第一章 分子动理论(重难点训练) 期末复习-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册
2026-05-27
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2份
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51页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理人教版选择性必修 第三册 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 复习与提高 |
| 类型 | 作业-单元卷 |
| 知识点 | 分子动理论 |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.79 MB |
| 发布时间 | 2026-05-27 |
| 更新时间 | 2026-06-03 |
| 作者 | 理化课代表精品中心 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-27 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58082250.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
高中物理分子动理论单元卷,覆盖9大核心题型(共54小题),通过基础辨析、计算推导、实验探究分层设计,融合物理观念与科学思维,适配单元复习巩固。
**题型特征**
|题型|题量|知识覆盖|命题特色|
|----|----|----------|----------|
|阿伏加德罗常数及计算|7|分子数、微观量估算|结合钻石、深海二氧化碳情境,考查科学推理|
|分子间作用力图像|5|分子力与距离关系|通过分子运动轨迹分析,培养模型建构能力|
|用油膜法估测分子大小|7|实验操作与误差分析|含实验步骤判断、数据处理,体现科学探究|
|气体压强微观意义|6|压强微观解释|结合“奋斗者”号深潜情境,联系实际应用|
内容正文:
第一章 分子动理论
题型1 阿伏加德罗常数及计算(共7小题)
题型2 分子间的相互作用力和距离的的关系图像(共5小题)
题型3 与(共6小题)
题型4 (共7小题)
题型5 气体温度的微观意义、气体分子速率分布图像(共6小题)
题型6 气体压强的微观意义(共6小题)
题型7 (共7小题)
题型8 分子动能(共4小题)
题型9 (共6小题)
题型1 阿伏加德罗常数及计算(共7小题)
1.下列说法正确的是( )
A.质量相同的任何物质,分子数都相同
B.气体分子速率分布规律为“中间多,两头少”的正态分布
C.水和酒精混合后总体积变小说明液体分子间存在分子引力
D.用高倍光学显微镜能够直接看到碳原子
【答案】B
【详解】A.分子数计算公式为(为物质摩尔质量,为阿伏伽德罗常数),质量相同的不同物质,若摩尔质量不同,则物质的量不同,分子数不同,故A错误;
B.气体分子速率分布规律具有‘"中间多、两头少"的分布特征,故B正确;
C.水和酒精混合后总体积变小,是因为分子间存在间隙,故C错误;
D.碳原子直径约为量级,远小于可见光波长,受分辨率限制,高倍光学显微镜无法观测到碳原子,需使用电子显微镜观测,故D错误。
故选B。
2.钻石中的碳原子以网状结构紧密地堆在一起,钻石是自然界中已知最硬的物质,是首饰和高强度的钻头、刻刀等的主要材料。已知碳的摩尔质量为,阿伏加德罗常数,则1克拉()的钻石中含有的原子数约为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】根据物质的量计算公式,1克拉钻石的物质的量为
代入质量、碳的摩尔质量,可得
1克拉钻石中含有的碳原子数满足
代入阿伏加德罗常数
解得
故选B。
3.已知二氧化碳摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为,在海面处容器内二氧化碳气体的密度为ρ,在深海中,二氧化碳浓缩成近似固体的硬胶体。若二氧化碳固体分子的体积为,则该容器内二氧化碳气体全部变成硬胶体后体积约为原来体积的( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】海面处容器内二氧化碳气体的密度为ρ,设该状态下气体体积为V,则海面处容器内二氧化碳气体的质量为
容器内二氧化碳气体的物质的量为
则在2500m深海中二氧化碳的体积为
可知该容器内二氧化碳气体全部变成硬胶体后体积约为原来体积的倍。
故选A。
4.(多选)阿伏伽德罗常数NA,铝的摩尔质量为M,铝的密度为ρ,则下列说法正确的是( )
A.铝所含原子数为
B.铝所含原子数为
C.1个铝原子的质量为
D.1个铝原子所占的体积为
【答案】BCD
【详解】A.1kg铝所含的原子数目为,故A错误;
B.铝的摩尔质量为M,铝的密度为ρ,则铝的摩尔体积为,1m3铝所含的原子数目为,故B正确;
C.阿伏加德罗常数为NA,铝的摩尔质量为M,则一个铝原子的质量为,故C正确;
D.铝的摩尔体积为,则1个铝原子所占的体积为,故D正确。
故选BCD。
5.(多选)若以V表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积,ρ表示在标准状态下水蒸气的密度,M表示水的摩尔质量,M0表示一个水分子的质量,V0表示一个水分子的体积,NA表示阿伏加德罗常数,则下列关系式中正确的是:
A. B. C. D.
【答案】AC
【详解】A.水蒸气的摩尔质量除以水蒸气分子的质量M0等于阿伏加德罗常数,则有
故A正确;
B.但由于水蒸气分子间距远大于分子直径,则
故B错误;
C.水分子的质量M0等于摩尔质量M除以阿伏加德罗常数NA,则有
故C正确;
D.由于摩尔体积V远大于NAV0,则
故D错误。
故选AC。
6.轿车在发生一定强度的碰撞时,安全气囊打开,产生气体(假设都是氮气)充入导热效果良好的气囊。已知氮气充入后安全气囊的容积为V,氮气密度为ρ,氮气的摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为,假设安全气囊充气前体积可忽略不计,求:
(1)充气后,该气囊中氮气分子的总个数;
(2)充气后,该气囊中氮气分子间的平均距离。
【详解】(1)气囊中氮气的质量,摩尔数,则分子的总个数
(2)一个氮气分子占据的空间的体积
将此空间看作立方体,则氮气分子间的平均距离
7.吸烟有害健康,拒绝烟草是一个中学生时刻要提醒自己的行为准则。人正常呼吸一次吸入气体的体积约为,若一位吸烟者一根烟大约吸10次,在标准状况下,空气的摩尔体积为,可认为吸入烟的体积等于呼出烟的体积,阿伏加德罗常数为。
(1)估算每吸一根烟被污染的空气分子数(结果保留两位有效数字);
(2)一位不吸烟者与一位吸烟者共处的密闭空间,吸烟者吸完一根烟,不吸烟者呼吸一次大约吸入多少个被污染过的空气分子(结果保留两位有效数字)。
【详解】(1)吸烟者一根烟吸入的总气体体积为
含有空气分子数为
(2)密闭空间单位体积内含有的被污染空气分子数为
每个污染空气分子所占的空间体积为
不吸烟者一次呼吸吸入的被污染过的空气分子个数为个
题型2 分子间的相互作用力和距离的的关系图像(共5小题)
8.将一个分子P固定在O点,另一个分子Q从图中的A点由静止释放,两分子之间的作用力与间距关系的图像如图所示,则下列说法错误的是( )
A.分子Q由A运动到C的过程中,先加速再减速
B.分子Q在C点时速度最大
C.分子Q在C点时加速度大小为零
D.分子Q由A点释放后运动到C点左侧的过程中,加速度先增大后减小再增大
【答案】A
【详解】AB.分子Q在由A运动到C的过程中,分子力先增大后减小,一直表现为引力,速度一直增加,在C点时速度最大,故A错误,符合题意,B正确,不符合题意;
C.分子Q在C点时受到的分子力为零,故Q在C点时加速度大小为零,故C正确,不符合题意;
D.分子Q由A点释放后运动到C点的过程中,分子力先增大后减小,加速度先增大后减小,到C点左侧后分子力表现为斥力且逐渐变大,加速度逐渐变大,故分子Q由A点释放后运动到C点左侧的过程中加速度先增大后减小再增大,故D正确,不符合题意。
故选A。
9.对于分子动理论和物体内能的理解,下列说法正确的是( )
A.温度越高,物体每个分子运动速率一定越快
B.扩散现象说明分子在永不停息地做无规则运动
C.温度一定时,颗粒大小越大,布朗运动越显著
D.当分子间的距离增大时,分子间作用力就一直减小
【答案】B
【详解】A.温度是大量分子热运动平均动能的统计标志,仅反映分子的平均运动情况,温度越高只能说明分子平均动能越大,不代表每个分子的运动速率都更快,个别分子的速率也可能很小,故A错误;
B.扩散现象是不同物质相互接触时彼此进入对方的现象,直接证明了分子在永不停息地做无规则运动,故B正确;
C.温度一定时,颗粒越大,同一时刻撞击颗粒的分子数越多,各方向的分子冲击力越容易抵消,同时颗粒质量越大惯性越大,运动状态越难改变,布朗运动越不显著,故C错误;
D.分子间作用力是引力和斥力的合力,当分子间距离从小于平衡距离开始增大时,分子力(合力)先减小到0(时),之后先增大到峰值再逐渐减小,并非一直减小,故D错误。
故选B。
10.如图所示,纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小,横坐标表示两个分子的距离,图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系,e为两曲线的交点,则下列说法正确的是( )
A.ab为斥力曲线,cd为引力曲线,e点横坐标的数量级为
B.ab为引力曲线,cd为斥力曲线,e点横坐标的数量级为
C.若两个分子间距离大于e点的横坐标,则分子间作用力表现为斥力
D.若两个分子间距离大于e点的横坐标,且间距增大时,则分子力的合力增大
【答案】B
【详解】AB.随着距离的增大,斥力比引力变化得快,故ab为引力随分子间距离变化的关系曲线,cd为斥力随分子间距离变化的关系曲线,当分子间的距离等于时,引力等于斥力,的数量级为,即e点横坐标的数量级为,故A错误,B正确;
CD.若两个分子间距离大于e点的横坐标,则分子间作用力表现为引力,且间距增大时,分子力的合力先增大再减小,如图所示
故C错误,D错误。
故选B。
11.(多选)当分子间距离时,分子间引力和斥力恰好平衡,若使分子间距离从逐渐变为(),在这一变化过程中,下列说法中可能正确的是( )
A.分子间引力比分子间斥力减小得快,分子力增大
B.分子间引力比分子间斥力减小得快,分子力减小
C.分子间斥力比分子间引力减小得快,分子力增大
D.分子间斥力比分子间引力减小得快,分子力减小
【答案】CD
【详解】分子间作用力图如图所示
分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小,只是斥力减小得更快,但分子力随分子间距离由增大时,是先增大后减小,因此当分子间距由变为()时,分子力的变化有三种可能:先增大后减小、增大、减小,故CD正确,AB错误。
故选CD。
12.(多选)如图所示,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分子间距离关系图像如图。现把乙分子从r3处由静止释放,则( )
A.乙分子从r3到r1,所受甲分子的作用力一直向左
B.乙分子从r3到r2过程中表现为引力,从r2到r1过程中表现为斥力
C.乙分子从r3到r1过程中,两分子间作用力先增大后减小
D.乙分子从r3到距离甲分子最近的位置过程中,两分子间作用力先减小后增大
【答案】AC
【详解】AB.由题图知,乙分子从r3到r1,甲、乙两分子间作用力表现为引力,所以乙分子受的合力向左,故A正确,B错误;
C.由题图知,乙分子从r3到r1过程中,两分子间作用力先增大后减小,故C正确;
D.乙分子从r3到r1过程中,两分子间分子力先增大后减小,从r1到O,甲、乙两分子间作用力表现为斥力,一直增大,故D错误。
故选AC。
题型3 与(共6小题)
13.关于布朗运动中花粉颗粒的受力情况及其运动规律,以及扩散现象中的统计特性,下列描述符合物理事实的是( )
A.花粉颗粒在某时刻受到的液体分子撞击力的合力一定不为零,且方向始终指向颗粒运动的方向
B.颗粒越小、温度越高,布朗运动越剧烈,这是因为小颗粒同一时刻受到的分子撞击次数少,受力不平衡性更显著
C.扩散现象表明分子间存在斥力,墨水分子是因为受到周围水分子的斥力才被“推”向远处的
D.只要时间足够长,扩散现象最终会使墨水分子均匀分布,此时水分子将停止运动,系统达到“死寂”状态
【答案】B
【详解】A.液体分子对花粉颗粒的撞击是无规则的,某时刻各方向撞击力可能恰好平衡,合力可能为零,且合力方向与颗粒运动方向无必然联系,故A错误;
B.颗粒越小,同一时刻受到的液体分子撞击次数越少,受力的不平衡性越显著;温度越高,液体分子热运动越剧烈,对颗粒的撞击冲量差越大,因此布朗运动越剧烈,故B正确;
C.扩散现象的本质是分子永不停息做无规则热运动,和分子斥力无关,墨水分子是无规则运动扩散到远处,故C错误;
D.分子永不停息的无规则热运动是绝对的,扩散均匀后水分子仍在运动,系统处于动态平衡,不会出现“死寂”状态,故D错误。
故选B。
14.春天,池塘边的花朵在风的作用下,把花粉撒入水中。如图所示,是花粉微粒不同时刻在显微镜下的图像,下列说法正确的是( )
A.花粉颗粒做布朗运动的轨迹是规则的
B.温度越高,花粉颗粒做布朗运动越不明显
C.花粉颗粒越大,布朗运动越明显
D.花粉颗粒做布朗运动是因为周围水分子的热运动
【答案】D
【详解】A.花粉颗粒做布朗运动是无规则的,故A错误;
B.温度越高,花粉颗粒做布朗运动越明显,故B错误;
C.花粉颗粒越大,布朗运动越不明显,故C错误;
D.花粉颗粒做布朗运动是花粉颗粒周围水分子的热运动造成的,故D正确。
故选D。
15.图(a)和图(b)是关于布朗运动和扩散现象的两幅图,下列叙述正确的是( )
A.扩散现象的快慢仅和温度有关
B.扩散现象的成因是分子间存在斥力
C.图(a)说明布朗运动是由微粒在液体中受到液体分子撞击引起的
D.布朗运动是液体分子的运动,它说明分子永不停息地做无规则运动
【答案】C
【详解】A.扩散现象的快慢不仅与温度有关,还与物质种类、浓度差等因素有关,故A错误;
B.扩散现象根本原因是分子不停地进行无规则热运动,而非因为分子间存在斥力,故B错误;
C.根据布朗运动产生的原因分析,可知图(a)能说明布朗运动是由微粒在液体中受到液体分子撞击引起的,故C正确;
D.布朗运动是悬浮在液体中的微小颗粒所表现出的无规则运动,不是液体分子的运动,故D错误。
故选C。
16.(多选)1827年的某一天,英国植物学家布朗在实验室用显微镜观察悬浮在水中上的花粉颗粒,发现这些细小的花粉在做无规则运动,后来他又用上百年的植物标本、无生命的无机物粉末等进行实验,都观察到了微粒的无规则运动,后人把这一现象称为布朗运动。下列关于布朗运动的说法中正确的是( )
A.布朗运动表明花粉颗粒具有生物活性
B.布朗运动是指固体微粒的无规则运动
C.温度越高,固体颗粒越大,布朗运动越剧烈
D.布朗运动是液体分子或气体分子对固体颗粒碰撞不均衡造成的
【答案】BD
【详解】AB.布朗运动是悬浮在液体中颗粒所做的无规则运动,它间接反映了液体分子的无规则运动,不能表明花粉颗粒具有生物活性,故A错误,B正确;
C.温度越高,颗粒越小,布朗运动越明显,故C错误;
D.布朗运动是液体分子或气体分子无规则运动对固体颗粒碰撞不平衡导致的,故D正确。
故选BD。
17.(多选)图(a)和图(b)是教材中关于布朗运动的两幅图,下列叙述正确的是( )
A.图(a)中的折线是记录微粒布朗运动的轨迹
B.图(a)中的折线是按等间隔时间依次记录的运动微粒位置的连线
C.图(b)说明布朗运动是由微粒在液体中受到液体分子撞击引起的
D.图(b)说明微粒越大,液体分子沿各方向撞击它的数量越多,布朗运动越明显
【答案】BC
【详解】AB.图(a)中的折线是按等间隔时间依次记录的运动微粒位置的连线。故A错误;B正确;
CD.图(b)说明布朗运动是由微粒在液体中受到液体分子撞击引起的。故C正确;D错误。
故选BC。
18.新型冠状病毒可通过高浓度气溶胶颗粒传播,气溶胶传播是指含有病毒的飞沫在空气悬浮过程中逐渐失去水分而形成飞沫核,飞沫核可以以气溶胶的形式在空气中漂浮、移动,形成远距离传播。粒径小于的飞沫核容易被人体吸入,致使远处的人吸入后产生感染。粒径小于的飞沫核的运动是___________(填“分子的热运动”或“布朗运动”);飞沫核的尺寸越___________(填“大”或“小”),其运动越激烈。
【答案】 布朗运动 小
【详解】[1]根据题意可知,飞沫核的运动是布朗运动,并非分子的热运动;
[2]飞沫核的尺寸越小,分子沿各个方向对它的撞击越不平衡,其运动越激烈。
题型4 (共7小题)
19.在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中,如图所示,用注射器向水面上滴一滴油酸酒精溶液,发现油膜面积较小,为了保证实验效果,下列措施合理的是( )
A.再多撒些痱子粉 B.更换针头较粗的注射器
C.选用浓度更小的油酸酒精溶液 D.在油膜上再滴入一滴油酸酒精溶液
【答案】B
【详解】A.痱子粉仅用于勾勒油膜轮廓,不改变油膜面积大小,不能解决油膜面积过小的问题,故A错误;
B.更换针头较粗的注射器,会使每一滴油酸酒精溶液的体积增大,浓度不变时,一滴中纯油酸的体积增大,最终展开得到的油膜面积增大,符合题目要求,故B正确;
C.选用浓度更小的油酸酒精溶液,相同体积的一滴溶液中,纯油酸体积更小,油膜面积会更小,故C错误;
D.在已经形成的油膜上再滴入一滴溶液,容易导致油酸堆积,无法保证形成单分子油膜,不符合实验的前提假设,故D错误。
故选B。
20.利用所学知识判断下列说法正确的是( )
A.分子势能可能随着分子间距离的增大而增大
B.某气体的摩尔体积为,每个分子的体积为,则阿伏加德罗常数可表示为
C.在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中,在配制油酸酒精溶液时,不小心把酒精倒多了一点,则会导致实验测得的油酸分子直径偏小
D.在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中,在计算油膜面积时,把凡是半格左右的油膜都算成了一格,会使分子直径计算结果偏大
【答案】A
【详解】A.分子势能在分子间距离大于平衡距离时,随距离增大引力做负功,分子势能增大,故A正确;
B.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B错误;
C.在配制油酸酒精溶液时,不小心把酒精倒多了一点,则实际配制的酒精溶液浓度偏小,则导致每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积测量值偏大,分子直径的计算结果偏大,故C错误;
D.在计算油膜面积时,把凡是半格左右的油膜都算成了一格,导致计算的面积比实际面积大一些,则分子直径的计算结果偏小,故D错误。
故选A。
21.某同学在做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中,计算结果偏大,可能的原因是( )
A.计算油膜面积时,将所有不足一格的小方格算作整格
B.油酸中含有大量的酒精
C.求每滴体积时,1mL溶液的滴数多记了10滴
D.油酸未完全散开
【答案】D
【详解】某同学在做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中,计算结果偏大,根据
A.计算油膜面积时,将所有不足一格的小方格算作整格,则油膜面积S测量值偏大,使得分子直径测量值偏小,故A错误;
B.油酸中含有大量的酒精,由于油酸中的酒精会挥发和溶于水,不影响纯油酸体积V的计算,不影响分子直径的结果,故B错误;
C.求每滴体积时,1mL溶液的滴数多记了10滴,则纯油酸体积V的测量值偏小,使得分子直径测量值偏小,故C错误;
D.油酸未完全散开,则油膜面积S测量值偏小,使得分子直径测量值偏大,故D正确。
故选D。
22.(多选)以下说法正确的是( )
A.验证动量守恒定律时,两碰撞小球的质量必须相等
B.在“探究向心力大小表达式”实验中,两变速塔轮的角速度一定不能相同
C.在“用双缝干涉测量光波长”的实验中,某同学在光源调好的前提下观察时发现条纹仍比较模糊,可以左右拨动拨杆使条纹清晰
D.在“用油膜估测分子的大小”实验中,配置好的油酸酒精溶液长时间置于空气中,会导致分子直径的测量值明显偏小
【答案】CD
【详解】A.在验证动量守恒定律时,不需要两碰撞小球的质量必须相等,故A错误;
B.在探究向心力的大小与轨道半径之间的关系时,两变速塔轮的角速度应相同,故B错误;
C.在“用双缝干涉测量光波长”的实验中,条纹比较模糊时,可以通过左右拨动拨杆来调节双缝与单缝的相对位置,使条纹更加清晰,故C正确;
D.配置好的油酸酒精溶液长时间置于空气中,溶液中的酒精会挥发使得混合溶液中油酸的浓度增大。实验时,每滴溶液中油酸的实际体积增大,会形成面积更大的油膜,而在计算中使用的还是原配置浓度中一滴混合溶液含有的油酸体积,导致油酸分子直径的测量值偏小,故D正确。
故选CD。
23.(多选)关于下列实验的说法,正确的是( )
A.多用电表不使用时,应把选择开关旋转到欧姆挡的最大倍率
B.“用油膜法估测油酸分子大小”是一种通过测量宏观量来测量微观量的方法
C.在“制作门窗防盗报警装置”实验中,利用了干簧管“将门与门框的相对位置这一非电学量转换为电路通断"这一功能
D.在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,某同学发现分划板的中心刻线和条纹中心不对齐,则应左右拨动拨杆,直到对齐
【答案】BC
【详解】A.多用电表不使用时,应把选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡,A错误;
B.油膜法通过测量油酸体积(宏观量)和油膜面积(宏观量),利用计算分子直径(微观量),是通过宏观量测微观量的方法,故B正确;
C.在“制作门窗防盗报警装置”实验中,利用干簧管在磁场中的特性实现门窗防盗报警功能,在门上沿嵌入一小块永磁体,门框内与该永磁体相对的位置嵌入干簧管,并将干簧管接入报警电路,从而利用干簧管将门与门框的相对位置这一非电学量转换为电路的通断。C正确;
D.在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,某同学发现分划板的中心刻线和条纹中心不对齐,则应旋转测量头,直到对齐。故D错误。
故选BC。
24.某研究小组开展了“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验。
如图所示,为甲同学描出的油膜轮廓。
(1)已知油膜的面积约为,每油酸酒精溶液中含有纯油酸,测出50滴溶液的体积为,估算油酸分子的直径约为___________(计算结果保留一位有效数字)。
(2)(多选)实验中乙同学测得的油酸分子直径明显偏大,其原因可能有___________(填写选项前字母)。
A.水面上痱子粉撒得较多,油酸膜没有充分展开
B.油酸中含有大量酒精
C.油酸酒精溶液长时间放置,酒精挥发使溶液的浓度变大
D.求每滴油酸酒精溶液的体积时,溶液的滴数有误,少记了几滴
E.计算轮廓范围内正方形的个数时舍去了所有不足一格的方格
【答案】(1)
(2)ADE
【详解】(1)由题意知,一滴油酸酒精溶液中,含有油酸的体积为
油膜面积
故油酸分子的直径约为
(2)由分子直径可知,偏大的原因是测量偏大或测量偏小。
A.水面上痱子粉撒得较多,油酸膜没有充分展开,导致测得的油膜面积偏小,因此偏大,故A正确;
B.油酸中含有大量酒精,不会影响油膜的体积和油膜面积的测量结果,因此不影响测量结果,计算结果不会偏大,故B错误;
C.油酸酒精溶液长时间放置,酒精挥发使溶液的浓度变大,计算时仍用初始浓度值,则导致计算出的油酸体积比实际值偏小,因此偏小,故C错误;
D.求每滴油酸酒精溶液的体积时,溶液的滴数少记了几滴,则导致计算得到的一滴油酸酒精溶液中纯油酸体积偏大,因此偏大,故D正确;
E.计算轮廓范围内正方形的个数时舍去了所有不足一格的方格,则油膜的面积S偏小,因此偏大,故E正确;
故选ADE。
25.某同学在实验室用油膜法测油酸分子直径。实验主要步骤如下:
①向体积为1mL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50滴时(指同一滴),测得其体积恰好是1mL;
③先往浅盘里倒入2cm深的水,然后将痱子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边长为1cm的正方形小格坐标纸上,如图所示。
(1)该实验中,使用到的研究方法是_________。
A.等效替代法 B.理想模型法 C.微小量放大法 D.控制变量法
(2)一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积为_________mL。
(3)油酸分子直径的大小_________m。(结果保留一位有效数字)
(4)如果在“用油膜法估测分子的直径”实验中,计算结果明显偏大,可能的原因有_________。
A.油酸未完全散开
B.计算油膜面积时,将所有不足1格的方格记作1格
C.在计算一滴溶液的体积时,少算了滴数
D.配好的油酸酒精溶液长时间放置后再使用,由于酒精挥发使浓度发生了变化
【答案】(1)B
(2)
(3)
(4)AC
【详解】(1)该实验中,认为油酸分子为球形,且为单分子排列,使用到的研究方法是理想模型法。
故选B。
(2)一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积为
(3)正方形的个数约为62个,故油膜的面积约为
油酸分子直径的大小
(4)A.油酸未完全散开,则S测量值偏小,则直径测量值偏大,故A正确;
B.计算油膜面积时,将所有不足1格的方格记作1格,则S测量值偏大,则直径测量值偏小,故B错误。
C.在计算一滴溶液的体积时,少算了滴数,则滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积测量值V偏大,则直径测量值偏大,故C正确;
D.配好的油酸酒精溶液长时间后放置再使用,由于酒精挥发使实际浓度变大,则代入原标称浓度计算,结果将偏小,故D错误。
故选AC。
题型5 气体温度的微观意义、气体分子速率分布图像(共6小题)
26.一定质量的理想气体,体积保持不变。在甲、乙两个状态下,该气体分子速率分布图像如图所示。与状态甲相比,该气体在状态乙时( )
A.分子的数密度较大
B.分子间平均距离较小
C.每个分子的动能都较大
D.单位时间内分子碰撞单位面积器壁的次数较多
【答案】D
【详解】A.由图可知,乙曲线峰值向速率大的方向移动,说明乙状态温度较高,即。气体质量一定,分子总数不变,体积不变,则分子的数密度不变,故A错误;
B.由于体积和分子总数均不变,分子间的平均距离不变,故B错误;
C.温度是分子平均动能的标志,,则乙状态分子的平均动能较大,但并非每个分子的动能都较大,这是统计规律,故C错误;
D.气体压强由分子数密度和平均动能决定。数密度不变,温度升高,分子平均动能增大,平均速率增大,分子运动更剧烈,因此单位时间内分子碰撞单位面积器壁的次数较多,故D正确。
故选D。
27.下列关于分子动理论知识,说法正确的是( )
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
C.图丙为氧气分子在不同温度下的速率分布图像,由图可知状态③时的温度比状态①、②时都低
D.图丁为分子间作用力和分子势能随分子间距离变化的关系图线,其中①表示分子间作用力随分子间距离的变化关系图线,②表示分子势能随分子间距离的变化关系图线
【答案】D
【详解】A.茶叶蛋蛋清呈灰黑色,是因为酱油中的色素分子发生扩散现象进入蛋清,布朗运动是指悬浮在液体或气体中的微粒所做的无规则运动,并非分子的运动,故A错误;
B.温度是分子平均动能的标志,瓶内气体温度升高,气体分子的平均动能增加,但不是每个气体分子的动能都增加,故B错误;
C.由氧气分子在不同温度下的速率分布图像可知,温度越高,速率大的分子所占比例越大,状态③中速率大的分子所占比例比状态①、②大,所以状态③时的温度比状态①、②时都高,故C错误;
D.当分子间距离时,分子间作用力f=0,时分子间的作用力表现为引力,时分子间的作用力表现为斥力,当两个分子从无穷远处相互靠近的过程中,分子力先做正功后做负功,分子势能先减小后增大,时分子势能最小。在图丁中,①在时f=0,表示分子间作用力随分子间距离r的变化关系图线;②在时达到最小值,表示分子势能随分子间距离r的变化关系图线,故D正确。
故选D。
28.氧气分子在和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分别如图中两条曲线所示。下列说法正确的是( )
A.图中实线对应氧气分子在时的情形
B.图中实线对应氧气分子平均动能较小的情形
C.图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目
D.与时相比,时氧气分子速率出现在区间内的分子数占总分子数的百分比较大
【答案】A
【详解】A.由图可知,实线对应的分子速率分布峰值较大,即分子的平均速率较大,平均动能较大,对应较高的温度,所以实线对应氧气分子在100°C时的情形,故A正确;
B.温度是分子平均动能的标志,实线对应温度较高(100°C),所以实线对应氧气分子平均动能较大的情形,故B错误;
C.图中纵坐标表示单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比,曲线给出了任意速率区间的氧气分子数占总分子数的百分比,由于不知道总分子数,无法得出任意速率区间的氧气分子数目,故C错误;
D.由图可知,在0∼400m/s区间内,虚线(对应0°C)在实线(对应100°C)上方,说明与0°C时相比,100°C时氧气分子速率出现在0∼400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较小,故D错误。
故选A。
29.(多选)一定质量的某种理想气体,在0℃和100℃温度下气体分子的运动速率分布曲线如图所示,则下列说法正确的是( )
A.0℃温度下的图像与横轴围成的面积更大
B.100℃温度下,低速率分子占比更小,气体分子的总动能更大
C.相同体积下,0℃的气体对应的气体压强更小
D.相同体积下,100℃的气体在单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数更少
【答案】BC
【详解】A.任何温度下的图像与横轴围成的面积都相等,A错误;
B.100℃温度下,低速率分子占比更小,分子平均动能较大,故气体分子的总动能更大,B正确;
C.相同体积下,0℃的气体分子平均速率较小,气体对器壁的平均撞击力较小,则对应的气体压强较小,C正确;
D.相同体积下,100℃的气体分子平均速率较大,则在单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数更多,D错误。
故选BC。
30.(多选)关于分子动理论,下列说法正确的是( )
A.图甲为研究布朗运动时记录的三颗微粒的运动图,图中的直线表示了微粒的运动轨迹
B.图乙为氧气分子的速率分布图,由图可知状态①的温度比状态②的温度高
C.图丙中酱油分子进入鸡蛋中,这是扩散现象
D.图丁为分子势能随分子间距变化的图像,由图可知处分子势能最小且分子间作用力为零
【答案】CD
【详解】A.由于图甲中的位置是每隔一定时间记录的,所以位置的连线不能表示该微粒做布朗运动的轨迹,只能说明微粒运动的无规则性,故A错误;
B.由图乙可知,状态②速率大的氧气分子比例较大,所以状态②的温度比状态①的温度高,故B错误;
C.酱油分子进入鸡蛋中是由分子的扩散现象引起的;故C正确;
D.由丁图可知处分子势能最小,说明处分子间作用力为零,故D正确。
故选CD。
31.分子运动速率分布图像
温度越高,分子的热运动越___________大量气体分子的速率呈“___________”的规律分布。当温度升高时,速率大的分子比例比较多,平均速率较___________四、气体压强的微观解释
(1)气体压强的产生原因:大量气体分子不断撞击器壁的结果。
(2)气体的压强:器壁单位面积上受到的压力。
(3)微观解释:
①某容器中气体分子的平均速率越大,单位时间内、单位面积上气体分子与器壁的碰撞对器壁的作用力越大。
②容器中气体分子的数密度大,在单位时间内,与单位面积器壁碰撞的分子数就多,平均作用力也会较大。
【答案】 剧烈 中间多,两头少 大
【详解】[1][2][3]温度越高,分子的热运动越剧烈,大量气体分子的速率呈“中间多,两头少”的规律分布。当温度升高时,速率大的分子比例比较多,平均速率较大。
题型6 气体压强的微观意义(共6小题)
32.关于分子动理论,下列说法正确的是( )
A.分子直径的数量级约为
B.气体压强是由大量气体分子运动对容器的撞击引起的
C.俗话说破镜难重圆,说明玻璃分子间只有斥力没有引力
D.水结为冰时,部分水分子已经停止了热运动
【答案】B
【详解】A.分子直径的数量级约为,故A错误;
B.气体压强的微观本质是大量做无规则热运动的气体分子对容器壁持续、频繁的撞击产生的,故B正确;
C.分子间的引力和斥力始终同时存在,“破镜难重圆”是因为破碎后玻璃碎片间的距离远大于分子力的作用范围(约10倍分子直径),分子间作用力可忽略,并非只有斥力没有引力,故C错误;
D.分子热运动是永不停息的,水结为冰时水分子热运动的剧烈程度降低,但不会停止,故D错误。
故选B。
33.容积相同的甲、乙两个容器中,装有质量相等的氧气,两容器内的温度分别为与,氧气分子的速率分布情况如图所示。下列说法正确的是( )
A.甲容器内的温度为,乙容器内的温度为
B.甲容器中氧气分子的平均速率比乙容器的小
C.单位时间内,甲容器中氧气分子与单位面积器壁碰撞的次数比乙容器多
D.甲容器中气体的压强比乙容器大
【答案】B
【详解】A.温度是分子平均动能的标志,温度越高,分子的平均速率越大,速率分布曲线的峰值会向速率更大的方向移动,且曲线更 “矮胖”。从图中可以看出,乙的峰值位置更靠右,所以乙容器内的温度为100℃,甲容器内的温度为0℃。故A错误。
B.甲容器温度低,氧气分子的平均动能小,平均速率也小,所以甲容器中氧气分子的平均速率比乙容器的小,B正确。
C.甲容器中氧气的密度等于乙容器中氧气的密度,由于乙容器中氧气分子平均速率大,可知甲容器中氧气分子单位时间内撞击容器壁单位面积的次数小于乙容器中氧气分子单位时间内撞击容器壁单位面积的次数,故C错误。
D.甲、乙容器分子数密度相同,乙容器温度高,分子平均动能大,且乙容器中氧气分子单位时间内撞击容器壁单位面积的次数大于甲容器中氧气分子单位时间内撞击容器壁单位面积的次数,所以乙容器中气体的压强大。故D错误。
故选B。
34.下列说法正确的是( )
A.气体对器壁的压强等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力
B.气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间内作用在器壁上的平均作用力
C.气体分子热运动的平均速率减小,气体的压强一定减小
D.单位体积的气体分子数增加,气体的压强一定增大
【答案】A
【详解】AB.气体压强的定义是大量气体分子对器壁单位面积的平均作用力,故A正确,B错误;
C.气体压强取决于分子平均动能(与速率平方相关)和单位体积分子数,平均速率减小但若分子数密度增大或体积变化,压强可能不变或增大,故C错误;
D.单位体积分子数增加,若温度降低则分子平均动能减小,可知压强可能不变或减小,故D错误。
故选A。
35.(多选)2025年,我国“奋斗者”号全海深载人潜水器在马里亚纳海沟执行深潜科考任务。潜水器下潜时,外部海水温度随深度增加持续降低,舱内一密闭导热容器中封存着一定质量的理想气体,气体最终与海水达到热平衡。关于该过程,下列说法正确的是( )
A.气体分子热运动的剧烈程度减弱
B.容器内每个气体分子的运动速率都减小
C.单位时间内撞击容器壁单位面积的分子数减少
D.气体中悬浮的固体微粒越大,布朗运动越明显
【答案】AC
【详解】A. 温度是分子平均动能的宏观标志,气体温度随海水温度降低而降低,分子平均动能减小,热运动的剧烈程度减弱,故A正确;
B. 温度降低对应气体分子的平均速率减小,属于统计规律,不代表每个分子的运动速率都减小,部分分子的速率可能增大,故B错误;
C. 密闭容器体积不变,一定质量的气体单位体积内的分子数(分子数密度)不变;温度降低,分子平均速率减小,因此单位时间内撞击容器壁单位面积的分子数减少,故C正确;
D. 布朗运动的剧烈程度与微粒尺寸、温度有关:固体微粒越大,周围气体分子对其撞击的不平衡性越弱,布朗运动越不明显,故D错误。
故选AC。
36.(多选)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。
37.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7 (共7小题)
38.分子间作用力与分子间距离的关系如图所示,甲分子固定在坐标原点,乙分子从处由静止释放,然后沿轴运动,、两处的分子力大小相等,方向相反,则下列说法中正确的是( )
A.乙分子从运动到的过程中,加速度先减小后增大
B.乙分子将在和之间做往返运动
C.当时,乙分子动能最大
D.若规定无穷远处分子势能为零,则时乙分子的分子势能为正值
【答案】C
【详解】A.由图可知,乙分子从运动到的过程中,所受分子力首先为引力先增大后减小,然后为斥力一直增大,根据牛顿第二定律可知,乙分子的加速度先增大后减小再增大,故A错误;
B.根据图像面积代表做功,且乙分子从处由静止释放,可知,乙分子到达位置时动能不为零,因为乙分子从到过程分子力做正功的值大于由到过程做负功的值,故B错误;
C.乙分子从到过程分子力做正功;由到过程做负功,所以当时,乙分子动能最大,故C正确;
D.由B选项分析可知,乙分子从处由静止释放,到达位置时动能不为零,所以处的势能大于处的势能;乙分子从无穷远到过程分子力做正功,若规定无穷远处分子势能为零,则处的势能小于零,所以时乙分子的分子势能为负值,故D错误。
故选C。
39.关于分子的热运动,下列说法正确的是( )
A.由于物体被举高,组成物体的分子的分子势能增大
B.分子间的作用力为0时分子势能最小
C.同一个物体,运动时的内能一定比静止时的内能大
D.用气筒给自行车车胎打气时要用力才能压缩空气,这说明空气分子间存在斥力
【答案】B
【详解】A.分子势能由分子间的相对位置决定,物体被举高仅使宏观重力势能增大,分子间相对位置不变,分子势能不变,故A错误;
B.当分子间的作用力为0时,分子间距为平衡距离,此时无论分子间距增大还是减小,分子力均做负功、分子势能增大,因此分子间的作用力为0时分子势能最小,故B正确;
C.内能是物体内所有分子热运动动能与分子势能的总和,和物体宏观机械运动的速度无关,运动的物体仅机械能的动能更大,内能不一定更大,故C错误;
D.气体分子间距远大于平衡距离,分子间作用力可忽略,打气时费力是因为封闭气体存在压强,是大量分子频繁碰撞器壁的宏观效果,和分子斥力无关,故D错误。
故选B。
40.下列各图为教材中图像的简化示意图,则( )
A.由图甲可知,状态②的温度比状态①的温度高
B.图乙水中小炭粒每隔30s时间位置的连线表示了小炭粒做布朗运动的轨迹
C.由图丙可知,当分子间的距离r<r0分子间的作用力F>0,即表现为引力
D.由图丁可知,在r由r1变到r2的过程中分子力做正功
【答案】D
【详解】A.由图甲可知,状态①的分子速率分布曲线峰值更低且向速率大的一方偏移,说明状态①中分子的平均动能较大,其温度较高,即状态②的温度比状态①的温度低,故A错误;
B.图乙中水中小炭粒每隔30s时间位置的连线,仅仅是按时间顺序连接的离散位置点,由于布朗运动是永不停息的无规则运动,两点间的实际运动仍然是无规则的,故该折线不能表示小炭粒做布朗运动的真实轨迹,故B错误;
C.由图丙可知,横轴以上表示斥力,横轴以下表示引力,当分子间的距离时,分子间的作用力,表现为斥力,故C错误;
D.由图丁可知,当分子间距离为时分子势能最小,在由变到的过程中,分子间距逐渐增大,且由于此区间内分子间距小于平衡距离,分子间作用力表现为斥力,斥力向外,分子间距增大(即位移向外),因此分子力做正功(也可根据此过程分子势能逐渐减小,判断出分子力做正功),故D正确。
故选D。
41.2025年中国农业科学院团队研究发现,当两个农药分子在溶液中靠近时,两分子间作用力F和分子势能随分子间距离r的变化曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.当时,农药分子间作用力表现为斥力
B.当时,农药分子间作用力为零,分子势能最大
C.当,在农药分子相互远离过程中,分子间作用力一直减小
D.当,在农药分子相互靠近过程中,分子势能一直增大
【答案】D
【详解】图,横向的虚线上方表示分子间作用力为斥力,下方表示分子间作用力为引力。图,横向的虚线上方表示分子势能为正值,下方表示分子势能为负值。
A.当农药分子间距离时,分子间作用力表现为引力,所以当农药分子间距离时,分子间作用力表现为引力,故A错误;
B.当农药分子间距离时,分子间作用力为零,分子势能最小,故B错误;
C.当时,分子间作用力表现为引力,且随增大引力先增大后减小,直至趋近于零,故C错误;
D.当时,分子间的作用力表现为斥力,且随减小斥力做负功,分子势能增大,故D正确。
故选D。
42.(多选)两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示,曲线与r轴交点的横坐标为r0,相距很远的两分子在分子力作用下,由静止开始相互接近,若两分子相距无穷远时分子势能为零,下列说法正确的是( )
A.在r>r0阶段,F做正功,分子动能增大,势能减小
B.在r<r0阶段,F做负功,分子动能减小,势能也减小
C.在r=r0时,分子势能最小,动能为零
D.在r=r0时,分子势能小于零
【答案】AD
【详解】A.在r>r0阶段,位移方向与引力方向相同,因此分子力 F 做正功,分子的动能增大,分子势能减小,A正确;
B.在r<r0阶段,位移方向与斥力方向相反,分子力做负功,分子动能减小,势能增大,B错误;
C.由前两项的分析可知,在r=r0时,分子动能最大,C错误;
D.两分子相距无穷远时分子势能为零,相距很远的两分子在分子力作用下,由静止开始相互接近的过程中,分子势能减小,分子势能小于零,D正确。
故选AD 。
43.(多选)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。
44.两个水分子的势能随分子间距离变化的图像如图所示,据图分析可得__________(填“”或“”)处为分子平衡位置;当分子间距离从一直增大到的过程中,分子力的做功情况是__________(填“一直做正功”“一直做负功”或“先做正功后做负功”)。若以表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积,ρ表示在标准状态下水蒸气的密度,阿伏伽德罗常数为,则每个水分子的质量为__________。
【答案】 先做正功后做负功
【详解】[1]据图分析可得,当分子势能最小时分子力表现为零,可知处为分子平衡位置;
[2]当分子间距离从一直增大到的过程中,分子势能先减小后增加,可知分子力的做功情况是先做正功后做负功。
[3]若以表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积,ρ表示在标准状态下水蒸气的密度,阿伏伽德罗常数为,则每个水分子的质量为
题型8 分子动能(共4小题)
45.下列关于分子动理论的说法正确的是( )
A.当物体温度达到0℃时,物体内的分子将不再运动
B.分子的热运动是井然有序的
C.分子间距离增大时,分子力也增大
D.温度升高时,分子的平均动能增大
【答案】D
【详解】AB.分子在永不停息地做无规则热运动,A、B错误;
C.分子间距离增大时,分子力可能增大也可能减小,C错误;
D.温度升高,分子的平均动能增大,D正确。
故选D。
46.下列说法正确的是( )
A.已知一个水分子的体积和水蒸汽的摩尔体积,可以计算出阿伏加德罗常数
B.一定量100℃的水变成100℃的水蒸气,其分子之间的势能增加
C.布朗运动说明花粉分子在永不停息的做无规则运动
D.足球充足气后很难压缩,是因为足球内气体分子间斥力作用的结果
【答案】B
【详解】A.水蒸气分子间间隙极大,水蒸气的摩尔体积是1mol水蒸气分子整体占据的空间体积,远大于1mol水分子的实际总体积,因此仅知道单个水分子体积和水蒸气摩尔体积,无法计算阿伏加德罗常数,故A错误;
B.100℃的水变为100℃的水蒸气,温度不变,因此分子平均动能不变,该过程需要吸热,内能增加,而内能为分子动能与分子势能之和,因此分子间势能增加,故B正确;
C.布朗运动是悬浮在液体中的花粉颗粒的无规则运动,它间接反映了液体分子的无规则运动,不是花粉分子本身的运动,故C错误;
D.足球充足气后很难压缩,是因为足球内部气体压强大于外界大气压,压缩时需要克服气体的压力,气体分子间距远大于分子力作用范围,分子间斥力可以忽略,与分子斥力无关,故D错误。
故选B。
47.(多选)对于分子动理论和物体内能的理解,下列说法正确的是( )
A.温度高的物体内能不一定大,但分子平均动能一定大
B.扩散现象说明分子在永不停息地做无规则运动
C.颗粒大小一定时,温度越高,布朗运动越显著
D.当分子间的距离增大时,分子间作用力就一直减小
【答案】ABC
【详解】A.温度高的物体,分子平均动能一定大,内能不一定大,A正确;
B.扩散现象说明分子在永不停息地做无规则运动,B正确;
C.颗粒大小一定时,温度越高,布朗运动越显著,C正确;
D.当分子间的距离增大时,分子间作用力可能先增大后减小,D错误。
故选ABC。
48.物体内能的相关因素
(1)物体所含的分子总数由___________决定(填“温度”或“物质的量”或“体积”);
(2)分子热运动的平均动能与___________有关(填“温度”或“物质的量”或“体积”);
(3)分子势能与物体的___________有关(填“温度”或“物质的量”或“体积”);
【答案】 物质的量 温度 体积
【详解】(1)[1]1mol物质中含有阿伏伽德罗常数个分子,所以物体所含的分子总数由物质的量决定;
(2)[2]分子热运动的平均动能与温度有关,温度越高,分子的平均动能越大;
(3)[3]分子势能与分子间的距离有关,则分子势能与物体的体积有关。
题型9 (共6小题)
49.关于分子动理论,下列说法正确的是( )
A.布朗运动是液体分子的无规则运动
B.温度升高,所有分子的运动速率都增大
C.分子间同时存在引力和斥力,且都随距离增大而减小
D.的物体内能为零
【答案】C
【详解】A.布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动,是液体分子无规则热运动的反映,并非液体分子本身的运动,故A错误;
B.温度是分子平均动能的标志,温度升高时分子平均速率增大是统计规律,存在部分分子运动速率减小的情况,并非所有分子运动速率都增大,故B错误;
C.分子间同时存在引力和斥力,二者均随分子间距离的增大而减小,且斥力减小的速度更快,故C正确;
D.内能是物体内所有分子动能和分子势能的总和,分子永不停息做无规则热运动,任何温度下物体都具有内能,的物体内能不为零,故D错误。
故选C。
50.下列说法中正确的是( )
A.布朗运动说明液体或气体中的小颗粒所做的运动就是分子热运动
B.水凝固成冰的过程中,水分子的无规则运动不会停止
C.若水滴蒸发前后温度不变,则蒸发后的水蒸气与蒸发前的水滴内能相同
D.物体由大量分子组成,因此物体的体积等于构成该物体的所有分子的体积之和
【答案】B
【详解】A.布朗运动是悬浮在液体中的宏观固体小颗粒的无规则运动,是分子热运动的宏观反映,小颗粒是大量分子构成的宏观物体,其运动不属于分子热运动,故A错误;
B.分子永不停息做无规则热运动,与物态无关,水凝固成冰后,水分子仍在平衡位置附近做无规则振动,运动不会停止,故B正确;
C.内能是物体内所有分子动能与分子势能的总和:若水滴部分蒸发,水蒸气分子数远少于原水滴分子数,内能更小;若水滴全部蒸发为同温度水蒸气,温度不变则分子平均动能不变,但蒸发吸热、分子势能增大,同质量的水蒸气内能大于原水滴内能,两种情况内能均不相等,故C错误;
D.分子间存在间隙,物体的体积是所有分子体积与分子间隙体积的总和,不等于所有分子的体积之和(气体的间隙体积远大于分子本身体积),故D错误。
故选B。
51.如图所示,玻璃管中装入一部分水,用软木塞密封管口,再用酒精灯加热玻璃管底部至水沸腾一段时间后,玻璃管中水蒸气的压力使软木塞向上喷出。下列说法正确的是( )
A.水沸腾时,水中有一颗粒物在上下翻滚,这属于布朗运动
B.的水变成的水蒸气,分子平均动能不变,分子势能减少
C.当玻璃管内水蒸气的压强等于外界大气压强时,软木塞就会喷出
D.软木塞喷出时,管口出现“白雾”,说明气体的内能迅速减少
【答案】D
【详解】A.布朗运动,是悬浮微粒表现出的无规则运动,需在显微镜下观察,不是宏观颗粒随着水上下翻滚,故A错误;
B.的水变成的水蒸气,分子平均动能不变,但吸热使得分子势能增加,故B错误;
C.除了外界大气压力、还要考虑软木塞的重力和软木塞与管壁间的摩擦力,故当玻璃管内水蒸气的压强等于外界大气压强时软木塞不会喷出,故C错误;
D.软木塞喷出时,玻璃管内气体迅速膨胀对外做功,内能迅速减少,温度降低,水蒸气变成微小水滴,即“白雾”,故D正确。
故选D。
52.(多选)下列关于热量、功和内能的说法正确的是( )
A.热量、功都可以作为物体内能的量度
B.热量、功都可以作为物体内能变化的量度
C.热量、功、内能的单位相同
D.热量和功是由过程决定的,而内能是由物体状态决定的
【答案】BCD
【详解】AB.热量是表示在传热过程中物体内能变化多少的,而功是做功过程中物体内能变化多少的量度,选项A错误,选项B正确;
C.三者的单位都是焦耳,选项C正确;
D.热量和功是过程量,内能是状态量,选项D正确。
故选BCD。
53.(多选)关于物体的内能,下述说法中正确的是( )
A.物体的内能只与物体内分子的动能有关
B.物体内所有分子的热运动动能与分子势能的总和叫物体的内能
C.一个物体,当它的机械能发生变化时,其内能也一定发生变化
D.一个物体内能的多少与它的机械能多少无关
【答案】BD
【详解】A B.根据内能的定义可知,内能是物体内所有分子的热运动动能与分子势能的总和,故A错误,B正确;
C D.当一个物体的机械能变化时,内能不一定变化,二者没有必然联系,故C错误,D正确;
故选BD。
54.内能
(1)内能:物体中___________的热运动___________与___________的总和。
(2)普遍性:组成任何物体的分子都在做着无规则的___________,所以任何物体都具有内能。
(3)相关因素
①物体所含的分子总数由___________决定。
②分子热运动的平均动能由___________决定。
③分子势能与物体的___________有关。
故物体的内能由___________、___________、___________共同决定,同时受物态变化的影响。
【答案】 所有分子 动能 分子势能 热运动 物质的量 温度 体积 物质的量 温度 体积
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第一章 分子动理论
题型1 阿伏加德罗常数及计算(共7小题)
题型2 分子间的相互作用力和距离的的关系图像(共5小题)
题型3 与(共6小题)
题型4 (共7小题)
题型5 气体温度的微观意义、气体分子速率分布图像(共6小题)
题型6 气体压强的微观意义(共6小题)
题型7 (共7小题)
题型8 分子动能(共4小题)
题型9 (共6小题)
题型1 阿伏加德罗常数及计算(共7小题)
1.下列说法正确的是( )
A.质量相同的任何物质,分子数都相同
B.气体分子速率分布规律为“中间多,两头少”的正态分布
C.水和酒精混合后总体积变小说明液体分子间存在分子引力
D.用高倍光学显微镜能够直接看到碳原子
2.钻石中的碳原子以网状结构紧密地堆在一起,钻石是自然界中已知最硬的物质,是首饰和高强度的钻头、刻刀等的主要材料。已知碳的摩尔质量为,阿伏加德罗常数,则1克拉()的钻石中含有的原子数约为( )
A. B. C. D.
3.已知二氧化碳摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为,在海面处容器内二氧化碳气体的密度为ρ,在深海中,二氧化碳浓缩成近似固体的硬胶体。若二氧化碳固体分子的体积为,则该容器内二氧化碳气体全部变成硬胶体后体积约为原来体积的( )
A. B. C. D.
4.(多选)阿伏伽德罗常数NA,铝的摩尔质量为M,铝的密度为ρ,则下列说法正确的是( )
A.铝所含原子数为
B.铝所含原子数为
C.1个铝原子的质量为
D.1个铝原子所占的体积为
5.(多选)若以V表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积,ρ表示在标准状态下水蒸气的密度,M表示水的摩尔质量,M0表示一个水分子的质量,V0表示一个水分子的体积,NA表示阿伏加德罗常数,则下列关系式中正确的是:
A. B. C. D.
6.轿车在发生一定强度的碰撞时,安全气囊打开,产生气体(假设都是氮气)充入导热效果良好的气囊。已知氮气充入后安全气囊的容积为V,氮气密度为ρ,氮气的摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为,假设安全气囊充气前体积可忽略不计,求:
(1)充气后,该气囊中氮气分子的总个数;
(2)充气后,该气囊中氮气分子间的平均距离。
7.吸烟有害健康,拒绝烟草是一个中学生时刻要提醒自己的行为准则。人正常呼吸一次吸入气体的体积约为,若一位吸烟者一根烟大约吸10次,在标准状况下,空气的摩尔体积为,可认为吸入烟的体积等于呼出烟的体积,阿伏加德罗常数为。
(1)估算每吸一根烟被污染的空气分子数(结果保留两位有效数字);
(2)一位不吸烟者与一位吸烟者共处的密闭空间,吸烟者吸完一根烟,不吸烟者呼吸一次大约吸入多少个被污染过的空气分子(结果保留两位有效数字)。
题型2 分子间的相互作用力和距离的的关系图像(共5小题)
8.将一个分子P固定在O点,另一个分子Q从图中的A点由静止释放,两分子之间的作用力与间距关系的图像如图所示,则下列说法错误的是( )
A.分子Q由A运动到C的过程中,先加速再减速
B.分子Q在C点时速度最大
C.分子Q在C点时加速度大小为零
D.分子Q由A点释放后运动到C点左侧的过程中,加速度先增大后减小再增大
9.对于分子动理论和物体内能的理解,下列说法正确的是( )
A.温度越高,物体每个分子运动速率一定越快
B.扩散现象说明分子在永不停息地做无规则运动
C.温度一定时,颗粒大小越大,布朗运动越显著
D.当分子间的距离增大时,分子间作用力就一直减小
10.如图所示,纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小,横坐标表示两个分子的距离,图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系,e为两曲线的交点,则下列说法正确的是( )
A.ab为斥力曲线,cd为引力曲线,e点横坐标的数量级为
B.ab为引力曲线,cd为斥力曲线,e点横坐标的数量级为
C.若两个分子间距离大于e点的横坐标,则分子间作用力表现为斥力
D.若两个分子间距离大于e点的横坐标,且间距增大时,则分子力的合力增大
11.(多选)当分子间距离时,分子间引力和斥力恰好平衡,若使分子间距离从逐渐变为(),在这一变化过程中,下列说法中可能正确的是( )
A.分子间引力比分子间斥力减小得快,分子力增大
B.分子间引力比分子间斥力减小得快,分子力减小
C.分子间斥力比分子间引力减小得快,分子力增大
D.分子间斥力比分子间引力减小得快,分子力减小
12.(多选)如图所示,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分子间距离关系图像如图。现把乙分子从r3处由静止释放,则( )
A.乙分子从r3到r1,所受甲分子的作用力一直向左
B.乙分子从r3到r2过程中表现为引力,从r2到r1过程中表现为斥力
C.乙分子从r3到r1过程中,两分子间作用力先增大后减小
D.乙分子从r3到距离甲分子最近的位置过程中,两分子间作用力先减小后增大
题型3 与(共6小题)
13.关于布朗运动中花粉颗粒的受力情况及其运动规律,以及扩散现象中的统计特性,下列描述符合物理事实的是( )
A.花粉颗粒在某时刻受到的液体分子撞击力的合力一定不为零,且方向始终指向颗粒运动的方向
B.颗粒越小、温度越高,布朗运动越剧烈,这是因为小颗粒同一时刻受到的分子撞击次数少,受力不平衡性更显著
C.扩散现象表明分子间存在斥力,墨水分子是因为受到周围水分子的斥力才被“推”向远处的
D.只要时间足够长,扩散现象最终会使墨水分子均匀分布,此时水分子将停止运动,系统达到“死寂”状态
14.春天,池塘边的花朵在风的作用下,把花粉撒入水中。如图所示,是花粉微粒不同时刻在显微镜下的图像,下列说法正确的是( )
A.花粉颗粒做布朗运动的轨迹是规则的 B.温度越高,花粉颗粒做布朗运动越不明显
C.花粉颗粒越大,布朗运动越明显 D.花粉颗粒做布朗运动是因为周围水分子的热运动
15.图(a)和图(b)是关于布朗运动和扩散现象的两幅图,下列叙述正确的是( )
A.扩散现象的快慢仅和温度有关
B.扩散现象的成因是分子间存在斥力
C.图(a)说明布朗运动是由微粒在液体中受到液体分子撞击引起的
D.布朗运动是液体分子的运动,它说明分子永不停息地做无规则运动
16.(多选)1827年的某一天,英国植物学家布朗在实验室用显微镜观察悬浮在水中上的花粉颗粒,发现这些细小的花粉在做无规则运动,后来他又用上百年的植物标本、无生命的无机物粉末等进行实验,都观察到了微粒的无规则运动,后人把这一现象称为布朗运动。下列关于布朗运动的说法中正确的是( )
A.布朗运动表明花粉颗粒具有生物活性
B.布朗运动是指固体微粒的无规则运动
C.温度越高,固体颗粒越大,布朗运动越剧烈
D.布朗运动是液体分子或气体分子对固体颗粒碰撞不均衡造成的
17.(多选)图(a)和图(b)是教材中关于布朗运动的两幅图,下列叙述正确的是( )
A.图(a)中的折线是记录微粒布朗运动的轨迹
B.图(a)中的折线是按等间隔时间依次记录的运动微粒位置的连线
C.图(b)说明布朗运动是由微粒在液体中受到液体分子撞击引起的
D.图(b)说明微粒越大,液体分子沿各方向撞击它的数量越多,布朗运动越明显
18.新型冠状病毒可通过高浓度气溶胶颗粒传播,气溶胶传播是指含有病毒的飞沫在空气悬浮过程中逐渐失去水分而形成飞沫核,飞沫核可以以气溶胶的形式在空气中漂浮、移动,形成远距离传播。粒径小于的飞沫核容易被人体吸入,致使远处的人吸入后产生感染。粒径小于的飞沫核的运动是___________(填“分子的热运动”或“布朗运动”);飞沫核的尺寸越___________(填“大”或“小”),其运动越激烈。
题型4 (共7小题)
19.在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中,如图所示,用注射器向水面上滴一滴油酸酒精溶液,发现油膜面积较小,为了保证实验效果,下列措施合理的是( )
A.再多撒些痱子粉 B.更换针头较粗的注射器
C.选用浓度更小的油酸酒精溶液 D.在油膜上再滴入一滴油酸酒精溶液
20.利用所学知识判断下列说法正确的是( )
A.分子势能可能随着分子间距离的增大而增大
B.某气体的摩尔体积为,每个分子的体积为,则阿伏加德罗常数可表示为
C.在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中,在配制油酸酒精溶液时,不小心把酒精倒多了一点,则会导致实验测得的油酸分子直径偏小
D.在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中,在计算油膜面积时,把凡是半格左右的油膜都算成了一格,会使分子直径计算结果偏大
21.某同学在做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中,计算结果偏大,可能的原因是( )
A.计算油膜面积时,将所有不足一格的小方格算作整格 B.油酸中含有大量的酒精
C.求每滴体积时,1mL溶液的滴数多记了10滴 D.油酸未完全散开
22.(多选)以下说法正确的是( )
A.验证动量守恒定律时,两碰撞小球的质量必须相等
B.在“探究向心力大小表达式”实验中,两变速塔轮的角速度一定不能相同
C.在“用双缝干涉测量光波长”的实验中,某同学在光源调好的前提下观察时发现条纹仍比较模糊,可以左右拨动拨杆使条纹清晰
D.在“用油膜估测分子的大小”实验中,配置好的油酸酒精溶液长时间置于空气中,会导致分子直径的测量值明显偏小
23.(多选)关于下列实验的说法,正确的是( )
A.多用电表不使用时,应把选择开关旋转到欧姆挡的最大倍率
B.“用油膜法估测油酸分子大小”是一种通过测量宏观量来测量微观量的方法
C.在“制作门窗防盗报警装置”实验中,利用了干簧管“将门与门框的相对位置这一非电学量转换为电路通断"这一功能
D.在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,某同学发现分划板的中心刻线和条纹中心不对齐,则应左右拨动拨杆,直到对齐
24.某研究小组开展了“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验。
如图所示,为甲同学描出的油膜轮廓。
(1)已知油膜的面积约为,每油酸酒精溶液中含有纯油酸,测出50滴溶液的体积为,估算油酸分子的直径约为___________(计算结果保留一位有效数字)。
(2)(多选)实验中乙同学测得的油酸分子直径明显偏大,其原因可能有___________(填写选项前字母)。
A.水面上痱子粉撒得较多,油酸膜没有充分展开
B.油酸中含有大量酒精
C.油酸酒精溶液长时间放置,酒精挥发使溶液的浓度变大
D.求每滴油酸酒精溶液的体积时,溶液的滴数有误,少记了几滴
E.计算轮廓范围内正方形的个数时舍去了所有不足一格的方格
25.某同学在实验室用油膜法测油酸分子直径。实验主要步骤如下:
①向体积为1mL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50滴时(指同一滴),测得其体积恰好是1mL;
③先往浅盘里倒入2cm深的水,然后将痱子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边长为1cm的正方形小格坐标纸上,如图所示。
(1)该实验中,使用到的研究方法是_________。
A.等效替代法 B.理想模型法 C.微小量放大法 D.控制变量法
(2)一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积为_________mL。
(3)油酸分子直径的大小_________m。(结果保留一位有效数字)
(4)如果在“用油膜法估测分子的直径”实验中,计算结果明显偏大,可能的原因有_________。
A.油酸未完全散开
B.计算油膜面积时,将所有不足1格的方格记作1格
C.在计算一滴溶液的体积时,少算了滴数
D.配好的油酸酒精溶液长时间放置后再使用,由于酒精挥发使浓度发生了变化
题型5 气体温度的微观意义、气体分子速率分布图像(共6小题)
26.一定质量的理想气体,体积保持不变。在甲、乙两个状态下,该气体分子速率分布图像如图所示。与状态甲相比,该气体在状态乙时( )
A.分子的数密度较大 B.分子间平均距离较小
C.每个分子的动能都较大 D.单位时间内分子碰撞单位面积器壁的次数较多
27.下列关于分子动理论知识,说法正确的是( )
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
C.图丙为氧气分子在不同温度下的速率分布图像,由图可知状态③时的温度比状态①、②时都低
D.图丁为分子间作用力和分子势能随分子间距离变化的关系图线,其中①表示分子间作用力随分子间距离的变化关系图线,②表示分子势能随分子间距离的变化关系图线
28.氧气分子在和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分别如图中两条曲线所示。下列说法正确的是( )
A.图中实线对应氧气分子在时的情形
B.图中实线对应氧气分子平均动能较小的情形
C.图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目
D.与时相比,时氧气分子速率出现在区间内的分子数占总分子数的百分比较大
29.(多选)一定质量的某种理想气体,在0℃和100℃温度下气体分子的运动速率分布曲线如图所示,则下列说法正确的是( )
A.0℃温度下的图像与横轴围成的面积更大
B.100℃温度下,低速率分子占比更小,气体分子的总动能更大
C.相同体积下,0℃的气体对应的气体压强更小
D.相同体积下,100℃的气体在单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数更少
30.(多选)关于分子动理论,下列说法正确的是( )
A.图甲为研究布朗运动时记录的三颗微粒的运动图,图中的直线表示了微粒的运动轨迹
B.图乙为氧气分子的速率分布图,由图可知状态①的温度比状态②的温度高
C.图丙中酱油分子进入鸡蛋中,这是扩散现象
D.图丁为分子势能随分子间距变化的图像,由图可知处分子势能最小且分子间作用力为零
31.分子运动速率分布图像
温度越高,分子的热运动越___________大量气体分子的速率呈“___________”的规律分布。当温度升高时,速率大的分子比例比较多,平均速率较___________四、气体压强的微观解释
(1)气体压强的产生原因:大量气体分子不断撞击器壁的结果。
(2)气体的压强:器壁单位面积上受到的压力。
(3)微观解释:
①某容器中气体分子的平均速率越大,单位时间内、单位面积上气体分子与器壁的碰撞对器壁的作用力越大。
②容器中气体分子的数密度大,在单位时间内,与单位面积器壁碰撞的分子数就多,平均作用力也会较大。
题型6 气体压强的微观意义(共6小题)
32.关于分子动理论,下列说法正确的是( )
A.分子直径的数量级约为
B.气体压强是由大量气体分子运动对容器的撞击引起的
C.俗话说破镜难重圆,说明玻璃分子间只有斥力没有引力
D.水结为冰时,部分水分子已经停止了热运动
33.容积相同的甲、乙两个容器中,装有质量相等的氧气,两容器内的温度分别为与,氧气分子的速率分布情况如图所示。下列说法正确的是( )
A.甲容器内的温度为,乙容器内的温度为
B.甲容器中氧气分子的平均速率比乙容器的小
C.单位时间内,甲容器中氧气分子与单位面积器壁碰撞的次数比乙容器多
D.甲容器中气体的压强比乙容器大
34.下列说法正确的是( )
A.气体对器壁的压强等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力
B.气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间内作用在器壁上的平均作用力
C.气体分子热运动的平均速率减小,气体的压强一定减小
D.单位体积的气体分子数增加,气体的压强一定增大
35.(多选)2025年,我国“奋斗者”号全海深载人潜水器在马里亚纳海沟执行深潜科考任务。潜水器下潜时,外部海水温度随深度增加持续降低,舱内一密闭导热容器中封存着一定质量的理想气体,气体最终与海水达到热平衡。关于该过程,下列说法正确的是( )
A.气体分子热运动的剧烈程度减弱
B.容器内每个气体分子的运动速率都减小
C.单位时间内撞击容器壁单位面积的分子数减少
D.气体中悬浮的固体微粒越大,布朗运动越明显
36.(多选)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
37.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7 (共7小题)
38.分子间作用力与分子间距离的关系如图所示,甲分子固定在坐标原点,乙分子从处由静止释放,然后沿轴运动,、两处的分子力大小相等,方向相反,则下列说法中正确的是( )
A.乙分子从运动到的过程中,加速度先减小后增大
B.乙分子将在和之间做往返运动
C.当时,乙分子动能最大
D.若规定无穷远处分子势能为零,则时乙分子的分子势能为正值
39.关于分子的热运动,下列说法正确的是( )
A.由于物体被举高,组成物体的分子的分子势能增大
B.分子间的作用力为0时分子势能最小
C.同一个物体,运动时的内能一定比静止时的内能大
D.用气筒给自行车车胎打气时要用力才能压缩空气,这说明空气分子间存在斥力
40.下列各图为教材中图像的简化示意图,则( )
A.由图甲可知,状态②的温度比状态①的温度高
B.图乙水中小炭粒每隔30s时间位置的连线表示了小炭粒做布朗运动的轨迹
C.由图丙可知,当分子间的距离r<r0分子间的作用力F>0,即表现为引力
D.由图丁可知,在r由r1变到r2的过程中分子力做正功
41.2025年中国农业科学院团队研究发现,当两个农药分子在溶液中靠近时,两分子间作用力F和分子势能随分子间距离r的变化曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.当时,农药分子间作用力表现为斥力
B.当时,农药分子间作用力为零,分子势能最大
C.当,在农药分子相互远离过程中,分子间作用力一直减小
D.当,在农药分子相互靠近过程中,分子势能一直增大
42.(多选)两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示,曲线与r轴交点的横坐标为r0,相距很远的两分子在分子力作用下,由静止开始相互接近,若两分子相距无穷远时分子势能为零,下列说法正确的是( )
A.在r>r0阶段,F做正功,分子动能增大,势能减小
B.在r<r0阶段,F做负功,分子动能减小,势能也减小
C.在r=r0时,分子势能最小,动能为零
D.在r=r0时,分子势能小于零
43.(多选)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
44.两个水分子的势能随分子间距离变化的图像如图所示,据图分析可得__________(填“”或“”)处为分子平衡位置;当分子间距离从一直增大到的过程中,分子力的做功情况是__________(填“一直做正功”“一直做负功”或“先做正功后做负功”)。若以表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积,ρ表示在标准状态下水蒸气的密度,阿伏伽德罗常数为,则每个水分子的质量为__________。
题型8 分子动能(共4小题)
45.下列关于分子动理论的说法正确的是( )
A.当物体温度达到0℃时,物体内的分子将不再运动
B.分子的热运动是井然有序的
C.分子间距离增大时,分子力也增大
D.温度升高时,分子的平均动能增大
46.下列说法正确的是( )
A.已知一个水分子的体积和水蒸汽的摩尔体积,可以计算出阿伏加德罗常数
B.一定量100℃的水变成100℃的水蒸气,其分子之间的势能增加
C.布朗运动说明花粉分子在永不停息的做无规则运动
D.足球充足气后很难压缩,是因为足球内气体分子间斥力作用的结果
47.(多选)对于分子动理论和物体内能的理解,下列说法正确的是( )
A.温度高的物体内能不一定大,但分子平均动能一定大
B.扩散现象说明分子在永不停息地做无规则运动
C.颗粒大小一定时,温度越高,布朗运动越显著
D.当分子间的距离增大时,分子间作用力就一直减小
48.物体内能的相关因素
(1)物体所含的分子总数由___________决定(填“温度”或“物质的量”或“体积”);
(2)分子热运动的平均动能与___________有关(填“温度”或“物质的量”或“体积”);
(3)分子势能与物体的___________有关(填“温度”或“物质的量”或“体积”);
题型9 (共6小题)
49.关于分子动理论,下列说法正确的是( )
A.布朗运动是液体分子的无规则运动
B.温度升高,所有分子的运动速率都增大
C.分子间同时存在引力和斥力,且都随距离增大而减小
D.的物体内能为零
50.下列说法中正确的是( )
A.布朗运动说明液体或气体中的小颗粒所做的运动就是分子热运动
B.水凝固成冰的过程中,水分子的无规则运动不会停止
C.若水滴蒸发前后温度不变,则蒸发后的水蒸气与蒸发前的水滴内能相同
D.物体由大量分子组成,因此物体的体积等于构成该物体的所有分子的体积之和
51.如图所示,玻璃管中装入一部分水,用软木塞密封管口,再用酒精灯加热玻璃管底部至水沸腾一段时间后,玻璃管中水蒸气的压力使软木塞向上喷出。下列说法正确的是( )
A.水沸腾时,水中有一颗粒物在上下翻滚,这属于布朗运动
B.的水变成的水蒸气,分子平均动能不变,分子势能减少
C.当玻璃管内水蒸气的压强等于外界大气压强时,软木塞就会喷出
D.软木塞喷出时,管口出现“白雾”,说明气体的内能迅速减少
52.(多选)下列关于热量、功和内能的说法正确的是( )
A.热量、功都可以作为物体内能的量度
B.热量、功都可以作为物体内能变化的量度
C.热量、功、内能的单位相同
D.热量和功是由过程决定的,而内能是由物体状态决定的
53.(多选)关于物体的内能,下述说法中正确的是( )
A.物体的内能只与物体内分子的动能有关
B.物体内所有分子的热运动动能与分子势能的总和叫物体的内能
C.一个物体,当它的机械能发生变化时,其内能也一定发生变化
D.一个物体内能的多少与它的机械能多少无关
54.内能
(1)内能:物体中___________的热运动___________与___________的总和。
(2)普遍性:组成任何物体的分子都在做着无规则的___________,所以任何物体都具有内能。
(3)相关因素
①物体所含的分子总数由___________决定。
②分子热运动的平均动能由___________决定。
③分子势能与物体的___________有关。
故物体的内能由___________、___________、___________共同决定,同时受物态变化的影响。
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