1.2-1.4 分子的大小及运动速率和内能 专题训练-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

**基本信息** 聚焦分子动理论微观本质，以实验为基础，通过图像分析与情境应用构建从分子大小到内能的完整知识链，培养物理观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |油膜法估测分子大小|8题|实验操作、误差分析、数据计算|通过理想化模型（单分子层）建立分子大小测量方法，衔接宏观量与微观量| |气体温度微观意义|6题|速率分布图像分析、温度与分子动能关系|从分子速率分布揭示温度微观本质，体现统计规律| |气体压强微观意义|7题|气体状态分析、压强微观解释|结合分子碰撞与密度阐释压强成因，关联分子运动与宏观压强| |分子势能|6题|F-r/Ep-r图像分析、能量变化判断|通过分子力与距离关系推导势能变化规律，建立微观相互作用模型| |分子动能|6题|分子动能比较、温度与平均动能关系|明确温度是分子平均动能标志，区分个体与统计规律| |内能及与机械能区别|7题|内能影响因素、机械能与内能辨析|整合分子动能与势能构建内能概念，对比宏观机械能与微观内能|

1.2~1.4 分子的大小及运动速率和内能（专题训练） 一．实验：用油膜法估测油酸分子的大小（共8小题） 二．气体温度的微观意义、气体分子速率分布图像（共6小题） 三．气体压强的微观意义（共7小题） 四．（共6小题） 五．分子动能（共6小题） 六．内能及其与机械能的区别（共7小题） 一．实验：用油膜法估测油酸分子的大小（共8小题） 1．如图所示，“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，油酸未完全散开，则测得分子直径与真实值相比（　　） A．偏大，因油膜面积测量值偏小 B．偏小，因油膜面积测量值偏大 C．偏大，因油酸体积测量值偏大 D．偏小，因油酸体积测量值偏小 2．在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，配制的油酸酒精溶液中纯油酸与溶液体积之比为1∶n。测出m滴溶液的体积为V，一滴该溶液在水面上自由扩展后形成单分子油膜的面积为S。则油酸分子的直径约为（　　） A． B． C． D． 3．（多选）关于“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，下列说法正确的是（　　） A．先滴入油酸酒精溶液，后在水面撒上痱子粉 B．滴入油酸酒精溶液时，滴管下端应远离水面 C．待油膜形状稳定后，在玻璃板上描下油膜边缘的形状 D．配制好的油酸酒精溶液放置久了，会导致测量值偏小 4．在做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时，每500mL油酸酒精溶液中有纯油酸1mL。用注射器测得125滴这样的溶液为1mL。在浅盘里盛上水，将爽身粉均匀地撒在水面上。然后，用注射器向水面上滴1滴油酸酒精溶液。待油膜形状稳定后，把玻璃板盖在浅盘上并描画出油膜的轮廓，再将玻璃板放在坐标纸上，计算出轮廓内有256个小方格，每个小方格的面积为1cm2。 (1)该实验体现了理想化模型的思想，下列说法中不属于本实验的理想假设的是___________。 A．把油酸分子简化为球形 B．认为油酸分子紧密排列 C．油酸在水面上形成单分子油膜 D．油酸不溶于水 (2)1滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸的体积是___________m3，实验测出油酸分子直径的大小为___________m。（结果均保留两位有效数字） 5．某同学做“用油膜法估测分子的直径”的实验。 (1)请选出需要的操作，并按正确操作的先后顺序排列起来：D______（用字母符号表示，第一步已经给出）。 A．   B．     C． D．            E.        F. (2)实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是________； A．对油酸溶液起到稀释作用 B．有助于测量一滴油酸的体积 C．有助于油酸的颜色更透明便于识别 D．可使油酸和爽身粉之间形成清晰的边界轮廓 (3)已知实验室中使用的油酸酒精溶液每104mL溶液中含有1mL油酸，又用滴管测得每50滴这种油酸酒精溶液的总体积为1mL，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为1cm的正方形小格的纸上，如图所示。油酸分子的直径d=________m。（结果保留1位有效数字） (4)在该实验中，若测出的分子直径结果明显偏小，则可能的原因有________（多选）。 A．水面上爽身粉撒得较多，油酸膜没有充分展开 B．油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多 C．计算油酸膜面积时，错将不足半格的方格作为完整方格处理 D．求每滴油酸酒精溶液的体积时，1mL的溶液滴数少计了5滴 (5)某同学利用所学知识和查阅的数据估算油酸分子直径。他把油酸分子看成紧密排列的球体，查阅得知油酸的密度ρ=0.90×103 kg/m3，油酸的摩尔质量M=0.28kg/mol，取阿伏加德罗常数NA=6.0×1023 mol-1，π=3.14，则油酸分子的直径约为________m（结果保留1位有效数字）。 6．某实验小组完成“用油膜法测油酸分子的大小”的实验。 (1)实验中要让油酸在水面尽可能散开，形成单分子油膜，并将油酸分子看成球形且紧密排列。这体现的物理思想方法为___________（填选项前的字母）。 A．控制变量法 B．等效替代法 C．理想化模型法 (2)下列所给实验操作中，有一些是完成实验必需且正确的。把它们选出来并按操作先后顺序依次排列为：D、B、___________ （用选项前的字母补充完整）。 A．               B．               C． D．              E.                 F. (3)某同学在用油膜法估测分子直径的实验中，计算结果明显偏小，可能是由于___________（填选项前的字母）。 A．油酸未完全散开 B．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格 C．求每滴体积时，1mL的溶液的滴数少记了10滴 D．油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多 (4)已知实验室中使用的酒精油酸溶液每104mL溶液中含有2mL油酸，又用滴管测得每50滴这种酒精油酸溶液的总体积为1mL，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为1cm的正方形小格的纸上（如图）。油酸分子的直径d=___________m。（结果保留两位有效数字） 7．某同学做“用油膜法估测分子的直径”的实验。 (1)实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是_______。 A．对油酸溶液起到稀释作用 B．有助于测量一滴油酸的体积 C．有助于油酸的颜色更透明便于识别 D．可使油酸和爽身粉之间形成清晰的边界轮廓 (2)已知实验室中使用的油酸酒精溶液每104mL溶液中含有1mL油酸，又用滴管测得每50滴这种油酸酒精溶液的总体积为1mL，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为1cm的正方形小格的纸上，如图所示。油酸分子的直径d=______m。（结果保留1位有效数字） (3)在该实验中，若测出的分子直径结果明显偏大，则可能的原因有_______（多选）。 A．水面上爽身粉撒得较多，油酸膜没有充分展开 B．油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多 C．计算油酸膜面积时，错将不足半格的方格作为完整方格处理 D．求每滴油酸酒精溶液的体积时，1mL的溶液滴数少计了5滴 (4)某同学利用所学知识和查阅的数据估算油酸分子直径。他把油酸分子看成紧密排列的球体，查阅得知油酸的密度ρ=0.90×103 kg/m3，油酸的摩尔质量M=0.28kg/mol，取阿伏加德罗常数NA=6.0×1023 mol-1，π=3.14，则油酸分子的直径约为________m（结果保留1位有效数字）。 8．有小组进行用油膜法估测分子大小的实验： (1)关于油膜法实验，下列说法正确的是______ A．将油膜看成单分子层油膜是一种理想化假设 B．实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是对油酸溶液起到稀释作用 C．用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，若100滴溶液的体积是1mL，则1滴溶液中含有油酸 D．在计算油酸膜面积时，只需要数出完整方格的数目，对不完整的方格均舍去 (2)实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每1000mL溶液中有0.6mL油酸。用注射器测得1mL上述溶液有55滴。在盛水的浅盘里撒入适量痱子粉后，把1滴溶液滴入，待水面稳定后，画出油膜的形状。如图所示，坐标纸中正方形方格的边长为1cm，试求： ①油酸膜的面积是___________； ②按以上实验数据估测出油酸分子的直径是___________m。（结果保留两位有效数字） (3)若阿伏加德罗常数为，油酸的摩尔质量为M。油酸的密度为ρ。则下列说法正确的是______ A．1kg油酸所含有分子数为 B．油酸所含分子数为 C．1个油酸分子的质量为 D．油酸分子的直径约为 (4)①若实验过程中发现，撒入的痱子粉过多，则计算得到的油酸分子直径将___________（选填“偏大”或“偏小”或“不变”） ②若实验中使用的油酸酒精溶液是放置很长时间的，则计算得到的油酸分子直径将___________（选填“偏大”或“偏小”或“不变”） 二．气体温度的微观意义、气体分子速率分布图像（共6小题） 9．一刚性密闭的导热容器中储有氧气，如图是容器中氧气分子在0℃和100℃时的速率分布图，下列说法正确的是（　　） A．氧气分子的速率分布呈现分子数“两头多、中间少”的规律 B．0℃时，所有氧气分子的速率都在的区间内 C．100℃时，在各速率区间氧气分子数占总分子数的百分比都比0℃时大 D．100℃时，速率在的氧气分子数占总分子数的百分比最大 10．如图表示氧气分子在0℃和100℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化，下列说法正确的是（　　） A．温度升高，所有分子运动速率变大 B．图中实线对应的氧气分子热运动的平均动能较大 C．图中虚线对应于氧气分子在时的情形 D．在分子数密度相同的情况下，图中虚线对应的氧气分子对单位面积的容器壁在单位时间内的作用力更大 11．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 12．（多选）关于分子动理论，下列说法不正确的是（　　） A．图甲中，状态①的温度比状态②的温度低 B．图甲中，两条曲线如果完整，下方的面积不相等 C．由图乙可知，当分子间的距离从逐渐减小为时，分子势能不断减小 D．图丙中分子间作用力与分子间距的关系图中，阴影部分面积表示分子势能差值，与零势能点的选取有关 13．（多选）下列有关热现象说法错误的是（　　） A．图甲为布朗运动产生原因的示意图，微粒越大，液体分子沿各方向撞击它的数量越多，布朗运动越明显 B．图乙中，液体表面层分子间相互作用表现为引力，正是因为引力才使得水黾可以停在水面上 C．丁图是分子间作用力与分子间距离示意图，在处引力和斥力等大，分子力为零，分子间势能最小 D．丙图是气体分子速率分布图，由图可知代表的温度小于代表的温度，但图像与坐标轴包围的面积大于图像与坐标轴包围的面积 14．航空航天 牛顿指出地上物体的运动和天上物体的运动遵守相同的力学规律，实现了科学史上的一次伟大统一，为航空航天的发展奠定了基础。 若航天员出舱前航天服内密封了一定质量的理想气体，其温度为。打开舱门前，航天员需将航天服内气体的温度降为。气体在和温度下的气体分子速率分布曲线如图所示，则与对应的曲线是图中的___________（选填“实线”或“虚线”）。 三．气体压强的微观意义（共7小题） 15．如图所示，元宵佳节，室外经常悬挂红灯笼烘托喜庆的气氛。若忽略空气分子间的作用力，大气压强不变，当灯笼里的蜡烛燃烧一段时间后，灯笼内的空气（　　） A．分子密集程度增大 B．分子的平均速率不变 C．压强不变，体积增大 D．单位时间与单位面积内与器壁碰撞的分子数减少 16．对于一定质量的气体，下列论述中正确的是（   ） A．如果体积减小，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增大 B．如果压强增大且温度不变，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增大 C．如果温度升高，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增大 D．如果分子密度增大，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增大 17．关于分子动理论，下列说法正确的是（　　） A．给自行车打气越打越困难，主要是因为车胎内气体分子之间的相互排斥作用 B．随着温度的升高，所有气体分子热运动的速率都增大 C．某种物质的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为，则该物质每个分子的质量为 D．向一锅水中撒点胡椒粉，加热时发现水中胡椒粉在翻滚，说明温度越高布朗运动越剧烈 18．如图所示，用一个活塞把一部分空气密封在开口竖直向上、导热良好的汽缸内。打开阀门放出一些空气后，重新达到平衡状态。环境温度不变，汽缸内壁光滑。与原来的状态相比（  ）    A．分子的平均动能减小 B．单位体积内分子个数变少 C．单位时间内撞击在活塞上的分子个数不变 D．小速率区间的分子数占总分子数的百分比增大 19．（多选）下列说法正确的是（　　） A．用油膜法测量油酸分子的直径时，将油酸在酒精中稀释后再滴入水中的目的是使油酸能充分展开 B．假设两个分子从无穷远处靠近到分子间距离以后继续靠近，整个过程分子力一直做正功，分子势能一直减小 C．从微观角度解释气体对容器壁的压强，是由大量气体分子不断撞击器壁产生的 D．布朗运动是指液体分子的无规则热运动 20．（多选）在微观物质出界的深邃领域中，分子动理论宛如一座法伟的科学大厦，以其精妙绝伦的架构阐释着物质微观结构与热现象的内在本质。下面是与分子动理论内容有关的四幅图，其中描述正确的是（　　） A．温度越高，分子的热运动越剧烈 B．微粒的运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动 C．当两个相邻的分子间距离为时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等 D．实验中要尽可能保证每颗玻璃球与电子秤碰撞时的速率相等 21．如图所示，一粗细均匀的U型玻璃管开口向上竖直放置，左、右两管都封有一定质量的理想气体A、B，水银面a、b间的高度差为h1，水银柱cd的长度为h2，且h2 = h1，a面与c面恰处于同一高度。则气体B的压强是________________；气体A的压强是________________。（已知大气压强为p0，水银的密度，重力加速度为g）。 四．（共6小题） 22．如图所示，物体中两分子，以甲分子所在位置为坐标原点，乙分子固定在r轴上，甲、乙两分子间作用力与两分子间距离关系图像如图。现把乙分子从处由静止释放，取无穷远处分子势能为0，则（　　） A．乙分子从到过程中表现为引力，从到过程中表现为斥力 B．乙分子从到过程中，两分子间作用力先减小后增大 C．乙分子从到过程中，分子势能一直在减小 D．乙分子在位置时，分子势能为零 23．相同质量的氧气和氢气温度相同，下列说法正确的是（　　） A．每个氧分子的动能都比氢分子的动能大 B．每个氢分子的速率都比氧分子的速率大 C．两种气体的分子平均动能一定相等 D．两种气体的分子势能一定相等 24．如图，F-r图像中两条曲线表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，其中纵坐标F表示两分子间引力、斥力的大小，横坐标r表示两个分子间的距离，e为两曲线的交点，规定两个分子间距离r等于时分子势能为零，则（　　） A．ab为斥力曲线，cd为引力曲线 B．当时，分子间作用力的合力表现为斥力 C．当r不等于时，为正 D．当时，若减小分子间的距离，分子势能将减小 25．（多选）A、B两个分子相距20倍分子直径（远大于平衡距离），若B分子在仅受A的分子间相互作用力下向A分子自由运动，直到距离为。在此过程中，关于分子力和能量的变化，下列说法正确的是（　　） A．分子力对B始终做正功，B的动能持续增大 B．B的分子势能一直减小，动能一直增大 C．当间距为时，B的动能最大，加速度为零 D．在间距小于后，分子力表现为斥力，B的速度逐渐减为零 26．（多选）将两个质量均为的完全相同的分子A、B，从轴上的坐标原点和处由静止释放，如图甲所示。图乙为这两个分子的分子势能随分子间距变化的图像，当分子间距分别为和时，两分子之间的势能为、0和，取间距无穷远时势能为零。整个运动除分子间的作用力外不考虑其他外力，下列说法正确的是（   ） A．当分子B到达坐标时，两分子之间的分子力为零 B．分子B的最大动能为 C．两分子从静止释放到相距无穷远的过程中，它们之间的分子势能先减小后增大再减小 D．当两分子间距无穷远时，分子B的速度为 27．由于水的表面张力，荷叶上的小水滴总是球形的。在小水滴表面层中，水分子之间的相互作用总体上表现为________（选填“引力”或“斥力”）。分子势能Ep和分子间距离r的关系图像如图所示，能总体上反映小水滴表面层中水分子Ep的是图中________（选填“A”“B”或“C”）的位置，分子间的平衡位置是图中________（选填“”或“”）的位置，此时分子力________（选填“最大”或“最小”）    五．分子动能（共6小题） 28．我国研发的弹性陶瓷纳米纤维气凝胶是一种耐高温的隔热材料，其内部存在大量孔隙，能显著降低热量传递。下列说法正确的是（　　） A．气凝胶具有弹性，是因为分子间只存在引力 B．温度越高，气凝胶内空气分子的平均动能越大 C．用高温喷枪直喷时，气凝胶分子的布朗运动变剧烈 D．气凝胶能耐高温，说明温度升高时，气凝胶分子热运动反而减弱 29．理论和实验分析表明，物质内分子热运动的平均动能与绝对温度之间满足的关系是，其中为玻尔兹曼常量，与物质的分子结构有关，比如，常温下的理想气体中，单原子分子气体，双原子分子气体，常温下的固体（晶体），等等。则下列说法中正确的是（　　） A．温度升高时，物体内所有的分子热运动动能都增加 B．常温下，温度相同且可视为理想气体的氦气、氖气的分子热运动平均动能相同 C．常温下，温度相同且可视为理想气体的氧气、臭氧的分子热运动平均动能相同 D．常温下，温度变化相同时，物质的量相同、可视为理想气体的氢气、氧气的内能变化量不相同 30．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。表示斥力，表示引力，A、B、C、D为x轴上四个特定的位置，现让乙分子从A处以一定初速度向甲运动，下列选项中分别表示乙分子的速度、加速度、动能、势能与两分子间距离的关系，其中可能正确的是（　　） A． B． C． D． 31．（多选）关于物理现象和物理规律，下列说法中正确的是（　　） A．米波雷达发射无线电波的波长在1~10m范围内，与可见光相比，更容易产生衍射现象 B．物体做加速运动，由于速度越来越大，因此物体分子的平均动能越来越大 C．磁场周围一定存在着电场 D．一定温度下气体分子做杂乱无章的运动，可能会出现某一时刻所有分子都朝同一方向运动的情况 32．（多选）下列说法正确的是（　　） A．图甲中火车高速行驶，站在地面上的观察者发现车厢中央的光源发出的闪光不能同时到达前后壁 B．图乙中观看立体电影时佩戴的眼镜利用了光的干涉原理 C．图丙中扼流圈利用了电感器对交流电的阻碍作用 D．图丁中若封闭容器内气体温度升高，则每个气体分子的动能都增加 33．质量相等的氢气和氧气，温度相同，不考虑分子间的势能，它们的分子平均动能分别为和，内能分别为和，则_________，_______（均选填“>”、“=”或“<”）。 六．内能及其与机械能的区别（共7小题） 34．在一个密闭容器内有一滴15℃的水，过一段时间后，水滴蒸发变成了水蒸气，温度还是15℃。对于上述过程，下列说法正确的是（　　） A．分子热运动加剧 B．分子的平均动能变大 C．分子势能变大 D．内能不变 35．负压病房通过特殊的装置使病房内的气压低于病房外的气压。从空气流通的角度考虑，只有病房外的新鲜空气可以流进病房，而病房内被患者污染过的空气通过专门的通道及时排放到固定的地方，不会泄漏出去，这样病房外的地方就不会被污染。若负压病房内的温度和外界温度相同，负压病房内气体和外界环境中气体的分子势能均可忽略，则下列关于气体的内能与压强的说法正确的是（　　） A．负压病房内气体分子的数密度小于外界环境中气体分子的数密度 B．负压病房内气体分子的平均动能大于外界环境中气体分子的平均动能 C．负压病房的内壁与外壁相同面积内受到的气体压力大小相等 D．负压病房内的气体与外界环境中的气体相比，相同体积下气体的内能相等 36．以下说法正确的是（　　） A．随风而起的沙尘在空中所做的运动是布朗运动 B．夏季来临，气温升高，周围所有空气分子热运动都更剧烈 C．无人机表演时，随着无人机高度的上升，其内能必然增加 D．中国空间站在太空中视为完全失重状态，舱内气体对内壁仍有压强 37．（多选）分子动理论是研究物质分子热运动性质和规律的经典微观统计理论。关于分子动理论和内能，下列说法正确的是（　　） A．扩散现象是物体分子热运动的宏观表现，不仅说明了分子在不停地运动，还说明了分子间是有间隙的 B．布朗运动是无规则的，不仅说明了微粒内部分子是不停地做无规则运动，还反映了大量液体分子的运动也是无规则的 C．物体的内能与机械能无关，当一个物体的机械能发生变化时，其内能不一定发生变化 D．内能的大小和温度有关，温度高的物体内能一定大，0℃的冰块内能一定为零 38．（多选）以下说法正确的是（    ） A．机械能为零、内能不为零是可能的 B．温度相同，质量相同的物体具有相同的内能 C．物体的速度增大时，物体的内能可能减小 D．分子的动能与分子的势能的和叫做这个分子的内能 39．（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（　　） A．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 B．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热传递 C．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 D．已知水的相对分子质量是18，若B瓶中水的质量为3kg，水的密度为1.0×103kg/m3，阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol－1，则B瓶中水分子个数约为1.0×1026 40．长沙市宁乡的灰汤温泉是我国三大著名的高温复合温泉之一，温泉出水处温度高达92℃。假设温泉每天开采热水量为2×104 kg，而水温要降低到52℃才能使用，那么这些热水在使用前要放出___________J的热量，其内能减少___________J。水的比热容c=4.2×103 J/（kg·℃）。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 1.2~1.4 分子的大小及运动速率和内能（专题训练） 一．实验：用油膜法估测油酸分子的大小（共8小题） 二．气体温度的微观意义、气体分子速率分布图像（共6小题） 三．气体压强的微观意义（共7小题） 四．（共6小题） 五．分子动能（共6小题） 六．内能及其与机械能的区别（共7小题） 一．实验：用油膜法估测油酸分子的大小（共8小题） 1．如图所示，“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，油酸未完全散开，则测得分子直径与真实值相比（　　） A．偏大，因油膜面积测量值偏小 B．偏小，因油膜面积测量值偏大 C．偏大，因油酸体积测量值偏大 D．偏小，因油酸体积测量值偏小 【答案】A 【详解】油酸未完全散开时测量油酸膜的面积，会导致测得的油膜的面积偏小，油酸直径 可知会导致计算结果偏大，故选A。 2．在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，配制的油酸酒精溶液中纯油酸与溶液体积之比为1∶n。测出m滴溶液的体积为V，一滴该溶液在水面上自由扩展后形成单分子油膜的面积为S。则油酸分子的直径约为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】油酸酒精溶液中纯油酸与溶液的体积比为1∶n，即每份溶液含纯油酸体积为。m滴溶液的总体积为V，则每滴溶液的体积为，其中纯油酸体积为 油酸分子形成单分子层油膜，面积为S，则 故选A。 3．（多选）关于“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，下列说法正确的是（　　） A．先滴入油酸酒精溶液，后在水面撒上痱子粉 B．滴入油酸酒精溶液时，滴管下端应远离水面 C．待油膜形状稳定后，在玻璃板上描下油膜边缘的形状 D．配制好的油酸酒精溶液放置久了，会导致测量值偏小 【答案】CD 【详解】A．实验时应先在水面撒上痱子粉，再滴入油酸酒精溶液。这样痱子粉能在水面形成一层薄膜，便于显示油酸薄膜的轮廓。若先滴溶液再撒痱子粉，油酸会先扩散，影响测量，故A错误； B．滴入液滴时，滴管下端应靠近水面，便于油酸溶液均匀散开形成油膜，故B错误； C．为了确保油膜面积测量的精度，待油膜形状稳定后，在玻璃板上描下油膜边缘的形状，后续通过数方格等方法计算油膜面积，故C正确； D．配制好的油酸酒精溶液放置久了，酒精挥发，油酸浓度变大。则1滴油酸酒精溶液含纯油酸体积实际量比理论值大，则油墨面积S偏大，根据 但计算1滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积时仍按原来的浓度计算，可知导致测量的分子直径d偏小，故D正确。 故选CD。 4．在做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时，每500mL油酸酒精溶液中有纯油酸1mL。用注射器测得125滴这样的溶液为1mL。在浅盘里盛上水，将爽身粉均匀地撒在水面上。然后，用注射器向水面上滴1滴油酸酒精溶液。待油膜形状稳定后，把玻璃板盖在浅盘上并描画出油膜的轮廓，再将玻璃板放在坐标纸上，计算出轮廓内有256个小方格，每个小方格的面积为1cm2。 (1)该实验体现了理想化模型的思想，下列说法中不属于本实验的理想假设的是___________。 A．把油酸分子简化为球形 B．认为油酸分子紧密排列 C．油酸在水面上形成单分子油膜 D．油酸不溶于水 (2)1滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸的体积是___________m3，实验测出油酸分子直径的大小为___________m。（结果均保留两位有效数字） 【答案】(1)D (2) 【详解】（1）本实验中做了三点理想化假设：将油酸分子视为球形，油酸分子形成单层分子膜，油酸分子是紧密排列在一起的；不属于理想假设的是油酸不溶于水。 故选D。 （2）[1] 1滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸的体积为 [2]由题可知，油膜面积为 则油酸分子的直径为 5．某同学做“用油膜法估测分子的直径”的实验。 (1)请选出需要的操作，并按正确操作的先后顺序排列起来：D______（用字母符号表示，第一步已经给出）。 A．   B．     C． D．            E.        F. (2)实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是________； A．对油酸溶液起到稀释作用 B．有助于测量一滴油酸的体积 C．有助于油酸的颜色更透明便于识别 D．可使油酸和爽身粉之间形成清晰的边界轮廓 (3)已知实验室中使用的油酸酒精溶液每104mL溶液中含有1mL油酸，又用滴管测得每50滴这种油酸酒精溶液的总体积为1mL，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为1cm的正方形小格的纸上，如图所示。油酸分子的直径d=________m。（结果保留1位有效数字） (4)在该实验中，若测出的分子直径结果明显偏小，则可能的原因有________（多选）。 A．水面上爽身粉撒得较多，油酸膜没有充分展开 B．油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多 C．计算油酸膜面积时，错将不足半格的方格作为完整方格处理 D．求每滴油酸酒精溶液的体积时，1mL的溶液滴数少计了5滴 (5)某同学利用所学知识和查阅的数据估算油酸分子直径。他把油酸分子看成紧密排列的球体，查阅得知油酸的密度ρ=0.90×103 kg/m3，油酸的摩尔质量M=0.28kg/mol，取阿伏加德罗常数NA=6.0×1023 mol-1，π=3.14，则油酸分子的直径约为________m（结果保留1位有效数字）。 【答案】(1)BFEC (2)A (3) (4)BC (5) 【详解】（1）“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：配制酒精油酸溶液（记下配制比例）→测定一滴酒精油酸溶液的体积→准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜面积→计算分子直径，由于题干要求从D开始，填BFEC。 （2）油酸溶于酒精，故酒精溶液的作用是对油酸溶液起到稀释作用，降低油酸表面张力，便于扩散，且控制油酸用量便于形成单分子层。 故选A。 （3）通过数油膜在纸上的格数可知，共约62个格，则油膜占有的面积约为 一滴酒精油酸溶液纯油酸的体积 油酸分子的大小 （4）A．水面上爽身粉撒得较多，油膜没有充分展开，测得的油膜面积偏小，由可知，测出的分子直径结果偏大，故A错误； B．油酸酒精溶液配制时间较长，酒精挥发较多，则溶液浓度增大，计算代入的浓度小于真实值，得到的分子直径将偏小，故B正确； C．计算油酸膜面积时，错将不足半格的方格作为完整方格处理，测得油膜面积偏大，由可知，测出的分子直径结果偏小，故C正确； D．求每滴油酸酒精溶液的体积时，1mL的溶液滴数少计了5滴，测得纯油酸的体积偏大，由可知，测出的分子直径结果偏大，故D错误。 故选BC。 （5）把油酸分子看作一个个球紧密排列，则一个分子的体积满足 又 解得油酸分子的直径约为 6．某实验小组完成“用油膜法测油酸分子的大小”的实验。 (1)实验中要让油酸在水面尽可能散开，形成单分子油膜，并将油酸分子看成球形且紧密排列。这体现的物理思想方法为___________（填选项前的字母）。 A．控制变量法 B．等效替代法 C．理想化模型法 (2)下列所给实验操作中，有一些是完成实验必需且正确的。把它们选出来并按操作先后顺序依次排列为：D、B、___________ （用选项前的字母补充完整）。 A．               B．               C． D．              E.                 F. (3)某同学在用油膜法估测分子直径的实验中，计算结果明显偏小，可能是由于___________（填选项前的字母）。 A．油酸未完全散开 B．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格 C．求每滴体积时，1mL的溶液的滴数少记了10滴 D．油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多 (4)已知实验室中使用的酒精油酸溶液每104mL溶液中含有2mL油酸，又用滴管测得每50滴这种酒精油酸溶液的总体积为1mL，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为1cm的正方形小格的纸上（如图）。油酸分子的直径d=___________m。（结果保留两位有效数字） 【答案】(1)C (2)EFC (3)D (4) 【详解】（1）将油酸分子看成球形且紧密排列，忽略了分子间的间隙和分子形状的不规则性，建立了一个理想化的物理模型，这体现的物理思想方法为理想化模型法。 故选C。 （2）实验操作步骤为：配制油酸酒精溶液；用注射器测出一滴溶液的体积（D）；往浅盘里倒入水（B）；往水面上撒痱子粉（E）；滴一滴油酸酒精溶液（F）；待油膜形状稳定后，描绘油膜形状（C）；数格子计算面积；计算分子直径。故顺序为DBEFC。 （3）A．油酸未完全散开，导致油膜面积偏小，由可知偏大，故A错误； B．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，导致偏小，偏大，故B错误； C．求每滴体积时，1mL的溶液的滴数少记了10滴，导致算出的一滴溶液体积偏大，纯油酸体积偏大，偏大，故C错误； D．油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多，溶液浓度变大，滴入水中的纯油酸体积变大，油膜面积变大，而计算时仍按原浓度计算，导致偏小，故D正确。 故选D。 （4）一滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积 由图可知，油膜所占方格数约为56个，则油膜面积 油酸分子的直径 7．某同学做“用油膜法估测分子的直径”的实验。 (1)实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是_______。 A．对油酸溶液起到稀释作用 B．有助于测量一滴油酸的体积 C．有助于油酸的颜色更透明便于识别 D．可使油酸和爽身粉之间形成清晰的边界轮廓 (2)已知实验室中使用的油酸酒精溶液每104mL溶液中含有1mL油酸，又用滴管测得每50滴这种油酸酒精溶液的总体积为1mL，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为1cm的正方形小格的纸上，如图所示。油酸分子的直径d=______m。（结果保留1位有效数字） (3)在该实验中，若测出的分子直径结果明显偏大，则可能的原因有_______（多选）。 A．水面上爽身粉撒得较多，油酸膜没有充分展开 B．油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多 C．计算油酸膜面积时，错将不足半格的方格作为完整方格处理 D．求每滴油酸酒精溶液的体积时，1mL的溶液滴数少计了5滴 (4)某同学利用所学知识和查阅的数据估算油酸分子直径。他把油酸分子看成紧密排列的球体，查阅得知油酸的密度ρ=0.90×103 kg/m3，油酸的摩尔质量M=0.28kg/mol，取阿伏加德罗常数NA=6.0×1023 mol-1，π=3.14，则油酸分子的直径约为________m（结果保留1位有效数字）。 【答案】(1)A (2) (3)AD (4) 【详解】（1）油酸溶于酒精，故酒精溶液的作用是对油酸溶液起到稀释作用，降低油酸表面张力，便于扩散，且控制油酸用量便于形成单分子层。 故选A。 （2）通过数油膜在纸上的格数可知，共约62个格，则油膜占有的面积约为 一滴酒精油酸溶液纯油酸的体积 油酸分子的大小 （3）A．水面上爽身粉撒得较多，油膜没有充分展开，测得的油膜面积偏小，由可知，测出的分子直径结果偏大，故A正确； B．油酸酒精溶液配制时间较长，酒精挥发较多，则溶液浓度增大，计算代入的浓度小于真实值，得到的分子直径将偏小，故B错误； C．计算油膜面积时，错将不足半格的方格作为完整方格处理，测得油膜面积偏大，由可知，测出的分子直径结果偏小，故C错误； D．求每滴油酸酒精溶液的体积时，1mL的溶液滴数少计了5滴，测得纯油酸的体积偏大，由可知，测出的分子直径结果偏大，故D正确。 故选AD。 （4）把油酸分子看作一个个球紧密排列，则有 解得油酸分子的直径约为 8．有小组进行用油膜法估测分子大小的实验： (1)关于油膜法实验，下列说法正确的是______ A．将油膜看成单分子层油膜是一种理想化假设 B．实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是对油酸溶液起到稀释作用 C．用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，若100滴溶液的体积是1mL，则1滴溶液中含有油酸 D．在计算油酸膜面积时，只需要数出完整方格的数目，对不完整的方格均舍去 (2)实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每1000mL溶液中有0.6mL油酸。用注射器测得1mL上述溶液有55滴。在盛水的浅盘里撒入适量痱子粉后，把1滴溶液滴入，待水面稳定后，画出油膜的形状。如图所示，坐标纸中正方形方格的边长为1cm，试求： ①油酸膜的面积是___________； ②按以上实验数据估测出油酸分子的直径是___________m。（结果保留两位有效数字） (3)若阿伏加德罗常数为，油酸的摩尔质量为M。油酸的密度为ρ。则下列说法正确的是______ A．1kg油酸所含有分子数为 B．油酸所含分子数为 C．1个油酸分子的质量为 D．油酸分子的直径约为 (4)①若实验过程中发现，撒入的痱子粉过多，则计算得到的油酸分子直径将___________（选填“偏大”或“偏小”或“不变”） ②若实验中使用的油酸酒精溶液是放置很长时间的，则计算得到的油酸分子直径将___________（选填“偏大”或“偏小”或“不变”） 【答案】(1)AB (2) 134 （132-136均可） （8.0-8.3均可） (3)B (4) 偏大 偏小 【详解】（1）A．油膜法实验将油膜理想化为单分子层油膜，属于理想化物理假设，故A正确； B．实验中酒精的作用是稀释油酸，使油酸可以充分在水面展开，且酒精易挥发不影响油膜成型，故B正确； C．是油酸溶液的体积，不是油酸的体积，故C错误； D．计算油膜面积时，超过半格的不完整方格按1格计算，不足半格才舍去，并非全部舍去不完整方格，故D错误。 故选AB。 （2）[1] 图中油膜中大约有134个小方格，则油酸膜的面积为 [2] 每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为 油酸分子的直径为 （3）A．1kg油酸所含有分子数为，故A错误； B．油酸所含分子数为，故B正确； C．1个油酸分子的质量为，故C错误； D．设油酸分子的直径为d，则 解得，故D错误。 故选B。 （4）[1] 若撒入的痱子粉过多，导致油酸分子未形成单分子层，则油膜面积的测量值偏小，根据则计算得到的油酸分子直径将偏大。 [2] 若油酸酒精溶液放置时间过长，溶液中的油酸浓度会偏大，实际计算时仍按原来的浓度计算，则计算得到的油酸分子直径将偏小。 二．气体温度的微观意义、气体分子速率分布图像（共6小题） 9．一刚性密闭的导热容器中储有氧气，如图是容器中氧气分子在0℃和100℃时的速率分布图，下列说法正确的是（　　） A．氧气分子的速率分布呈现分子数“两头多、中间少”的规律 B．0℃时，所有氧气分子的速率都在的区间内 C．100℃时，在各速率区间氧气分子数占总分子数的百分比都比0℃时大 D．100℃时，速率在的氧气分子数占总分子数的百分比最大 【答案】D 【详解】A．氧气分子的速率分布遵循的规律是“中间多、两头少”，即中等速率的分子数占比最大，速率很大和很小的分子数占比都很小，故A错误； B．从图中可以看到，0℃时，分子速率分布在多个区间内，并非所有分子的速率都在的区间内，只是这个区间的分子数占比最大，故B错误； C．对比两条曲线，在速率较低的区间（如、），0℃时的分子数占比要大于100℃时的占比。因此，“各速率区间氧气分子数占总分子数的百分比都比0℃时大”的说法是错误的，故C错误； D．从图中100℃对应的虚线曲线可以看出，其峰值出现在的区间，说明该区间内氧气分子数占总分子数的百分比最大，故D正确。 故选D。 10．如图表示氧气分子在0℃和100℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化，下列说法正确的是（　　） A．温度升高，所有分子运动速率变大 B．图中实线对应的氧气分子热运动的平均动能较大 C．图中虚线对应于氧气分子在时的情形 D．在分子数密度相同的情况下，图中虚线对应的氧气分子对单位面积的容器壁在单位时间内的作用力更大 【答案】B 【详解】A．温度升高，分子平均速率变大，但非所有分子运动速率都变大，A错误； BC．图中实线对应速率大的分子所占比例高，则图中实线对应的氧气分子热运动的平均动能较大，对应于氧气分子在时的情形，B正确，C错误； D．在分子数密度相同的情况下，图中虚线对应的氧气分子平均速率较小，则对单位面积的容器壁在单位时间内的作用力较小，D错误。 故选B。 11．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。 12．（多选）关于分子动理论，下列说法不正确的是（　　） A．图甲中，状态①的温度比状态②的温度低 B．图甲中，两条曲线如果完整，下方的面积不相等 C．由图乙可知，当分子间的距离从逐渐减小为时，分子势能不断减小 D．图丙中分子间作用力与分子间距的关系图中，阴影部分面积表示分子势能差值，与零势能点的选取有关 【答案】ABCD 【详解】A．由图可知，①中速度大的分子占据比例较大，说明①对应的平均动能较大，故①对应的温度较高，故A错误，符合题意； B．由图可知，在两种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1，即相等，故B错误，符合题意； C．由图乙可知，当分子间的距离从逐渐减小为时，分子间的作用力为斥力，分子间的距离减小时，分子力做负功，分子势能增大，故C错误，符合题意； D．图丙中分子间作用力与分子间距的关系图中，阴影部分面积表示分子势能差值，虽然分子势能的大小与与零势能点的选取有关，但分子势能的差值与零势能点的选择无关，故D错误，符合题意。 故选ABCD。 13．（多选）下列有关热现象说法错误的是（　　） A．图甲为布朗运动产生原因的示意图，微粒越大，液体分子沿各方向撞击它的数量越多，布朗运动越明显 B．图乙中，液体表面层分子间相互作用表现为引力，正是因为引力才使得水黾可以停在水面上 C．丁图是分子间作用力与分子间距离示意图，在处引力和斥力等大，分子力为零，分子间势能最小 D．丙图是气体分子速率分布图，由图可知代表的温度小于代表的温度，但图像与坐标轴包围的面积大于图像与坐标轴包围的面积 【答案】AD 【详解】A．甲图是布朗运动示意图，悬浮在液体中的颗粒越大，某一瞬间跟颗粒碰撞的液体分子数目就会越多，撞击的不平衡性越不明显，布朗运动越不显著，故A错误； B．图乙中，液体表面层分子间相互作用表现为引力，正是因为表面张力为引力才使得水黾可以停在水面上，故B正确； C．丁图是分子间作用力示意图，在处引力和斥力等大，分子力为零，分子间势能最小，故C正确； D．丙图是气体分子速率分布图，温度越高，速率大的分子占总分子数的百分比更大，则代表的温度小于代表的温度；但图像与坐标轴包围的面积等于图像与坐标轴包围的面积，均为1，故D错误。 故AD。 14．航空航天 牛顿指出地上物体的运动和天上物体的运动遵守相同的力学规律，实现了科学史上的一次伟大统一，为航空航天的发展奠定了基础。 若航天员出舱前航天服内密封了一定质量的理想气体，其温度为。打开舱门前，航天员需将航天服内气体的温度降为。气体在和温度下的气体分子速率分布曲线如图所示，则与对应的曲线是图中的___________（选填“实线”或“虚线”）。 【答案】虚线 【详解】温度较低，则平均动能较小，则速度较小的分子占比多，故应为虚线。 三．气体压强的微观意义（共7小题） 15．如图所示，元宵佳节，室外经常悬挂红灯笼烘托喜庆的气氛。若忽略空气分子间的作用力，大气压强不变，当灯笼里的蜡烛燃烧一段时间后，灯笼内的空气（　　） A．分子密集程度增大 B．分子的平均速率不变 C．压强不变，体积增大 D．单位时间与单位面积内与器壁碰撞的分子数减少 【答案】D 【详解】A．蜡烛燃烧后，灯笼内温度升高，部分气体分子将从灯笼内部跑到外部，所以灯笼内分子总数减少，故分子密集程度减小，故A错误； B．灯笼内温度升高，分子的平均速率增大，故B错误； C．灯笼始终与大气连通，压强不变，灯笼内气体体积也不变，故C错误； D．温度升高，气体分子的平均速率增大，单位时间内、单位面积上分子对器壁碰撞的平均作用力增大，而气体压强不变，所以单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数减少，故D正确。 故选D。 16．对于一定质量的气体，下列论述中正确的是（   ） A．如果体积减小，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增大 B．如果压强增大且温度不变，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增大 C．如果温度升高，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增大 D．如果分子密度增大，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增大 【答案】B 【详解】A．气体体积减小，分子数密度增大，但温度变化未知，碰撞次数取决于分子数密度和温度，因此不一定增大，故A错误； B．压强增大且温度不变，体积减小，由可知分子数密度增大，碰撞次数增大，故B正确； C．温度升高，但体积变化未知，分子数密度可能减小（如等压过程），碰撞次数不一定增大，故C错误； D．分子密度增大，则分子数密度也增大，但温度变化未知，碰撞次数不一定增大，故D错误。 故选B。 17．关于分子动理论，下列说法正确的是（　　） A．给自行车打气越打越困难，主要是因为车胎内气体分子之间的相互排斥作用 B．随着温度的升高，所有气体分子热运动的速率都增大 C．某种物质的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为，则该物质每个分子的质量为 D．向一锅水中撒点胡椒粉，加热时发现水中胡椒粉在翻滚，说明温度越高布朗运动越剧烈 【答案】C 【详解】A．给自行车打气越打越困难，主要是因为随着气体充入，车胎内气体压强增大，导致需要更大的力推动活塞。而非分子间相互排斥作用，因气体分子间距离较大，斥力可以忽略，故A错误； B．温度升高时，气体分子的平均动能增大，平均速率增大，但只是运动速率较大的分子增多，并非所有分子的速率都增大，故B错误； C．根据定义，摩尔质量是1摩尔物质的质量，1摩尔包含 个分子，因此每个分子的质量为 ，故C正确； D．加热水时胡椒粉在水中翻滚，是水的对流引起的，并不是布朗运动，布朗运动是悬浮在液体中的微小颗粒因液体分子无规则碰撞而产生的无规则运动，需借助显微镜才能观察到，故D错误。 故选C。 18．如图所示，用一个活塞把一部分空气密封在开口竖直向上、导热良好的汽缸内。打开阀门放出一些空气后，重新达到平衡状态。环境温度不变，汽缸内壁光滑。与原来的状态相比（  ）    A．分子的平均动能减小 B．单位体积内分子个数变少 C．单位时间内撞击在活塞上的分子个数不变 D．小速率区间的分子数占总分子数的百分比增大 【答案】C 【详解】AD．环境温度不变，分子的平均动能不变，小速率区间的分子数占总分子数的百分比不变，故AD错误； BC．放出一些空气后，气体压强不变，单位时间内撞击在活塞上的分子个数不变，单位体积内分子个数不变，故B错误，C正确。 故选C。 19．（多选）下列说法正确的是（　　） A．用油膜法测量油酸分子的直径时，将油酸在酒精中稀释后再滴入水中的目的是使油酸能充分展开 B．假设两个分子从无穷远处靠近到分子间距离以后继续靠近，整个过程分子力一直做正功，分子势能一直减小 C．从微观角度解释气体对容器壁的压强，是由大量气体分子不断撞击器壁产生的 D．布朗运动是指液体分子的无规则热运动 【答案】AC 【详解】A．用油膜法测量油酸分子的直径时，将油酸在酒精中稀释后再滴入水中的目的是使油酸能充分展开，获得一块单分子油膜，故A正确； B．两个分子靠近到分子间距离以后，再继续靠近，分子力做负功，分子势能增大，故B错误； C．根据气体压强的微观解释可知，气体压强是由大量气体分子不断撞击器壁产生的，故C正确； D．布朗运动是悬浮在液体中的小颗粒的运动，故D错误。 故选AC。 20．（多选）在微观物质出界的深邃领域中，分子动理论宛如一座法伟的科学大厦，以其精妙绝伦的架构阐释着物质微观结构与热现象的内在本质。下面是与分子动理论内容有关的四幅图，其中描述正确的是（　　） A．温度越高，分子的热运动越剧烈 B．微粒的运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动 C．当两个相邻的分子间距离为时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等 D．实验中要尽可能保证每颗玻璃球与电子秤碰撞时的速率相等 【答案】AC 【详解】A．温度越高，速率大的分子比例越多，分子的热运动越剧烈，故A正确； B．微粒的运动是固体小颗粒的无规则运动，即布朗运动，故B错误； C．当两个相邻的分子间距离为时，分子间作用力为0，它们间相互作用的引力和斥力大小相等方向相反，故C正确； D．模拟气体压强实验中，气体分子速率不一定相等，因此实验中每颗玻璃球与电子秤碰撞时的速率不一定相等，故 D错误。 故选AC。 21．如图所示，一粗细均匀的U型玻璃管开口向上竖直放置，左、右两管都封有一定质量的理想气体A、B，水银面a、b间的高度差为h1，水银柱cd的长度为h2，且h2 = h1，a面与c面恰处于同一高度。则气体B的压强是________________；气体A的压强是________________。（已知大气压强为p0，水银的密度，重力加速度为g）。 【答案】 【详解】[1]分析水银柱cd，，可得 解得 [2]依题意，玻璃管左侧与液面b等高液面处的压强也为，分析水银柱，有 又 h2 = h1 解得 四．（共6小题） 22．如图所示，物体中两分子，以甲分子所在位置为坐标原点，乙分子固定在r轴上，甲、乙两分子间作用力与两分子间距离关系图像如图。现把乙分子从处由静止释放，取无穷远处分子势能为0，则（　　） A．乙分子从到过程中表现为引力，从到过程中表现为斥力 B．乙分子从到过程中，两分子间作用力先减小后增大 C．乙分子从到过程中，分子势能一直在减小 D．乙分子在位置时，分子势能为零 【答案】C 【详解】分子力的正负：表示斥力，表示引力；是分子力为0的平衡位置（）。 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。 势能零点：题目规定无穷远处分子势能为0，因此平衡位置处分子势能最小且为负值。 A．乙分子从到的全过程，分子力，始终表现为引力；只有当时，分子力才表现为斥力。A错误； B．由图知，引力的大小先增大到处的峰值，再减小到处的0。因此分子力是先增大后减小，B错误； C．从到的全过程，分子力始终为引力，乙分子向甲分子靠近时，引力一直做正功，因此分子势能一直减小，直到处达到最小值。C正确； D．无穷远处分子势能为0，从无穷远到，引力持续做正功，分子势能持续减小，因此处分子势能小于0，D错误。 故选C。 23．相同质量的氧气和氢气温度相同，下列说法正确的是（　　） A．每个氧分子的动能都比氢分子的动能大 B．每个氢分子的速率都比氧分子的速率大 C．两种气体的分子平均动能一定相等 D．两种气体的分子势能一定相等 【答案】C 【详解】ABC．温度是分子平均动能的标志，则温度相同的氧气和氢气分子的平均动能相同，因氢气的分子质量较小，则分子的平均速率较大，但并非每个氢分子的速率都比氧分子的速率大，故A错误，B错误，C正确； D．分子势能取决于分子间作用力和分子间距，氧气和氢气分子间作用力不同，且同质量下分子数不同（氢气分子数多），体积可能不同，因此分子势能不一定相等，故D错误。 故选C。 24．如图，F-r图像中两条曲线表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，其中纵坐标F表示两分子间引力、斥力的大小，横坐标r表示两个分子间的距离，e为两曲线的交点，规定两个分子间距离r等于时分子势能为零，则（　　） A．ab为斥力曲线，cd为引力曲线 B．当时，分子间作用力的合力表现为斥力 C．当r不等于时，为正 D．当时，若减小分子间的距离，分子势能将减小 【答案】C 【详解】A．在图像中，随着距离的增大，斥力比引力减小得快，则知ab为引力曲线，cd为斥力曲线，故A错误； B．当时，分子间作用力的合力表现为引力，故B错误； C．当r等于时，分子势能最小，为零，当r不等于时， 为正，故C正确； D．当时，分子力表现为斥力，若减小分子间的距离，分子势能将增大，故D错误。 故选C。 25．（多选）A、B两个分子相距20倍分子直径（远大于平衡距离），若B分子在仅受A的分子间相互作用力下向A分子自由运动，直到距离为。在此过程中，关于分子力和能量的变化，下列说法正确的是（　　） A．分子力对B始终做正功，B的动能持续增大 B．B的分子势能一直减小，动能一直增大 C．当间距为时，B的动能最大，加速度为零 D．在间距小于后，分子力表现为斥力，B的速度逐渐减为零 【答案】CD 【详解】A．在B靠近A的过程中，当时，分子间为引力，分子力对B做正功，势能减小，动能增大；当时势能最低，动能最大，合力为零（加速度为零）；B继续靠近，当时，分子间为斥力，B需克服分子力做功，势能增大，动能减小直至为零（此时间距为），斥力阶段分子力做负功，故错误； B．B的分子势能先减后增，动能先增后减，故错误； C．在平衡点时B的动能最大且加速度为零，故正确； D．斥力阶段B的速度减为零，故D正确。 故选CD。 26．（多选）将两个质量均为的完全相同的分子A、B，从轴上的坐标原点和处由静止释放，如图甲所示。图乙为这两个分子的分子势能随分子间距变化的图像，当分子间距分别为和时，两分子之间的势能为、0和，取间距无穷远时势能为零。整个运动除分子间的作用力外不考虑其他外力，下列说法正确的是（   ） A．当分子B到达坐标时，两分子之间的分子力为零 B．分子B的最大动能为 C．两分子从静止释放到相距无穷远的过程中，它们之间的分子势能先减小后增大再减小 D．当两分子间距无穷远时，分子B的速度为 【答案】BD 【详解】A．两个完全相同的分子由静止释放后，A分子向左运动，B分子向右运动，运动性质完全相同，当它们之间距离为时，分子势能最小，分子间作用力为零，此时B向右移动，则A向左移动，则有 此时B分子的坐标应为 故A错误； B．两分子之间势能为时，动能最大，减少的势能为 根据能量守恒，减少的势能转化为两分子的动能，故分子B的最大动能为 故B正确； C．分子势能是标量，且正负可以表示大小，故它们之间的分子势能是先减小后增大，故C错误； D．当分子间距无穷远时，减少的势能全部转化为两分子的动能，则有 解得 故D正确。 故选BD。 27．由于水的表面张力，荷叶上的小水滴总是球形的。在小水滴表面层中，水分子之间的相互作用总体上表现为________（选填“引力”或“斥力”）。分子势能Ep和分子间距离r的关系图像如图所示，能总体上反映小水滴表面层中水分子Ep的是图中________（选填“A”“B”或“C”）的位置，分子间的平衡位置是图中________（选填“”或“”）的位置，此时分子力________（选填“最大”或“最小”）    【答案】 引力 C 最小 【详解】[1][2]由于在小水滴表面层中，水分子间的距离大于，所以水分子之间的相互作用总体上表现为引力，由于当分子间距离为时，分子间作用力为0，分子势能最小即图中的B点，由于表面层中分子间距大于，所以能总体反映小水滴表面层中水分子势能的是图中C的位置。 [3][4]分子间的平衡位置是图中分子势能最小的位置，即图中的位置，此时分子力为0，即分子力最小。 五．分子动能（共6小题） 28．我国研发的弹性陶瓷纳米纤维气凝胶是一种耐高温的隔热材料，其内部存在大量孔隙，能显著降低热量传递。下列说法正确的是（　　） A．气凝胶具有弹性，是因为分子间只存在引力 B．温度越高，气凝胶内空气分子的平均动能越大 C．用高温喷枪直喷时，气凝胶分子的布朗运动变剧烈 D．气凝胶能耐高温，说明温度升高时，气凝胶分子热运动反而减弱 【答案】B 【详解】A．分子间同时存在引力和斥力，气凝胶的弹性是分子间引力和斥力共同作用的结果，并非只存在引力，A错误； B．温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大，因此气凝胶内空气分子的平均动能随温度升高而增大，B正确； C．布朗运动是悬浮在流体中的固体小颗粒的无规则运动，不是分子自身的运动，气凝胶分子的无规则运动属于热运动，不属于布朗运动，C错误； D．温度越高分子热运动越剧烈，气凝胶耐高温是其材料结构热稳定性好，并非分子热运动随温度升高而减弱，D错误。 故选B。 29．理论和实验分析表明，物质内分子热运动的平均动能与绝对温度之间满足的关系是，其中为玻尔兹曼常量，与物质的分子结构有关，比如，常温下的理想气体中，单原子分子气体，双原子分子气体，常温下的固体（晶体），等等。则下列说法中正确的是（　　） A．温度升高时，物体内所有的分子热运动动能都增加 B．常温下，温度相同且可视为理想气体的氦气、氖气的分子热运动平均动能相同 C．常温下，温度相同且可视为理想气体的氧气、臭氧的分子热运动平均动能相同 D．常温下，温度变化相同时，物质的量相同、可视为理想气体的氢气、氧气的内能变化量不相同 【答案】B 【详解】A．温度升高时，分子平均动能增大，单个分子热运动具有随机性，并非所有的分子热运动动能都增加，A错误； B．氦气、氖气的分子都是单原子分子，中i均取作3，可知温度相同时，两者分子平均动能相同，正确； C．而氧气分子为双原子分子、臭氧分子为三原子分子，中的取值不同，故温度相同时，两者分子平均动能不相同，C错误； D．氢气分子、氧气分子都是双原子分子，中均取作5，温度变化相同时，分子平均动能变化相同，又由于两者物质的量相同，也就是分子数相同，且是理想气体不计分子间相互作用势能，所以内能变化量相同，D错误。 故选B。 30．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。表示斥力，表示引力，A、B、C、D为x轴上四个特定的位置，现让乙分子从A处以一定初速度向甲运动，下列选项中分别表示乙分子的速度、加速度、动能、势能与两分子间距离的关系，其中可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．乙分子从A到C的过程中一直受到引力，速度一直增大，C点速度最大，之后减速至0，故A错误； B．加速度与力的大小成正比，方向与力相同，加速度等于0的是C点，故B错误； C．分子动能不可能为负值，故C错误； D．乙分子从A处以一定初速度向甲运动，分子力先做正功，后做负功，分子势能先减小，到C点最小后增大，故D正确。 故选D。 31．（多选）关于物理现象和物理规律，下列说法中正确的是（　　） A．米波雷达发射无线电波的波长在1~10m范围内，与可见光相比，更容易产生衍射现象 B．物体做加速运动，由于速度越来越大，因此物体分子的平均动能越来越大 C．磁场周围一定存在着电场 D．一定温度下气体分子做杂乱无章的运动，可能会出现某一时刻所有分子都朝同一方向运动的情况 【答案】AD 【详解】A．发生明显衍射的条件是障碍物尺寸与波长相近或小于波长，波长越长越容易发生衍射。米波波长1~10m远大于可见光波长，因此更容易产生衍射现象，故A正确； B．分子平均动能仅由温度决定，与物体宏观机械运动的速度无关，物体做加速运动是宏观动能增大，只要温度不变，分子平均动能就不变，故B错误； C．根据麦克斯韦电磁场理论，只有变化的磁场周围才会产生电场，恒定磁场周围不存在电场，故C错误； D．大量气体分子的运动遵循统计规律，某一时刻所有分子都朝同一方向运动的概率极小，但经过足够长时间，也有可能出现，故D正确。 故选AD。 32．（多选）下列说法正确的是（　　） A．图甲中火车高速行驶，站在地面上的观察者发现车厢中央的光源发出的闪光不能同时到达前后壁 B．图乙中观看立体电影时佩戴的眼镜利用了光的干涉原理 C．图丙中扼流圈利用了电感器对交流电的阻碍作用 D．图丁中若封闭容器内气体温度升高，则每个气体分子的动能都增加 【答案】AC 【详解】A．根据狭义相对论的光速不变原理，地面惯性系中光速恒为，高速运动的车厢向右运动，向前传播的光需要追赶远离的前壁，向后传播的光会遇到迎面靠近的后壁，因此地面观察者观察到闪光不同时到达前后壁，故A正确； B．观看立体电影时佩戴的眼镜利用了光的偏振原理，而非干涉，故B错误； C．扼流圈本质是电感线圈，利用自感效应，电感器会产生自感电动势阻碍电流的变化，对交流电有阻碍作用，故C正确； D．温度是分子平均动能的标志，封闭气体温度升高，分子的平均动能增大，并非每个气体分子的动能都增加，部分分子动能可能减小，故D错误。 故选AC。 33．质量相等的氢气和氧气，温度相同，不考虑分子间的势能，它们的分子平均动能分别为和，内能分别为和，则_________，_______（均选填“>”、“=”或“<”）。 【答案】 = > 【详解】[1][2] 温度是分子的平均动能的标志，氢气和氧气的温度相同，则它们的分子平均动能是相等的； = 质量相等的氢气和氧气，温度相同，分子的平均动能相同，而氢气的分子数多，则氢气的内能较大，则 E1＞E2 六．内能及其与机械能的区别（共7小题） 34．在一个密闭容器内有一滴15℃的水，过一段时间后，水滴蒸发变成了水蒸气，温度还是15℃。对于上述过程，下列说法正确的是（　　） A．分子热运动加剧 B．分子的平均动能变大 C．分子势能变大 D．内能不变 【答案】C 【详解】A．分子热运动的剧烈程度由温度决定，温度不变，热运动未加剧，故A错误； B．温度是分子平均动能的标志。水滴蒸发为同温度的水蒸气时，温度未变，分子平均动能不变，故B错误； C．液态变为气态时，分子间距增大，需克服分子间作用力，分子势能增加，故C正确； D．内能为分子动能和势能的总和。动能不变，势能增加，总内能增加，故D错误。 故选C。 35．负压病房通过特殊的装置使病房内的气压低于病房外的气压。从空气流通的角度考虑，只有病房外的新鲜空气可以流进病房，而病房内被患者污染过的空气通过专门的通道及时排放到固定的地方，不会泄漏出去，这样病房外的地方就不会被污染。若负压病房内的温度和外界温度相同，负压病房内气体和外界环境中气体的分子势能均可忽略，则下列关于气体的内能与压强的说法正确的是（　　） A．负压病房内气体分子的数密度小于外界环境中气体分子的数密度 B．负压病房内气体分子的平均动能大于外界环境中气体分子的平均动能 C．负压病房的内壁与外壁相同面积内受到的气体压力大小相等 D．负压病房内的气体与外界环境中的气体相比，相同体积下气体的内能相等 【答案】A 【详解】A．根据理想气体状态方程，当温度相同时，压强p与分子数密度成正比。负压病房内压强较低，故分子数密度更小，故A正确。 B．温度是分子平均动能的唯一标志，内外温度相同，平均动能相等，故B错误。 C．压力，内外压强不同，相同面积下压力大小不等，故C错误。 D．内能由温度和质量决定，相同体积下负压病房内气体质量更少（因压强低），内能更小，故D错误。 故选A。 36．以下说法正确的是（　　） A．随风而起的沙尘在空中所做的运动是布朗运动 B．夏季来临，气温升高，周围所有空气分子热运动都更剧烈 C．无人机表演时，随着无人机高度的上升，其内能必然增加 D．中国空间站在太空中视为完全失重状态，舱内气体对内壁仍有压强 【答案】D 【详解】A．布朗运动是微小颗粒（如花粉）受液体或气体分子无规则撞击产生的无规则运动。沙尘颗粒较大，其运动主要由气流带动，属于宏观机械运动，而非布朗运动，故A错误； B．温度升高时，分子热运动的平均动能增大，但根据麦克斯韦速率分布，并非所有分子速率都增大，仍有部分分子动能较低，故B错误； C．内能由物体温度、质量及物态决定。无人机上升时，若仅重力势能增加而温度不变（如匀速上升），内能不会必然增加，故C错误； D．气体压强源于分子热运动对容器壁的碰撞。失重状态下，分子热运动仍存在，因此舱内气体对内壁有压强，故D正确。 故选D。 37．（多选）分子动理论是研究物质分子热运动性质和规律的经典微观统计理论。关于分子动理论和内能，下列说法正确的是（　　） A．扩散现象是物体分子热运动的宏观表现，不仅说明了分子在不停地运动，还说明了分子间是有间隙的 B．布朗运动是无规则的，不仅说明了微粒内部分子是不停地做无规则运动，还反映了大量液体分子的运动也是无规则的 C．物体的内能与机械能无关，当一个物体的机械能发生变化时，其内能不一定发生变化 D．内能的大小和温度有关，温度高的物体内能一定大，0℃的冰块内能一定为零 【答案】AC 【详解】A．扩散现象是物体分子热运动的宏观表现，物体的扩散是因为分子在做无规则运动能进入对方分子的空隙中，故也能说明分子间是有间隙的，故A正确； B．布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，不是分子的无规则运动，形成的原因是由于液体分子对悬浮微粒无规则撞击引起的，微粒并不是分子，微粒无规则运动不是分子无规则运动，故B错误； C．物体的内能与机械能无关，机械能大的物体其内能不一定大，因为内能与机械能是两种不同的能，内能由物体分子状态决定，而机械能由物体的质量、速度、相对地面高度或弹性形变程度决定，二者决定因素是不同的，所以当一个物体的机械能发生变化时，其内能不一定发生变化，故C正确； D．内能的大小和温度、质量、状态等因素有关，故温度高的物体，内能不一定大，因为一切物体都具有内能，0℃的冰块也具有内能，故D错误。 故选AC。 38．（多选）以下说法正确的是（    ） A．机械能为零、内能不为零是可能的 B．温度相同，质量相同的物体具有相同的内能 C．物体的速度增大时，物体的内能可能减小 D．分子的动能与分子的势能的和叫做这个分子的内能 【答案】AC 【详解】A．机械能是动能与势能的总和，其大小与物体的宏观运动状态和相对位置有关，可以为零；而内能是物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和，分子在永不停息地做无规则运动，所以内能不可能为零，A正确； B．内能不仅与温度、质量有关，还与物质的状态、分子结构等因素有关。温度相同、质量相同的物体，若物质状态等其它因素不同，内能也可能不同，B错误； C．物体的速度增大，说明其动能增大，这是宏观的机械能变化；而内能与分子热运动和分子间的相互作用有关，二者没有必然联系，所以物体速度增大时，其内能可能减小，C正确； D．内能是物体内部所有分子的动能与分子势能的总和，不是单个分子的动能与势能的和，D错误。 故选AC。 39．（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（　　） A．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 B．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热传递 C．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 D．已知水的相对分子质量是18，若B瓶中水的质量为3kg，水的密度为1.0×103kg/m3，阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol－1，则B瓶中水分子个数约为1.0×1026 【答案】BD 【详解】A．温度是分子平均动能的标志，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，A错误； B．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热传递，B正确； C．相同体积不同温度时水分子的平均距离不同，C错误； D．已知B瓶中水的质量为m=3 kg，水的密度为ρ=1.0×103 kg/m3，则水的体积 水的摩尔质量M=18 g/mol，一个水分子的体积为 水分子的个数 D正确。 故选BD。 40．长沙市宁乡的灰汤温泉是我国三大著名的高温复合温泉之一，温泉出水处温度高达92℃。假设温泉每天开采热水量为2×104 kg，而水温要降低到52℃才能使用，那么这些热水在使用前要放出___________J的热量，其内能减少___________J。水的比热容c=4.2×103 J/（kg·℃）。 【答案】 【详解】[1][2]由题意可知，水的质量为m=2×104 kg，由比热容公式可得热水需要放出的热量为 Q放=cm△t=4.2×103 J/（kg·℃）×2×104 kg×（92℃−52℃）=3.36×109 J 由题意可得，内能减少量与热水放出的热量相同。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $