高考物理一轮复习第13章热学第35讲分子动理论内能练习(含解析)

第35讲 分子动理论 内能

[解密考纲]掌握分子动理论的基本内容；知道内能的概念；会分析分子力、分子势能随分子间距离的变化．

1．(2019·宝鸡高三质检)(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小颗粒的无规则运动是布朗运动

D．布朗运动的激烈程度跟温度有关，所以布朗运动也叫作热运动

E．布朗运动的明显程度与颗粒的体积和质量大小有关

BCE　解析 布朗运动是悬浮在液体中粒子的运动，这些粒子不是微观粒子，牛顿运动定律仍适用，故选项A错误．悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动是布朗运动，固体小颗粒做布朗运动说明了液体分子不停地做无规则运动，故选项B、C正确．布朗运动反映的是分子的热运动，其本身不是分子的热运动，故选项D错误．布朗运动的明显程度与颗粒的体积和质量大小有关，体积和质量越小，布朗运动越剧烈，故选项E正确．

2．(多选)下列叙述正确的是(　　)

A．布朗运动就是液体分子的无规则运动

B．当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增加而增加

C．对于一定质量的理想气体，温度升高时，压强可能减小

D．已知水的密度和水的摩尔质量，则可以计算出阿伏加德罗常数

E．扩散现象说明分子之间存在空隙，同时分子在永不停息地做无规则运动

BCE　解析 布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动，是液体分子的无规则运动的表现，选项A错误；当分子力表现为引力时，分子距离增加时，分子引力做负功，则分子势能增加，选项B正确；根据＝k 可知对于一定质量的理想气体，温度升高时，压强可能减小，选项C正确；已知水的密度和水的摩尔质量，可以求解摩尔体积，但是不能计算出阿伏加德罗常数，选项D错误；扩散现象说明分子之间存在空隙，同时分子在永不停息地做无规则运动，选项E正确．

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

C　解析 扩散的快慢与温度有关，温度越高，扩散越快，故选项A错误；布朗运动为悬浮在液体中固体小颗粒的运动，不是液体分子的热运动，固体小颗粒运动的无规则性，是液体分子运动的无规则性的间接反映，故选项B错误；分子间斥力与引力是同时存在，而分子力是斥力与引力的合力，分子间的引力和斥力都是随分子间距增大而减小；当分子间距小于平衡位置时，表现为斥力，即引力小于斥力，而分子间距大于平衡位置时，分子表现为引力，即斥力小于引力，但总是同时存在的，故选项C正确，D错误．

4．根据分子动理论，下列说法正确的是(　　)

A．一个气体分子的体积等于气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比

B．显微镜下观察到的墨水中的小炭粒所做的无规则运动，就是分子的运动

C．分子间的相互作用的引力和斥力一定随分子间的距离增大而增大

D．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大

D　解析 由于气体分子的间距大于分子直径，故气体分子的体积小于气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比，选项A错误；显微镜下观察到的墨水中的小炭粒不停地做无规则运动，是布朗运动，它是分子无规则运动的体现，但不是分子的运动，选项B错误；分子间的相互作用力随分子间距离增大而减小，但斥力减小得更快，选项C错误；若分子间距是从小于平衡距离开始变化，则分子力先做正功再做负功，故分子势能先减小后增大，选项D正确．

5．(2019·揭阳一模)(多选)下列说法正确的是(　　)

A．气体温度越高，每个分子的速度一定越大

B．理想气体向外界放出热量时，温度可能不变

C．布朗运动是指在显微镜下观察到的液体分子的无规则运动

D．一定量的理想气体，温度每升高1 K所吸收的热量与气体经历的过程有关

E．热量可能从低温物体传到高温物体

BDE　解析 温度是分子平均动能的宏观体现，温度越高，分子的平均速率越大，但每个分子的速率不一定都大，选项A错误；理想气体向外界放出热量时，若外界对气体做功，则温度可能不变，选项B正确；布朗运动是指在显微镜下观察到的固体小颗粒的无规则运动，是液体分子无规则运动的体现，选项C错误；一定量的理想气体，温度每升高1 K所吸收的热量与气体经历的过程有关，选项D正确；由热力学第一定律可知，选项E正确．

6．下列关于热运动的说法正确的是(　　)

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

C　解析 分子热运动的快慢只与温度有关，与物体速度无关，温度越高，分子热运动越剧烈，选项A错误，C正确；水凝结成冰后，水分子的热运动仍存在，选项B错误；热运动是大量分子运动的统计规律，即温度是分子平均动能的标志，所以温度升高，分子的平均速率增大，并不代表每一个分子的速率都增大，选项D错误．

7．(2019·上海金山区一模)阿伏加德罗常数为NA，水的摩尔质量为M，则质量为m的水所含分子数为(　　)

A.NA   B. NA

C. mNA  D. MNA

A　解析 水的物质的量为 n＝，故质量为m的水所含的分子数为N＝nNA＝NA，选项A正确．

8．(多选)氧气分子在0 ℃和100 ℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示．下列说法正确的是(　　)

A．图中两条曲线下的面积相等

B．图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形

C．图中实线对应于氧气分子在100 ℃时的情形

D．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目

E．与0 ℃时相比，100 ℃时氧气分子速率出现在0～400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大

ABC　解析 根据图线的物理意义可知，曲线下的面积表示总分子数，所以图中两条曲线下的面积相等，选项A正确；温度是分子平均动能的标志，且温度越高，速率大的分子所占比例较大，所以图中实线对应于氧气分子平均动能较大的情形，虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形，选项B、C正确；根据曲线不能求出任意区间的氧气分子数目，选项D错误；由图线可知100℃时的氧气分子速率出现在0～400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比比0 ℃时的百分比小，选项E错误．

9．(2019·江西九校高三联考)(多选)下列判断正确的是(　　)

A．在真空高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素

B．固体很难被拉伸，也很难被压缩，说明分子间既有引力又有斥力

C．只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出气体分子的体积

D．温度是分子热运动平均动能的标志，温度升高，则物体的每一个分子的动能都增大

E．晶体在熔化过程中吸收热量，但温度保持不变，分子势能增加

ABE　解析 在真空高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素，选项A正确；固体很难被拉伸，也很难被压缩，说明分子间既有引力又有斥力，选项B正确；只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出气体一个分子运动占据的空间的体积，选项C错误；温度是分子热运动平均动能的标志，温度升高，则物体分子的平均动能增大，并非每个分子的动能都变大，选项D错误；晶体在熔化过程中吸收热量，但温度保持不变，分子势能增加，选项E正确．

10．(2019·湖北八校联考)(多选)下列说法正确的是(　　)

A．零摄氏度的物体的内能为零

B．气体如果失去了容器的约束会散开，这是因为气体分子热运动的结果

C．温度相同的氧气和臭氧气体，分子平均动能相同

D．理想气体，分子之间的引力、斥力依然同时存在，且分子力表现为斥力

E．浸润现象是分子间作用力引起的

BCE　解析 一切物体都有内能，故选项A错误；气体如果失去了容器的约束会散开，这是因为气体分子热运动的结果，故选项B正确；温度是平均动能的标志，所以温度相同的氧气和臭氧气体，分子平均动能相同，故选项C正确；分子间引力和斥力同时存在，当分子间距离增大时引力和斥力同时减小，只是斥力减小得更快，分子间表现为引力，当分子间距离减小时，引力和斥力同时增大，只是斥力增大得更快，分子间表现为斥力，所以分子间作用力是引力和斥力的合力表现，故选项D错误；浸润现象是分子间作用力引起的，与分子力有关，故选项E正确．

11．(2019·北京西城区一模)关于两个分子之间的相互作用力，下列判断正确的是(　　)

A．两分子处于平衡位置时，分子间没有引力和斥力

B．两分子处于平衡位置时，分子间的引力和斥力大小相等

C．两分子间距离减小时，分子间的引力增大斥力减小

D．两分子间距离增大时，分子间的引力减小斥力增大

B　解析 分子间同时存在引力和斥力，故选项A错误；在平衡位置时，引力和斥力大小相等，故选项B正确；随着间距减小，引力和斥力都变大，故选项C错误；随着间距增加，引力和斥力都变小，故选项D错误．

12．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(　　)

B　解析 当r < r0时，分子力表现为斥力，随分子间距离r减小，分子势能Ep增大，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，故选项B正确．

13．(2019·郑州模拟)很多轿车为了改善夜间行驶时的照明问题，在车灯的设计上选择了氙气灯，因为氙气灯灯光的亮度是普通灯灯光亮度的3倍，但是耗电量仅是普通灯的一半，氙气灯使用寿命则是普通灯的5倍，很多车主会选择含有氙气灯的汽车，若氙气充入灯头后的容积V＝1.6 L，氙气密度ρ＝6.0 kg/m3.已知氙气摩尔质量M＝0.131 kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6×1023 mol－1.试估算：(结果保留一位有效数字)

(1)灯头中氙气分子的总个数N；

(2)灯头中氙气分子间的平均距离．

解析 (1)设氙气的物质的量为n，则n＝，

氙气分子的总数N＝NA≈4×1022个．

(2)每个氙气分子所占的空间为V0＝，

设氙气分子间平均距离为a，

则有V0＝a3，

即a＝ ≈3×10－9 m.

答案 (1)4×1022个　(2)3×10－9 m

14．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，已知阿伏加德罗常数为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 摩尔体积V＝πr3NA，

由密度ρ＝，

解得ρ＝，

代入数据得ρ≈1×103 kg/m3.

答案 1×103 kg/m3