内容正文:
第十四章 热 学
第1讲 分子动理论、内能
[基础对点练]
1.(布朗运动、扩散现象)(2023·山东滨州模拟,2)下列各种说法中正确的是( )
A.固体小颗粒越小,温度越高中,布朗运动越显著
B.扩散现象能在气体中进行,不能在固体中进行
C.气体分子永不停息地做无规则运动,固体分子之间相对静止不动
D.如果一开始分子间距离大于r0,则随着分子间距离的增大,分子势能减小
解析:A [固体小颗粒越小,表面积越小,同一时刻撞击颗粒的液体分子数越少,冲击越不平衡,温度越高,液体分子运动越激烈,冲击力越大,布朗运动越激烈,故A正确;一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动,扩散现象就是分子运动的结果,所以固体、液体和气体之间都能发生扩散现象,故B、C错误;分子间距离大于r0,分子间表现为引力,则随着分子间距离的增大,分子力做负功,分子势能增大,故D错误.]
2.(分子动理论)下列四幅图分别对应四种说法,其中正确的是( )
A.分子并不是球形,但可以当作球形处理,这是一种估算方法
B.微粒的运动就是物质分子的无规则热运动,即布朗运动
C.当两个相邻的分子间距离为r0时,它们间相互作用的引力和斥力大小相等
D.实验中要尽可能保证每颗玻璃球与电子秤碰撞时的速率相等
解析:AC [A图是油膜法估测分子的大小,图中分子并不是球形,但可以当作球形处理,这是一种估算方法,选项A正确;B图中显示的是布朗运动,是悬浮微粒的无规则运动,不是物质分子的无规则热运动,故选项B错误;C图中,当两个相邻的分子间距离为r0时,分子力为零,此时它们间相互作用的引力和斥力大小相等,故选项C正确;D图中,分子的速率不是完全相等的,所以也不要求每颗玻璃球与电子秤碰撞时的速率相等,故选项D错误.]
3.(分子的大小)在标准状况下,水蒸气的摩尔体积是2.24×10-2m3/mol,则水蒸气分子的平均间距约是水分子直径的(水的摩尔体积为1.8×10-5m3/mol)( )
A.1倍 B.10倍
C.100倍 D.1 000倍
解析:B [水蒸气分子的体积相对水蒸气分子间距来说很小.水蒸气是气体,在标准状况下的摩尔体积是2.24×10-2m3/mol,每个水蒸气分子所占体积(包括水分子和它周围空间的体积)为V==3.72×10-26m3.把每个水蒸气分子所占空间看成一个小立方体,分子间距等于每个立方体的棱长,即d==3.34×10-9 m
水的摩尔体积V′m=1.8×10-5 m3/mol,一个水分子的体积为,把水分子看成球形,其直径为d0==3.85×10-10m,所以水蒸气分子的平均间距约是水分子直径的10倍.]
4.(分子间的作用力)甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于r轴上,甲、乙两分子间作用力与分子间距离的关系图像如图中曲线所示,F>0,分子间作用力表现为斥力;F<0,分子间作用力表现为引力.a、b、c、d为r轴上四个特定的位置,现把乙分子从a处由静止释放,则( )
A.乙分子从a运动到b的过程中,分子间作用力表现为斥力
B.乙分子从a运动到c的过程中,两分子间的作用力先减小后增大
C.乙分子从a运动到c的过程中,一直加速
D.乙分子从a运动到b的过程中加速,从b运动到c的过程中减速
解析:C [乙分子从a运动到b的过程中,由题图可知,F<0,分子间作用力表现为引力,选项A错误;乙分子从a运动到c的过程中,由题图可知,两分子间的作用力先增大后减小,且一直表现为引力,则乙分子一直做加速运动,选项B、D错误,C正确.]
5.(分子势能)(2023·山东泰安模拟,9)(多选)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P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:AD [由题图可知,乙分子在P点时分子势能最小,此时乙分子受力平衡,甲、乙两分子间引力和斥力相等,乙分子所受合力为0,加速度为0,A正确.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,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,故不处于平衡状态,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,D正确.]
6.(分子动理论)(多选)下列四幅图分别对应四种说法,其中正确的是( )
A.微粒运动就是物质分子的无规则热运动,即布朗运动
B.当两个相邻的分子间距离为r0时,它们间相互作用的引力和斥力大小相等
C.食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的
D