2024年高考物理第一轮复习讲义：第十四章 第1讲 分子动理论 内能

【A级——夯实基础】

1．下列选项正确的是(　　)

A．液体温度越高，悬浮微粒越大，布朗运动越显著

B．布朗运动是指悬浮在液体中固体微粒的分子的无规则运动

C．液体中的扩散现象是液体的对流形成的

D．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的

解析：温度越高，分子运动越剧烈，悬浮在液体中的微粒越小，撞击越容易不平衡，布朗运动就越显著，A错误；布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，不是分子的无规则运动，B错误；扩散现象是由物质分子无规则运动产生的，液体中的扩散现象是液体分子的无规则运动引起的，C错误，D正确。

答案：D

2．小张在显微镜下观察水中悬浮的细微粉笔末的运动。从A点开始，他把小颗粒每隔20 s的位置记录在坐标纸上，依次得到B、C、D等点，把这些点连线形成如图所示折线图，则关于该粉笔末的运动，下列说法正确的是(　　)

A．该折线图是粉笔末的运动轨迹

B．粉笔末的无规则运动反映了水分子的无规则运动

C．经过B点后10 s，粉笔末应该在BC的中点处

D．粉笔末由B到C的平均速度大于由C到D的平均速度

解析：该折线图不是粉笔末的实际运动轨迹，分子运动是无规则的，故A错误；粉笔末受到水分子的碰撞，做无规则运动，所以粉笔末的无规则运动反映了水分子的无规则运动，故B正确；由于运动的无规则性，所以经过B点后10 s，我们不知道粉笔末在哪个位置，故C错误；任意两点之间的时间间隔是相等的，位移越大，则平均速度就越大，故粉笔末由B到C的平均速度小于由C到D的平均速度，故D错误。

答案：B

3．对分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是(　　)

A．温度高的物体内能不一定大，分子平均动能也不一定大

B．外界对物体做功，物体内能一定增加

C．温度越高，布朗运动越显著

D．当分子间的距离增大时，分子间作用力就一直减小

解析：温度高的物体，分子的平均动能一定大，但内能不一定大，故A错误；外界对物体做功，若散热，物体内能不一定增加，故B错误；温度越高，布朗运动越显著，故C正确；当分子间的距离增大时，分子间作用力也可能先增大后减小，故D错误。

答案：C

4．分子力F与分子间距离r的关系如图所示，曲线与横轴交点的坐标为r0，两个相距(r1)较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不能再靠近。在此过程中，下列说法正确的是(　　)

A．r＝r0时，分子动能最大

B．r＝r0时，分子势能最大

C．r>r0阶段，F做负功，分子动能减小，分子势能增加

D．r<r0阶段，F做负功，分子动能减小，分子势能减小

解析：在r>r0阶段，分子力表现为引力，两分子相互靠近的过程中，分子力做正功，分子动能增加，分子势能减小；在r<r0阶段，分子力表现为斥力，两分子相互靠近的过程中，分子力做负功，分子动能减小，分子势能增加，故在r＝r0时，分子势能最小，分子动能最大，故A正确，B、C、D错误。

答案：A

5．(2022·福建泉州模拟)PM2．5是指空气中直径等于或小于2．5微米的悬浮颗粒物，其飘浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后对人体造成危害。矿物燃料燃烧的排放是形成PM2．5的主要原因。下列关于PM2．5的说法中正确的是(　　)

A．PM2．5的尺寸与空气中氧分子尺寸的数量级相当

B．PM2．5在空气中的运动不属于布朗运动

C．温度越低，PM2．5运动越剧烈

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

解析：PM2．5的直径等于或小于2．5微米，而空气中氧分子尺寸的数量级为10－10 m，故两者大小不相当，选项A错误；PM2．5在空气中的运动属于布朗运动，选项B错误；温度越高，PM2．5活动越剧烈，选项C错误；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，选项D正确。

答案：D

【B级——能力提升】

6．甲分子固定在坐标原点O，只在两分子间的作用力作用下，乙分子沿x轴方向运动，两分子间的分子势能Ep与两分子间距离x的变化关系如图所示。设乙分子在移动过程中所具有的总能量为0，则下列说法正确的是(　　)

A．乙分子在Q点时加速度为0

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点时动能最大

解析：由题图可知，乙分子在P点时分子势能最小，乙分子在Q点时分子势能为0，大于乙分子在P点时的分子势能，选项B错误；乙分子在Q点时与甲分子间的距离小于平衡距离，分子引力小于分子斥力，合力表现为斥力，所以乙分子在Q点所受合力不为0，加速度不为零，故不处于平衡状态，选项A、C错误；乙分子在P点时，其分子势能最小，由能量守恒可知此时乙分子动能最大，选项D正确。

答案：D

7．同学们一定都吃过味道鲜美的烤鸭，烤鸭的烤制过程没有添加任何调料，只是在烤制之前，把烤鸭放在腌制汤中腌制一定的时间，盐就会进入肉里。下列说法正确的是(　　)

A．如果让腌制汤温度升高，盐进入鸭肉的速度就会加快

B．烤鸭的腌制过程说明分子之间有引力，把盐分子吸进鸭肉里

C．在腌制汤中，盐分子只进入鸭肉，不会从鸭肉里面出来

D．把鸭肉放入腌制汤后立刻冷冻，将不会有盐分子进入鸭肉

解析：盐分子进入鸭肉是因为发生了扩散，温度越高，扩散得越快，选项A正确；盐进入鸭肉是因为盐分子的无规则运动，并不是因为分子引力，选项B错误；盐分子永不停息地做无规则运动，有的进入鸭肉，有的离开鸭肉，选项C错误；冷冻后，仍然会有盐分子进入鸭肉，只不过速度慢一些，选项D错误。

答案：A

8．1 g 100 ℃的水和1 g 100 ℃的水蒸气相比较，下列说法正确的是(　　)

A．分子的平均动能和分子的总动能都不同

B．分子的平均动能相同，分子的总动能不同

C．内能相同

D．1 g 100 ℃的水的内能小于1 g 100 ℃的水蒸气的内能

解析：温度相同，则它们的分子平均动能相同，又因为1 g水和1 g水蒸气的分子数相同，所以它们的分子总动能相同，A、B错误；100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气的过程吸收热量，所以1 g 100 ℃的水的内能小于1 g 100 ℃的水蒸气的内能，C错误，D正确。

答案：D

9．如图所示，将甲分子固定于坐标原点O处，乙分子放置于r轴上距离O点很远的r4处，r1、r2、r3为r轴上的三个特殊的位置，甲、乙两分子间的作用力F和分子势能Ep随两分子间距离r的变化关系分别如图中两条曲线所示，设两分子间距离很远时Ep＝0。现把乙分子从r4处由静止释放，下列说法中正确的是(　　)

A．实线为图线、虚线为F-r图线

B．当分子间距离r<r2时，甲、乙两分子间只有斥力，且斥力随r减小而增大

C．乙分子从r4到r2做加速度先增大后减小的加速运动，从r2到r1做加速度增大的减速运动

D．乙分子从r4到r2的过程中，分子势能先增大后减小，在r1位置时分子势能最小

解析：由于分子间的距离等于平衡位置的距离时，分子力为零，分子势能最小，所以虚线为分子势能图线(图线)，实线为分子间作用力图线(F-r图线)，选项A错误；由于分子是由带正电荷的原子核和带负电荷的电子组成，所以无论两个分子之间的距离多大，分子之间既存在斥力，又存在引力，选项B错误；乙分子从r4到r2所受的分子力(表现为引力)先增大后减小，根据牛顿第二定律，乙分子做加速度先增大后减小的加速运动，乙分子从r2到r1所受的分子力(表现为斥力)一直增大，根据牛顿第二定律，乙分子做加速度增大的减速运动，选项C正确；根据分子势能图线可知，乙分子从r4到r1的过程中，分子势能先减小后增大，在r2位置时分子势能最小，选项D错误。

答案：C

10．已知阿伏加德罗常数为NA(mol－1)，某液体的摩尔质量为M(kg/mol)，该液体的密度为ρ(kg/m3)，则下列叙述中正确的是(　　)

A．1 kg该液体所含的分子个数是ρNA

B．1 kg该液体所含的分子个数是MNA

C．该液体1个分子的质量是

D．该液体1个分子占有的空间是

解析：1 kg该液体的物质的量为，所含分子数目为n＝NA·＝，故A、B错误；每个分子的质量为m0＝＝，故C错误；设该液体的摩尔体积为V，每个分子所占体积为V0＝＝，故D正确。

答案：D

11．在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，实验方法及步骤如下：

①向体积V油＝1 mL油酸中加酒精，直至总量达到V总＝1 000 mL；

②用注射器吸取①中油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入n＝50滴时，测得其体积恰好是V0＝1 mL；

③先往边长30～40 cm的浅盘里倒入2 cm深的水，然后将痱子粉均匀地撒在水面上；

④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸在水面上尽可能散开后，将事先准备好的带方格的塑料盖板放在浅盘上，并在塑料盖板上描下油酸薄膜的形状；

⑤描出轮廓，已知每个小正方形的边长a＝2 cm，轮廓范围内正方形的个数为73格，可以算出油酸膜的面积S；

⑥结合以上数据，可计算得到油酸分子的直径D。

根据以上信息，回答下列问题(本题均保留一位有效数字)。

(1)步骤④中要让油膜尽可能散开的原因是______________________________________

________________________________________________________________________。

(2)油酸薄膜的面积S是________m2。

(3)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是________mL。

(4)按以上实验数据估测出油酸分子直径为________m。

解析：在该实验中，由于油酸薄膜的边缘在水中不易观察和画出，因此在浅盘中倒入水后，将痱子粉或石膏粉均匀撒在水面上，以便于操作。

(1)实验中要让油膜尽可能散开，目的是形成单分子油膜。

(2)由于每格边长为2 cm，则每一格就是4 cm2，则油酸薄膜面积S＝73×4 cm2＝292 cm2≈3×10－2 m2。

(3)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积

V＝× mL＝2×10－5 mL。

(4)油酸分子的直径d＝≈7×10－10 m。

答案：(1)让油膜在水平面上形成单分子油膜

(2)3×10－2　(3)2×10－5　(4)7×10－10

12．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