(新高考)高考物理一轮复习课时作业第14章第1讲《分子动理论内能》(含解析)

第1讲　分子动理论　内能

 　　时间：40分钟　 　　满分：100分

一、选择题(本题共11小题，每小题7分，共77分。其中1～3题为单选，4～11题为多选)

1. (2020·江苏省盐城市三模)如图所示，是家庭生活中用壶烧水的情景。下列关于壶内分子运动和热现象的说法正确的是(　　)

A．气体温度升高，所有分子的速率都增加

B．一定量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气，其分子平均动能增加

C．一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子势能的总和

D．一定量气体如果失去容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在势能的缘故

答案　C

解析　气体温度升高，分子的平均速率变大，但是并非所有分子的速率都增加，A错误；一定量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气，因温度不变，则分子平均动能不变，B错误；物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和叫作物体的内能，C正确；一定量气体如果失去容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间作用力为零且分子做无规则运动的缘故，D错误。

2. (2020·海南省海口市6月模拟)如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲、乙两分子间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，现将乙分子从a处由静止释放，那么在乙分子从a运动到d的过程中，乙分子加速度增大和两分子间势能也增大的阶段是(　　)

A．从a到b  B.从b到c

C．从b到d  D.从c到d

答案　D

解析　乙分子由a到b一直受引力，分子力增大，乙分子加速度增大，分子力做正功，分子势能减小，故A错误；从b到c分子力逐渐变小，乙分子加速度减小，但仍为引力，分子力做正功，分子势能减小，故B错误；从b到d分子力先减小后增大，先是引力后是斥力，分子力先做正功后做负功，分子势能先减小后增大，故C错误；从c到d分子力是斥力且逐渐增大，乙分子加速度增大，分子力做负功，分子势能增大，故D正确。

3. (2020·山东省高考压轴模拟)新型冠状病毒在世界范围内的肆虐，给我们的生命财产造成了重大损失。为了杀死病毒，预防传染，人们使用乙醇喷雾消毒液和免洗洗手液(如图所示)，两者的主要成分都是酒精，则下列说法正确的是(　　)

A．在房间内喷洒乙醇消毒液后，会闻到淡淡的酒味，这是由于酒精分子做布朗运动的结果

B．在房间内喷洒乙醇消毒液后，会闻到淡淡的酒味，与分子运动无关

C．使用免洗洗手液洗手后，手部很快就干爽了，是由于液体蒸发的缘故

D．使用免洗洗手液洗手后，洗手液中的酒精由液态变为同温度的气体的过程中，内能不变

答案　C

解析　在房间内喷洒乙醇消毒液后，会闻到淡淡的酒味，这是由于酒精分子扩散的结果，证明了酒精分子在不停地做无规则运动，A、B错误；在室温条件下，酒精的蒸发速度很快，所以使用免洗洗手液后，手部很快就干爽了，C正确；洗手液中的酒精由液态变为同温度的气体的过程中，温度不变，分子平均动能不变，但是分子之间的距离变大，分子势能增大，所以内能增大，D错误。

4．某同学在用油膜法估测分子大小实验中发现测量结果明显偏大，可能是由于(　　)

A．粉末太薄使油酸边界不清，导致油膜面积测量值偏大

B．爽身粉撒得过多

C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格

D．用注射器滴入小量筒0.5 mL油酸酒精溶液时多记了5滴

E．将酒精加入装有1 mL纯油酸的量筒中时，眼睛斜向下观察刻度线，记录酒精油酸溶液的体积

答案　BCE

解析　油膜面积测量值偏大，则测量得到的直径偏小，A错误；爽身粉撒得过多，油酸不易散开，油膜面积测量值偏小，导致测量得到的直径偏大，B正确；舍去所有不足一格的方格，则面积测量值偏小，导致测量得到的直径偏大，C正确；用注射器滴入小量筒油酸酒精溶液时，滴数多记，则每一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积偏小，导致测量得到的直径偏小，D错误；眼睛斜向下读数，记录的体积偏大，则每一滴油酸溶液的体积偏大，导致测量得到的直径偏大，E正确。

5．(2017·全国卷Ⅰ)(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

答案　ABC

解析　面积表示1，二者相等，A正确；温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能越大，虚线为氧气分子在0 ℃时的情形，分子平均动能较小，B正确；实线为氧气分子在100 ℃时的情形，C正确；曲线给出的是速率区间分子数占总分子数的百分比，D错误；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小，E错误。

6．(2020·贵州省测试改编)关于内能，下列说法正确的是(　　)

A．物体的内能大小与它整体的机械运动无关

B．达到热平衡的两个系统内能一定相等

C．质量和温度相同的氢气和氧气内能一定相等

D．100 ℃水的内能可能大于100 ℃水蒸气的内能

答案　AD

解析　物体的内能大小与它整体的机械运动无关，A正确；达到热平衡的两个系统温度一定相等，内能不一定相等，B错误；温度相同的氢气和氧气分子的平均动能相同，质量相同的氢气和氧气分子数不同，则质量和温度相同的氢气和氧气的内能一定不相等，C错误；物体的内能与物体的温度、体积以及物质的量等因素都有关，则100 ℃水的内能可能大于100 ℃水蒸气的内能，D正确。

7．(2020·陕西省咸阳市3月二模改编)如图甲、乙两图分别表示两个分子之间分子力和分子势能随分子间距离变化的图像。由图像判断以下说法中正确的是(　　)

A．当分子间距离为r0时，分子力最小且为零

B．当分子间距离r>r0时，分子力随分子间距离的增大而增大

C．当分子间距离r>r0时，分子势能随分子间距离的增大而增大

D．当分子间距离r<r0时，随着分子间距离逐渐减小，分子力和分子势能都逐渐增大

答案　ACD

解析　由图甲可知，当分子间距离为r0时，分子力最小且为0，故A正确；由图甲可知，当分子间距离r＞r0时，分子力表现为引力，随分子间距离的增大先增大后减小，故B错误；由图乙可知，当分子间距离为r0时，分子势能最小，当分子间距离r>r0时，分子势能随分子间距离的增大而增大，故C正确；由图可知，当分子间距离为r0时，分子力和分子势能均最小，当分子间距离r<r0时，分子间距离逐渐减小时，分子力和分子势能都逐渐增大，故D正确。

8．下列说法正确的是(　　)

A．温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大

B．零下10 ℃时水已经结为冰，则水分子已经停止了热运动

C．在使两个分子间的距离由很远(r＞10－9 m)减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先减小后增大，分子势能不断增大

D．物体体积变大时，分子势能有可能增大，也有可能减小

答案　AD

解析　内能取决于物体的温度、体积和物质的量，温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大，故A正确。零下10 ℃时水已经结为冰，但是水分子仍然做无规则的热运动，B错误。在使两个分子间的距离由很远(r>10－9 m)减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先增大，后减小，再增大；分子势能先减小后增大，C错误。物体体积变大时，分子势能有可能增大，也有可能减小，这取决于分子间的初始距离，故D正确。

9．(2020·陕西省渭南市教学质量检测改编)关于分子动理论，下列说法正确的是(　　)

A．若已知气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，可求出一个气体分子的体积

B．布朗运动不是分子运动，但它能间接反映液体分子在做无规则的运动

C．分子间的作用力总是随分子间距增大而增大

D．两个分子甲和乙距离变化过程中，只要两分子克服分子力做功，则分子势能一定增加

答案　BD

解析　由气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，可以算出一个气体分子平均所占空间的体积大小，但是得不到一个气体分子的体积，故A错误；布朗运动是指悬浮在液体中微粒的无规则运动，不是液体分子的无规则运动，是由于液体分子对悬浮微粒无规则撞击引起的，间接反映液体分子在做无规则的运动，故B正确；当r<r0时，分子间作用力随着分子间距离的增大而减小，故C错误；两个分子甲和乙距离变化过程中，只要两分子克服分子力做功，则分子势能一定增加，故D正确。

10．闲置不用的大理石堆放在煤炭上。过一段时间后发现大理石粘了很多黑色的煤炭。不管怎么清洗都洗刷不干净，用砂纸打磨才发现，已经有煤炭进入到大理石的内部，则下列说法正确的是(　　)

A．如果让温度升高，煤炭进入大理石的速度就会加快

B．煤炭进入大理石的过程说明分子之间有引力，煤炭会被吸进大理石中

C．在这个过程中，有的煤炭进入大理石内，有的大理石成分进入煤炭中

D．煤炭进入大理石的运动是布朗运动

答案　AC

解析　如果温度升高，分子热运动更剧烈，则煤炭进入大理石的速度就会加快，故A正确；煤炭进入大理石的过程说明分子之间有间隙，同时说明分子不停地做无规则运动，而不能说明分子之间有引力，故B错误；所有分子都在做无规则运动，在这个过程中，有的煤炭进入大理石内，有的大理石成分进入煤炭中，故C正确；煤炭进入大理石的运动属于分子的运动，属于扩散现象，不是布朗运动，故D错误。

11．下列说法正确的是(　　)

A．从窗户射入的阳光中的灰尘飞舞，是布朗运动形成的

B．水和酒精混合后的体积小于原来体积之和，说明分子之间存在引力

C．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大

D．水的体积很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现

答案　CD

解析　布朗运动肉眼看不见，灰尘飞舞是空气对流引起的，故A错误。水和酒精混合后的体积小于原来体积之和，说明分子间存在间隙，故B错误。当分子力表现为斥力时，分子间距增大，分子力做正功，分子势能减小；当分子力表现为引力时，分子间距增大，分子力做负功，分子势能增大，C正确。水的体积很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现，D正确。

二、非选择题(本题共2小题，共23分)

12．(2020·江苏省启东市下学期期初考试)(8分)水的摩尔质量为M＝18 g/mol，水的密度为ρ＝1.0×103 kg/m3，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023 mol－1，则一个水分子的质量为________ kg，一瓶500 mL的纯净水所含水分子的个数为________。

答案　3×10－26　1.67×1025

解析　一个水分子的质量等于水的摩尔质量除以阿伏加德罗常数，即：m＝，代入数据得：m＝3×10－26 kg。

500 mL纯净水所含水分子数目为：N＝×NA，代入数据得：N＝×6.0×1023≈1.67×1025。

13．(2021·山东省高三下学期开学摸底)(15分)在标准状况下，体积为V的水蒸气可视为理想气体，已知水蒸气的密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，水的摩尔质量为M，水分子的直径为d。

(1)计算体积为V的水蒸气含有的分子数；

(2)估算体积为V的水蒸气完全变成液态水时，液态水的体积(将液态水分子看成球形，忽略液态水分子间的间隙)。

答案　(1) NA　(2)

解析　(1)体积为V的水蒸气的质量为m＝ρV，

体积为V的水蒸气含有的分子数为N＝NA＝NA。

(2)将水分子看成球形，水分子的直径为d，

则一个水分子的体积为V0＝π3，

则液态水的体积为V′＝NV0＝NA·3＝。