第15章 微练50 分子动理论 内能 (教用Word)-【赢在微点·顶层设计】2027年高中物理高考一轮总复习

微练50　分子动理论　内能　 梯级Ⅰ基础练 1.福建南平茶文化久负盛名，“风过武夷茶香远”“最是茶香沁人心”。人们在泡大红袍茶时茶香四溢，下列说法正确的是(B) A.茶香四溢是扩散现象，说明分子间存在着相互作用力 B.茶香四溢是扩散现象，泡茶的水温度越高，分子热运动越剧烈，茶香越浓 C.茶香四溢是布朗运动现象，说明分子间存在着相互作用力 D.茶香四溢是布朗运动现象，说明分子在永不停息地做无规则运动 解析　“茶香四溢”是扩散现象，C、D两项错误；茶香四溢是因为茶水的香味分子不停地做无规则的运动，扩散到空气中，A项错误；物体温度越高，分子的无规则运动越剧烈，所以茶水温度越高，分子的热运动越剧烈，茶香越浓，B项正确。 2.已知某种物质的摩尔质量为μ，单位体积的质量为ρ，阿伏加德罗常数为NA，那么这种物质单位体积中所含的分子数为(C) A. B. C. D. 解析　单位体积的摩尔数为n=，则单位体积中所含的分子数为N=n·NA=·NA，C项正确。 3.祝融号火星车设计的最低工作环境温度为-100 ℃，火星车在火星表面巡视探测时经历的最低温度为-92 ℃，两温度相差(A) A.8 K B.192 K C.281 K D.465 K 解析　由题意知T1=-100 ℃=173 K，T2=-92 ℃=181 K，两温度相差ΔT=T2-T1=8 K，A项正确。 4.(多选)如图描绘了一颗悬浮微粒受到周围液体分子撞击的情景，以下关于布朗运动的说法正确的是(BD) A.布朗运动就是液体分子的无规则运动 B.液体温度越高，布朗运动越剧烈 C.悬浮微粒越大，液体分子撞击作用的不平衡性表现得越明显 D.悬浮微粒做布朗运动，是液体分子的无规则运动撞击造成的 解析　布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动，是液体分子的无规则运动的表现，A项错误； 液体温度越高，布朗运动越剧烈，B项正确； 悬浮微粒越小，液体分子撞击作用的不平衡性表现得越明显，C项错误； 悬浮微粒做布朗运动，是液体分子的无规则运动撞击造成的，D项正确。 5.“绿氢”是指利用可再生能源分解水得到的氢气，其碳排放可以达到净零，是纯正的绿色新能源。已知标准状况下任何气体的摩尔体积为22.4 L/mol，氢气摩尔质量为2 g/mol，阿伏加德罗常数为6.02×1023 mol-1。合理选择以上所给数据，可求得1 kg氢气所含的分子数量为(B) A.3.01×1025个 B.3.01×1026个 C.2.24×1025个 D.2.24×1026个 解析　1 kg氢气物质的量为n==500 mol，1 kg氢气所含的分子数量为N=500 mol×6.02×1023 mol-1=3.01×1026，B项正确。 6.(多选)若某种实际气体分子之间的作用力表现为引力，则一定质量的该气体内能的大小与气体体积和温度的关系是(AC) A.如果保持其体积不变，温度升高，内能增大 B.如果保持其体积不变，温度升高，内能减少 C.如果保持其温度不变，体积增大，内能增大 D.如果保持其温度不变，体积增大，内能减少 解析　温度升高，分子的平均动能变大，由于体积不变，所以分子间的分子势能不变，故内能变大，A项正确，B项错误；温度不变，分子的平均动能不变，体积增大，分子间距离变大，则分子力做负功，分子势能增加，内能增大，C项正确，D项错误。 7.两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(C) A.在r>r0阶段，F做负功，分子动能减小，势能也减小 B.在r<r0阶段，F做正功，分子动能增加，势能减小 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 解析　在r>r0阶段，分子力表现为引力，F做正功，分子动能增大，势能减小，A项错误；在r<r0阶段，分子间表现为斥力，F做负功，分子动能减小，势能增加，B项错误；根据上面分析可知在r=r0时，分子势能最小，并且小于零，动能最大，C项正确，D项错误。 8.(2025·岳阳模拟)关于水杯里40 ℃的热水和高压锅内110 ℃的水蒸气，下列说法正确的是(D) A.热水中的分子平均动能比水蒸气中的分子平均动能大 B.相同质量的热水的内能比水蒸气的内能大 C.热水中的每个分子的速率一定比水蒸气中的分子速率小 D.水蒸气中的分子热运动比热水中的分子热运动剧烈 解析　温度是分子平均动能的标志，温度越低，分子的平均动能越小，故热水中的分子平均动能比水蒸气中的分子平均动能小，A项错误；对于相同质量的题述的热水和水蒸气来说，热水的温度比水蒸气的低，所以热水中分子的总动能小于水蒸气中分子的总动能，同时，热水中分子的平均距离小于水蒸气中分子的平均距离，所以热水中分子的总势能也小于水蒸气中分子的总势能，所以热水中的内能比水蒸气中的内能小，B项错误；热水中分子的平均动能比水蒸气中分子的平均动能小，也就是热水中分子的平均速率比水蒸气中分子的平均速率小，热水中的某个分子的速率可能比水蒸气中的分子速率大，C项错误；温度越高，分子热运动的速率越大，分子热运动越剧烈，水蒸气中的分子热运动平均速率比热水中的分子热运动平均速率大，所以水蒸气中的分子热运动更剧烈，D项正确。 9.众所周知，雾霾天气中首要污染物便是PM2.5。PM2.5是指空气中直径小于2.5 μm的颗粒物，其浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，被人吸入后会进入血液，对人体形成危害。下列说法正确的是(C) A.PM2.5的尺寸与空气中氧分子尺寸的数量级相当 B.PM2.5在空气中的运动就是分子的热运动 C.PM2.5的无规则运动是由空气中大量无规则运动的分子对其撞击的不平衡引起的 D.PM2.5的颗粒越大，无规则运动越剧烈 解析　氧分子尺寸的数量级为10-10 m，而PM2.5的尺寸小于2.5 μm，A项错误；PM2.5在空气中的运动是布朗运动，是由空气中大量无规则运动的分子对其碰撞引起的，B项错误，C项正确；PM2.5的颗粒越小，无规则运动越剧烈，D项错误。 梯级Ⅱ能力练 10.(2025·运城模拟)下列关于温标，温度的说法正确的是(C) A.某天最高气温是25 ℃，用热力学温度来表示即为25 K B.某天最低气温是283 K，用摄氏温度来表示即为13 ℃ C.某天从早晨到中午，气温上升了10 ℃，用热力学温度来表示即上升了10 K D.某天从早晨到中午，气温上升了10 ℃，用热力学温度来表示即上升了283 K 解析　根据热力学温度与摄氏温度的关系T=(273+t) K可得，某天最高气温是25 ℃，用热力学温度来表示即为T=(273+25) K=298 K，A项错误；某天最低气温是283 K，用摄氏温度来表示即为t=(283-273)℃=10 ℃，B项错误；某天从早晨到中午，气温上升了Δt=10 ℃，由于数值上ΔT=Δt，所以用热力学温度来表示即上升了10 K，C项正确，D项错误。 11.(2025·扬州模拟)如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子沿x轴运动，两分子间的分子势能Ep与两分子间距离的变化关系如图中曲线所示。图中分子势能的最小值为-E0，若两分子所具有的总能量为0，下列说法正确的是(A) A.乙分子的运动范围为x≥x1 B.乙分子在Q点(x=x1)时，其动能最大 C.乙分子在Q点(x=x1)时，处于平衡状态 D.乙分子在P点(x=x2)时，加速度最大 解析　两分子的能量包括分子势能与分子动能，由于两分子所具有的总能量为0，而分子的动能不可能为负值，可知在运动过程中，分子的势能为0或者为负值，即乙分子的运动范围为x≥x1，A项正确；乙分子在Q点(x=x1)时，分子势能为0，根据上述可知其动能为0，B项错误；乙分子在P点时，分子势能最小，则该位置为平衡位置，此时分子的加速度为0，D项错误；乙分子在Q点(x=x1)时，间距小于平衡位置间距，分子力表现为斥力，C项错误。 12.用“超级显微镜”观察高真空度的空间，发现有一对分子A和B环绕一个共同“中心”旋转，从而形成了一个“类双星”体系，并且发现引力“中心”离B分子较近，这两个分子之间的距离用r表示。已知当r=r0(r0是分子间平衡位置的距离)时两个分子间的分子力为零。则上述“类双星”体系中，下列说法正确的是(A) A.间距r>r0 B.间距r<r0 C.A的质量大于B的质量 D.A的速率小于B的速率 解析　两分子做匀速圆周运动的向心力由分子力提供，分子力表现为引力，两分子间距离一定大于r0，A项正确，B项错误；由于向心力相等，角速度相等，故mAω2rA=mBω2rB，由于引力“中心”离B分子较近，即rA>rB，故mA<mB，C项错误；由v=rω知A分子旋转的速率一定大于B分子的速率，D项错误。 13.(多选)体积相同的玻璃瓶A、B分别装满温度为60 ℃的热水和0 ℃的冷水(如图所示)，下列说法正确的是(AC) A.由于温度是分子平均动能的标志，所以A瓶中水分子的平均动能比B瓶中水分子的平均动能大 B.由于温度越高，布朗运动越显著，所以A瓶中水分子的布朗运动比B瓶中水分子的布朗运动更显著 C.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传热 D.由于A、B两瓶水的体积相等，所以A、B两瓶中水分子的平均距离相等 解析　温度是分子平均动能的标志，A瓶中水的温度高，故A瓶中水分子的平均动能大，A项正确；布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的无规则运动，不是水分子的运动，两瓶中不存在布朗运动，B项错误；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，热量会由A传递到B，这种改变内能的方式叫传热，C项正确；相同体积不同温度时水分子的平均距离不同，D项错误。 梯级Ⅲ创新练 14.(2025·济南模拟)我国最新研制出了一种超轻气凝胶，它刷新了目前世界上最轻的固体材料的纪录，弹性和吸油能力令人惊喜，这种被称为“全碳气凝胶”的固态材料密度仅是空气密度的。设气凝胶的密度为ρ(单位为kg/m3)，摩尔质量为M(单位为 kg/mol)，阿伏加德罗常数为NA，下列说法不正确的是(B) A.a千克气凝胶所含的分子数N=NA B.每个气凝胶分子的直径d= C.气凝胶的摩尔体积Vmol= D.每个气凝胶分子的体积V0= 解析　a kg气凝胶的摩尔数为n=，则a kg气凝胶所含有的分子数为N=nNA=NA，A项正确；设每个气凝胶分子的直径为d，则有V0=πd3，其中每个气凝胶分子的体积为V0=，解得d=，B项错误，D项正确；气凝胶的摩尔体积Vmol=，C项正确。 学科网（北京）股份有限公司 $$