第一章 分子动理论（举一反三重难点训练）物理人教版选择性必修第三册

第一章 分子动理论 【题型1 分子直径（微观量）的估算】 1 【题型2 分子力曲线与分子势能曲线】 3 【题型3 分子热运动与物体的内能】 6 【题型4 分子运动速率分布规律】 9 【题型1 分子直径（微观量）的估算】 1.钻石是首饰和高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为单位是，摩尔质量为单位是，阿伏加德罗常数为单位是。已知克拉。 求克拉钻石的摩尔数物质的量； 求克拉钻石所含有的原子数； 假设钻石中的碳原子可看成紧密排列的球体，则每个碳原子的体积为多大？ 【答案】解：由题意可得：克拉钻石的质量为； 克拉钻石的摩尔数为：。 克拉钻石所含有的原子数为：个。 由题意可得，钻石中的碳原子的摩尔体积为：； 则每个碳原子的体积为：。  2．轿车中的防撞安全气囊能有效保障驾乘人员的安全。轿车在发生一定强度的碰撞时，储存的三氮化钠爆炸产生的气体假设都是氮气充入安全气囊。若安全气囊充入氮气后的容积为，密度为，已知氮气的摩尔质量，阿伏加德罗常数。请估算：结果均保留位有效数字 气囊中氮气分子的总个数； 气囊中氮气分子间的平均距离。 【答案】气体的物质的量为 气体分子的总个数为 解得 把每个气体分子所占空间看成立方体，则每个立方体的体积为 立方体的棱长作为气体分子间的距离， 解得 3.标准状况下，水蒸气的摩尔体积，，水的摩尔质量，水的密度，请进行下列估算： 水蒸气分子的平均间距约为多少？ 水分子的直径约为多少？以上结果均保留位有效数字 【答案】对气体分子来说，由于分子不是紧密排列，分子的体积远小于它所占有的空间的体积，所以分子所占有的空间的体积通常以立方体模型来计算。气体分子间的距离为； 固体和液体，认为分子紧密排列，通常把分子看作球体；则分子体积为摩尔体积除以阿伏加德罗常数，即，又有，联立解得。 4.轿车中的安全气囊能有效保障驾乘人员的安全。轿车在发生一定强度的碰撞时，叠氮化钠亦称“三氮化钠”，化学式受撞击完全分解产生钠和氮气而充入气囊。若充入氮气后安全气囊中氮气的密度，已知氮气的摩尔质量，阿伏加德罗常数。请估算：结果均保留一位有效数字 一个氮气分子的质量； 气囊中氮气分子间的平均距离。 【答案】解：一个氮气分子的质量：； 气体分子间距较大，可以认为每个分子占据一个边长为的立方体，则有 ， 其中 ，联立解得 。 【题型2 分子力曲线与分子势能曲线】 5.假设真空中有两个分子，其中一个分子固定，另一个分子从无穷远处靠近分子，在分子靠近分子的过程中，两者之间所受分子力和分子势能随着距离变化而变化，选无穷远处分子势能为零，如图所示为两者之间的分子力或分子势能随分子间距离变化的图线，下列说法正确的是(    ) A. 图为分子势能随分子间距离变化的图线，图为分子力随分子间距离变化的图线 B. 在无穷远到的过程中分子力对分子做负功 C. 在分子靠近分子的过程中分子斥力在增大，分子引力在减小 D. 若将分子从较远处由静止释放，则仅在分子力作用下分子运动到处速率最大 【答案】D  【解析】．处分子斥力大小等于分子引力大小，分子力为，在大于处分子斥力小于分子引力，分子力表现为引力，分子从无穷远处到的过程中，分子力对其做正功，分子势能减小；在分子间的距离小于时，分子力表现为斥力，分子间的距离减小时，分子力做负功，分子势能增大，所以处分子势能最小，故图为分子力随分子间距离变化的图线，图为分子势能随分子间距离变化的图线，AB错误； C.在分子靠近分子的过程中分子斥力在增大，分子引力也增大，但斥力增大更快，C错误； D.较远处到的过程中，分子力做正功，速率增大，距离小于时分子力做负功，速率减小，故在处速率最大，D正确。 故选D。 6.如图为以无穷远为零势能点的分子势能随分子间距的变化关系。若一个分子固定于原点，另一个分子从距点很远处分子势能可视为零，仅在分子间作用力下由静止开始向点运动至不能再靠近。在此过程中，下列说法正确的是(    ) A. 分子在处于平衡状态 B. 在此过程中，分子的加速度先变大，后变小 C. 分子在处分子势能最大 D. 分子在处动能减为零 【答案】D  【解析】A.图中  处，分子力表现为斥力，分子在  处于非平衡状态，A错误； B.在靠近过程中，分子力先表现为引力，随着距离的减小先增大后减小到零  处，再表现为斥力，随着距离的减小而增大，B错误； C.分子势能是标量，正负表示大小，所以  处的分子势能最小，C错误； D.根据能量守恒，势能和动能的总和保持不变，开始时，分子动能、分子势能均为零，即二者之和为零，所以当分子势能为零时，分子动能也为零，D正确。 故选D。 7.如图所示，将甲分子圆定于坐标原点处，乙分子放置于轴上距离点很远的处，、、为轴上的三个特殊的位置，甲、乙两分子间的作用力和分子势能随两分子间距离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，。现把乙分子从处由静止释放， 下列说法中正确的是(    ) A. 实线为图线、虚线为图线 B. 当分子间距离时，甲、乙两分子间只有斥力，且斥力随减小而增大 C. 乙分子从到做加速度先增大后减小的加速运动 D. 乙分子从运动到的过程中分子势能先增大后减小 【答案】C  【解析】A、当分子力为零时分子势能最小，所以虚线为分子势能图线图线，实线为分子间作用力图线图线，故A错误。 B、当分子间距离时，甲、乙两分子间分子斥力和引力同时存在，且分子斥力随减小而增大，故B错误。 C、乙分子从到的过程，受到分子引力作用而加速运动，由实线知，分子力先增大后减小，则加速度先增大后减小，故C正确。 D、根据分子势能图线可知，乙分子从到的过程中，分子势能先减小后增大， 在位置时分子势能最小，故D错误。 故选C。 8.如图为、两分子间的作用力随分子间距的变化规律，表示分子间作用力表现为斥力，表示分子间作用力表现为引力。现将分子固定在坐标原点，分子从轴上距坐标原点为的位置静止释放，仅考虑分子间作用力，取时分子势能为，关于分子的动能和势能随坐标的变化规律，下面图像正确的是(    ) A. B. C. D. 【答案】BD  【解析】分子从到的运动过程中，分子力表现为引力，引力做正功，分子势能减小。在的运动过程中，分子力表现为斥力，斥力做负功，分子势能增加。所以在位置分子势能最小且为，故A错误，B正确； 分子从到的运动过程中，分子力表现为引力，引力做正功，分子动能增大；在的运动过程中，分子力表现为斥力，斥力做负功，分子动能减小，所以在位置分子动能最大，故C错误，D正确。 故选BD。 【题型3 分子热运动与物体的内能】 9.甲、乙图是某同学从资料中查到的两张记录水中炭粒运动位置连线的图片，记录炭粒位置的时间间隔均为，两方格纸每格表示的长度相同。比较两张图片可知(    ) A. 图中连线是炭粒的运动径迹 B. 炭粒的位置变化是由于分子间斥力作用的结果 C. 若水温相同，甲中炭粒的颗粒较大 D. 若炭粒大小相同，甲中水分子的热运动较剧烈 【答案】C  【解析】A.图中连线不是炭粒的运动径迹，故A错误； B.炭粒的位置变化是由于水分子的撞击不平衡产生的结果，故B错误； C.若水温相同，较大炭粒的布朗运动的剧烈程度较弱，炭粒在始、末时刻所在位置连线的距离就较短，故甲中炭粒的颗粒较大，故C正确； D.若炭粒大小相同，温度越高分子的热运动越剧烈，做布朗运动的炭粒运动也越剧烈，故乙中水分子的热运动较剧烈，故D错误。 故选C。 10.关于内能，下列说法正确的是(    ) A. 克的水的内能等于克的水蒸气的内能 B. 质量、温度、体积都相等的物体的内能一定相等 C. 内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相等 D. 一个木块被举高，组成该木块的所有分子的分子势能都增大 【答案】C  【解析】A.同样质量同样温度的水变为同样温度的水蒸气要吸收热量，所以的的水的内能小于的水蒸气的内能，故A错误； B.物体的内能与物质的量、体积和温度有关。质量相等的不同各类的物质，物质的量不一定相等，所以质量、温度、体积都相等的物体的内能不一定相等，故B错误； C.内能与物体的温度、体积、分子数等因素有关，内能不同，温度可能相同，则分子热运动的平均动能可能相同，故C正确； D.一木块被举高，该木块的重力势能增加，但组成该木块的分子间距不变，分子势能不变，故D错误。 故选C。 11.下列关于温度及内能的说法中正确的是(    ) A. 温度高的物体不一定比温度低的物体内能大 B. 两个不同的物体，只要温度和体积相同，内能就相同 C. 质量和温度相同的冰和水，内能相同 D. 温度是分子平均动能的标志，所以两个动能不同的分子相比，动能大的分子温度高 【答案】A  【解析】物体的内能与物体的温度、体积以及物质的量都有关，则温度高的物体不一定比温度低的物体内能大，两个不同的物体，温度和体积相同，内能不一定相同，选项A正确，B错误； C.因同温度的冰化成同温度的水要吸收热量，则质量和温度相同的水的内能大于冰的内能，选项C错误； D.温度是大量分子平均动能的标志，两个动能不同的分子不能比较温度，选项D错误。 故选A。 12.关于分子动能和内能，下列说法正确的是(    ) A. 物体吸热则内能一定增加 B. 封闭在密闭容器中的气体温度不变，气体分子的平均动能也将会随着容器运动速度增大而增大 C. 物体温度不变，内能一定不变 D. 质量和温度都相同的气体，内能可能不相同 【答案】D  【解析】A.改变内能的方式有做功和热传递，故物体吸热内能不一定增加，A错误； B.封闭在密闭容器中的气体温度不变，气体分子的平均动能也不变，与容器的机械运动无关，B错误； C.物体温度不变，内能可能变化，如的冰熔化成的水吸热内能增大，C错误； D.内能是所有分子的动能与势能的总和，质量相同，分子数不一定相同，温度相同，分子平均动能相同，但体积关系未知，分子势能关系未知，故内能可能不相同，D正确。 故选D。 【题型4 分子运动速率分布规律】 13.年我国物理学家葛正权定量验证了麦克斯韦的气体分子速率分布规律如图所示为氧气分子在不同温度下的分子速率分布规律图像，图中实线、对应的温度分别为、 则下列说法正确的是(    ) A. 温度大于温度 B. 、温度下，某一速率区间的分子数占比可能相同 C. 将、温度下的氧气混合后，对应的分子速率分布规律曲线下方的面积为曲线和曲线下方的面积之和 D. 将、温度下的氧气混合后，对应的分子速率分布规律曲线可能是图中的虚线 【答案】B  【解析】A、由气体分子速率分布的特点可知当温度升高时，气体分子的平均速率增大，速率较大的分子数所占比例增大，而速率较小的分子数所占比例变小，可以判断表示温度较高的状态，表示温度较低的状态。根据温度是分子平均动能的标志，温度小于温度。故A错误； B、由图像可以看出，、温度下，某一速率区间的分子数占比可能相同，B正确； C、不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积都应该等于，即相等，C错误； D、将、温度下的氧气混合后，温度应在、之间，不可能是图中虚线，D错误； 14.一定质量的气体在和温度下的分子速率分布规律如图所示。横坐标表示分子速率区间，纵坐标表示单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比。下列判断正确的是(    ) A. 图中实线对应的气体温度为 B. 图中曲线给出了任意速率区间的气体分子数目 C. 任意分子在时的速率一定小于时的速率 D. 温度升高时，每个速率区间内分子数的占比都增大 【答案】A  【解析】A.题图中实线占百分比较大的分子速率较大，分子平均动能较大，根据温度是分子平均动能的标志可知，图中实线对应的气体温度为，故 A正确  根据分子速率分布图可知，题图中曲线给出了任意速率区间的气体分子数目占总分子数的百分比，不能得出任意速率区间的气体分子数目，故 B错误 C.温度升高，分子热运动的平均速率增大，但统计规律仅适用于大量气体分子，并不表示每个分子热运动的速率都增大，即任意分子在时的速率不一定小于时的速率，故 C错误 D.温度升高，速率大的区间分子数的占比增大，速率小的区间分子数的占比减小，故 D错误。 故选A。  15.一定质量的氧气分子在温度和时，各速率区间的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图所示，已知，下列说法正确的是(    ) A. 曲线对应的氧气温度为 B. 曲线Ⅱ对应的氧气分子平均动能较大 C. 与Ⅱ时相比，时氧气分子速率小的分子比例较多 D. 从图可以得到任意速率区间的氧气分子数 【答案】BC  【解析】A.一定质量的氧气分子，温度越高时，速率大的分子所占比例大，故曲线对应的氧气温度为，故A错误； B.曲线Ⅱ对应的速率大的分子所占比例大，温度较大，分子平均动能较大，故B正确； C.由图像知，分子数一定，与Ⅱ时相比，时氧气分子速率小的分子比例较多，故C正确； D.曲线给出了任意速率区间的氧气分子占据的比例，但无法确定分子具体数目，故D错误。 故选BC。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第一章 分子动理论 【题型1 分子直径（微观量）的估算】 1 【题型2 分子力曲线与分子势能曲线】 2 【题型3 分子热运动与物体的内能】 4 【题型4 分子运动速率分布规律】 5 【题型1 分子直径（微观量）的估算】 1.钻石是首饰和高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为单位是，摩尔质量为单位是，阿伏加德罗常数为单位是。已知克拉。 求克拉钻石的摩尔数物质的量； 求克拉钻石所含有的原子数； 假设钻石中的碳原子可看成紧密排列的球体，则每个碳原子的体积为多大？ 2．轿车中的防撞安全气囊能有效保障驾乘人员的安全。轿车在发生一定强度的碰撞时，储存的三氮化钠爆炸产生的气体假设都是氮气充入安全气囊。若安全气囊充入氮气后的容积为，密度为，已知氮气的摩尔质量，阿伏加德罗常数。请估算：结果均保留位有效数字 气囊中氮气分子的总个数； 气囊中氮气分子间的平均距离。 3.标准状况下，水蒸气的摩尔体积，，水的摩尔质量，水的密度，请进行下列估算： 水蒸气分子的平均间距约为多少？ 水分子的直径约为多少？以上结果均保留位有效数字 4.轿车中的安全气囊能有效保障驾乘人员的安全。轿车在发生一定强度的碰撞时，叠氮化钠亦称“三氮化钠”，化学式受撞击完全分解产生钠和氮气而充入气囊。若充入氮气后安全气囊中氮气的密度，已知氮气的摩尔质量，阿伏加德罗常数。请估算：结果均保留一位有效数字 一个氮气分子的质量； 气囊中氮气分子间的平均距离。 【题型2 分子力曲线与分子势能曲线】 5.假设真空中有两个分子，其中一个分子固定，另一个分子从无穷远处靠近分子，在分子靠近分子的过程中，两者之间所受分子力和分子势能随着距离变化而变化，选无穷远处分子势能为零，如图所示为两者之间的分子力或分子势能随分子间距离变化的图线，下列说法正确的是(    ) A. 图为分子势能随分子间距离变化的图线，图为分子力随分子间距离变化的图线 B. 在无穷远到的过程中分子力对分子做负功 C. 在分子靠近分子的过程中分子斥力在增大，分子引力在减小 D. 若将分子从较远处由静止释放，则仅在分子力作用下分子运动到处速率最大 6.如图为以无穷远为零势能点的分子势能随分子间距的变化关系。若一个分子固定于原点，另一个分子从距点很远处分子势能可视为零，仅在分子间作用力下由静止开始向点运动至不能再靠近。在此过程中，下列说法正确的是(    ) A. 分子在处于平衡状态 B. 在此过程中，分子的加速度先变大，后变小 C. 分子在处分子势能最大 D. 分子在处动能减为零 7.如图所示，将甲分子圆定于坐标原点处，乙分子放置于轴上距离点很远的处，、、为轴上的三个特殊的位置，甲、乙两分子间的作用力和分子势能随两分子间距离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，。现把乙分子从处由静止释放， 下列说法中正确的是(    ) A. 实线为图线、虚线为图线 B. 当分子间距离时，甲、乙两分子间只有斥力，且斥力随减小而增大 C. 乙分子从到做加速度先增大后减小的加速运动 D. 乙分子从运动到的过程中分子势能先增大后减小 8.如图为、两分子间的作用力随分子间距的变化规律，表示分子间作用力表现为斥力，表示分子间作用力表现为引力。现将分子固定在坐标原点，分子从轴上距坐标原点为的位置静止释放，仅考虑分子间作用力，取时分子势能为，关于分子的动能和势能随坐标的变化规律，下面图像正确的是(    ) A. B. C. D. 【题型3 分子热运动与物体的内能】 9.甲、乙图是某同学从资料中查到的两张记录水中炭粒运动位置连线的图片，记录炭粒位置的时间间隔均为，两方格纸每格表示的长度相同。比较两张图片可知(    ) A. 图中连线是炭粒的运动径迹 B. 炭粒的位置变化是由于分子间斥力作用的结果 C. 若水温相同，甲中炭粒的颗粒较大 D. 若炭粒大小相同，甲中水分子的热运动较剧烈 10.关于内能，下列说法正确的是(    ) A. 克的水的内能等于克的水蒸气的内能 B. 质量、温度、体积都相等的物体的内能一定相等 C. 内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相等 D. 一个木块被举高，组成该木块的所有分子的分子势能都增大 11.下列关于温度及内能的说法中正确的是(    ) A. 温度高的物体不一定比温度低的物体内能大 B. 两个不同的物体，只要温度和体积相同，内能就相同 C. 质量和温度相同的冰和水，内能相同 D. 温度是分子平均动能的标志，所以两个动能不同的分子相比，动能大的分子温度高 12.关于分子动能和内能，下列说法正确的是(    ) A. 物体吸热则内能一定增加 B. 封闭在密闭容器中的气体温度不变，气体分子的平均动能也将会随着容器运动速度增大而增大 C. 物体温度不变，内能一定不变 D. 质量和温度都相同的气体，内能可能不相同 【题型4 分子运动速率分布规律】 13.年我国物理学家葛正权定量验证了麦克斯韦的气体分子速率分布规律如图所示为氧气分子在不同温度下的分子速率分布规律图像，图中实线、对应的温度分别为、 则下列说法正确的是(    ) A. 温度大于温度 B. 、温度下，某一速率区间的分子数占比可能相同 C. 将、温度下的氧气混合后，对应的分子速率分布规律曲线下方的面积为曲线和曲线下方的面积之和 D. 将、温度下的氧气混合后，对应的分子速率分布规律曲线可能是图中的虚线 14.一定质量的气体在和温度下的分子速率分布规律如图所示。横坐标表示分子速率区间，纵坐标表示单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比。下列判断正确的是(    ) A. 图中实线对应的气体温度为 B. 图中曲线给出了任意速率区间的气体分子数目 C. 任意分子在时的速率一定小于时的速率 D. 温度升高时，每个速率区间内分子数的占比都增大 15.一定质量的氧气分子在温度和时，各速率区间的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图所示，已知，下列说法正确的是(    ) A. 曲线对应的氧气温度为 B. 曲线Ⅱ对应的氧气分子平均动能较大 C. 与Ⅱ时相比，时氧气分子速率小的分子比例较多 D. 从图可以得到任意速率区间的氧气分子数 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $