固定在坐标原点O，只在两分子间作用力的作用下，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，设乙分子在移动过程中所具有的总能量为0，则下列说法正确的是(　　)

A．乙分子在P点时加速度为0

B．乙分子在Q点时分子势能最小

C．乙分子在Q点时处于平衡状态

D．乙分子在P点时动能最大

AD　解析：由题图可知，乙分子在P点时分子势能最小，此时乙分子受力平衡，甲、乙两分子间的引力和斥力相等，乙分子所受合力为0，加速度为0，选项A正确；乙分子在Q点时分子势能为0，大于乙分子在P点时的分子势能，选项B错误；乙分子在Q点时与甲分子间的距离小于平衡距离，分子引力小于分子斥力，合力表现为斥力，所以乙分子在Q点所受合力不为0，故不处于平衡状态，选项C错误；乙分子在P点时，其分子势能最小，由能量守恒可知，此时乙分子动能最大，选项D正确。

10．(多选)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，阿伏伽德罗常数为NA，地面大气压强是由大气层的重力产生的，大小为p0，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4π

B．地球大气层空气分子总数为4π

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

AC　解析：根据大气压力等于大气层中气体分子的总重力，求出大气层中气体的质量m，根据 n＝ 求出分子数。假设每个分子占据一个小立方体，每个小立方体紧密排列，则小立方体的边长即为空气分子之间的平均间距，由几何知识求出空气分子之间的平均间距。设大气层中气体的质量为m，由大气压强的产生知，mg＝p0S，得m＝，其中S＝4πR2，则分子数n＝＝＝，A正确，B错误；设空气分子之间的平均距离为a，大气层中气体总体积为V，则a＝，而 V＝4πR2h，所以a＝，C正确，D错误。

11．如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示。f>0为斥力，f<0为引力。A、B、C、D为x轴上四个特定的位置，现把乙分子从A处由静止释放，选项中的四个图分别表示乙分子的速度、加速度、动能、势能与两分子间距离的关系，正确的是(　　)

A　　　　　　　　　　B

C　　　　　　　　　　D

D　解析：乙分子从A处运动到C处的过程中，两分子间始终为引力，速率大小一直在增大，A错误；加速度与力的大小成正比，方向与力相同，加速度等于0的是C处，故B错误；分子动能不可能为负值，故C错误；乙分子从A处由静止释放，分子势能先减小，到C处最小后增大，故D正确。

12．以M表示水的摩尔质量，Vm表示在标准状况下水蒸气的摩尔体积，ρ为在标准状况下水蒸气的密度，NA为阿伏伽德罗常数，m、V分别表示每个水分子的质量和体积，有以下四个关系式：①NA＝，②ρ＝，③m＝，④V＝。则下列判断正确的是(　　)

A．①和②都是正确的  B．①和③都是正确的

C．②和④都是正确的  D．①和④都是正确的

B　解析：①摩尔质量＝分子质量×阿伏伽德罗常数，故ρVm＝mNA，故NA＝，故①正确；②ρ为在标准状况下水蒸气的密度，由于气体分子间距远大于分子直径，故水蒸气的密度小于水分子的密度，故ρV＜m，则ρ<，故②错误；③摩尔质量＝分子质量×阿伏伽德罗常数，故m＝，故③正确；④由于气体分子间距远大于分子直径，故 V<，故④错误。正确的表达式为①和③，选B。

13．(2020·全国卷Ⅰ)分子间作用力f与分子间距r的关系如图所示，r＝r1时，f＝0。分子间势能由r决定，规定两分子相距无穷远时分子间的势能为0。若一分子固定于原点O，另一分子从距O点很远处向O点运动，在两分子间距减小到r2的过程中，势能________(选填“减小”“不变”或“增大”)；在间距由r2减小到r1的过程中，势能________ (选填“减小”“不变”或“增大”)；在间距等于r1时，势能________(选填“大于”“等于”或“小于”)0。

解析：另一分子从距O点很远处向O点运动，两分子间距减小到r2的过程中，分子间作用力表现为引力，引力做正功，分子势能减小；在r2→r1的过程中，分子间作用力仍然表现为引力，引力做正功，分子势能减小；在间距等于r1之前，分子势能一直减小，取无穷远处分子势能为0，则在r1处分子势能小于0。

答案：减小　减小　小于

14．如图所示是通过扫描隧道显微镜拍下的照片：48个铁原子在铜的表面排列成圆圈，构成了“量子围栏”。为了估算铁原子直径，查到以下数据：铁的密度ρ＝7.8×103 kg/m3，摩尔质量M＝5.6×10－2 kg/mol，阿伏伽德罗常数NA＝6.0×1023  mol－1。若将铁原子简化为球体模型，铁原子直径的表达式D＝________，铁原子直径约为________m(结果保留1位有效数字)。

解析：每个铁原子的体积V0＝，将铁原子看成球体，则V0＝πd3，联立解得d＝，代入数据解得d＝ m＝3×10－10 m。

答案：　3×10－10