专题19分子动理论-2025年高考物理二轮复习培优练（新高考通用）

专题19 分子动理论 专题一 阿伏伽德罗常数及其应用 2 专题二 扩散现象与布朗运动 2 专题三 气体分子速率分布规律 3 专题四 分子间相互作用力 5 专题五 分子内能 6 专题一 阿伏伽德罗常数及其应用 6．（2024·江西鹰潭·二模）某密封钢瓶的体积为V，内装有密度为ρ的氮气，已知氮气的摩尔质量为M，阿伏伽德罗常数为，则下列说法正确的是（　　） A．钢瓶中氮气的物质的量为 B．钢瓶中氮气的分子数为 C．每个氮气分子的质量为 D．只要知道氮气的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，就可以算出氮气的分子体积 7．（2024·江苏苏州·二模）用浓度为η的油酸酒精溶液做“油膜法估测油酸分子的大小”实验时，测得1mL油酸酒精溶液的滴数为n，在水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油膜形状稳定后，将带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描下油膜的形状，数出对应的方格个数为N；方格的边长为1cm，求： （1）油酸分子的直径； （2）油膜中油酸分子个数。 8．（2024·北京海淀·二模）若以表示水的摩尔质量，v表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，为在标准状态下水蒸气的密度，NA为阿伏加德罗常数，m、V分别表示每个水分子的质量和体积，下面正确的是（　　） A． B． C． D． 专题二 扩散现象与布朗运动 9．（2023·北京·高考真题）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·云南·二模）下列过程与热现象无关的是（　　） A．中医“拔火罐” B．酱油的色素分子扩散到鸡蛋内 C．水和酒精混合后的总体积变小 D．化合物中放射性元素的衰变 11．（2024·浙江杭州·二模）下列说法正确的是（　　） A．悬浮在液体中的颗粒越大，其布朗运动越明显 B．可以从单一热库吸收热量，使其完全变成功 C．随着温度升高，黑体辐射的短波辐射强度增加，长波辐射强度减小 D．汤姆孙根据阴极射线在电磁场中的偏转情况断定其为带负电的粒子流 12．（2021·广东江门·二模）对以下物质运动现象的分析正确的是 （　 　） ①刮风时空气分子的运动；②上升的水蒸气的运动；③用显微镜观察悬浮在水中的小炭粒，小炭粒不停地做无规则运动；④向一杯清水中滴入几滴红墨水，红墨水向周围运动。 A．①②③属于布朗运动 B．④属于扩散现象 C．只有③属于布朗运动 D．①②④属于扩散现象 专题三 气体分子速率分布规律 13．（2024·全国·二模）尽管分子做无规则运动，速率有大有小，但大量分子的速率却按一定的规律分布。如图所示，横坐标表示分子的速率区间，纵坐标表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，图中两条曲线分别表示两种理想气体在同一温度下的分子速率分布情况，则（　　） A．图中实线对应气体分子平均动能较大的情形 B．图中实线对应气体分子质量较大的情形 C．图中虚线对应气体分子平均速率较小的情形 D．图中两条曲线与横轴所围图形的面积中实线所围图形的面积大于虚线所围图形的面积 14．（2024·海南省直辖县级单位·二模）一定质量的理想气体由状态a经历状态b、c最终回到初始状态a，该过程的图像如图甲所示。以横坐标v表示分子速率，纵坐标表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，分别作出图甲中a、b、c三种状态下气体分子速率分布规律的曲线，如图乙所示。则下列说法正确的是（    ） A．b→c过程，单位时间内撞击单位面积的分子数目逐渐减小 B．a→b→c→a过程，气体从外界吸收的热量为 C．状态a、b、c对应的分子速率分布规律图像分别是图乙中的①、②、③ D．图乙中三条图线与横轴所围面积的关系为 15．（2021·河北·高考真题）两个内壁光滑、完全相同的绝热汽缸A、B，汽缸内用轻质绝热活塞封闭完全相同的理想气体，如图1所示，现向活塞上表面缓慢倒入细沙，若A中细沙的质量大于B中细沙的质量，重新平衡后，汽缸A内气体的内能 （填“大于”“小于”或“等于”）汽缸B内气体的内能，图2为重新平衡后A、B汽缸中气体分子速率分布图像，其中曲线 （填图像中曲线标号）表示汽缸B中气体分子的速率分布规律。 专题四 分子间相互作用力 16．（2023·海南·高考真题）下列关于分子力和分子势能的说法正确的是（   ）    A．分子间距离大于r0时，分子间表现为斥力 B．分子从无限远靠近到距离r0处过程中分子势能变大 C．分子势能在r0处最小 D．分子间距离小于r0且减小时，分子势能在减小 17．（2020·北京·高考真题）分子力随分子间距离的变化如图所示。将两分子从相距处释放，仅考虑这两个分子间的作用力，下列说法正确的是（　　） A．从到分子间引力、斥力都在减小 B．从到分子力的大小先减小后增大 C．从到分子势能先减小后增大 D．从到分子动能先增大后减小 18．（2021·重庆·高考真题）图1和图2中曲线分别描述了某物理量随分之间的距离变化的规律，为平衡位置。现有如下物理量：①分子势能，②分子间引力，③分子间斥力，④分子间引力和斥力的合力，则曲线对应的物理量分别是（　　）    A．①③② B．②④③ C．④①③ D．①④③ 专题五 分子内能 19．（2022·河北张家口·二模）如图所示，电冰箱由压缩机、冷凝器、毛细管、蒸发器四个部分组成一个密闭的连通系统，制冷剂在连通系统内循环流经这四个部分。各部分的温度和压强如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．冷凝器向环境散失的热量一定大于蒸发器从冰箱内吸收的热量 B．该过程实现了热量从低温物体向高温物体传递 C．制冷剂在蒸发器中的状态可以看成理想气体 D．制冷剂在通过冷凝器的过程中分子势能和分子动能都降低 20．（2024·福建泉州·二模）温差发电原理：金属或者半导体的内部载流子的密度会随着温度的变化而变化，当维持物体两端的温差，可使载流子持续扩散，而形成稳定的电压。如图所示，用两种不同的金属丝组成一个回路，触点1插在热水中，触点2插在冷水中，电流表指针会发生偏转，这就是温差发电现象。下列说法正确的是（　　） A．金属铜是非晶体 B．该实验中有部分内能转化为电路的电能 C．该实验中热水的温度降低，冷水的温度升高 D．该实验符合能量守恒定律，但违背了热力学第二定律 21．（2023·四川凉山·二模）如图所示，体积相同的玻璃瓶分别装满温度为60℃的热水和0℃的冷水，两瓶水通过 方式改变内能。已知水的相对分子质量是，若瓶中水的质量为，水的密度为，阿伏加德罗常数，则瓶中水分子个数约为 个（保留两位有效数字） 试卷第1页，共3页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题19 分子动理论 专题一 阿伏伽德罗常数及其应用 2 专题二 扩散现象与布朗运动 4 专题三 气体分子速率分布规律 5 专题四 分子间相互作用力 8 专题五 分子内能 10 专题一 阿伏伽德罗常数及其应用 6．（2024·江西鹰潭·二模）某密封钢瓶的体积为V，内装有密度为ρ的氮气，已知氮气的摩尔质量为M，阿伏伽德罗常数为，则下列说法正确的是（　　） A．钢瓶中氮气的物质的量为 B．钢瓶中氮气的分子数为 C．每个氮气分子的质量为 D．只要知道氮气的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，就可以算出氮气的分子体积 【答案】C 【详解】A．钢瓶中氮气的物质的量为 故A错误； B．钢瓶中氮气的分子数为 故B错误； C．每个氮气分子的质量为，故C正确； D．理想气体分子间的距离远大于气体分子的直径，不能认为分子是一个一个紧密相连的，知道氮气的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，不能算出氮气的分子体积，故D错误。 故选C。 7．（2024·江苏苏州·二模）用浓度为η的油酸酒精溶液做“油膜法估测油酸分子的大小”实验时，测得1mL油酸酒精溶液的滴数为n，在水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油膜形状稳定后，将带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描下油膜的形状，数出对应的方格个数为N；方格的边长为1cm，求： （1）油酸分子的直径； （2）油膜中油酸分子个数。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）根据题意可得，1滴油酸溶液中油酸的体积为 形成的面积为 则油酸分子的直径为 （2）每个油酸分子体积为 则形成油膜的油酸分子个数为 8．（2024·北京海淀·二模）若以表示水的摩尔质量，v表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，为在标准状态下水蒸气的密度，NA为阿伏加德罗常数，m、V分别表示每个水分子的质量和体积，下面正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】AC．由 则 得 故A正确，C错误； BD．由于分子之间有空隙，所以 水蒸气的密度为 故BD错误。 故选A。 专题二 扩散现象与布朗运动 9．（2023·北京·高考真题）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 【答案】A 【详解】AC．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； BD．由于汽车轮胎内的气体压强变低，轮胎会略微被压瘪，则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，BD错误。 故选A。 10．（2024·云南·二模）下列过程与热现象无关的是（　　） A．中医“拔火罐” B．酱油的色素分子扩散到鸡蛋内 C．水和酒精混合后的总体积变小 D．化合物中放射性元素的衰变 【答案】D 【详解】中医“拔火罐”、酱油的色素分子扩散到鸡蛋内以及水和酒精混合后的总体积变小，这些都和热现象有关，而化合物中放射性元素的衰变与热现象无关。 故选D。 11．（2024·浙江杭州·二模）下列说法正确的是（　　） A．悬浮在液体中的颗粒越大，其布朗运动越明显 B．可以从单一热库吸收热量，使其完全变成功 C．随着温度升高，黑体辐射的短波辐射强度增加，长波辐射强度减小 D．汤姆孙根据阴极射线在电磁场中的偏转情况断定其为带负电的粒子流 【答案】BD 【详解】A．液体中的悬浮颗粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数越多，布朗运动越不明显，故A错误； B．根据热力学第二定律可知，物体不可以从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响。所以可以从单一热库吸收热量，使其完全变成功，但会产生其他影响，故B正确； C．随着温度升高，黑体辐射的长波和短波辐射强度都增加，故C错误； D．汤姆孙根据阴极射线在电磁场中的偏转情况断定其为带负电的粒子流，故D正确。 故选BD。 12．（2021·广东江门·二模）对以下物质运动现象的分析正确的是 （　 　） ①刮风时空气分子的运动；②上升的水蒸气的运动；③用显微镜观察悬浮在水中的小炭粒，小炭粒不停地做无规则运动；④向一杯清水中滴入几滴红墨水，红墨水向周围运动。 A．①②③属于布朗运动 B．④属于扩散现象 C．只有③属于布朗运动 D．①②④属于扩散现象 【答案】BC 【详解】刮风时空气分子的运动，上升的水蒸气的运动，既不是布朗运动也不是扩散现象；用显微镜观察悬浮在水中的小炭粒，小炭粒不停地做无规则运动属于布朗运动；向一杯清水中滴入几滴红墨水，红墨水向周围运动属于扩散现象。 故选BC。 专题三 气体分子速率分布规律 13．（2024·全国·二模）尽管分子做无规则运动，速率有大有小，但大量分子的速率却按一定的规律分布。如图所示，横坐标表示分子的速率区间，纵坐标表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，图中两条曲线分别表示两种理想气体在同一温度下的分子速率分布情况，则（　　） A．图中实线对应气体分子平均动能较大的情形 B．图中实线对应气体分子质量较大的情形 C．图中虚线对应气体分子平均速率较小的情形 D．图中两条曲线与横轴所围图形的面积中实线所围图形的面积大于虚线所围图形的面积 【答案】B 【详解】A．理想气体的分子平均动能由温度决定，两种理想气体在同一温度下，分子平均动能相等，故A错误； BC．由题图可知虚线对应的气体分子平均速率较大，实线对应的气体分子平均速率小，而两种气体分子平均动能相同，所以实线对应气体分子质量较大的情形，故B正确，C错误； D．各速率区间的分子数占总分子数的百分比随分子速率区间变化的关系图线与横轴所围图形的面积都相等，故D错误。 故选B。 14．（2024·海南省直辖县级单位·二模）一定质量的理想气体由状态a经历状态b、c最终回到初始状态a，该过程的图像如图甲所示。以横坐标v表示分子速率，纵坐标表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，分别作出图甲中a、b、c三种状态下气体分子速率分布规律的曲线，如图乙所示。则下列说法正确的是（    ） A．b→c过程，单位时间内撞击单位面积的分子数目逐渐减小 B．a→b→c→a过程，气体从外界吸收的热量为 C．状态a、b、c对应的分子速率分布规律图像分别是图乙中的①、②、③ D．图乙中三条图线与横轴所围面积的关系为 【答案】BD 【详解】A．由图甲可知，b→c过程，为等压压缩，根据等压变化 可知，温度降低，分子对容器壁的平均作用力减小，而压强不变，所以单位时间内撞击单位面积的分子数目逐渐增多，故A错误； B．a→b→c→a过程中，其中气体体积增大，对外做功 气体体积减小，外界对气体做功 过程，气体体积不变，气体即不对外做功，外界也不对气体做功，则整个循环做功为 根据热力学第一定律 解得 所以，气体吸收热量，为，故B正确； C．由图乙可知，①、②、③对应的温度关系为 由图甲，根据 可知 故C错误； D．图乙中，图线与横轴所围图形面积表示分子总数，所以，三条图线与横轴所围面积的关系为S①=S②=S③，故D正确。 故选BD。 15．（2021·河北·高考真题）两个内壁光滑、完全相同的绝热汽缸A、B，汽缸内用轻质绝热活塞封闭完全相同的理想气体，如图1所示，现向活塞上表面缓慢倒入细沙，若A中细沙的质量大于B中细沙的质量，重新平衡后，汽缸A内气体的内能 （填“大于”“小于”或“等于”）汽缸B内气体的内能，图2为重新平衡后A、B汽缸中气体分子速率分布图像，其中曲线 （填图像中曲线标号）表示汽缸B中气体分子的速率分布规律。 【答案】 大于 ① 【详解】[1]对活塞分析有 因为A中细沙的质量大于B中细沙的质量，故稳定后有；所以在达到平衡过程中外界对气体做功有 则根据 因为汽缸和活塞都是绝热的，故有 即重新平衡后A汽缸内的气体内能大于B汽缸内的气体内能； [2]由图中曲线可知曲线②中分子速率大的分子数占总分子数百分比较大，即曲线②的温度较高，所以由前面分析可知B汽缸温度较低，故曲线①表示汽缸B中气体分子的速率分布。 专题四 分子间相互作用力 16．（2023·海南·高考真题）下列关于分子力和分子势能的说法正确的是（   ）    A．分子间距离大于r0时，分子间表现为斥力 B．分子从无限远靠近到距离r0处过程中分子势能变大 C．分子势能在r0处最小 D．分子间距离小于r0且减小时，分子势能在减小 【答案】C 【详解】分子间距离大于r0，分子间表现为引力，分子从无限远靠近到距离r0处过程中，引力做正功，分子势能减小，则在r0处分子势能最小；继续减小距离，分子间表现为斥力，分子力做负功，分子势能增大。 故选C。 17．（2020·北京·高考真题）分子力随分子间距离的变化如图所示。将两分子从相距处释放，仅考虑这两个分子间的作用力，下列说法正确的是（　　） A．从到分子间引力、斥力都在减小 B．从到分子力的大小先减小后增大 C．从到分子势能先减小后增大 D．从到分子动能先增大后减小 【答案】D 【详解】A．从到分子间引力、斥力都在增加，但斥力增加得更快，故A错误； B．由图可知，在时分子力为零，故从到分子力的大小先增大后减小再增大，故B错误； C．分子势能在时分子势能最小，故从到分子势能一直减小，故C错误； D．从到分子势能先减小后增大，故分子动能先增大后减小，故D正确。 故选D。 18．（2021·重庆·高考真题）图1和图2中曲线分别描述了某物理量随分之间的距离变化的规律，为平衡位置。现有如下物理量：①分子势能，②分子间引力，③分子间斥力，④分子间引力和斥力的合力，则曲线对应的物理量分别是（　　）    A．①③② B．②④③ C．④①③ D．①④③ 【答案】D 【详解】根据分子处于平衡位置（即分子之间距离为）时分子势能最小可知，曲线I为分子势能随分子之间距离r变化的图像； 根据分子处于平衡位置（即分子之间距离为）时分子力为零，可知曲线Ⅱ为分子力随分子之间距离r变化的图像； 根据分子之间斥力随分子之间距离的增大而减小较引力变化快，可知曲线Ⅲ为分子斥力随分子之间距离r变化的图像。 D正确，故选D。 专题五 分子内能 19．（2022·河北张家口·二模）如图所示，电冰箱由压缩机、冷凝器、毛细管、蒸发器四个部分组成一个密闭的连通系统，制冷剂在连通系统内循环流经这四个部分。各部分的温度和压强如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．冷凝器向环境散失的热量一定大于蒸发器从冰箱内吸收的热量 B．该过程实现了热量从低温物体向高温物体传递 C．制冷剂在蒸发器中的状态可以看成理想气体 D．制冷剂在通过冷凝器的过程中分子势能和分子动能都降低 【答案】ABD 【详解】A．根据热力学第一定律，可知 （从低温物体吸收的热量）+W（压缩机对系统做功）（向高温物体释放的热量） A正确； B．这一过程不是自发完成的，蒸发器和冷凝器两处的热交换方向都是从高温物体向低温物体，整个过程实现了热量从低温物体向高温物体传递，符合热力学第二定律，B正确； C．制冷剂在蒸发器中虽然是气体状态，但是不满足远离液化的状态，不能看成理想气体，C错误； D．在冷凝器中制冷剂温度降低，分子平均动能降低，分子间距从气体过渡到液体，分子势能降低，D正确。 故选ABD。 20．（2024·福建泉州·二模）温差发电原理：金属或者半导体的内部载流子的密度会随着温度的变化而变化，当维持物体两端的温差，可使载流子持续扩散，而形成稳定的电压。如图所示，用两种不同的金属丝组成一个回路，触点1插在热水中，触点2插在冷水中，电流表指针会发生偏转，这就是温差发电现象。下列说法正确的是（　　） A．金属铜是非晶体 B．该实验中有部分内能转化为电路的电能 C．该实验中热水的温度降低，冷水的温度升高 D．该实验符合能量守恒定律，但违背了热力学第二定律 【答案】BC 【详解】A．金属铜有确定的熔点，是晶体，故A错误； BC．该实验遵循能量守恒定律，最终将达到热平衡，内能转化为电能，热水温度降低，冷水温度升高，故BC正确； D．热水中减少的内能一部分转化为电能，一部分传递给冷水，转化效率低于100%，所以该实验符合能量守恒定律，也不违背热力学第二定律，故D错误。 故选BC。 21．（2023·四川凉山·二模）如图所示，体积相同的玻璃瓶分别装满温度为60℃的热水和0℃的冷水，两瓶水通过 方式改变内能。已知水的相对分子质量是，若瓶中水的质量为，水的密度为，阿伏加德罗常数，则瓶中水分子个数约为 个（保留两位有效数字） 【答案】 热传递 【详解】[1]若把A、B两只玻璃瓶并靠在一起，则A、B瓶内水的内能都将发生改变，这种改变内能的方式叫热传递。 [2]根据题意，由公式可得，瓶中水的体积为 一个水分子的体积为 瓶中水分子个数约为 联立代入数据解得 个 试卷第1页，共3页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 学科网（北京）股份有限公司 $$