第一章 分子动理论（专项训练，8大题型）物理人教版选择性必修第三册

第一章 分子动理论（解析版） 目录 A题型建模・专项突破 题型一、布朗运动、扩散现象与热运动 1 题型二、分子速率分布规律 3 题型三、气体压强的微观解释（重点） 5 题型四、液体或固体微观量的估算 7 题型五、气体微观量的估算 9 题型六、分子力、分子势能随分子间距的变化规律（重点） 11 题型七、内能的微观解释 13 题型八、实验：用油膜法测分子的大小 14 B综合攻坚・能力跃升 18 题型一、布朗运动、扩散现象与热运动 1．（24-25高二下·湖南·期末）春季为各种传染病的高发季节，为了学生健康，学校经常对教室、寝室等场所用消毒液进行消毒。在消毒过程中人们常闻到一些刺鼻的味道，下列说法正确的是（　　） A．上述现象说明分子间存在斥力 B．消毒场所的温度更高时，能更快地闻到刺鼻的味道 C．如果消毒场所的温度降到以下，就闻不到刺鼻的味道了 D．上述现象是由布朗运动引起的 【答案】B 【详解】A．闻到刺鼻味道是分子无规则运动（扩散现象）的结果，与分子间斥力无关，故A错误； B．温度升高会加快分子热运动速率，从而加速扩散现象，因此更容易闻到气味，故B正确； C．0℃以下分子仍会运动，只是速率降低，仍能发生扩散，故C错误； D．布朗运动是微小颗粒的运动，而刺鼻味道的扩散是分子直接运动的结果，故D错误。 故选B。 2．（23-24高二下·山西临汾·期中）下列有关分子动理论的说法正确的是（　　） A．固体分子间没有空隙 B．扩散现象是化学反应的结果 C．物体是由大量分子组成的 D．悬浮微粒的有规则运动叫作布朗运动 【答案】C 【详解】A．固体分子间有空隙，故A错误； B．不同物质彼此进入对方的现象叫做扩散，扩散现象是一种物理现象，不是化学反应，故B错误； C．物体是由大量分子组成的，故C正确； D．布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动，故D错误。 故选C。 3．（24-25高二下·广东东莞·期末）1827年，英国植物学家布朗在显微镜下观察悬浮在液体里的花粉颗粒时，发现花粉颗粒在做永不停息的无规则运动，这种运动称为布朗运动。下列说法正确的是（　　） A．液体温度升高，每一个液体分子的运动速率都会增大 B．液体温度一定时，花粉颗粒越大，花粉颗粒的无规则运动越明显 C．液体温度为时，布朗运动不会停止 D．布朗运动就是液体分子永不停息的无规则运动 【答案】C 【详解】A．温度升高时，液体分子的平均动能增大，但不是每一个液体分子的运动速率都会增大，故A错误； B．温度一定时，颗粒越大，液体分子撞击的合力越易平衡，布朗运动越不明显，故B错误； C．0℃时液体分子仍存在热运动，布朗运动不会停止，故C正确； D．布朗运动是颗粒的运动，反映了液体分子的无规则运动，故D错误。 故选C。 4．（24-25高二下·福建泉州·期末）把墨汁用水稀释后取出一滴，放在光学显微镜下观察，如图所示，下列说法中正确的是（　　） A．在光学显微镜下既能看到水分子也能看到悬浮的小炭微粒 B．布朗运动就是炭微粒分子的无规则运动 C．乙图中记录的不是两个炭微粒的实际运动轨迹 D．若水温相同，则乙图中炭微粒b较小 【答案】C 【详解】A．分子很小，在显微镜下不能看到水分子，能看到悬浮的小炭粒，故A错误； B．小炭粒在不停地做无规则运动，这是布朗运动，不是炭微粒分子炭微粒分子，故B错误； C．图中的折线是炭粒在不同时刻的位置的连线，即不是固体颗粒的运动轨迹，也不是分子的运动轨迹，由图可以看出小炭粒在不停地做无规则运动，故C正确； D．颗粒越小，液体分子对颗粒的撞击越不平衡，布朗运动越明显。由图可知，乙图中颗粒b的布朗运动更不明显，所以水温相同，则乙图中炭微粒b较大，故D错误。 故选C。 5．（24-25高二下·安徽·期末）在工业生产中，为增强两块金属部件间的结合强度，常采用“扩散焊”技术：将两部件紧密贴合后，在高温、高压环境下保持一段时间，使两金属界面处的原子相互渗透。关于该过程，下列说法正确的是（　　） A．两金属原子能够相互渗透，说明分子间只有引力没有斥力 B．温度越高，金属原子的热运动越剧烈，越有利于扩散过程 C．扩散完成后，金属部件交界处的原子停止无规则运动 D．温度升高，所有金属原子动能均增大 【答案】B 【详解】A．分子间同时存在引力和斥力，原子渗透是因分子热运动，故A错误； B．温度升高，原子热运动加剧，扩散速率加快，故B正确； C．原子永不停息地做无规则运动，扩散完成后仍会运动，故C错误； D．温度升高，平均动能增大，并非所有原子动能均增大，故D错误。 故选B。 题型二、分子速率分布规律 6．（24-25高二下·江苏无锡·期末）汽缸内封闭有一定质量的气体，迅速压缩缸内气体，其温度从T1变化到T2。横坐标表示分子速率，纵坐标f（v）表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，下列图中正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】分子速率分布曲线表示了在一定温度下，气体分子在不同速率区间内的分子数占总分子数的百分比。曲线的形状反映了气体分子速率分布的特征。温度升高时，气体分子的平均动能增加，分子的平均速率也增加。因此，分子速率分布曲线的峰值会向右移动，即向更高的速率区间移动。同时，由于分子速率分布曲线的总面积不变，曲线的形状会变宽，表示在较高温度下分子速率的分布范围更广。由于是迅速压缩气体，封闭气体几乎没有和外界发生热交换，由热力学第一定律可知，气体温度升高，即。在温度时，分子速率分布曲线的峰值位于较低的速率区间；在温度时，分子速率分布曲线的峰值向右移动，位于较高的速率区间。 故选A。 7．（24-25高二下·山东菏泽·期末）分子在不同温度（和）下的速率分布规律如图所示，横坐标表示速率，纵坐标表示某一速率内的分子数占总分子数的百分比，我们可获取的正确信息为（　　） A．图甲对应，图乙对应 B．随着温度的升高，每一个分子的速率都增大 C．随着温度的升高，分子中速率小的分子所占的比例几乎不变 D．同一温度下，分子的速率分布呈现出“中间多，两头少”的规律 【答案】D 【详解】A．由图可知，乙中速率大分子占据的比例较大，则说明乙对应的平均动能较大，故乙对应的温度较高，即图乙对应，图甲对应，故A错误； B．温度升高使得分子的平均速率增大，不一定每一个分子的速率都增大，故B错误； C．温度越高，分子中速率小的分子所占的比例减小，故C错误； D．同一温度下，中等速率的分子数所占的比例大，即呈现出“中间多，两头少”的分布规律，故D正确。 故选D。 8．（23-24高二下·湖北十堰·期末）1934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。氧气在不同温度下的分子速率分布规律如图所示，图中实线1、2对应氧气的温度分别为，，下列说法正确的是（    ） A．小于 B．同一温度下，氧气分子的速率分布呈现出“中间少，两头多”的分布规律 C．实线1与横轴围成的面积大于实线2与横轴围成的面积 D．温度为的氧气的分子速率分布规律曲线可能是图中的虚线 【答案】A 【详解】A．图中曲线峰值所对应的分子速度越大，温度越高，所以小于，故A正确； B．同一温度下，氧气分子的速率分布呈现出“中间多，两头少”的分布规律，故B错误； C．实线1与横轴围成的面积等于实线2与横轴围成的面积，故C错误； D．温度为的氧气的分子速率分布规律曲线应该位于实线1与实线2之间，不可能为图中虚线，故D错误。 故选A。 题型三、气体压强的微观解释 9．（24-25高二下·山西太原·期末）如图所示，一个密闭绝热容器用固定挡板隔开分成A、B两部分，容器中的气体为同种气体，它们的压强、温度。打开挡板上的开关K，使两部分互通，经过足够长的时间，再闭合开关。此时关于A、B两部分容器，下列说法正确的是（　　） A．A、B两部分容器内分子的数密度不相同 B．A、B两部分容器内分子的平均动能不相等 C．A、B两部分容器壁单位面积上受到气体分子平均作用力的大小相等 D．A、B两部分容器壁单位面积上在单位时间内受到气体分子平均冲量的大小不相等 【答案】C 【详解】ABC．两部分气体达到平衡状态时，压强、温度、密度都相同，因此A、B两部分容器内分子的数密度相同、平均动能相等、单位面积上受到气体分子平均作用力的大小相等，故AB错误，C正确； D．由于最终两部分气体压强相等，则A、B两部分容器壁单位面积上在单位时间内受到气体分子平均冲量的大小相等，故D错误。 故选C。 10．（23-24高二下·北京西城·期末）从分子动理论的观点来看，一个密闭容器中气体分子的运动是杂乱无章的，在某一时刻，向着任何一个方向运动的分子都有，而且向各个方向运动的气体分子数目几乎相等，如图所示。为简化问题，假定：气体分子的大小可以忽略，速率均为v，每次分子与器壁碰撞作用时间为Δt，碰撞前后气体分子的速度方向都与器壁垂直，且速率不变。已知每个分子的质量为m，单位体积内分子数量n为恒量。利用所学力学知识，回答以下问题： （1）选择一个与器壁发生正碰的气体分子为研究对象，求碰撞过程气体分子对器壁的作用力 F0的大小； （2）推导出器壁单位面积受到的压力p的表达式； （3）对于一定量的气体，从宏观上看，仅升高温度或仅减小体积都会使气体压强增大，请从微观角度说明原因。 【答案】（1）；（2）；（3）见解析 【详解】（1）根据动量定理有 解得 （2）在空间截取边长为的正方体，其所含分子数为 由于向各个方向运动的气体分子数目几乎相等，则在时间t内正方体内与其中一个面撞击的分子数占总分子数的，根据动量定理有 气体压强为 解得 （3）对于一定量的气体，若仅升高温度，气体分子运动的平均速率增大，气体分子撞击器壁的平均作用力增大，则压强增大，若仅减小体积，则气体分子分布的密集程度增大，单位时间撞击器壁单位面积的分子数目增大，则气体压强增大。 题型四、液体或固体微观量的估算 11．（23-24高二下·甘肃兰州·期末）已知铜的摩尔质量为M（kg/mol），铜的密度为，阿伏加德罗常数为。下列判断正确的是（　　） A．1个铜原子的体积为 B．铜中所含的原子数为 C．1kg铜中所含的原子数为 D．1个铜原子的直径为 【答案】D 【详解】A．1摩尔铜原子的体积为，则1个铜原子的体积为，选项A错误； B．铜的物质的量为，则其中所含的原子数为，选项B错误； C．1kg铜的物质的量为，其中所含的原子数为，选项C错误； D．将铜原子看作球体，则1个铜原子的体积 解得1个铜原子的直径为 选项D正确。 故选D。 12．（23-24高二下·江苏宿迁·期末）质量为m的钻石，密度为，摩尔质量为M，阿伏伽德罗常数为，钻石分子的质量为，则该钻石含有的分子数为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．代表1mol钻石的分子数，即阿伏伽德罗常数，故A错误； B．m代表钻石的质量，代表阿伏伽德罗常数，没有意义，故B错误； C．根据密度的计算公式有 代表阿伏伽德罗常数，没有意义，故C错误； D．根据物质的量的计算公式有 则分子数为 故D正确； 故选D。 13．（22-23高二下·河南焦作·期末）如图所示，将容积为V的玻璃杯中装满水，已知水的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏伽德罗常数为NA，求： （1）杯中水分子的数目N； （2）水分子的直径。    【答案】（1）；（2） 【详解】（1）杯中水的质量 摩尔数 杯中水分子数目 解得 （2）平均每个水分子体积 解得 题型五、气体微观量的估算 14．（多选）（23-24高二下·河北邢台·期中）某大学课题组制备出了一种超轻气凝胶，该气凝胶刷新了目前世界上最轻材料的纪录，其弹性和吸油能力很强，这种被称为“全碳气凝胶”的固态材料密度比空气密度小。设气凝胶的密度为（单位为），摩尔质量为M（单位为），阿伏加德罗常数为，下列说法正确的是（　　） A．a千克气凝胶所含的分子数为 B．每两个相邻气凝胶分子的平均间距为 C．气凝胶的摩尔体积为 D．每一个气凝胶分子的平均占据空间体积为 【答案】CD 【详解】A．a千克气凝胶的摩尔数为 a千克气凝胶所含的分子数为 故A错误； BCD．气凝胶的摩尔体积为 1mol气凝胶中含有个分子，故每个气凝胶分子的平均占据空间体积为 设每两个相邻气凝胶分子的平均间距为d，则 联立解得 故B错误，CD正确。 故选CD。 15．（多选）（24-25高二下·山东菏泽·期末）吸烟有害健康。利用所学知识估算在一个容积约为的房间，若有一人吸了一根烟，假设吸入气体的体积等于呼出气体的体积，人正常呼吸一次吸入气体的体积约为，一根烟大约吸10次。已知在标准状况下，空气的摩尔体积为，以下选项正确的是（　　） A．吸烟者吸一根烟吸入的空气分子总数约为 B．吸烟者吸一根烟吸入的空气分子总数约为 C．若房间有两个人，不吸烟者一次大约吸入个被污染过的空气分子 D．若房间有两个人，不吸烟者一次大约吸入个被污染过的空气分子 【答案】AC 【知识点】阿伏加德罗常数及计算 【详解】AB．吸烟者吸一根烟吸入的气体总体积为 所以吸烟者吸一根烟吸入的空气分子总数为（个） 故A正确，B错误； CD．不吸烟者呼吸一次吸入的被污染过的空气分子个数为（个） 故C正确，D错误。 故选AC。 36．（24-25高二下·江苏镇江·期末）氢能是环保能源，常温水中用氧化钛晶体和铂黑作电极，在太阳光照射下分解水可以从两电极上分别获得氢气和氧气，已知1mol的水分解可得到1mol氢气，1mol氢气完全燃烧可以放出约为2.9×105J的能量，阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol−1，水的摩尔质量为1.8×10−2kg/mol求： (1)1g水分解后得到氢气分子总数； (2)1g水分解后得到的氢气完全燃烧所放出的能量。（结果取2位有效数字） 【答案】(1)3.3×1022个；(2)1.6×104J 【知识点】阿伏加德罗常数及计算 【详解】（1）1g水分解后得到的氢气分子总数为 代入数据解得 （2）根据题意1mol的水分解可得到1mol氢气，1mol氢气完全燃烧可以放出约为2.9×105J的能量，知1g水分解后得到的氢气完全燃烧所放出热量 题型六、分子力、分子势能随分子间距的变化规律 16．（24-25高二下·江苏镇江·期末）如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示。F>0为斥力，F<0为引力。a、b、c、d为x轴上四个特定的位置。现把乙分子从a处由静止释放，则（　　） A．乙分子从a运动到c，分子间作用力先增大后减小 B．乙分子运动到b点时分子势能最小 C．乙分子运动到c点时所受引力为0 D．乙分子运动到d点时只受斥力 【答案】A 【详解】A．乙分子从a运动到c，分子间作用力表现为引力，且先增大后减小，选项A正确；     B．乙分子从a运动到c，分子表现为引力，则分子力做正功，则分子势能减小，从c到d分子力表现为斥力，分子力做负功，分子势能增加，则乙分子运动到c点时分子势能最小，选项B错误； C．乙分子运动到c点时所受引力与斥力相等，此时受引力不为0，选项C错误；     D．乙分子运动到d点时斥力大于引力，表现为斥力，选项D错误。 故选A。 17．（24-25高二下·广东江门·期末）一分子固定在原点O处，另一分子可在x轴上移动，这两个分子间的分子引力和分子斥力大小随其间距x的变化规律如图所示，曲线ab与cd的交点为e，则下列说法正确的是（    ） A．的情况下，越大，分子力越小 B．的情况下，越小，分子力越大 C．的情况下，越大，分子势能越大 D．的情况下，越大，分子势能越小 【答案】B 【详解】A．的情况下，分子力表现为引力，x从x0开始逐渐增大，分子力先增大后减小，故A错误； B．的情况下，分子斥力比分子引力变化得快，分子力表现为斥力，x越小，分子力越大，故B正确； C．的情况下，x越大，分子力做的正功越多，分子势能越小，故C错误； D．的情况下，x越大，分子力做的负功越多，分子势能越大，故D错误。 故选B。 18．（多选）（24-25高二下·四川绵阳·期末）如图所示是分子间的分子力与分子势能随分子间距离变化的关系示意图。下利关于分子力和分子势能的描述，正确的是（　　） A．当，，最大 B．当，分子间仍然存在引力的作用 C．当，随着的增大，和均增大 D．当，随着的减小，和均增大 【答案】BD 【详解】A．根据图像可知，当时，分子力为0，分子势能最小，A错误； B．分子间引力和斥力同时存在，当时分子力的合力为斥力，但存在引力，B正确； C．当时，随着距离的增大，可能先增大后减小，也可能逐渐减小，逐渐增加，C错误； D．当时，随着距离的减小，逐渐增大，逐渐增大，D正确。 故选BD。 19．（23-24高二下·吉林·期末）将甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于r轴上，两分子间引力和斥力、分子间作用力、分子势能与距离r的关系图像如图所示（取无穷远处分子势能为零）。下列说法正确的是（　　） A．甲图为分子间作用力与分子间距离的关系图像，从到分子间作用力先减小后增大 B．乙图为分子势能与分子间距离的关系图像，从到分子势能先减小后增大 C．丙图中实线为分子间引力，虚线为分子间斥力 D．当分子间距离足够小时，只存在分子间斥力，当分子间距离足够大时，只存在分子间引力 【答案】B 【详解】A．甲图为分子间作用力与分子间距离的关系图像，从到分子间作用力先增大后减小，故A错误； B．乙图为分子势能与分子间距离的关系图像，从到分子势能先减小后增大，故B正确； C．分子间斥力和引力都随距离增大而减小，但斥力减小得更快，所以丙图中实线为分子间斥力，虚线为分子间引力，故C错误； D．分子间总是同时存在斥力和引力，故D错误。 故选B。 题型七、内能的微观解释 20．（24-25高二下·河北石家庄·期末）下列关于分子运动和热现象的说法正确的是（　　） A．一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子势能的总和 B．如果气体温度升高，那么所有分子的速率都增加 C．一定量的水变成的水蒸气，其分子平均动能增加 D．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在斥力 【答案】A 【详解】A．一定量气体的内能等于所有分子热运动动能和分子势能的总和，故A正确； B．气体温度升高时，分子平均动能增大，但不是所有分子的速率都增加，故B错误； C．一定量的水变成的水蒸气，由于温度不变，所以分子平均动能不变，故C错误； D．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为分子热运动的结果，而非分子间斥力导致，故D错误。 故选A。 21．（23-24高二下·四川成都·期末）关于热现象，下列说法正确的是（　　） A．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的 B．布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮颗粒撞击作用的不平衡引起的 C．分子间的引力和斥力不能同时存在 D．物体的机械能可以为零，内能也可以为零 【答案】B 【详解】A．扩散现象不是外界作用引起的，是由物质分子无规则运动引起的，故A错误； B．布朗运动是悬浮在液体中的微粒受到的来自各个方向的液体分子的碰撞作用不平衡引起的，故B正确； C．分子间的引力和斥力是同时存在的，故C错误； D．物体的机械能在适当条件下可以为零，内能是物体中所有分子的热运动的动能和分子势能的总和，一切分子都在永不停息地做无规则热运动，所以内能不可能为零，故D错误。 故选B。 22．（23-24高二下·重庆·阶段练习）下列说法中正确的是（　　） A．温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子热运动的平均动能越大 B．两个不同的物体，只要温度和体积相同，内能就相同 C．物体的温度越高，它的每一个分子热运动的速率一定越大 D．温度高的物体一定比温度低的物体内能大 【答案】A 【详解】A．温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子热运动的平均动能越大，故A正确； BD．物体的内能由温度、体积、物质的量及物态共同决定，两个不同的物体，温度和体积相同，内能不一定相同，且温度高的物体不一定比温度低的物体内能大，故BD错误； C．温度是大量分子热运动的宏观体现，物体的温度越高，全部分子热运动的平均速率越大，但不代表每一个分子热运动的速率一定越大，故C错误。 故选A。 23．（多选）（24-25高二下·河北·期末）分子动理论是描述微观粒子行为的理论，下列说法正确的是（　　） A．分子间距离从小于平衡距离增大到大于平衡距离的过程中，分子势能先减小后增大 B．风沙弥漫，尘土飞扬，可以用分子热运动来解释 C．从微观角度看，气体压强的大小跟气体分子的平均动能和分子密集程度有关 D．一定质量0℃的冰熔化成0℃的水时，分子势能不变 【答案】AC 【详解】A．当时，分子间作用力为斥力，增大距离时势能逐渐减小，当时势能最小；当时，分子间作用力为引力，增大距离时势能逐渐增大，故A正确； B．风沙、尘土飞扬是宏观物体的机械运动，而分子热运动是微观粒子的无规则运动，二者无关，故B错误； C．气体压强的微观解释为：压强由分子对容器壁的频繁碰撞产生，其大小与分子平均动能（温度相关）和分子密集程度（单位体积分子数）有关，故C正确； D．0℃的冰熔化为0℃的水时，温度不变（分子平均动能不变），但分子间作用力和排列方式改变，导致分子势能增加，故D错误。 故选AC。 题型八、实验：用油膜法测分子的大小 24．（24-25高二下·广西百色·期末）某实验小组做用油膜法估算分子大小的实验时，操作如下： ①向浅水盘中倒入清水，在水面上均匀地撒一层痱子粉； ②将浓度为η的油酸酒精溶液滴一滴在浅水盘中央，如图1； ③待水面稳定后，画出油膜的形状如图2。 已知正方形小方格的边长为L、边缘轮廓所围成的正方形小方格数为136格，1滴油酸酒精溶液的体积为V。 (1)实验中将油酸分子看成是球形，采用的方法是______； A．等效替代法 B．控制变量法 C．理想模型法 D．比值定义法 (2)需将纯油酸稀释目的是 。（选填“A”形成单分子层油膜或“B”容易测量油膜面积） (3)油酸分子的直径为 。 【答案】(1)C；(2)A；(3) 【详解】（1）实验中将油酸分子看成是球形，采用的方法是理想模型法。 故选C。 （2）需将纯油酸稀释目的是当油酸酒精溶液滴在水面时能形成单分子层油膜。 故选A。 （3）油酸分子的直径为 25．（24-25高二下·山东威海·期末）在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤： ①往浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的爽身粉均匀地撒在水面上； ②用注射器将油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定； ③将玻璃板平放在坐标纸上，已知小方格的边长为1cm，计算出油酸分子直径的大小； ④将1mL的油酸溶于酒精，制成103mL的油酸酒精溶液；用注射器将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，测得80滴为1mL； ⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。 请回答下列问题： (1)上述步骤中，正确的顺序是 ；（填写步骤前面的数字） (2)估算油酸分子的直径为 m；（结果保留2位有效数字） (3)若80滴油酸酒精溶液的体积略小于1mL，则油酸分子直径的测量值 。（填“偏大”或“偏小”） 【答案】(1)④①②⑤③；(2)9.6×10−10/9.5×10−10/9.7×10−10；(3)偏大 【详解】（1）“用油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：准备油酸酒精溶液④→准备水槽，撒上痱子粉①→形成油膜②→描绘油膜边缘⑤→测量油膜面积，计算分子直径③，故正确的顺序为④①②⑤③。 （2）每滴油酸酒精溶液中含油酸的体积 油酸膜的面积 油酸分子的直径 （3）若80滴油酸酒精溶液的体积略小于1mL，则每滴溶液体积的测量值偏大，故直径的测量值偏大。 26．（24-25高二下·四川雅安·期末）某实验小组做“用油膜法估测分子的大小”的实验。 (1)实验中，认为油酸分子在水面形成的是单分子层，这体现的物理思想方法是______。（选填选项前的字母） A．等效替代法 B．类比法 C．理想模型法 D．控制变量法 (2)实验中，下列器材中用到的有______和______。（选填选项前的字母） A． B． C． D． (3)估测的分子直径明显偏小，可能是由于______。（选填选项前的字母） A．油酸膜没有充分展开 B．油酸中含有大量的酒精 C．求每滴体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴 D．计算油酸膜面积时，舍去了所有不足一格的小方格 【答案】(1)C；(2)AC；(3)C 【详解】（1）做“用油膜法估测分子的大小”的实验，认为油酸分子在水面形成的是单分子层，使实验简单化，这体现的物理思想方法是理想模型法。 故选C。 （2）[1][2]实验需要用注射器取溶液测量一滴的体积和取一滴溶液滴入水中，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状，在将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓范围内坐标纸的小方格个数。 故选AC。 （3）A．根据题意可知，油酸分子的直径为，油酸膜没有充分展开会造成油酸面S偏小，直径的测量值偏大，故A不符合题意； B．油酸中含有大量的酒精，在操作正确的情况下不会对实验造成影响，故B不符合题意； C．求每滴体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴，计算每滴溶液的体积会偏小，直径偏小，故C符合题意； D．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的小方格，会造成油酸面积偏小，直径偏大，故D不符合题意。 故选C。 27．（24-25高二下·山东临沂·期末）某同学在实验室用油膜法估测油酸分子直径，其实验方法及步骤如下： ①向体积的油酸中加酒精，直至总量达到； ②用注射器吸取①中油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入滴时，测得其体积恰好是； ③先往浅盘里倒入2cm深的水，然后将爽身粉均匀地撒在水面上； ④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状； ⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，数出轮廓范围内小方格的个数。 根据以上信息，回答下列问题： (1)该实验中没有应用到的理想化假设是___________（填正确答案标号）。 A．将油膜看成单分子层油膜 B．不考虑相邻油酸分子的间隙 C．不考虑各油酸分子间的相互作用力 D．将油酸分子看成球形 (2)一滴油酸酒精溶液中含有油酸的体积为 （结果保留一位有效数字）； (3)已知小方格的边长为，可计算出油酸分子的直径 m（结果保留一位有效数字）。 【答案】(1)C；(2)；(3) 【详解】（1）在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，所做的理想化假设为①油膜是单分子层，②把油酸分子看成球形，③相邻分子之间没有空隙，没有讨论是否有分子间作用力，故C项符合题意。 （2）一滴所含有的油酸体积为 （3）根据数出的轮廓所含的格子数量大约为123个，油膜的面积为 分子直径约为。 B综合攻坚・能力跃升 1．（2025·黑龙江大庆·模拟预测）2023年诺贝尔物理学奖授予了“为研究物质中的电子动力学而产生阿秒（）光脉冲实验方法”的三位物理学家，他们的实验为人类探索原子和分子内部的电子世界提供了新的工具。已知1阿秒等于10-18s，则光在真空中1阿秒时间内运动的距离与下列微粒尺度最接近的是（ ） A．氢原子核 B．氢原子 C．尘埃 D．乒乓球 【答案】B 【详解】真空中光经过1阿秒前进的距离为 原子核的尺寸约为，氢原子的尺寸约为，尘埃的尺寸约为，乒乓球的尺寸约为，故光在真空中1阿秒时间内运动的距离与下列微粒尺度最接近的是氢原子的尺寸。 故选B。 2．（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。 3．（2025·山东·高考真题）分子间作用力F与分子间距离r的关系如图所示，若规定两个分子间距离r等于时分子势能为零，则（    ） A．只有r大于时，为正 B．只有r小于时，为正 C．当r不等于时，为正 D．当r不等于时，为负 【答案】C 【详解】两个分子间距离r等于时分子势能为零，从处随着距离的增大，此时分子间作用力表现为引力，分子间作用力做负功，故分子势能增大；从处随着距离的减小，此时分子间作用力表现为斥力，分子间作用力也做负功，分子势能也增大；故可知当不等于时，为正。 故选C。 4．（2025·河北·二模）下列说法不正确的是（    ） A．“用油膜法测分子直径”实验体现了用宏观量的测量代替微观量的间接测量方法 B．若已知铜的摩尔质量M，铜的密度，阿伏加德罗常数NA，则可求得铜原子的直径 C．某气体的摩尔体积为V，每个分子的体积为，则阿伏加德罗常数可表示为 D．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大 【答案】C 【详解】A．“用油膜法测分子直径”实验体现了用宏观量的测量代替微观量的间接测量方法，故A正确，不符合题意； B．若已知铜的摩尔质量M，铜的密度，阿伏加德罗常数NA，假设铜原子为球体，其直径d，则有 解得 故B正确，不符合题意； C．若知某气体的摩尔体积为V，每个分子所占据的空间体积为V0，而不是每个分子的体积，则阿伏加德罗常数可表示为 故C错误，符合题意； D．当分子力表现为斥力时，分子之间的距离减小，则分子力做负功，所以分子势能随分子间距离的减小而增大，故D正确，不符合题意。 本题选不正确的，故选C。 5．（2025·安徽·二模）实验小组用如图所示的装置探究气体压强的产生机理，将黄豆从秤盘上方一定高度处均匀连续倒在秤盘上，观察秤的指针摆动情况．下列说法正确的是（   ） A．模拟温度降低对气体压强的影响时，应增加黄豆数量 B．模拟温度升高对气体压强的影响时，应将释放位置升高 C．模拟体积减小对气体压强的影响时，应将释放位置升高 D．模拟体积增大对气体压强的影响时，应增加黄豆数量 【答案】B 【详解】A．温度降低，气体分子的平均速率减小，模拟温度降低对气体压强的影响时，应该降低释放位置。而增加黄豆数量是模拟提高气体分子密度对气体压强的影响，故A错误； B．温度升高，气体分子的平均速率增大，模拟温度升高对气体压强的影响时，应将释放位置升高，故B正确； C．体积减小，气体分子密度增大，模拟体积减小对气体压强的影响时，应该增加黄豆数量。而升高释放位置则是模拟增大气体分子的平均速率对气体压强的影响，故C错误； D．体积增大，气体分子密度减小，模拟体积减小对气体压强的影响时，应该减少黄豆数量，故D错误。 故选B。 6．（2025·江西宜春·二模）高压锅，也被称为压力锅。如图为高压锅简化图，加热前盖上限压阀，当内部气体压强达到一定值时将通过排气孔和限压阀向外放气，从而保证内部气压不再增大。则以下说法正确的是（　　） A．为加快食物加热效率，可用重物压住限压阀从而限制气体的外放 B．工作过程中，锅内气体分子数一直不变 C．在日常生活中要定期检查高压锅的气密性及限压阀和排气孔是否畅通 D．加热结束后应尽快打开锅盖将食物取出 【答案】C 【详解】A．压住限压阀可能会导致高压锅内部气压超过阈值从而导致爆炸，故A错误； B．加热过程中首先是水蒸发成蒸汽，从而气体分子数增加；达到气压阈值后向外排气出现气体分子数减少，故B错误； C．要保证高压锅效率同时要保证安全，故C正确； D．加热结束后，锅内仍有高温高压蒸汽，立即开盖可能导致蒸汽喷出，造成烫伤或其他危险，故D错误。 故选C。 7．（多选）（2025·广西·高考真题）在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中（   ） A．估测油酸分子大小时，油酸分子可以视为球形 B．油膜的形状稳定后，油酸分子仍然在做热运动 C．计算油膜面积时，忽略所有不完整的小正方形 D．与油酸酒精溶液相比，纯油酸更容易在水面形成单分子油膜 【答案】AB 【详解】A．在油膜法测分子直径的实验中，把油膜看成单分子油膜，且分子紧密排列。由于分子形状复杂，为简化计算，通常将其视为球形模型，油膜的厚度可以近似看成是球形分子的直径，故A正确； B．分子在永不停息地做无规则热运动，与宏观物体是否处于稳定状态无关。油膜稳定时，油酸分子仍然在做热运动，故B正确； C．在计算油膜面积时，为了更准确地估算油膜的面积，对于周边不完整的格子，大于半格记为一个单位面积，小于半格的不计面积，而不是不完整的格子不计面积，故C错误； D．酒精可以溶解油酸，使油酸更容易在水面上展开形成单分子油膜，所以实验时加酒精比不加酒精更好地展开油膜，故D错误。 故选AB。 8．（多选）（2024·河北承德·二模）如图甲、乙所示，分别表示两分子间的作用力、分子势能与两分子间距离的关系。分子a固定在坐标原点O处，分子b从处以某一速度向分子a运动（运动过程中仅考虑分子间作用力），假定两个分子的距离为无穷远时它们的分子势能为0，则（　　） A．图甲中分子间距从到，分子间的作用力表现为斥力 B．分子b运动至和位置时动能可能相等 C．图乙中一定大于图甲中 D．若图甲中阴影面积，则两分子间最小距离小于 【答案】BD 【详解】A．图甲中分子间距从到，分子间的力表现为引力，故A错误； B．分子b从到和从到两过程，若图像与横轴所围面积相等，则分子力做功为0，动能变化量为0，分子b在和两位置时动能可能相等，故B正确； C．图甲中处分子力合力为0，分子b在此处分子势能最小，应对应图乙中处，即图乙中一定小于图甲中，故C错误； D．若图甲中阴影面积，则分子b从到过程分子力做功为0，分子b在处速度不为0，则分子b在r1处速度不为0，将继续运动，靠近分子a，故D正确。 故选BD。 9．（多选）（2025·陕西西安·模拟预测）如图（a）为一汽缸，其升降部分由M、N两筒组成，两筒间密闭了一定质量的理想气体。图（b）为气体分子速率分布曲线，初始时刻汽缸内气体所对应的曲线为b、若用力使M迅速向下滑动，设此过程筒内气体不与外界发生热交换，则此过程中（　　） A．密闭气体压强增大，分子平均动能增大 B．气体对外界做功，内能减少 C．容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数增加 D．密闭气体的分子速率分布曲线可能会由b曲线变成c曲线 【答案】ACD 【详解】AB．密闭气体处于绝热状态，用力使M迅速向下滑动，体积减小，压强增加，外力对气体做功，内能增加，理想气体忽略势能，动能增加，故A正确，B错误； C．用力使M迅速向下滑动，体积减小，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数增加，密闭气体压强增大，故C正确； D．由于气体温度越高，速率较大的分子所占的比例越大，则密闭气体的分子速率分布曲线可能会变成c曲线，故D正确。 故选ACD。 10．（2025·河南信阳·二模）如图是用扫描隧道显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片。这个量子围栏是由48个铁原子在铜的表面紧密排列成直径为的圆周而组成的，由此可以估算出铁原子的直径约为 m（结果保留2位有效数字）。 【答案】 【详解】48个铁原子组成一个圆，圆的周长等于48个铁原子直径之和，取铁原子的直径为D，则铁原子的直径为 11．（2025·广东佛山·模拟预测）请完成《普通高中物理课程标准》中以下必做实验的部分操作和计算。如图是“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的部分操作步骤： (1)下列有关该实验的说法正确的是______ A．图中正确的操作步骤顺序是：丙→丁→乙→甲 B．油酸酒精溶液配制好后，不能搁置很久才做实验 C．往浅盘中滴入油酸酒精溶液后应立即描绘油膜轮廓 (2)若实验时油酸酒精溶液中纯油酸占总体积的0.2%，用注射器测得100滴溶液体积为1mL，取1滴该溶液滴入浅盘中，即滴入浅盘中的油酸体积为 cm3。 (3)3个实验小组分别得到以下油膜形状，其中最理想的是______。 A． B． C． 【答案】(1)B；(2)；(3)C 【详解】（1）A．实验中先记录滴油酸酒精溶液的滴数，再在水面上撒入痱子粉，然后将一滴溶液滴入浅盘中，最后描绘油膜轮廓，则图中正确的操作步骤顺序是丙→乙→丁→甲，故A错误； B．油酸酒精溶液配制好后，为了避免酒精挥发，不能搁置很久才做实验，故B正确； C．往浅盘中滴入油酸酒精溶液后，应等待油膜充分散开形成单分子油膜层再描绘油膜轮廓，故C错误。 故选B。 （2）实验时油酸酒精溶液中纯油酸占总体积的0.2%，用注射器测得100滴溶液体积为1mL，取1滴该溶液滴入浅盘中，即滴入浅盘中的油酸体积为 （3）A．图示油膜层没有充分散开，没有形成单分子油膜层，故A错误； B．图示油膜层没有形成比较规则的边缘，不利于描绘油膜的形状，故B错误； C．图示油膜层散开充分，边缘比较规则，便于描绘油膜的形状，故C正确。 故选C。 1 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第一章 分子动理论（解析版） 目录 A题型建模・专项突破 题型一、布朗运动、扩散现象与热运动 1 题型二、分子速率分布规律 2 题型三、气体压强的微观解释（重点） 3 题型四、液体或固体微观量的估算 4 题型五、气体微观量的估算 5 题型六、分子力、分子势能随分子间距的变化规律（重点） 6 题型七、内能的微观解释 7 题型八、实验：用油膜法测分子的大小 8 B综合攻坚・能力跃升 10 题型一、布朗运动、扩散现象与热运动 1．（24-25高二下·湖南·期末）春季为各种传染病的高发季节，为了学生健康，学校经常对教室、寝室等场所用消毒液进行消毒。在消毒过程中人们常闻到一些刺鼻的味道，下列说法正确的是（　　） A．上述现象说明分子间存在斥力 B．消毒场所的温度更高时，能更快地闻到刺鼻的味道 C．如果消毒场所的温度降到以下，就闻不到刺鼻的味道了 D．上述现象是由布朗运动引起的 2．（23-24高二下·山西临汾·期中）下列有关分子动理论的说法正确的是（　　） A．固体分子间没有空隙 B．扩散现象是化学反应的结果 C．物体是由大量分子组成的 D．悬浮微粒的有规则运动叫作布朗运动 3．（24-25高二下·广东东莞·期末）1827年，英国植物学家布朗在显微镜下观察悬浮在液体里的花粉颗粒时，发现花粉颗粒在做永不停息的无规则运动，这种运动称为布朗运动。下列说法正确的是（　　） A．液体温度升高，每一个液体分子的运动速率都会增大 B．液体温度一定时，花粉颗粒越大，花粉颗粒的无规则运动越明显 C．液体温度为时，布朗运动不会停止 D．布朗运动就是液体分子永不停息的无规则运动 4．（24-25高二下·福建泉州·期末）把墨汁用水稀释后取出一滴，放在光学显微镜下观察，如图所示，下列说法中正确的是（　　） A．在光学显微镜下既能看到水分子也能看到悬浮的小炭微粒 B．布朗运动就是炭微粒分子的无规则运动 C．乙图中记录的不是两个炭微粒的实际运动轨迹 D．若水温相同，则乙图中炭微粒b较小 5．（24-25高二下·安徽·期末）在工业生产中，为增强两块金属部件间的结合强度，常采用“扩散焊”技术：将两部件紧密贴合后，在高温、高压环境下保持一段时间，使两金属界面处的原子相互渗透。关于该过程，下列说法正确的是（　　） A．两金属原子能够相互渗透，说明分子间只有引力没有斥力 B．温度越高，金属原子的热运动越剧烈，越有利于扩散过程 C．扩散完成后，金属部件交界处的原子停止无规则运动 D．温度升高，所有金属原子动能均增大 题型二、分子速率分布规律 6．（24-25高二下·江苏无锡·期末）汽缸内封闭有一定质量的气体，迅速压缩缸内气体，其温度从T1变化到T2。横坐标表示分子速率，纵坐标f（v）表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，下列图中正确的是（　　） A． B． C． D． 7．（24-25高二下·山东菏泽·期末）分子在不同温度（和）下的速率分布规律如图所示，横坐标表示速率，纵坐标表示某一速率内的分子数占总分子数的百分比，我们可获取的正确信息为（　　） A．图甲对应，图乙对应 B．随着温度的升高，每一个分子的速率都增大 C．随着温度的升高，分子中速率小的分子所占的比例几乎不变 D．同一温度下，分子的速率分布呈现出“中间多，两头少”的规律 8．（23-24高二下·湖北十堰·期末）1934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。氧气在不同温度下的分子速率分布规律如图所示，图中实线1、2对应氧气的温度分别为，，下列说法正确的是（    ） A．小于 B．同一温度下，氧气分子的速率分布呈现出“中间少，两头多”的分布规律 C．实线1与横轴围成的面积大于实线2与横轴围成的面积 D．温度为的氧气的分子速率分布规律曲线可能是图中的虚线 题型三、气体压强的微观解释 9．（24-25高二下·山西太原·期末）如图所示，一个密闭绝热容器用固定挡板隔开分成A、B两部分，容器中的气体为同种气体，它们的压强、温度。打开挡板上的开关K，使两部分互通，经过足够长的时间，再闭合开关。此时关于A、B两部分容器，下列说法正确的是（　　） A．A、B两部分容器内分子的数密度不相同 B．A、B两部分容器内分子的平均动能不相等 C．A、B两部分容器壁单位面积上受到气体分子平均作用力的大小相等 D．A、B两部分容器壁单位面积上在单位时间内受到气体分子平均冲量的大小不相等 10．（23-24高二下·北京西城·期末）从分子动理论的观点来看，一个密闭容器中气体分子的运动是杂乱无章的，在某一时刻，向着任何一个方向运动的分子都有，而且向各个方向运动的气体分子数目几乎相等，如图所示。为简化问题，假定：气体分子的大小可以忽略，速率均为v，每次分子与器壁碰撞作用时间为Δt，碰撞前后气体分子的速度方向都与器壁垂直，且速率不变。已知每个分子的质量为m，单位体积内分子数量n为恒量。利用所学力学知识，回答以下问题： （1）选择一个与器壁发生正碰的气体分子为研究对象，求碰撞过程气体分子对器壁的作用力 F0的大小； （2）推导出器壁单位面积受到的压力p的表达式； （3）对于一定量的气体，从宏观上看，仅升高温度或仅减小体积都会使气体压强增大，请从微观角度说明原因。 题型四、液体或固体微观量的估算 11．（23-24高二下·甘肃兰州·期末）已知铜的摩尔质量为M（kg/mol），铜的密度为，阿伏加德罗常数为。下列判断正确的是（　　） A．1个铜原子的体积为 B．铜中所含的原子数为 C．1kg铜中所含的原子数为 D．1个铜原子的直径为 12．（23-24高二下·江苏宿迁·期末）质量为m的钻石，密度为，摩尔质量为M，阿伏伽德罗常数为，钻石分子的质量为，则该钻石含有的分子数为（　　） A． B． C． D． 13．（22-23高二下·河南焦作·期末）如图所示，将容积为V的玻璃杯中装满水，已知水的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏伽德罗常数为NA，求： （1）杯中水分子的数目N； （2）水分子的直径。    题型五、气体微观量的估算 14．（多选）（23-24高二下·河北邢台·期中）某大学课题组制备出了一种超轻气凝胶，该气凝胶刷新了目前世界上最轻材料的纪录，其弹性和吸油能力很强，这种被称为“全碳气凝胶”的固态材料密度比空气密度小。设气凝胶的密度为（单位为），摩尔质量为M（单位为），阿伏加德罗常数为，下列说法正确的是（　　） A．a千克气凝胶所含的分子数为 B．每两个相邻气凝胶分子的平均间距为 C．气凝胶的摩尔体积为 D．每一个气凝胶分子的平均占据空间体积为 15．（多选）（24-25高二下·山东菏泽·期末）吸烟有害健康。利用所学知识估算在一个容积约为的房间，若有一人吸了一根烟，假设吸入气体的体积等于呼出气体的体积，人正常呼吸一次吸入气体的体积约为，一根烟大约吸10次。已知在标准状况下，空气的摩尔体积为，以下选项正确的是（　　） A．吸烟者吸一根烟吸入的空气分子总数约为 B．吸烟者吸一根烟吸入的空气分子总数约为 C．若房间有两个人，不吸烟者一次大约吸入个被污染过的空气分子 D．若房间有两个人，不吸烟者一次大约吸入个被污染过的空气分子 36．（24-25高二下·江苏镇江·期末）氢能是环保能源，常温水中用氧化钛晶体和铂黑作电极，在太阳光照射下分解水可以从两电极上分别获得氢气和氧气，已知1mol的水分解可得到1mol氢气，1mol氢气完全燃烧可以放出约为2.9×105J的能量，阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol−1，水的摩尔质量为1.8×10−2kg/mol求： (1)1g水分解后得到氢气分子总数； (2)1g水分解后得到的氢气完全燃烧所放出的能量。（结果取2位有效数字） 题型六、分子力、分子势能随分子间距的变化规律 16．（24-25高二下·江苏镇江·期末）如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示。F>0为斥力，F<0为引力。a、b、c、d为x轴上四个特定的位置。现把乙分子从a处由静止释放，则（　　） A．乙分子从a运动到c，分子间作用力先增大后减小 B．乙分子运动到b点时分子势能最小 C．乙分子运动到c点时所受引力为0 D．乙分子运动到d点时只受斥力 17．（24-25高二下·广东江门·期末）一分子固定在原点O处，另一分子可在x轴上移动，这两个分子间的分子引力和分子斥力大小随其间距x的变化规律如图所示，曲线ab与cd的交点为e，则下列说法正确的是（    ） A．的情况下，越大，分子力越小 B．的情况下，越小，分子力越大 C．的情况下，越大，分子势能越大 D．的情况下，越大，分子势能越小 18．（多选）（24-25高二下·四川绵阳·期末）如图所示是分子间的分子力与分子势能随分子间距离变化的关系示意图。下利关于分子力和分子势能的描述，正确的是（　　） A．当，，最大 B．当，分子间仍然存在引力的作用 C．当，随着的增大，和均增大 D．当，随着的减小，和均增大 19．（23-24高二下·吉林·期末）将甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于r轴上，两分子间引力和斥力、分子间作用力、分子势能与距离r的关系图像如图所示（取无穷远处分子势能为零）。下列说法正确的是（　　） A．甲图为分子间作用力与分子间距离的关系图像，从到分子间作用力先减小后增大 B．乙图为分子势能与分子间距离的关系图像，从到分子势能先减小后增大 C．丙图中实线为分子间引力，虚线为分子间斥力 D．当分子间距离足够小时，只存在分子间斥力，当分子间距离足够大时，只存在分子间引力 题型七、内能的微观解释 20．（24-25高二下·河北石家庄·期末）下列关于分子运动和热现象的说法正确的是（　　） A．一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子势能的总和 B．如果气体温度升高，那么所有分子的速率都增加 C．一定量的水变成的水蒸气，其分子平均动能增加 D．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在斥力 21．（23-24高二下·四川成都·期末）关于热现象，下列说法正确的是（　　） A．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的 B．布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮颗粒撞击作用的不平衡引起的 C．分子间的引力和斥力不能同时存在 D．物体的机械能可以为零，内能也可以为零 22．（23-24高二下·重庆·阶段练习）下列说法中正确的是（　　） A．温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子热运动的平均动能越大 B．两个不同的物体，只要温度和体积相同，内能就相同 C．物体的温度越高，它的每一个分子热运动的速率一定越大 D．温度高的物体一定比温度低的物体内能大 23．（多选）（24-25高二下·河北·期末）分子动理论是描述微观粒子行为的理论，下列说法正确的是（　　） A．分子间距离从小于平衡距离增大到大于平衡距离的过程中，分子势能先减小后增大 B．风沙弥漫，尘土飞扬，可以用分子热运动来解释 C．从微观角度看，气体压强的大小跟气体分子的平均动能和分子密集程度有关 D．一定质量0℃的冰熔化成0℃的水时，分子势能不变 题型八、实验：用油膜法测分子的大小 24．（24-25高二下·广西百色·期末）某实验小组做用油膜法估算分子大小的实验时，操作如下： ①向浅水盘中倒入清水，在水面上均匀地撒一层痱子粉； ②将浓度为η的油酸酒精溶液滴一滴在浅水盘中央，如图1； ③待水面稳定后，画出油膜的形状如图2。 已知正方形小方格的边长为L、边缘轮廓所围成的正方形小方格数为136格，1滴油酸酒精溶液的体积为V。 (1)实验中将油酸分子看成是球形，采用的方法是______； A．等效替代法 B．控制变量法 C．理想模型法 D．比值定义法 (2)需将纯油酸稀释目的是 。（选填“A”形成单分子层油膜或“B”容易测量油膜面积） (3)油酸分子的直径为 。 25．（24-25高二下·山东威海·期末）在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤： ①往浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的爽身粉均匀地撒在水面上； ②用注射器将油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定； ③将玻璃板平放在坐标纸上，已知小方格的边长为1cm，计算出油酸分子直径的大小； ④将1mL的油酸溶于酒精，制成103mL的油酸酒精溶液；用注射器将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，测得80滴为1mL； ⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。 请回答下列问题： (1)上述步骤中，正确的顺序是 ；（填写步骤前面的数字） (2)估算油酸分子的直径为 m；（结果保留2位有效数字） (3)若80滴油酸酒精溶液的体积略小于1mL，则油酸分子直径的测量值 。（填“偏大”或“偏小”） 26．（24-25高二下·四川雅安·期末）某实验小组做“用油膜法估测分子的大小”的实验。 (1)实验中，认为油酸分子在水面形成的是单分子层，这体现的物理思想方法是______。（选填选项前的字母） A．等效替代法 B．类比法 C．理想模型法 D．控制变量法 (2)实验中，下列器材中用到的有______和______。（选填选项前的字母） A． B． C． D． (3)估测的分子直径明显偏小，可能是由于______。（选填选项前的字母） A．油酸膜没有充分展开 B．油酸中含有大量的酒精 C．求每滴体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴 D．计算油酸膜面积时，舍去了所有不足一格的小方格 27．（24-25高二下·山东临沂·期末）某同学在实验室用油膜法估测油酸分子直径，其实验方法及步骤如下： ①向体积的油酸中加酒精，直至总量达到； ②用注射器吸取①中油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入滴时，测得其体积恰好是； ③先往浅盘里倒入2cm深的水，然后将爽身粉均匀地撒在水面上； ④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状； ⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，数出轮廓范围内小方格的个数。 根据以上信息，回答下列问题： (1)该实验中没有应用到的理想化假设是___________（填正确答案标号）。 A．将油膜看成单分子层油膜 B．不考虑相邻油酸分子的间隙 C．不考虑各油酸分子间的相互作用力 D．将油酸分子看成球形 (2)一滴油酸酒精溶液中含有油酸的体积为 （结果保留一位有效数字）； (3)已知小方格的边长为，可计算出油酸分子的直径 m（结果保留一位有效数字）。 B综合攻坚・能力跃升 1．（2025·黑龙江大庆·模拟预测）2023年诺贝尔物理学奖授予了“为研究物质中的电子动力学而产生阿秒（）光脉冲实验方法”的三位物理学家，他们的实验为人类探索原子和分子内部的电子世界提供了新的工具。已知1阿秒等于10-18s，则光在真空中1阿秒时间内运动的距离与下列微粒尺度最接近的是（ ） A．氢原子核 B．氢原子 C．尘埃 D．乒乓球 2．（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 3．（2025·山东·高考真题）分子间作用力F与分子间距离r的关系如图所示，若规定两个分子间距离r等于时分子势能为零，则（    ） A．只有r大于时，为正 B．只有r小于时，为正 C．当r不等于时，为正 D．当r不等于时，为负 4．（2025·河北·二模）下列说法不正确的是（    ） A．“用油膜法测分子直径”实验体现了用宏观量的测量代替微观量的间接测量方法 B．若已知铜的摩尔质量M，铜的密度，阿伏加德罗常数NA，则可求得铜原子的直径 C．某气体的摩尔体积为V，每个分子的体积为，则阿伏加德罗常数可表示为 D．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大 5．（2025·安徽·二模）实验小组用如图所示的装置探究气体压强的产生机理，将黄豆从秤盘上方一定高度处均匀连续倒在秤盘上，观察秤的指针摆动情况．下列说法正确的是（   ） A．模拟温度降低对气体压强的影响时，应增加黄豆数量 B．模拟温度升高对气体压强的影响时，应将释放位置升高 C．模拟体积减小对气体压强的影响时，应将释放位置升高 D．模拟体积增大对气体压强的影响时，应增加黄豆数量 6．（2025·江西宜春·二模）高压锅，也被称为压力锅。如图为高压锅简化图，加热前盖上限压阀，当内部气体压强达到一定值时将通过排气孔和限压阀向外放气，从而保证内部气压不再增大。则以下说法正确的是（　　） A．为加快食物加热效率，可用重物压住限压阀从而限制气体的外放 B．工作过程中，锅内气体分子数一直不变 C．在日常生活中要定期检查高压锅的气密性及限压阀和排气孔是否畅通 D．加热结束后应尽快打开锅盖将食物取出 7．（多选）（2025·广西·高考真题）在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中（   ） A．估测油酸分子大小时，油酸分子可以视为球形 B．油膜的形状稳定后，油酸分子仍然在做热运动 C．计算油膜面积时，忽略所有不完整的小正方形 D．与油酸酒精溶液相比，纯油酸更容易在水面形成单分子油膜 8．（多选）（2024·河北承德·二模）如图甲、乙所示，分别表示两分子间的作用力、分子势能与两分子间距离的关系。分子a固定在坐标原点O处，分子b从处以某一速度向分子a运动（运动过程中仅考虑分子间作用力），假定两个分子的距离为无穷远时它们的分子势能为0，则（　　） A．图甲中分子间距从到，分子间的作用力表现为斥力 B．分子b运动至和位置时动能可能相等 C．图乙中一定大于图甲中 D．若图甲中阴影面积，则两分子间最小距离小于 9．（多选）（2025·陕西西安·模拟预测）如图（a）为一汽缸，其升降部分由M、N两筒组成，两筒间密闭了一定质量的理想气体。图（b）为气体分子速率分布曲线，初始时刻汽缸内气体所对应的曲线为b、若用力使M迅速向下滑动，设此过程筒内气体不与外界发生热交换，则此过程中（　　） A．密闭气体压强增大，分子平均动能增大 B．气体对外界做功，内能减少 C．容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数增加 D．密闭气体的分子速率分布曲线可能会由b曲线变成c曲线 10．（2025·河南信阳·二模）如图是用扫描隧道显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片。这个量子围栏是由48个铁原子在铜的表面紧密排列成直径为的圆周而组成的，由此可以估算出铁原子的直径约为 m（结果保留2位有效数字）。 11．（2025·广东佛山·模拟预测）请完成《普通高中物理课程标准》中以下必做实验的部分操作和计算。如图是“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的部分操作步骤： (1)下列有关该实验的说法正确的是______ A．图中正确的操作步骤顺序是：丙→丁→乙→甲 B．油酸酒精溶液配制好后，不能搁置很久才做实验 C．往浅盘中滴入油酸酒精溶液后应立即描绘油膜轮廓 (2)若实验时油酸酒精溶液中纯油酸占总体积的0.2%，用注射器测得100滴溶液体积为1mL，取1滴该溶液滴入浅盘中，即滴入浅盘中的油酸体积为 cm3。 (3)3个实验小组分别得到以下油膜形状，其中最理想的是______。 A． B． C． 1 / 14 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