2026届高考物理一轮复习备考专项练：分子动理论 内能

分子动理论 内能 专项练-2026届高考物理复习备考 学号： 班级： 姓名： 一、基础达标练 1．关于物体的内能，下列说法正确的是（ ） A．1 g 100 ℃的水的内能等于1 g 100 ℃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同 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 2． 半导体掺杂对于半导体工业有着举足轻重的作用，其中一种技术是将掺杂源物质与硅晶体在高温（800到1 250摄氏度）状态下接触，掺杂源物质的分子由于热运动渗透进硅晶体的表面。下列说法中正确的是（ ） A．这种渗透过程是自发可逆的 B．这种渗透过程是外界作用引起的 C．温度越高越容易掺杂 D．温度升高后，掺杂源物质所有分子的热运动速率都增加 3． 真空轮胎没有内胎，直接在轮胎和轮圈之间封闭着空气，轮胎鼓起时，胎内表面形成一定的压力，提升了对破口的自封能力，避免了像自行车轮胎那样瞬间漏气，从而提高了车辆行驶的安全性。在北方的冬季，先在室内给真空胎内充入一定质量的空气，然后把汽车开到室外，胎内的温度降低，假设此过程胎内气体的体积不变，下列说法正确的是（ ） A．胎内空气中每个分子的分子动能都减小 B．胎内空气分子的分子平均动能不变 C．胎内空气分子势能减小 D．胎内空气在单位时间内对胎壁单位面积上的撞击次数减少 4．北宋文学家苏轼的作品深受广大中学生喜爱，他不仅有风格豪放的“大江东去”，也有细腻婉约的“小桥流水”。“破镜重圆人在否，章台折尽青青柳”是东坡先生著名的婉约诗句。当然，“破镜重圆”只是寄托了佳人热切地盼望着团圆的美好愿望，而从分子动理论角度上看“破镜重圆”是不可能发生的，“破镜难圆”的原因是（ ） A．两片碎玻璃分子间的斥力比引力大 B．“破镜难圆”是因为分子间有斥力 C．一块玻璃内部分子间的引力大于斥力，而两片碎玻璃之间，分子引力和斥力大小相等，合力为零 D．两片碎玻璃之间，绝大多数玻璃分子间距离太大，分子引力和斥力都可忽略，分子间作用力为零 5．如图，曲线Ⅰ和Ⅱ为某种气体在不同温度下的分子速率分布曲线，则下列说法正确的是（ ） A．曲线Ⅰ对应状态的气体分子平均动能更小 B．曲线Ⅰ与横轴所围面积更大 C．曲线Ⅱ与横轴所围面积更大 D．说明单个分子做无规则运动具有一定的规律性 6．某同学记录教室内温度如下： 时刻 6：00 9：00 12：00 15：00 18：00 温度 12 ℃ 15 ℃ 18 ℃ 23 ℃ 17 ℃ 教室内气压可认为不变，则当天15：00与9：00相比，下列说法正确的是（ ） A．教室内所有空气分子速率均增大 B．教室内空气密度增大 C．教室内单位体积内的分子个数一定增加 D．单位时间碰撞墙壁单位面积的气体分子数一定减少 7．铂是贵金属之一，较软，有良好的延展性、导热性和导电性。已知铂的摩尔质量为0.195 kg·mol-1，密度为21.4×103 kg·m-3，阿伏加德罗常数为6×1023 mol-1，把铂原子看成球体，球体的体积公式V=πr3，其中r为球的半径，则铂原子的直径约是（ ） A．3×10-10 m B．4×10-10 m C．5×10-11 m D．3×10-11 m 8． （多选）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距离的函数图像如图所示，现把乙分子从r3处由静止释放，下列说法正确的是（ ） A．乙分子从r3到r1的过程中，两分子间作用力先增大后减小 B．乙分子从r3到r1先加速后减速 C．乙分子从r3到r1的过程中，分子间作用力对乙分子一直做正功 D．乙分子从r3到r1的过程中，两分子间的分子势能先减小后增大 二、能力提升练 9． （多选）某实验小组进行布朗运动实验：使用聚苯乙烯颗粒与纯净水制成悬浊液，通过显微镜、计算机、投影仪、投影幕布观察聚苯乙烯颗粒在水中的运动。利用控制变量思想，进行了两次实验，得到两张记录聚苯乙烯颗粒运动位置连线的图片，记录聚苯乙烯颗粒位置的时间间隔相同，幕布上的方格背景纹理相同。下列说法正确的是（ ） A．聚苯乙烯颗粒运动位置连线图描述了聚苯乙烯颗粒实际运动轨迹 B．若两次实验使用的聚苯乙烯颗粒直径相同，则图甲中悬浊液温度高于图乙中悬浊液温度 C．若两次实验中悬浊液的温度相同，则图甲中的聚苯乙烯颗粒直径大于图乙中的聚苯乙烯颗粒直径 D．宏观层面的聚苯乙烯颗粒的运动反映了微观层面的水分子的运动的无规则性 10． 以μ表示水的摩尔质量，V0表示标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ为标准状态下水蒸气的密度，NA为阿伏加德罗常数，m、V分别表示单个水分子的质量和体积，下面四个关系式正确的是（ ） A．NA= B．m= C．V= D．ρ= 11．用电脑软件模拟两个相同分子在仅受相互间分子力作用下的运动。将两个质量均为m的A、B分子从x轴上的-x0和x0处由静止释放，如图甲所示。其中B分子的速度v随位置x的变化关系图像如图乙所示。取无限远处分子势能为零，下列说法正确的是（ ） A．A、B间距离为x1时分子间作用力为零 B．A、B间距离为2（x1-x0）时分子间作用力为零 C．释放时A、B系统的分子势能为 D．A、B间分子势能最小值为m-m 12． 某星球可以近似看作一个半径为R的球体，它有稳定的大气层（大气层厚度比行星半径小得多），其表面附近的大气压强为p，空气的平均摩尔质量为M，空气分子间的平均距离为d。已知大气压强是由于大气的重力而产生的，该星球表面的重力加速度为g，阿伏加德罗常数为NA。每一个空气分子平均占据的空间视为一个立方体。求该星球表面大气层的： （1）空气分子的平均密度ρ； （2）空气分子总数n； （3）厚度h。 一、基础达标练 1．关于物体的内能，下列说法正确的是（ C ） A．1 g 100 ℃的水的内能等于1 g 100 ℃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同 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 解析　1 g 100 ℃的水变为1 g 100 ℃的水蒸气，分子平均动能不变，分子势能变大，内能变大，1 g 100 ℃的水的内能小于1 g 100 ℃的水蒸气的内能，故A错误；物体的内能与物质的量、温度、体积有关，质量、温度、体积都相等的物体其物质的量不一定相等，内能不一定相等，故B错误；内能不同的物体，其温度可能相 同，它们分子热运动的平均动能可能相同，故C正确；一个木块被举高，木块的重力势能增大，但木块的分子间距不变，组成该木块的所有分子的分子势能不变，故D错误。 2． 半导体掺杂对于半导体工业有着举足轻重的作用，其中一种技术是将掺杂源物质与硅晶体在高温（800到1 250摄氏度）状态下接触，掺杂源物质的分子由于热运动渗透进硅晶体的表面。下列说法中正确的是（ C ） A．这种渗透过程是自发可逆的 B．这种渗透过程是外界作用引起的 C．温度越高越容易掺杂 D．温度升高后，掺杂源物质所有分子的热运动速率都增加 解析　掺杂源物质的分子由于热运动渗透进硅晶体的表面，所以这种渗透过程是分子的扩散现象，该过程为自发过程，其逆过程不能自发进行，故A、B错误；温度越高掺杂效果越好是因为温度升高时，分子的平均速率增大，并不是所有分子的热运动速率都增加，故C正确，D错误。 3． 真空轮胎没有内胎，直接在轮胎和轮圈之间封闭着空气，轮胎鼓起时，胎内表面形成一定的压力，提升了对破口的自封能力，避免了像自行车轮胎那样瞬间漏气，从而提高了车辆行驶的安全性。在北方的冬季，先在室内给真空胎内充入一定质量的空气，然后把汽车开到室外，胎内的温度降低，假设此过程胎内气体的体积不变，下列说法正确的是（ D ） A．胎内空气中每个分子的分子动能都减小 B．胎内空气分子的分子平均动能不变 C．胎内空气分子势能减小 D．胎内空气在单位时间内对胎壁单位面积上的撞击次数减少 解析　气体温度降低，根据分子动理论可知分子平均动能减小，但并不是每个气体分子运动的动能都减小，故B错误；理想气体的分子势能忽略不计，故C错误；气体的分子数密度不变，温度降低，所以气体分子在单位时间内对胎壁单位面积的撞击次数减小，故D正确。 4．北宋文学家苏轼的作品深受广大中学生喜爱，他不仅有风格豪放的“大江东去”，也有细腻婉约的“小桥流水”。“破镜重圆人在否，章台折尽青青柳”是东坡先生著名的婉约诗句。当然，“破镜重圆”只是寄托了佳人热切地盼望着团圆的美好愿望，而从分子动理论角度上看“破镜重圆”是不可能发生的，“破镜难圆”的原因是（ D ） A．两片碎玻璃分子间的斥力比引力大 B．“破镜难圆”是因为分子间有斥力 C．一块玻璃内部分子间的引力大于斥力，而两片碎玻璃之间，分子引力和斥力大小相等，合力为零 D．两片碎玻璃之间，绝大多数玻璃分子间距离太大，分子引力和斥力都可忽略，分子间作用力为零 解析　破碎的玻璃放在一起，由于接触面的错落起伏，分子间的距离很难达到分子间作用力范围，因此，总的分子引力非常小，不足以使它们连在一起，故D正确。 5．如图，曲线Ⅰ和Ⅱ为某种气体在不同温度下的分子速率分布曲线，则下列说法正确的是（ A ） A．曲线Ⅰ对应状态的气体分子平均动能更小 B．曲线Ⅰ与横轴所围面积更大 C．曲线Ⅱ与横轴所围面积更大 D．说明单个分子做无规则运动具有一定的规律性 解析　气体的温度越高，速率较大的分子所占的比例越大，所以曲线I对应状态的温度更低，故曲线I对应状态的气体分子平均动能更小，故A正确；曲线下的面积表示分子速率从0~∞所有区间内分子数的比率之和，为1，故两曲线与横轴所围面积相等，故B、C错误；曲线是大量分子统计得到的规律，不能说明单个分子做无规则运动具有一定的规律性，故D错误。 6．某同学记录教室内温度如下： 时刻 6：00 9：00 12：00 15：00 18：00 温度 12 ℃ 15 ℃ 18 ℃ 23 ℃ 17 ℃ 教室内气压可认为不变，则当天15：00与9：00相比，下列说法正确的是（ D ） A．教室内所有空气分子速率均增大 B．教室内空气密度增大 C．教室内单位体积内的分子个数一定增加 D．单位时间碰撞墙壁单位面积的气体分子数一定减少 解析　温度升高则分子的平均速率增大，但并不是所有空气分子速率均增大，故A错误；温度升高，分子的平均速度增大，又教室内气压不变，则气体分子的密集程度变小，即教室内空气密度减小，故B错误；由B可知密度减小，单位体积内分子数减小，故C错误；与9点相比，15点时教室内的温度变大，空气分子的平均速率增大，又因为教室内气压不变，那么单位时间内碰撞墙壁单位面积的气体分子数一定减少，故D正确。 7．铂是贵金属之一，较软，有良好的延展性、导热性和导电性。已知铂的摩尔质量为0.195 kg·mol-1，密度为21.4×103 kg·m-3，阿伏加德罗常数为6×1023 mol-1，把铂原子看成球体，球体的体积公式V=πr3，其中r为球的半径，则铂原子的直径约是（ A ） A．3×10-10 m B．4×10-10 m C．5×10-11 m D．3×10-11 m 解析　1 mol铂原子的体积V=≈1×10-6 m3，每个铂原子的体积V1=≈1.5×10-29 m3，V1=，解得铂原子的直径D≈3×10-10 m，故选A。 8． （多选）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距离的函数图像如图所示，现把乙分子从r3处由静止释放，下列说法正确的是（ AC ） A．乙分子从r3到r1的过程中，两分子间作用力先增大后减小 B．乙分子从r3到r1先加速后减速 C．乙分子从r3到r1的过程中，分子间作用力对乙分子一直做正功 D．乙分子从r3到r1的过程中，两分子间的分子势能先减小后增大 解析　根据题图可知，r1为平衡位置，即分子间作用力为零，乙分子从r3到r1的过程中，分子间作用力先增大后减小，且始终表现为引力，可知乙分子的加速度先增大后减小，且始终做加速运动，到达r1时速度达到最大，故A正确，B错误；乙分子从r3到r1的过程中，分子间作用力始终表现为引力，分子间作用力对乙分子始终做正功，两分子间的分子势能始终减小，故C正确，D错误。 二、能力提升练 9． （多选）某实验小组进行布朗运动实验：使用聚苯乙烯颗粒与纯净水制成悬浊液，通过显微镜、计算机、投影仪、投影幕布观察聚苯乙烯颗粒在水中的运动。利用控制变量思想，进行了两次实验，得到两张记录聚苯乙烯颗粒运动位置连线的图片，记录聚苯乙烯颗粒位置的时间间隔相同，幕布上的方格背景纹理相同。下列说法正确的是（ BD ） A．聚苯乙烯颗粒运动位置连线图描述了聚苯乙烯颗粒实际运动轨迹 B．若两次实验使用的聚苯乙烯颗粒直径相同，则图甲中悬浊液温度高于图乙中悬浊液温度 C．若两次实验中悬浊液的温度相同，则图甲中的聚苯乙烯颗粒直径大于图乙中的聚苯乙烯颗粒直径 D．宏观层面的聚苯乙烯颗粒的运动反映了微观层面的水分子的运动的无规则性 解析　连线图描述的是某时刻出现的位置，在两个时刻之间的时间内的运动情形不能描述，因此不是轨迹，A错误；若两次实验使用的聚苯乙烯颗粒直径相同，温度越高，分子热运动越剧烈，布朗运动越明显，两位置连线间距越大，则题图甲中悬浊液温度高于题图乙中悬浊液温度，B正确；若两次实验中悬浊液的温度相同，题图甲中布朗运动更明显，是由于聚苯乙烯颗粒直径较小，同一时刻受到的水分子撞击个数就更少，聚苯乙烯颗粒受到的碰撞作用力合力越不均衡，C错误；布朗运动是由于分子热运动引起的，则宏观层面的聚苯乙烯颗粒的运动反映了微观层面的水分子的运动的无规则性，D正确。 10． 以μ表示水的摩尔质量，V0表示标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ为标准状态下水蒸气的密度，NA为阿伏加德罗常数，m、V分别表示单个水分子的质量和体积，下面四个关系式正确的是（ A ） A．NA= B．m= C．V= D．ρ= 解析　由于μ=ρV0，则NA=，变形得m=，故A正确，B错误；由于分子之间有空隙，所以NAV＜V0，即V＜，水蒸气的密度为ρ=，故C、D错误。 11．用电脑软件模拟两个相同分子在仅受相互间分子力作用下的运动。将两个质量均为m的A、B分子从x轴上的-x0和x0处由静止释放，如图甲所示。其中B分子的速度v随位置x的变化关系图像如图乙所示。取无限远处分子势能为零，下列说法正确的是（ D ） A．A、B间距离为x1时分子间作用力为零 B．A、B间距离为2（x1-x0）时分子间作用力为零 C．释放时A、B系统的分子势能为 D．A、B间分子势能最小值为m-m 解析　由题图乙可知，B分子在从x0到x1过程中向右做加速运动，说明开始时两分子间作用力为斥力，在x1处速度最大，加速度为零，即两分子间的作用力为零，根据A、B运动的对称性可知，此时A、B分子间的距离为2x1，故A、B错误；由题图乙可知，两分子运动到无穷远处的速度大小均为v2，在无穷远处的总动能为2×=m，由题意可知，无穷远处的分子势能为零，由能量守恒定律可知，释放时A、B系统的分子势能为m，故C错误；由能量守恒定律可知，当两分子速度最大即动能最大时，分子势能最小，且最小分子势能为Epmin=m-2×=m-m，故D正确。 12． 某星球可以近似看作一个半径为R的球体，它有稳定的大气层（大气层厚度比行星半径小得多），其表面附近的大气压强为p，空气的平均摩尔质量为M，空气分子间的平均距离为d。已知大气压强是由于大气的重力而产生的，该星球表面的重力加速度为g，阿伏加德罗常数为NA。每一个空气分子平均占据的空间视为一个立方体。求该星球表面大气层的： （1）空气分子的平均密度ρ； （2）空气分子总数n； （3）厚度h。 答案　（1） （2） （3） 解析　（1）每个分子占据一个边长为d的小立方体，各小立方体紧密排列，设空气的摩尔体积为V，则有V=NAd3，又ρ=，解得ρ=。 （2）设该星球表面大气层中气体的质量为m，星球的表面积为S，则S=4πR2 由大气压强产生的原因可知mg=pS 大气层的空气分子总数n=， 解得n=。 （3）由于该星球表面大气层的厚度远远小于半径，所以有Sh=d3， 解得h=。 学科网（北京）股份有限公司 $