第1章 第1节 分子动理论的基本观点（同步练习）-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高二物理选择性必修第三册（鲁科版）

第1章　分子动理论与气体实验定律 第1节　分子动理论的基本观点 基础过关练 题组一　物体是由大量分子组成的 1.下列说法中正确的是 (　　) A.物体是由大量分子组成的 B.无论是无机物质的小分子,还是有机物质的大分子,其分子大小的数量级都是10-10 m C.本节中所说的“分子”,只包含了化学中的分子,不包括原子和离子 D.分子的质量是很小的,其数量级为10-10 kg 2.(多选题)已知阿伏伽德罗常数为NA,铜的摩尔质量为M(单位为kg/mol),密度为ρ(单位为kg/m3),下面的结论中正确的是 (　　) A.1 m3铜所含原子的数目为 B.1个铜原子的质量为 C.1个铜原子的体积为 D.1 kg铜所含原子的数目为NA 题组二　分子的热运动 3.(2024辽宁鞍山期中)对分子的热运动的理解,下列叙述正确的是 (　　) A.气体分子的热运动不一定比液体分子的剧烈 B.分子的热运动就是布朗运动 C.分子的热运动是分子的无规则运动,同种物质分子的热运动剧烈程度一定相同 D.物体运动的宏观速度越大,其内部分子的热运动就越剧烈 4.(2023山东潍坊期末)关于以下四幅图的说法中正确的是 (　　) 　　　　　　 　　　　　　 A.图甲中茶叶蛋的蛋清呈灰黑色,原因是酱油的色素分子通过布朗运动到了蛋清中 B.图乙中液体内悬浮微粒的无规则运动,间接反映了液体分子的无规则运动 C.图丙中石头很难被压缩,说明组成石头的分子之间没有空隙 D.图丁为封闭容器内气体分子运动的示意图,若瓶内气体温度升高,则每个气体分子的动能都增加 5.小张在显微镜下观察水中悬浮的细微粉笔末的运动,从A点开始,他把粉笔末每隔30 s的位置记录在坐标纸上,依次得到B、C、D等这些点,把这些点连线,形成如图所示的折线图,则关于该粉笔末的运动,下列说法正确的是 (　　) A.该折线图是粉笔末的运动轨迹 B.粉笔末的无规则运动反映了粉笔固体分子的无规则运动 C.经过B点后15 s,粉笔末应该在BC的中点处 D.粉笔末由B到C的平均速度小于由C到D的平均速度 题组三　分子间的作用力及分子势能 6.(多选题)如图所示,关于分子间的作用力,下列说法正确的是(其中r0处为分子的平衡位置) (　　) A.当分子间距离为r0时,它们之间既有引力,也有斥力 B.分子间的平衡距离r0可以看作分子直径的大小,其数量级为1 m C.两个分子间距离由较远减小到r=r0过程中,分子力先减小,后增大,分子力表现为引力 D.两个分子间距离由极小逐渐增大到r=r0过程中,引力和斥力都同时减小,分子力表现为引力 7.(2024江苏扬州高邮月考)如图所示,将甲分子固定于坐标原点,乙分子从a处由静止释放(仅考虑分子间作用力),下列说法正确的是 (　　) A.乙分子从a到b分子势能增加 B.乙分子从b到c分子间作用力减小 C.乙分子位于b处时,速度最大 D.乙分子能够以b为平衡位置在a、c间做往复运动 8.(2023江苏淮安马坝高中期中)分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示,规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零。若一个分子固定于原点O,另一个分子从距O点很远处向O点运动,以下说法正确的是 (　　) A.在两分子间距减小到r1的过程中,分子间作用力先减小后增大 B.在两分子间距减小到r1的过程中,分子势能先减小后增大 C.在两分子间距减小到r1时,分子势能等于零 D.在两分子间距由r2减小到r1的过程中,分子间作用力与分子势能都在减小 题组四　物体的内能 9.(2023河北邯郸一中期中)关于物体的内能,下列叙述中正确的是 (　　) A.温度高的物体比温度低的物体内能大 B.物体的内能不可能为零 C.内能相同的物体,它们的分子的平均动能一定相同 D.物体的内能与物体的温度、体积、物态和分子数都无关 10.(2023北京门头沟一模)关于质量相等的100 ℃的水和100 ℃的水蒸气,下列说法正确的是 (　　) A.水的内能比水蒸气的内能大 B.水分子的热运动比水蒸气的热运动剧烈 C.每个水分子的速率都和水蒸气分子的速率一样大 D.水分子的平均动能和水蒸气分子的平均动能一样大 11.下列关于物体内能的说法正确的是 (　　) A.同一个物体,运动时比静止时的内能大 B.1 kg 0 ℃的水的内能比1 kg 0 ℃的冰的内能大 C.一定质量的某种物质,内能增加,温度一定升高 D.物体的内能损失时,机械能必然会减小 能力提升练 题组一　热运动 1.(2023湖南衡阳二模)下列关于分子动理论的说法中,正确的是 (　　) A.布朗运动就是分子的运动 B.物体的内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和 C.物体的内能越多,温度一定越高 D.扩散现象和布朗运动说明了分子在做永不停息的无规则运动 2.(多选题)(2023江苏淮安月考)气溶胶是指悬浮在气体介质中的固态或液态颗粒所组成的气态分散系统。这些固态或液态颗粒的大小一般为10-3~103 μm。已知布朗运动微粒大小通常在10-6 m数量级。下列说法正确的是 (　　) A.布朗运动是气体介质分子的无规则运动 B.在布朗运动中,固态或液态颗粒越小,布朗运动越剧烈 C.在布朗运动中,颗粒无规则运动的轨迹就是分子的无规则运动的轨迹 D.当固态或液态颗粒很小时,能很长时间都悬浮在气体中,是受到气体分子无规则热运动撞击而导致的 3.(2024山东淄博一模)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30 s,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.炭粒的位置变化是分子间斥力作用的结果 C.若水温相同,则甲中炭粒的颗粒较大 D.若炭粒大小相同,则甲中水分子的热运动较剧烈 题组二　分子力做功、分子势能及物体的内能 4.(2023山东济南期中)关于分子动理论及物体内能,下列说法正确的是 (　　) A.悬浮在液体中的固体微粒越大,布朗运动就越明显 B.当分子间的距离减小时,分子势能可能增大 C.相同温度的氧气和氢气,氧气分子和氢气分子的平均速率相同 D.内能不同的物体,它们分子热运动的平均动能就不同 5.(多选题)(2023北京四中期末)如图甲所示,让A分子不动,B分子从无穷远处逐渐靠近A。两个分子间的作用力F随间距r的变化关系如图乙所示,取无穷远处分子势能Ep=0。在这个过程中,关于分子间的作用力和分子势能说法正确的是 (　　) 甲 乙 A.当分子间距离r>r0时,分子间的作用力表现为引力 B.当分子间距离r>r0时,分子间的作用力做正功,分子势能减小 C.当分子间距离r=r0时,分子间的作用力为0,分子势能也为0 D.当分子间距离r<r0时,分子间的作用力做负功,分子势能增大 6.(2023山东济宁第一中学期中)将甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于r轴上,甲、乙分子间作用力与距离关系如图所示,若把乙分子从r3处由静止释放,则仅在分子力作用下 (　　) A.乙分子从r3向O运动过程中,只受到分子引力作用 B.乙分子从r3到r1过程中,乙分子的动能一直增大 C.乙分子从r3到r2做加速运动,从r2向O做减速运动 D.乙分子运动到r2处时,分子势能最小 7.(2023辽宁名校联盟联考)分子间的作用力及分子势能都与分子间的距离有关。如图所示,如果用横轴表示分子间的距离,纵轴表示分子间的作用力或分子势能,下列说法正确的是 (　　) A.如果纵轴正方向表示分子间的斥力,负方向表示分子间的引力,则曲线A表示斥力与分子间距离的关系,曲线C表示引力与分子间距离的关系,曲线D表示合力与分子间距离的关系 B.如果纵轴表示分子势能,则曲线B表示分子势能与分子间距离的关系 C.分子间距离无穷远时,分子势能最小 D.教室内空气的分子势能趋近于零 题组三　宏观量与微观量的计算 8.(2024江西吉安万安中学开学考试)根据下列物理量,可以估算出某种固体物质中分子总个数的是 (　　) A.阿伏伽德罗常数、该固体的摩尔质量和密度 B.阿伏伽德罗常数、该固体的摩尔质量和质量 C.阿伏伽德罗常数、该固体的质量和体积 D.该固体的密度、体积和摩尔质量 9.(2024江苏泰州靖江高中月考)标准状况下,水蒸气的摩尔体积Vmol=22.4×10-3 m3/mol,阿伏伽德罗常数NA=6.02×1023 mol-1,水的摩尔质量M=18 g/mol,水的密度ρ=1×103 kg/m3,请进行下列估算: (1)水蒸气分子的平均间距约为多少? (2)水分子的直径约为多少?(以上结果均保留1位有效数字) 10.(2023山东青岛期末)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ρ(单位是g/cm3),摩尔质量为M(单位是g/mol),阿伏伽德罗常数为NA(单位是mol-1)。已知1克拉=0.2 g。 (1)求a克拉钻石的物质的量; (2)求a克拉钻石所含有的原子数; (3)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? 答案与分层梯度式解析 第1章　分子动理论与气体实验定律 第1节　分子动理论的基本观点 基础过关练 1.A　物体是由大量分子组成的,故A项正确;一些有机物质的分子较大,大小超过10-10 m,故B项错误;本节中所说的“分子”包括化学中的分子、原子和离子等,故C项错误;分子质量的数量级一般为10-26 kg,故D项错误。 2.BC　1 m3铜所含原子数目为·NA,故A项错误;1个铜原子的质量为,故B项正确;1个铜原子的体积是,故C项正确;1 kg铜所含原子的数目为,故D项错误。 3.A　分子热运动的剧烈程度与温度有关,故A正确;布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动,是液体分子无规则热运动的表现,故B错误;同种物质分子的热运动剧烈程度与温度有关,温度越高,运动越剧烈,故C错误;物体的速度是宏观量,而分子的热运动是微观量,它们之间没有关系,故D错误。 4.B　图甲中茶叶蛋的蛋清呈灰黑色,原因是酱油的色素分子通过扩散运动到了蛋清中,故A错误;图乙中液体内悬浮微粒的无规则运动,间接反映了液体分子的无规则运动,故B正确;图丙中石头很难被压缩,是因为组成石头的分子之间空隙小,分子的间距变小,分子间斥力变大,故C错误;图丁为封闭容器内气体分子运动的示意图,若瓶内气体温度升高,则气体分子的平均动能增加,但不是每个分子的动能都增加,故D错误。 5.D　题图中的折线是粉笔末在不同时刻的位置的连线,既不是固体颗粒的运动轨迹,也不是分子的运动轨迹,故A错误;题图中的折线没有规则,说明粉笔末的运动是无规则的,反映了水分子的无规则运动,故B错误;粉笔末的运动是无规则的,不能判断出在经过B点后15 s,粉笔末是否在BC的中点处,故C错误;根据平均速度的定义,由题图可知,B到C的位移的大小小于C到D的位移的大小,时间间隔相等,所以由B到C的平均速度小于由C到D的平均速度,故D正确。 关键点拨　布朗运动中的“颗粒” (1)布朗运动的研究对象是悬浮小颗粒,而不是分子,属于宏观物体的运动。 (2)布朗小颗粒中含有大量的分子,它们也在做永不停息的无规则运动。 (3)液体分子热运动的平均速率比我们所观察到的布朗运动的速率大许多倍。 (4)导致布朗运动的本质原因是液体分子的无规则运动。 6.AB　当分子间距离为r0时,它们之间的引力与斥力刚好大小相等,分子间合力为零,A项正确;一般分子直径的数量级为10-10 m,跟分子间的平衡距离r0相当,B项正确;两分子间距离由较远减小到r=r0过程中,分子力先增大,后减小,C项错误;两分子间距离在小于r0的范围内,分子力表现为斥力,D项错误。 7.C　两分子处于平衡位置r0处时分子势能最小。由图像可知,乙分子从a到b分子势能减小,故A错误;乙分子从b到c分子间作用力先增大后减小,故B错误;从a到b,甲分子对乙分子的合力为斥力,做正功,动能增大,速度增大,从b到c,甲分子对乙分子的合力为引力,做负功,动能减小,速度减小,则乙分子位于b处时,速度最大,故C正确;乙分子到达无限远时速度为零,则乙分子不会以b为平衡位置在a、c间做往复运动,故D错误。 易错警示　分子势能图像问题的两点提醒 (1)分子势能图像的最低点(分子势能最小值)对应的距离是分子平衡距离r0,而分子力图像的最低点(引力最大值)对应的距离大于r0。 (2)分子势能图像与r轴交点表示的距离小于r0,分子力图像与r轴交点表示平衡距离r0。 8.D　在两分子间距减小到r1的过程中,分子力表现为引力,分子力先增大后减小,故A错误;在两分子间距减小到r1的过程中,分子力表现为引力,分子力做正功,分子势能减小,无穷远处分子势能为零,两分子间距减小到r1时,分子势能小于零,故B、C错误;在两分子间距由r2减小到r1的过程中,分子力减小,且分子力表现为引力,分子力做正功,分子势能减小,故D正确。 9.B　物体内能的大小由物体的质量、温度和体积三个因素共同决定,温度高的物体的内能不一定大,故A、D错误;由于分子一直在做无规则运动,因此,任何物体的内能不可能为零,故B正确;内能是物体内所有分子热运动所具有的动能和分子势能的总和,内能相同的物体,它们的分子的平均动能不一定相同,故C错误。 10.D　内能的大小与温度、质量和体积有关,同温度的水变成同温度的水蒸气要吸热,因此相同质量、相同温度的水和水蒸气相比,水的内能比水蒸气的内能小,A错误;分子热运动的剧烈程度与温度有关,质量相等的100 ℃的水和100 ℃的水蒸气,由于两者的温度相同,则水分子的热运动与水蒸气的热运动剧烈程度相同,B错误;质量相等的100 ℃的水和100 ℃的水蒸气,因温度相同,则水分子的平均动能和水蒸气分子的平均动能一样大,则平均速率一样大,由于分子的运动是无规则的,并不是每个分子的速率都一样大,C错误,D正确。 11.B　物体的内能指的是物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和,与宏观速度无关,选项A错误;1 kg 0 ℃的冰变成1 kg 0 ℃的水需要吸热,则1 kg 0 ℃的水的内能更大,选项B正确;物体的内能是所有分子动能与势能的总和,温度是分子平均动能的标志,如果只增加分子势能,内能增加,但温度不升高,选项C错误;物体的内能与宏观机械能无关,选项D错误。 方法技巧　 对内能的三点理解 (1)内能是一种与分子热运动及分子间相互作用相关的能量形式,它取决于物质的量、温度和体积。 (2)研究热现象时,一般不考虑机械能,在机械运动中有摩擦时,有可能发生机械能转化为内能的过程。 (3)物体温度升高,内能不一定增加;温度不变,内能可能改变;温度降低,内能可能增加。 能力提升练 1.D　布朗运动指悬浮在液体或气体中的微粒所做的永不停息的无规则运动,是固体微粒的运动,不是分子的运动,A错误;物体的内能是物体中所有分子热运动所具有的动能和分子势能的总和,B错误;物体的内能越多,温度不一定越高,还与质量和体积有关,C错误;扩散现象是指不同种物质相互接触,物质的分子彼此进入对方的现象,布朗运动指悬浮在液体或气体中的固体微粒所做的永不停息的无规则运动,扩散现象和布朗运动均说明了分子在做永不停息的无规则运动,D正确。 2.BD　布朗运动是固态或液态颗粒的无规则运动,是气体分子无规则热运动撞击的结果,所以它反映的是气体分子的无规则运动,颗粒越小,气体分子对颗粒的撞击作用越不容易平衡,布朗运动越剧烈,故B正确,A错误;在布朗运动中,颗粒本身并不是分子,而是分子集团,所以颗粒无规则运动的轨迹不是分子无规则运动的轨迹,故C错误;当固态或液态颗粒很小时,能很长时间都悬浮在气体中,颗粒的运动属于布朗运动,固态或液态颗粒能长时间悬浮是受到气体分子无规则热运动撞击而引起的,故D正确。故选B、D。 3.C　图中连线不是炭粒的运动径迹,故A错误;炭粒的位置变化是水分子的撞击不平衡产生的结果,故B错误;若水温相同,较大炭粒的布朗运动的剧烈程度较弱,炭粒在30 s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;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。 4.B　根据布朗运动的特点可知,颗粒越小,温度越高,布朗运动越明显,故A错误;当分子间的距离小于r0时,分子间表现为斥力,随着分子间距减小,分子力做负功,分子势能增加,故B正确;相同温度的氧气和氢气,分子平均动能相同,但是因氧气的分子质量较大,则氧气分子的平均速率小于氢气分子的平均速率,故C错误;物体中所有分子热运动的动能与分子势能的总和叫作物体的内能,内能不同的物体,温度可能相同,所以它们分子热运动的平均动能可能相同,故D错误。易错警示　(1)温度是分子平均动能的标志,温度只与物体内大量分子热运动的统计意义上的平均动能相对应,与单个分子的动能没有关系。 (2)温度高的物体,分子平均动能大,但分子的平均速率不一定大,还与分子质量有关。 5.ABD　根据分子力做功判断分子势能的变化,分子力做正功,分子势能减小,分子力做负功,分子势能增大;r>r0时,分子力表现为引力,r<r0时,分子力表现为斥力;当r从无穷远开始减小,分子力先做正功,分子势能减小,当r减小到r0后继续减小,分子力做负功,分子势能增大,所以在r0处有最小势能,分子势能小于零;在r>r0时,r越大,分子势能越大,在r<r0时,r越小,分子势能越大。故选A、B、D。 6.B　乙分子从r3向O运动过程中,分子力先表现为引力,后表现为斥力,故A错误;根据F-r图像,可知乙分子从r3到r1过程中,分子力表现为引力,乙分子做加速运动,动能一直增大,从r1向O运动过程中,分子力表现为斥力,所以乙分子从r1向O运动过程中,做减速运动,故B正确,C错误;乙分子从r3到r1过程中,分子力做正功,分子势能减小,从r1向O运动过程中,分子力做负功,分子势能增大,所以乙分子运动到r1处时,分子势能最小,故D错误。 7.D　如果纵轴正方向表示分子间的斥力,负方向表示分子间的引力,则曲线A表示斥力与分子间距离的关系,曲线C表示引力与分子间距离的关系,曲线B表示合力与分子间距离的关系,选项A错误;如果纵轴表示分子势能,则曲线D表示分子势能与分子间距离的关系,选项B错误;分子间距离为r0时,分子势能最小,选项C错误;教室内空气分子间距离可视为10r0,分子势能趋近于零,选项D正确。 8.B　由阿伏伽德罗常数NA、该固体的摩尔质量Mm和密度ρ,可求得摩尔体积Vm=,则可求得单个固体分子体积,无法求出分子总个数,A错误;由阿伏伽德罗常数NA、该固体的摩尔质量Mm和质量m,可求出物质的量和分子的总个数N=NA,B正确;由阿伏伽德罗常数NA、该固体的质量m和体积V,可求出固体的密度ρ=,无法求出分子总个数,C错误;由固体的密度ρ、体积V和摩尔质量Mm,可求出固体的质量m=ρV和摩尔体积Vm=,无法估算出某种固体物质中分子总个数,D错误。 9.答案　(1)3×10-9 m　(2)4×10-10 m 解析　(1)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L== m≈3×10-9 m。 (2)通常认为固体和液体分子紧密排列,把分子看作球体,则分子体积为摩尔体积除以阿伏伽德罗常数,即 V0== 又有V0=πd3,联立解得d≈4×10-10 m。 导师点睛　(1)求解与阿伏伽德罗常数有关问题的思路: (2)V0=对固体、液体来说指分子体积,对气体来说则指平均每个分子所占据空间的体积,即无法求解气体分子的大小。 10.答案　(1)(mol)　(2) NA　(3)( cm3) 解析　(1)由题意可得a克拉=0.2a g a克拉钻石的物质的量为n=(mol)。 (2)a克拉钻石所含有的原子数为N=nNA= NA。 (3)由题意可得,钻石中的碳原子的摩尔体积为Vmol= 则每个碳原子的体积为V0==(cm3)。 7 学科网（北京）股份有限公司 $