高考物理一轮复习课时作业56分子动理论内能（含解析）

分子动理论 内能

一、选择题

1．(2018·北京)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

答案　C

解析　A项，扩散的快慢与温度有关，温度越高，扩散越快，故A项错误；

B项，布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的无规则运动，它是液体分子的不规则运动的反映，故B项错误；

C项，分子间同时存在相互作用的引力和斥力，故C项正确；

D项，分子间同时存在引力和斥力，引力和斥力均随着分子间距离的增大而减小，故D项错误．

2．(2018·东城区模拟)我国已开展空气中PM2.5浓度的监测工作，PM2.5是指空气中直径小于2.5微米的悬浮颗粒物，可在显微镜下观察到，它漂浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后会进入血液对人体形成危害．矿物燃料燃烧时废弃物的排放是形成PM2.5的主要原因，下列关于PM2.5的说法中正确的是(　　)

A．PM2.5在空气中的运动属于分子热运动

B．PM2.5的无规则运动说明了空气分子做分子热运动

C．PM2.5的质量越大，其无规则运动越剧烈

D．温度越低，PM2.5的无规则运动越剧烈

答案　B

解析　A、B项，PM2.5是固体小颗粒，不是分子，故其运动不是分子的热运动，但说明了空气分子做分子热运动，故A项错误，B项正确；

C项，PM2.5的质量越小，其无规则运动越剧烈，故C项错误；

D项，PM2.5是指空气中直径小于2.5微米的悬浮颗粒物，其漂浮在空中做无规则运动，故温度越高，PM2.5的无规则运动越剧烈，故D项错误．

3．(2018·成都模拟)(多选)下列说法正确的是(　　)

A．温度高的物体一定比温度低的物体的热量多

B．温度高的物体可能比温度低的物体的内能小

C．物体的温度越高，分子热运动的平均动能越大

D．相互间达到热平衡的两物体，内能一定相等

E．随着分子间距离的增大，分子势能可能先减小后增大

答案　BCE

解析　A项，热量是在热传递过程中吸收或放出内能的多少，只有在热传递过程中谈到热量，不能说物体含有热量，故A项错误．B项，内能与物体的物质的量、温度、体积等因素有关．温度高的物体不一定比温度低的物体的内能多，故B项正确．C项，温度是分子热运动的平均动能的标志，温度越高，分子热运动的平均动能越大．故C项正确．D项，相互间达到热平衡的两物体的温度一定相等，但内能不一定相等，故D项错误．E项，当分子力从斥力变到引力的过程中，随着分子间距离的增大，分子力先做正功后做负功，分子势能先减小后增大，故E项正确．

4．已知某气体的摩尔体积为22.4 L/mol，摩尔质量为18 g/mol，阿伏加德罗常数为6.02×1023 mol－1，由以上数据不能估算出这种气体(　　)

A．每个分子的质量 B．每个分子的体积

C．每个分子占据的空间 D．1 g气体中所含的分子个数

答案　B

解析　A项，每个分子质量m0＝，A项正确．

B、C两项，由V＝可以求出每个分子所占的体积，不能求解每个分子的体积，故B项错误，C项正确．

D项，1 g气体所含的分子个数N＝NA，故D项正确．

5．(2018·洛阳二模)空调在制冷过程中，空调排出液化水的体积为V，水的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则液化水中水分子的总数N和水分子的直径d分别为(　　)

A．N＝　d＝ B．N＝　d＝

C．N＝　d＝ D．N＝　d＝

答案　C

解析　水的摩尔体积Vmol＝，水分子的总数N＝NA，将水分子看成球形，由＝πd3，解得水分子直径为d＝，故C项正确．

6．(2018·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

答案　B

解析　A、B两项，分子间同时存在引力和斥力，两分子处于平衡位置，分子间的引力和斥力相等，不是没有引力和斥力，故A项错误，B项正确．

C项，分子间同时存在引力和斥力，两分子间距离减小，分子间的引力和斥力都增大，故C项错误．

D项，分子间同时存在引力和斥力，两分子间距离增大，分子间的引力和斥力都减小，故D项错误．

7．(多选)关于物体的内能，下列说法正确的是(　　)

A．温度和质量都相同的两个物体不一定具有相同的内能

B．运动的物体一定比静止的物体内能大

C．通电时电阻发热，它的内能增加是通过“热传递”方式实现的

D．一定质量的0 ℃的冰融化为0 ℃的水时，分子势能增加

E．0 ℃的冰机械能可能为零，但一定有内能

答案　ADE

解析　A项，内能取决于温度、体积以及物质的量，两物体质量相同但物质的量不一定相同，质量和温度都相同的物体内能并不一定相同，故A项正确；

B项，物体的内能与物体的宏观运动无关，故B项错误；

C项，通电时电阻发热，它的内能增加是通过电流做功的方式实现的，故C项错误；

D项，一定质量的0 ℃的冰融化为0 ℃的水时，从外界吸热内能增加，但分子动能不变，故说明分子势能增加，故D项正确；

E项，物体在任何温度下均有内能，故0 ℃的冰机械能可能为零，但一定有内能，故E项正确．

8．(2018·长春模拟)(多选)下列说法正确的是(　　)

A．悬浮在液体中的颗粒越小，温度越高，布朗运动越剧烈

B．一定质量的固体或液体，其内能只与温度有关与体积无关

C．当分子间的引力和斥力相互平衡时，分子间分子势能最小

D．若一定质量的理想气体在被压缩的同时放出热量，则气体内能一定减小

E．若已知阿伏伽德罗常数、气体的摩尔质量和密度，就可以估算出该气体中分子间的平均距离

答案　ACE

解析　A项，布朗运动是液体分子无规则运动的反映，悬浮在液体中的颗粒越小，温度越高，布朗运动越剧烈，故A项正确；

B项，一定质量的固体或液体，内能的多少不仅与温度有关，还与物体的体积和分子数有关；故B项错误；

C项，当分子间的引力和斥力相互平衡时，无论分子间距离增大或减小，都要克服分子力做功，分子势能都增大，所以当分子间的引力和斥力相互平衡时，分子间分子势能最小，故C项正确；

D项，若一定质量的理想气体在被压缩的同时放出热量，根据热力学第一定律可得ΔU＝W－Q，如果W＜Q，则气体内能减小，故D项错误；

E项，已知阿伏伽德罗常数、气体的摩尔质量和密度，估算出该气体分子间的平均距离为L＝，故E项正确．

9．(2018·黄浦区二模)在不同温度下，一定量气体的分子速率分布规律如图所示．横坐标v表示分子速率，纵坐标f(v)表示某速率附近单位区间内的分子数占总分子数的百分率，图线1、2对应的气体温度分别为t1、t2，且t1＜t2.以下对图线的解读中正确的是(　　)

A．t1温度时，分子的最高速率约为400 m/s

B．对某个分子来说，温度为t1时的速率一定小于t2时的速率

C．温度升高，f(v)最大处对应的速率增大

D．温度升高，每个单位速率区间内分子数的占比都增大

答案　C

解析　A项，纵坐标表示是不同速率的分子数所占的比例，而不是速率的大小；t1温度时，分子速率约为400 m/s的分子数所占的比例最大，故A项错误；

B项，温度升高分子的平均动能增加，是大量分子运动的统计规律，对个别的分子没有意义，并不是每个分子的速率都增加．故B项错误；

C项，温度是分子的平均动能的标志，温度升高，速率大的分子所占的比例增加，f(v)最大处对应的速率增大．故C项正确；

D项，温度升高，速率大的区间分子数所占比增加，速率小的区间分子数所占比减小．故D项错误．

10．(2018·武汉模拟)(多选)分子间同时存在着引力和斥力、若分子间引力、斥力随分子间距离r的变化规律分别为f引＝，f斥＝.下列说法正确的是(　　)

A．分子间表现为斥力时，r＞()

B．引力和斥力相等时，r0＝()，

C．引力和斥力相等时．分子势能为零

D．引力大于斥力时，分子势能随分子间距高增大而增大

E．斥力大于引力时，分子势能随分子间距高减小而增大

答案　BDE

解析　A、B两项，分子间引力和斥力相等，即＝.可得得r＝()，所以当得r＜()分子力表现为斥力，当r＞()时分子作用力为引力，故A项错误，B项正确；

C项，分子间引力和斥力相等时合力为零，分子势能最小，但不为零，故C项错误；

D项，当引力大于斥力时，分子力表现为引力时，若分子之间的距离增大，则需要克服分子力做功，所以分子势能总是随分子间距离的增大而增大．故D项正确．

E项，斥力大于引力时，分子间的作用力表现为斥力，距离减小的过程中做负功，分子势能增大，故E项正确．

11．设有甲、乙两分子，甲固定在O点，r0为其平衡位置间的距离，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．乙分子一定在0.5r0～10r0间振动

答案　B

解析　

A项，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项错误．

B、C两项，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B项正确、C项错误．

D项，不能确定乙分子一定在0.5r0～10r0间振动，故D项错误．

12．(2018·河南模拟)(多选)分子之间的引力和斥力随分子间距离变化的关系如图所示，图中线段AQ＝QB，DP＜PC.图中的横坐标r表示两个分子间的距离，纵坐标的绝对值分别表示其中一个分子所受斥力和引力的大小．将甲分子固定在O点，乙分子从较远处沿直线经Q、P向O点靠近，分子乙经过Q、P点时的速度分别为vQ、vP，加速度分别为aQ、aP，分子势能分别为EQ、Ep，假设运动过程中只有分子力作用．结合所学知识，判断下列说法中正确的是(　　)

A．曲线BC表示分子斥力图线，而曲线AD表示引力图线

B．曲线BC表示分子引力图线，而曲线AD表示斥力图线

C．vQ＞vP、aQ＜aP、EQ＜EP

D．vQ＞vP、aQ＞aP、EQ＞EP

答案　AC

解析　A、B两项，由图中虚线知，分子之间的斥力和引力大小都随分子间距离的增加而减小，随着距离的增大斥力比引力变化的快，因此曲线BC表示分子斥力图线，而曲线AD表示引力图线，故A项正确，B项错误．

C、D两项，由图中实线知：当r＜r0时，分子之间的距离减小时，分子力增大，当r＝r0时，分子力为零，加速度为零，当将甲分子固定在O点，乙分子从较远处沿直线经Q、P向O点靠近，乙分子做加速度增大的减速运动，因此vQ＞vP、aQ＜aP；由于分子力先做正功，越过平衡位置后做负功，那么EQ＜EP.故C项正确，D项错误．

13．分子势能与分子力随分子间距离r变化的情况如图甲所示．现将甲分子固定在坐标原点O，乙分子只受两分子间的作用力沿x轴正方向运动，两分子间的分子势能Ep与两分子间距离x的变化关系如图乙所示．设在移动过程中两分子所具有的总能量为0，则(　　)

A．乙分子在P点时加速度最大 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点时分子动能最大

答案　D

解析　根据题意，乙分子的分子动能和两分子间的分子势能之和为零，所以当分子势能最小时，乙分子的分子动能最大；当分子势能为零时，乙分子的分子动能也为零．再观察题图乙可知，乙分子在P点时分子势能最小，分子动能最大，此处分子力为零，加速度为零，A项错误，D项正确．乙分子在Q点时分子势能为零，分子动能也为零，分子动能最小，分子势能最大，此处，分子力不为零，加速度不为零，B、C两项错误．

二、非选择题

14．(2018·江苏)一定量的氧气贮存在密封容器中，在T1和T2温度下其分子速率分布的情况见表．则T1________(选填“大于”“小于”或“等于”)T2.若约10%的氧气从容器中泄漏，泄漏前后容器内温度均为T1，则在泄漏后的容器中，速率处于400～500 m/s区间的氧气分子数占总分子数的百分比________(选填“大于”“小于”或“等于”)18.6%.

答案　大于　等于

解析　两种温度下气体分子速率都呈现“中间多、两头少”的分布特点．由于T1时速率较高的气体分子占比例较大，则说明T1大于T2.相同温度下，各速率占比是不变的，因此速率处于400～500 m/s区间的氧气分子数占总分子数仍为18.6%.

15．(2018·海淀区模拟)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每104 mL溶液中有纯油酸6 mL，用注射器测得1 mL上述溶液为75滴．把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔在玻璃板上描出油膜的轮廊，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，坐标中正方形方格的边长为1 cm.则

(1)油酸薄膜的面积是________ cm2.

(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是________mL.(取一位有效数字)

(3)按以上实验数据估测出油酸分子直径约________m．(取一位有效数字)

答案　(1)148　(2)8×10－6　(3)5×10－10

解析　(1)面积超过正方形一半的正方形的个数为148个

则油酸膜的面积约为S＝148 cm2＝1.48×10－2 m2

(2)每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积V＝1 mL××＝8×10－6 mL

(3)把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，则油酸分子直径d＝＝≈5×10－10 m.