高考物理一轮复习选修3-3 热学课时作业41 (含解析)

课时作业41　分子动理论　内能

时间：45分钟

1．以下关于热运动的说法正确的是(　C　)

A．水流速度越大，水分子的热运动越剧烈

B．水凝结成冰后，水分子的热运动停止

C．水的温度越高，水分子的热运动越剧烈

D．水的温度升高，每一个水分子的运动速率都会增大

解析：分子热运动的剧烈程度只与温度有关，温度越高，分子的热运动越剧烈，属于微观层面的运动，与宏观的水流速度大小无关，选项A错误，C正确；分子在不停地做无规则运动，水凝结成冰后，水分子的无规则运动并未停止，选项B错误；温度升高，分子的平均动能增大，但不是每一个分子的动能都增大，即并不是每一个分子的运动速率都增大，选项D错误．

2．关于分子动理论，下列说法正确的是(　C　)

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：影响气体扩散快慢的因素有温度、分子大小、浓度、压强等，由此可知选项A错误；布朗运动是悬浮颗粒的运动，不是液体分子的无规则运动，选项B错误；分子间同时存在着引力和斥力，选项C正确；分子间的引力总是随分子间距增大而减小，选项D错误．

3．下列说法中正确的是(　C　)

A．布朗运动可能是液体分子的热运动，也可能是固体颗粒的运动

B．布朗运动图中不规则折线表示的是液体分子的运动轨迹

C．当分子间的距离变小时，分子间作用力可能减小，也可能增大

D．物体温度改变时，物体分子的平均动能不一定改变

解析：布朗运动是悬浮小颗粒的运动，布朗运动图中不规则折线是将间隔相等时间描出的小颗粒所在位置的点用直线按时间顺序依次连接起来得到的，不表示液体分子的运动轨迹，A、B错误；当分子间的距离变小时，分子间作用力如果表现为引力，则分子力减小(或先增大后减小)，分子间作用力如果表现为斥力，则分子力增大，C正确；温度是分子平均动能的标志，物体温度改变时，物体分子的平均动能一定改变，D错误．

4．下列关于分子力和分子势能的说法中，正确的是(　C　)

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

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减小

解析：当分子间距为r0时为平衡位置，当r>r0时分子间表现为引力，且分子力随r的增大而先增大后减小，当r增大时，分子力做负功，分子势能增大，故A、B错误；当r<r0时分子间表现为斥力，且分子力随着r的减小而增大，当r减小时分子力做负功，分子势能增大，故C正确，D错误．

5．(多选)两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近．在此过程中，下列说法正确的是(　BCE　)

A．分子力先增大，后一直减小

B．分子力先做正功，后做负功

C．分子动能先增大，后减小

D．分子势能先增大，后减小

E．分子势能和动能之和不变

解析：分子力F与分子间距r的关系是：当r<r0时F为斥力；当r＝r0时F＝0；当r>r0时F为引力．综上可知，当两分子由相距较远逐渐达到最近过程中分子力是先变大再变小后又变大，A项错误．分子力为引力时做正功，分子势能减小，分子力为斥力时做负功，分子势能增大，故B项正确、D项错误．因仅有分子力作用，故只有分子动能与分子势能之间发生转化，即分子势能减小时分子动能增大，分子势能增大时分子动能减小，其总和不变，C、E项均正确．

6．关于分子热运动和布朗运动，下列说法正确的是(　B　)

A．布朗运动是指在显微镜中看到的液体分子的无规则运动

B．布朗运动间接反映了分子在永不停息地做无规则运动

C．悬浮颗粒越大，同一时刻与它碰撞的液体分子越多，布朗运动越显著

D．当物体温度达到0 ℃时，物体分子的热运动就会停止

解析：布朗运动是指在显微镜中看到的悬浮小颗粒的无规则运动，A错误；布朗运动间接反映了液体分子运动的无规则性，B正确；悬浮颗粒越大，液体分子对它的撞击作用的不平衡性越小，布朗运动越不明显，C错误；热运动在0 ℃时不会停止，D错误．

7．(多选)关于布朗运动，下列说法正确的是(　BDE　)

A．布朗运动是液体分子的无规则运动

B．液体温度越高，布朗运动越剧烈

C．布朗运动是由于液体各部分温度不同而引起的

D．悬浮在液体中的固体小颗粒做布朗运动具有的能是机械能

E．布朗运动是微观粒子的运动，其运动规律遵循牛顿第二定律

解析：布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，选项A错误；布朗运动的剧烈程度与温度有关，液体温度越高，布朗运动越剧烈，选项B正确；布朗运动是由于来自各个方向的液体分子对固体小颗粒撞击作用的不平衡引起的，选项C错误；悬浮在液体中的固体小颗粒做布朗运动具有的能是机械能，选项D正确；布朗运动是悬浮的固体小颗粒不停地做无规则的宏观的机械运动，故其运动规律遵循牛顿第二定律，选项E正确．

8．(多选)已知阿伏加德罗常数为NA，铜的摩尔质量为M0，密度为ρ(均为国际制单位)，则(　ABD　)

A．1个铜原子的质量是

B．1个铜原子的体积是

C．1 kg铜所含原子的数目是ρNA

D．1 m3铜所含原子的数目为

解析：铜的摩尔质量即NA个铜原子的质量，因此1个铜原子的质量是，故A正确；1摩尔铜的体积为，故每个铜原子的体积为，故B正确；1 kg铜的摩尔数为，则原子数目为NA，故C错误；1个铜原子的体积是，则1 m3铜所含原子的数目为，故D正确．

9．(多选)分子间的相互作用力由引力与斥力共同产生，并随着分子间距的变化而变化，则下列说法正确的是(　ABD　)

A．分子间引力随分子间距的增大而减小

B．分子间斥力随分子间距的减小而增大

C．分子间相互作用力随分子间距的增大而减小

D．当r<r0时，分子间作用力随分子间距的减小而增大

E．当r>r0时，分子间作用力随分子间距的增大而减小

解析：分子力和分子间距离的关系图象如图所示，根据该图象可判断分子间引力随分子间距的增大而减小，分子间斥力随分子间距的减小而增大，A、B正确；当r<r0时分子力(图中实线)随分子间距的减小而增大，故D正确；当r>r0时，分子力随分子间距的增大先增大后减小，故E错误．

10．一个密闭容器由固定导热板分隔为体积相同的两部分，分别装有质量不等的同种气体．当两部分气体稳定后，它们的(　C　)

A．密度相同   B．分子数相同

C．分子平均速率相同   D．分子间平均距离相同

解析：本题考查温度的微观意义．根据ρ＝可知，m不等，V相等，则ρ不相等，A项错误．质量不等的同种气体的分子数不相等，B项错误．当两部分气体稳定后，二者的温度是相等的，故同种气体分子的平均速率相同，C项正确．同体积、不同质量的同种气体分子间距不相同，D项错误．

11．(2019·邯郸市一模)(多选)近期我国多个城市的PM2.5数值突破警戒线，受影响最严重的是京津冀地区，雾霾笼罩，大气污染严重．PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5微米的悬浮颗粒物，飘浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后危害人体健康，矿物燃料的燃烧是形成PM2.5的主要原因．下列关于PM2.5的说法正确的是(　BDE　)

A．PM2.5的尺寸与空气中氧分子的尺寸的数量级相当

B．PM2.5在空气中的运动属于布朗运动

C．温度越低PM2.5活动越剧烈

D．倡导低碳生活，减少煤和石油等燃料的使用能有效减小PM2.5在空气中的浓度

E．PM2.5中小一些的颗粒的运动比大一些的颗粒更为剧烈

解析：“PM2.5”是指直径小于等于2.5微米的颗粒物，其尺寸远大于空气中氧分子的尺寸的数量级，故选项A错误；PM2.5在空气中的运动是固体颗粒的运动，属于布朗运动，故选项B正确；大量空气分子对PM2.5无规则碰撞，温度越高，空气分子对颗粒的撞击越剧烈，则PM2.5的运动越激烈，故选项C错误；导致PM2.5增多的主要原因是矿物燃料的燃烧，故应该提倡低碳生活，可有效减小PM2.5在空气中的浓度，故选项D正确；PM2.5中小一些的颗粒，空气分子对其撞击更不均衡，故运动比大一些的颗粒更为剧烈，故选项E正确．

12．(2019·郑州模拟)(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r>r0阶段，F做正功，分子动能增加，势能减小

B．在r<r0阶段，F做负功，分子动能减小，势能也减小

C．在r＝r0时，分子势能最小，动能最大

D．在r＝r0时，分子势能为零

E．分子动能和势能之和在整个过程中不变

解析：由图象可知，分子间距离为r0时分子势能最小，此时分子间的距离为平衡距离，C正确；r0是分子的平衡距离，r大于平衡距离，分子力表现为引力，F做正功，分子动能增加，势能减小，故A正确；当r小于r0时，分子间的作用力表现为斥力，F做负功，分子动能减小，势能增加，故B错误；当r等于r0时，分子势能最小但不为零，故D错误；在整个过程中只有分子力做功，只有分子势能和动能的转化，分子动能和势能之和不变，故E正确．

13．在“用油膜法估测分子大小”的实验中，现有油酸和酒精按体积比为nm配制好的油酸酒精溶液置于容器中，还有一个盛有约2 cm深水的浅盘，一支滴管，一个量筒．

请补充下述实验步骤：

(1)用滴管向量筒内加注N滴油酸酒精溶液，读出其体积V.(需测量的物理量用字母表示)

(2)用滴管将一滴油酸酒精溶液滴入浅盘，等油酸薄膜稳定后，将薄膜轮廓描绘在坐标纸上，如图所示，则油膜面积为115S(已知坐标纸上每个小方格面积为S，求油膜面积时，半个以上方格面积记为S，不足半个舍去)．

(3)估算油酸分子直径的表达式为d＝.

解析：(1)用滴管向量筒内加注N滴油酸酒精溶液，读出其体积V.

(2)1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为

V′＝·，油膜面积S′＝115S.

(3)由d＝，得d＝.

14．室内空气中的水分太少，人会感觉干燥，人们常用空气加湿器来增加室内的水份，增加湿度，若有一加湿器工作一段时间后，容器中的水减少了体积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，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023 mol－1.试求：(结果均保留一位有效数字)

(1)室内共增加水分子的总数N；

(2)一个水分子的直径d.

解析：(1)水的摩尔体积为

V0＝＝ m3/mol＝1.8×10－5 m3/mol

水分子数N＝＝≈3×1025个

(2)建立水分子的球模型有＝πd3

得水分子直径

d＝≈ m≈4×10－10 m

答案：(1)3×1025个　(2)4×10－10 m