假期作业8 分子动理论、内能-【快乐假期】2025年高二物理暑假大作业

　　假期作业８　分子动理论与内能　　　　　　　　　 　　组成物质的分子是很小的,不但用肉眼不 能直接看到它们,就是用光学显微镜也看不到 它们．我国科学家用扫描隧道显微镜(能放大 几亿倍)拍摄的石墨表面原子的排布图如图所 示,图中的每个亮斑都是一个碳原子． (１)石墨中的碳原于在热学中称为“分子”． (　　) (２)石墨中的碳原子的形状均为球形．(　　) (３)石墨中的碳原子体积的数量级为１０－１０m３． (　　) (４)１mol的石墨中含有相同的碳原子数． (　　) (５)石墨中的碳原子是静止不动的． (　　) (６)两个碳原子间 不 可 能 同 时 存 在 斥 力 与 引力． (　　) (７)分子势能随着分子间距离的增大,可能先 减小后增大． (　　) (８)１g１００℃水的内能小于１g１００℃水蒸气 的内能． (　　) 一、选择题 １．根据分子动理论,下列说法正确的是(　　) A．一个气体分子的体积等于气体的摩尔体 积与阿伏加德罗常数之比 B．显微镜下观察到的墨水中的小炭粒所做 的不停地无规则运动,就是分子的运动 C．分子间的相互作用力一定随分子间距离 的增大而减小 D．分子势能随着分子间距离的增大,可能 先减小后增大 ２．对内能的理解,下列说法正确的是 (　　) A．系统的内能是由系统的状态决定的 B．温度高的系统比温度低的系统的内能大 C．不计分子之间的分子势能,质量和温度 相同的氢气和氧气具有相同的内能 D．做功可以改变系统的内能,但是单纯地 对系统传热不能改变系统的内能 ３．为了估测一容器中气体分子间的平均距离, 需要知道的物理量是 (　　) A．阿伏加德罗常数、该气体的质量和摩尔 质量 B．阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和 密度 C．阿伏加德罗常数、该气体的质量和体积 D．该气体的密度、体积和摩尔质量 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 １２ ４．下列关于布朗运动的说法正确的是 (　　) A．布朗运动就是分子的无规则运动 B．布朗运动证明,组成固体小颗粒的分子 在做无规则运动 C．一锅水中撒一点胡椒粉,加热时发现水 中的胡椒粉在翻滚,这说明温度越高布 朗运动越激烈 D．在显微镜下可以观察到煤油中小粒灰尘 的布朗运动,这说明煤油分子在做无规 则运动 ５．雾霾天气是对大气中各种悬浮颗粒物含量 超标的笼统表述,是特定气候条件与人类活 动相互作用的结果雾霾中,各种悬浮颗粒物 形状不规则,但可视为密度相同、直径不同 的球体,并用PM１０、PM２．５分别表示球体 直径小于或等于１０μm、２．５μm 的颗粒物 (PM 是颗粒物的英文缩写),它们某科研机 构对北京地区的检测结果表明,在静稳的雾 霾天气中,近地面高度百米的范围内,PM１０ 的浓度随高度的增加略有减小,大于PM１０ 的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显 减小,且两种浓度分布基本不随时间变化． 在显微镜下观察到,PM１０、PM２．５和大于 PM１０的大悬浮颗粒物漂浮在空中做无规 则运动,很难自然沉降到地面,人吸入后进 入血液对人体形成危害．据此材料,以下叙 述正确的是 (　　) A．PM１０表示直径小于或等于１．０×１０－６m 的悬浮颗粒物 B．PM１０受到的空气分子作用力的合力始 终大于其受到的重力 C．PM２．５颗粒物在做布朗运动 D．PM２．５的浓度随高度的增加逐渐增大 ６．(多选)两分子间的斥力和 引力的合力F与分子间距 离r的关系如图中曲线所 示,曲线与r轴交点的横坐标为r０．相距很 远的两分子在分子力作用下,由静止开始相 互接近．若两分子相距无穷远时分子势能为 零,下列说法正确的是 (　　) A．在r＞r０ 阶段,F做正功,分子动能增加, 势能减小 B．在r＜r０ 阶段,F 做负功,分子动能减小, 势能也减小 C．在r＝r０ 时,分子势能最小,动能最大 D．在r＝r０ 时,分子势能为零 ７．(多选)关于热量、功和内能三个物理量,下 列说法正确的是 (　　) A．热量、功和内能三者的物理意义相同,只 是说法不同 B．热量、功都可以作为物体内能变化的量度 C．热量、功和内能的单位相同 D．功由过程决定,而热量和内能由物体的 状态决定 ８．(多选)如图,用温度计测量质量已知的甲、 乙、丙三杯水的温度,根据测量结果可以 知道 (　　) A．甲杯中水的内能最少 B．甲、乙杯中水的内能一样多 C．丙杯中水分子的平均动能最大 D．甲杯中水分子的平均动能小于乙杯中水 分子的平均动能 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ２２ 二、非选择题 ９．空调在制冷过程中,室内空气中的水蒸气接 触蒸发器(铜管)液化成水,经排水管排走, 空气中水分越来越少,人会感觉干燥．某空 调工作一段时间后,排出液化水的体积V＝ １．０×１０３cm３．已知水的密度ρ＝１．０×１０ ３ kg/m３、摩尔质量 M＝１．８×１０－２ kg/mol, 阿伏加德罗常数 NA＝６．０×１０２３ mol－１．试 求:(结果均保留一位有效数字) (１)该液化水中含有水分子的总数N; (２)一个水分子的直径d． １．(２０２４􀅰全国甲卷,３３(１)T)如图,四个相同 的绝热试管分别倒立在盛水的烧杯a、b、c、 d中,平衡后烧杯a、b、c中的试管内外水面 的高度差相同,烧杯d中试管内水面高于试 管外水面．已知四个烧杯中水的温度分别为 ta、tb、tc、td,且ta＜tb＜tc＝td．水的密度随温 度的变化忽略不计．下列说法正确的是　　 　　．(填正确答案标号．选对１个得２分, 选对２个得４分,选对３个得５分;每选错１ 个扣３分,最低得分为０分) A．a中水的饱和气压最小 B．a、b中水的饱和气压相等 C．c、d中水的饱和气压相等 D．a、b中试管内气体的压强相等 E．d中试管内气体的压强比c中的大 ２．(２０２１􀅰河北卷,１５(１)T)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． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ３２ 的电压为０,即:t０＝ T ４＝ π ２ LC ,则线圈的自感系数越 小,放电脉冲电流的放电时间越短,电容器的电容C 越 小,放电脉冲电流的放电时间越短,故C错误;D正确．] ７．AB　[紫外线、X射线均属于频率高、能量高的电磁波,故 A、B正确．雾化器、“彩超”机属于超声波的应用,超声波 是机械波,不属于电磁波,故C、D错误．] ８．解析:(１)光从光密介质进入光疏介质才能发生全反射, 故光纤内芯的折射率大于外套的折射率,根据全反射临界 角公式有n＝ １sinC＝ １ sin４３°＝ １ ０．６８ ,所以n＝１．５． (２)电磁波的传播速度v＝fλ, 根据题意２d＝vΔt, 解得d＝fλΔt２ ． 答案:(１)大　１．５　(２)fλΔt２ ９．解析:(１)由题图甲可知,金属温度升高电阻增大,电流计 电流减小,可知t１ 刻度应在t２ 的右侧． (２)由闭合电路欧姆定律知E＝I(R＋R′＋Rg＋r), 由题图甲知R＝R０＋Kt, 解得t＝EKI－ １ K (Rg＋r＋R′＋R０)． (３)采用半偏法测电阻值,电阻箱的 最大阻值应该大于电流表的内阻, 同时滑动变阻器应该选择阻值较大 的,故电阻箱选择 B,滑动变阻器选 择 D．电路图如图所示． 答案:(１)右　(２)EK － １ K (Rg＋r＋R′＋R０) (３)电路图见解析图　B　D 高考在线 １．D　[同步辐射是在磁场中圆周自发辐射光能的过程,氢 原子发光是先吸收能量到高能级,在回到基态时辐射光, 两者的机理不同,故 A 错误;用同步辐射光照射氢原子, 总能量约为１０４eV 大于电离能１３􀆰６eV,则氢原子可以 电离,故 B错误;同步辐射光的波长范围约为１０－５m~ １０－１１m,与蛋白质分子的线度约为１０－８m 差不多,故能 发生明显的衍射,故 C错误;以接近光速运动的单个电子 能量约为１０９eV,回旋一圈辐射的总能量约为１０４eV,则 电子回旋一圈后能量不会明显减小,故 D正确．] ２．A　[因为５G使用的电磁波频率比４G高,根据E＝hν可 知５G使用的电磁波比４G 光子能量更大,故 A 正确;发 生明显衍射的条件是障碍物(或孔)的尺寸可以跟波长相 比,甚至比波长还小;因５G使用的电磁波频率更高,即波 长更短,故５G越不容易发生明显衍射,故B错误;光在真 空中的传播速度都是相同的;光在介质中的传播速度为 v＝cn ,５G的频率比４G高,而频率越大折射率越大,光在 介质中的传播速度越小,故 C错误;因５G 使用的电磁波 频率 更 高,根 据v＝cλ ,可 知 波 长 更 短,故 D 错 误．故 选 A．] 假期作业８ 情境辨析 (１)√　(２)×　(３)×　(４)√　(５)×　(６)×　(７)√ (８)√ 技能提升 素能提升 １．D　２．A ３．B　[只有已知阿伏加德罗常数和气体摩尔体积,才能估 测出气体分子间的平均距离,而只有知道气体的摩尔质 量和密度才能计算出气体摩尔体积,故B正确．] ４．D　[布朗运动不是液体,固体分子的无规则运动,而是悬 浮在液体中固体小颗粒的运动,要通过显微镜才能观察 到,A、B错误,D正确;而胡椒粉颗粒大,其运动不是布朗 运动,C错误．] ５．C　[由题意知:PM１０表示直径小于或等于１０μm＝１０－５m 的悬浮颗粒,故 A错误;由题意知,PM１０、PM２．５是直径 小于或等于１０μm、２．５μm 的颗粒物,在空气分子作用力 的合力作用下做无规则运动,合力不可能始终大于其受 到的重力,所以PM１０和大悬浮颗粒物都在做布朗运动, PM１０、PM２．５的浓度随高度的增加略有减小,故C正确, B、D错误．] ６．AC　[由Ep－r图可知:在r＞r０ 阶段,当r减小时F 做正功,分子势 能减小,分子动能增加,故 A 正确; 在r＜r０ 阶段,当r减小时F 做负 功,分子势能增加,分子动能减小, 故B错误;在r＝r０ 时,分子势能最小,故B错误;在r＝r０ 时,分子 势 能 最 小,但 不 为 零,动 能 最 大,故 C 正 确,D 错误．] ７．BC　[热量、功和内能是三个不同的物理量,它们的物理 意义不同,故 A错误;功与热量都是能量转化的量度,都 可以作为物体内能变化的量度,故 B正确;热量、功和内 能的单位相同,都是焦耳,故 C正确;功和热量由过程决 定,内能由物体的状态决定,故 D错误．] ８．AC　[甲杯中水的质量最小,温度和乙杯中的相同且小 于丙杯中的,故甲杯中水的内能最小,A 正确,B错误;丙 杯中水的温度最高,水分子的平均动能最大,C正确;甲、 乙杯中水的温度相同,水分子的平均动能相同,D错误．] ９．解析:(１)水的摩尔体积为 Vmol＝ M ρ ＝１．８×１０ －２ １．０×１０３ m３/mol＝１．８×１０－５m３/mol, 水分子数: N＝ VNA Vmol ＝１．０×１０ ３×１０－６×６．０×１０２３ １．８×１０－５ 个≈３×１０２５个． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ７４ (２)建立水分子的球体模型有 Vmol NA ＝１６πd ３,可得水分子 直径:d＝ ３ ６Vmol πNA ＝ ３ ６×１．８×１０－５ ３．１４×６．０×１０２３ m≈４×１０－１０m． 答案:(１)３×１０２５个　(２)４×１０－１０m 高考在线 １．ACD　[同一物质的饱和气压与温度有关,温度越大,饱 和气压越大,a中水的温度最低,则a中水的饱和气压最 小,故 A正确;同理,a中水的温度小于b中水的温度,则 a中水的饱和气压小于 b中水的饱和气压,故 B错误;c 中水的温度等于d中水的温度,则c、d中水的饱和气压相 等,故C正确;设大气压强为p０,试管内外水面的高度差 为Δh,则a、b中试管内气体的压强均为p＝p０＋ρ水gΔh, 故 D正确; d中试管内气体的压强为pd＝p０－ρ水gΔh, d中试管内气体的压强为pc＝p０＋ρ水gΔh, 可知pd＜pc,故E错误．] ２．解析:对活塞分析有p＝mgS , 因为 A中细沙的质量大于B中细沙的质量,故稳定后有 pA＞pB;所以在达到平衡过程中外界对气体做功有 WA＞WB 则根据 ΔU＝W＋Q 因为汽缸和活塞都是绝热 的,故有 ΔUA＞ΔUB, 即重新平衡后A汽缸内的汽体内能大于B汽缸内的气体内 能;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． 答案:大于　① 假期作业９ 情境辨析 (１)√　(２)√　(３)√　(４)×　(５)√　(６)× 技能提升 素能提升 １．ACD　[水黾可以停在水面上是液体表面张力的作用,小 木船漂浮在水面上是因为浮力,二者最直观的区别是物 体有没有一部分陷进水里面;表面张力使液体表面有收 缩的趋势,所以荷叶上的小水珠呈球形,水面稍高出杯口 也不会流下来,故 A、C、D正确,B错误．] ２．AD　[晶体才有固定的熔点,A 正确:熔化的蜂蜡呈椭圆 形,说明云母片导热具有各向异性的特点,故此现象说明 云母片是晶体,B错误．晶体具有各向异性的原因是物质 微粒在空间的排列是规则的,而在不同方向上单位长度 内的物质微粒数目不同,引起不同方向上性质不同,故 C 错误．石墨的物质微粒在空间上是层状结构,而金刚石的 物质微粒在空间上是立体结构,从而引起二者在硬度、熔 点等物理性质上的差异,D正确．] ３．C　[根据理想气体状态方程pVT ＝C 逐一分析,只有 C 正确．] ４．BCD　[晶体被敲后,构成晶体的分子或原子的空间点阵 结构没有发生变化,仍然是晶体,A 错误;有些晶体在光 学性质方面是各向异性的,B正确;同种元素构成的不同 晶体互为该元素的同素异形体,C正确;如果外界条件改 变了物质分子或原子的排布情况,晶体和非晶体之间可 以互相转化,D正确．] ５．B　６．AB ７．解析:(１)设 U 形管的横截面积为S,水银的密度为ρ,根 据玻意耳定律有p０L１S＝(p０－ρgh１)L２S, 解得L２＝３１．５cm． (２)设此时左管中空气柱的长度为L３,根据玻意耳定律有 p０L１S＝(p０＋ρgh２)L３S, 由几何关系得 H＝２(L２－L３)＋h１＋h２, 解得 H＝６８cm． 答案:(１)３１．５cm　(２)６８cm ８．解析:对于 A容器中的氮气, 初状态:压强p′１＝２．０×１０５Pa,体积V′１＝V,温度T′１＝ ３００K, 末状态:压强p１,体积V１,温度T１＝T, 根据理想气体的状态方程可得p′１V′１ T′１ ＝p１ V１ T１ , 对于B容器中的氧气, 初状态:压强p′２＝１．０×１０５Pa,体积V′２＝V,温度T′２＝ ６００K, 末状态:压强p２,体积V２,温度T２＝T, 根据理想气体状态方程可知p′２V′２ T′２ ＝p２ V２ T２ , 根据活塞受力平衡可得p１＝p２, 联立以上各式解得 V１ V２ ＝４１． 答案:４∶１ 高考在线 １．AD　[对f加热,则f中气体温度升高,体积增加,此时f 挤压g、h,而g、h中均为绝热气体,故g、h体积均减小, 压强增大,弹簧弹力增加．当f 右侧活塞向右移动时,对 g、h均做正功,故g、h中的气体温度升高,内能增加,故A 正确;当系统稳定时,满足pfS＝pgS＋F＝phS,则此时f 与h 中的气体压强相等,故 D 正确;由于h体积变小,温 度升高,且pfS＝pgS＋F＝phS,故Vh＜Vg＜Vf,由理想 气体状态方程可知pfVf Tf ＝p０ V０ T０ ＝ph Vh Th ,所以Th＜Tf, 故 C 错 误;由 理 想 气 体 状 态 方 程 可 知pg Vg Tg ＝p０ V０ T０ ＝ pfVf Tf ,由于pg＜pf,Vg＜Vf,故Tg＜Tf,故B错误．故选 AD．] 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ８４