备战2025届新高考物理一轮总复习练习第15章热学第1讲分子动理论内能

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基础对点练
题组一 微观量的估算
1.(2024广东珠海统考期末)如图所示,喝茶是有些广东人的日常生活方式,下列估算最接近实际的一项是( )

A.一杯茶水的体积约为400 mL
B.冲茶时所用热水的温度约为370 K
C.一杯茶水中水分子个数约为0.1 ml
D.茶壶内气体压强约为2×105 Pa
题组二 布朗运动 分子热运动
2.PM2.5是指空气中直径小于或等于2.5 μm的悬浮颗粒物。下列相关说法正确的是( )
A.沙尘暴中的沙尘颗粒所做的无规则运动是布朗运动
B.一团质量不变的沙尘暴从温度较低的地区吹到温度较高的地区,温度逐渐升高、风速逐渐减小,其内能逐渐减小
C.PM2.5颗粒的尺寸与空气中氧气分子的尺寸数量级相当
D.PM2.5在空气中的无规则运动是由大量空气分子无规则运动对其撞击的不平衡性引起的
3.(2024安徽安庆一模)我们在实验室用酒精进行实验时,整个实验室很快就闻到了刺鼻的酒精气味,这是一种扩散现象。以下有关分析错误的是( )
A.扩散现象只发生在气体、液体之间
B.扩散现象说明分子在不停地运动
C.温度越高时扩散现象越剧烈
D.扩散现象说明分子间存在着间隙
题组三 分子力 分子势能
4.如图所示,用细线将一块玻璃板水平地悬挂在弹簧测力计下端,并使玻璃板贴在水面上,然后缓慢提起弹簧测力计,在玻璃板脱离水面的一瞬间,弹簧测力计读数会突然增大,主要原因是( )
A.水分子做无规则热运动
B.玻璃板受到大气压力作用
C.水与玻璃间存在万有引力作用
D.水与玻璃间存在分子引力作用
5.(2024广东东莞实验中学校考期中)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的距离的关系如图中曲线所示。F>0时分子力表现为斥力,F<0时分子力表现为引力。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,则( )
A.乙分子由a到b做加速运动,由b到d做减速运动
B.乙分子由a到c一直做加速运动,到达c时速度最大
C.乙分子由a到c的过程中,加速度先减小后增大
D.乙分子由b到d的过程中,分子力增大,加速度增大
6.(2024广东江门校考)如图所示,纵坐标表示两个分子间作用力的大小,横坐标表示两个分子间的距离,图中两条曲线分别是两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系,e为两曲线的交点,则下列说法正确的是( )
A.ab为斥力曲线,cd为引力曲线,e点横坐标的数量级为10-10 m
B.ab为引力曲线,cd为斥力曲线,e点横坐标的数量级为10-15 m
C.若相距很远的两分子在分子力作用下,由静止开始相互靠近的过程中,系统分子势能最小时,作用力的合力一定为零
D.若两个分子间距离越来越大,则分子力会一直做负功
题组四 物体的内能
7.(2024北京一模)关于质量相等的100 ℃的水和100 ℃的水蒸气,下列说法正确的是( )
A.水的内能比水蒸气的内能大
B.水分子的热运动比水蒸气分子的热运动剧烈
C.每个水分子的速率都和水蒸气分子的速率一样大
D.水分子的平均动能和水蒸气分子的平均动能一样大
综合提升练
8.关于下列四幅图说法正确的是( )
A.对甲图,加热一锅水时发现水中的胡椒粉在翻滚,说明温度越高布朗运动越剧烈
B.对乙图,半杯水与半杯酒精混合之后的总体积要小于整个杯子的容积,说明液体分子之间有间隙
C.对丙图,自由膨胀和扩散现象都具有双向可逆性
D.对丁图,扩散现象不能在固体之间发生
9.(2023北京卷)夜间由于气温降低,汽车轮胎内的气体压强变低。与白天相比,夜间轮胎内的气体( )
A.分子的平均动能更小
B.单位体积内分子的个数更少
C.所有分子的运动速率都更小
D.分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力更大
10.(2024广东深圳统考期末)对下列四幅图的描述正确的是( )
A.甲图中酱油的色素分子扩散到鸡蛋内的现象,说明分子在做热运动
B.显微镜下记录同一炭粒每隔30 s的位置连线如图乙所示,连线就是炭粒运动的轨迹
C.丙图中压紧的铅块能吊住重物,说明分子间同时存在引力和斥力
D.气体分子的速率分布图像如图丁所示,由图可知T1>T2
11.(2024广东联考期末)氧气分子在不同温度下的分子速率分布规律如图所示,曲线1、2对应的温度分别为T1、T2,则下列说法正确的是( )
A.曲线2与曲线1对应的氧气分子平均速率相等
B.T1、T2温度下,某一速率区间的分子数占比可能相同
C.随着温度的升高,氧气分子中速率小的分子所占的比例增大
D.将T1、T2温度下的氧气混合后,对应的曲线可能是图中的虚线
参考答案
第十五章 热学
第1讲 分子动理论 内能
1.B 解析 一杯茶水的质量在100g左右,体积约100mL,所含的物质的量为n=ml=5.6ml,所以一杯茶水中水分子个数约为5.6ml,故A、C不符合实际;冲茶时所用热水的温度约为t=(370-273.15)℃=96.85℃,故B符合实际;茶壶内部与大气相通,压强为1×105Pa,故D不符合实际。
2.D 解析 布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体颗粒,受到液体或气体分子的无规则撞击所做的无规则运动,用肉眼无法观察到布朗运动,沙尘暴的运动是气流运动形成的,不是布朗运动,故A错误;从低温到高温,内能增加,内能的宏观表现是温度,温度越高,内能越大,故B错误;氧气分子尺寸的数量级为10-10m,而PM2.5是指空气中直径小于或等于2.5μm的悬浮颗粒物,故C错误;PM2.5在空气中的运动是布朗运动,由空气中大量空气分子无规则运动对其撞击的不平衡性引起的,故D正确。
3.A 解析 气体、液体、固体之间都可以发生扩散现象,故A错误;扩散现象本身就是由分子不停地做无规则运动产生的,故B正确;物体的温度越高,分子的热运动就越快,扩散就越快,故C正确;不同的物质在相互接触时可以彼此进入对方属于扩散现象,扩散现象说明分子间存在着间隙,故D正确。本题选错误的,故选A。
4.D 解析 弹簧测力计读数会突然增大的主要原因是水与玻璃间存在分子引力作用,故A、B、C错误,D正确。
5.B 解析 乙分子由a到b做加速运动,由b到d,分子力先表现为引力后表现为斥力,分子先做加速运动后做减速运动,故选项A错误;乙分子由a到c,所受分子力一直表现为引力,一直做加速运动,到达c时速度最大,故选项B正确;乙分子由a到c的过程中,所受分子力先增大后减小,所以加速度先增大后减小,故选项C错误;乙分子由b到d的过程中,分子力先减小后增大,故加速度先减小后增大,故选项D错误。
6.C 解析 e为两曲线的交点,即此时斥力与引力大小相等,此时分子间距离re的数量级为10-10m,当分子间距离小于re时,分子力表现为斥力,即斥力大于引力,可知cd为斥力曲线,ab为引力曲线,故A、B错误;相距很远的两分子之间的分子力表现为引力,相互靠近的过程中,引力做正功,系统分子势能减小,直到分子间距离为re,系统分子势能达到最大,之后分子力表现为斥力,做负功,分子势能增大,所以系统分子势能最小时,分子间距离为re,作用力的合力为零,故C正确;若初始时刻分子之间的距离小于re,此时分子力表现为斥力,则距离增大时,分子力做正功,故D错误。
7.D 解析 内能的大小与温度、质量和状态有关,同温度的水要变成同温度的水蒸气要吸热,因此相同质量、相同温度的水和水蒸气,水的内能比相同质量的水蒸气的内能小,A错误;分子热运动的剧烈程度与温度有关,质量相等的100℃的水和100℃的水蒸气,由于两者的温度相同,水分子的热运动与水蒸气分子的热运动剧烈程度相同,B错误;质量相等的100℃的水和100℃的水蒸气,因温度相同,则水分子的平均动能和水蒸气分子的平均动能一样大,则平均速率一样大,由于分子的运动是无规则的,并不是每个分子的速率都一样大,C错误,D正确。
8.B 解析 布朗运动用肉眼是观察不到的,对甲图,加热一锅水时发现水中的胡椒粉在翻滚,不是布朗运动,不能说明温度越高布朗运动越剧烈,选项A错误;对乙图,半杯水与半杯酒精混合之后的总体积要小于整个杯子的容积,说明液体分子之间有间隙,选项B正确;对丙图,自由膨胀和扩散现象都具有单向性,不具有双向可逆性,选项C错误;对丁图,扩散现象也能在固体之间发生,选项D错误。
9.A 解析 夜间气温低,分子的平均动能更小,但不是所有分子的运动速率都更小,故A正确,C错误;由于汽车轮胎内的气体压强变低,轮胎会略微被压瘪,因此单位体积内分子的个数更多,分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力更小,故B、D错误。
10.A 解析 甲图中酱油的色素分子扩散到鸡蛋内的现象,说明分子在做热运动,故A正确;显微镜下记录同一炭粒每隔30s的位置连线如图乙所示,炭粒在做无规则运动,连线不是炭粒运动的轨迹,故B错误;丙图中压紧的铅块能吊住重物,说明分子间存在引力,不能说明分子间存在斥力,故C错误;温度越高,分子的平均动能越大,由图丁可知T2对应图像中速率大的分子所占的比例大于T1对应图像中速率大的分子所占的比例,则T2>T1,故D错误。
11.B 解析 温度越高,分子热运动越激烈,速率大的分子所占的比例大,由图可知曲线2速率大的分子所占的比例比曲线1速率大的分子所占的比例大,故温度T2高于温度T1,温度是分子平均动能的标志,所以曲线2与曲线1对应的氧气分子平均速率不相等,故A、C错误;T1、T2温度下,曲线1、2相交于一点,即该速率区间的分子数占总分子数的百分比相同,故B正确;将T1、T2温度下的氧气混合后,温度不会比T1的温度更低,故对应的分子速率分布规律曲线不可能是图中的虚线,故D错误。