第38讲 分子动理论内能 跟踪训练 -2027届高三物理一轮复习

**基本信息** 聚焦分子动理论与内能核心考点，通过基础对点、综合提升、培优加强三级训练，构建从微观量估算到分子力与能量关系的递进式知识逻辑，强化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| |----|-----------|----------|----------| |基础对点练|9题（3对点）|微观量估算（结合阿伏加德罗常数）、扩散与布朗运动辨析（现象解释）、分子力与势能分析（图像应用）|从微观量计算（物质观念）到分子运动现象（运动与相互作用观念）再到分子力与能量关系（能量观念），层层递进| |综合提升练|3题|实际情境应用（晶须断裂、大气层估算）、分子力与势能综合分析|关联宏观现象与微观本质，强化科学推理与模型建构| |培优加强练|1题|分子运动模拟（速度-位置图像分析）|深化能量守恒与分子相互作用规律的综合应用，培养质疑创新能力|

第38讲 分子动理论　内能 跟踪训练 基础对点练 1． 选择题： 对点1　微观量的估算 1.阿伏加德罗常数是NA，铜的摩尔质量为M，铜的密度为ρ，则下列说法不正确的是(　　) A.1 m3铜所含的原子数目是 B.1个铜原子的质量是 C.1个铜原子占有的体积是 D.m kg铜所含有的原子数目是mNA 2.肺活量检测是中学生体质检测中的一项重要内容。肺活量指一次尽力吸气后，再尽力呼出的气体量。在某次体质检测中发现某男同学肺活量为3 500 mL，在呼出的气体中水蒸气大约占总体积的6%。已知此时水蒸气的密度ρ＝0.6 kg/m3，水蒸气的摩尔质量M＝18 g/mol，阿伏加德罗常数NA＝6×1023 mol－1。关于该学生这次呼出气体的说法正确的是(　　) A.水蒸气的体积为2.1×10－3 m3 B.含有的水分子的物质的量为0.07 mol C.含有的水分子的数量为4.2×1021个 D.含有的水蒸气的质量为1.26×10－2 g 3.(多选)已知阿伏加德罗常数为NA，某液体的摩尔质量为M，该液体的密度为ρ，各量单位为国际单位制，则下列叙述中正确的是(　　) A.1 kg该液体所含的分子个数是 B.1个该液体分子的质量是 C.1个该液体分子占有的空间体积是 D.该液体的摩尔体积是 对点2　扩散现象　布朗运动与分子热运动 4.如图所示，二氧化氮气体的密度大于空气的密度，当抽掉玻璃板一段时间后，两个瓶子内颜色逐渐变得均匀。针对上述现象，下列说法正确的是(　　) A.此现象能说明分子间存在相互作用的引力 B.此现象与“扫地时灰尘飞扬”的成因相同 C.颜色变得相同后，瓶中气体分子停止运动 D.颜色变得相同后，上方瓶中气体密度比空气大 5.关于下列四幅图像说法正确的是(　　) A.对甲图，加热一锅水时发现水中的胡椒粉在翻滚，说明温度越高布朗运动越剧烈 B.对乙图，半杯水与半杯酒精混合之后的总体积要小于整个杯子的容积，说明液体分子之间有间隙 C.对丙图，自由膨胀和扩散现象都具有双向可逆性 D.对丁图，扩散现象不能在固体之间发生 6.图甲是三颗微粒做布朗运动的位置连线图，图乙是氧气分子速率分布图，图丙是分子势能以及分子之间作用力随分子间距变化的示意图，图丁是弹簧测力器向上拉一块贴在水面的玻璃，下列说法正确的是(　　) A.甲图中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显 B.乙图中，温度升高，所有氧气分子的速率都增大 C.丙图中，在0~r0范围内，随着r的增大，分子势能先减小后增大，分子力减小 D.丁图中贴于水面上的玻璃很难被拉起是因为分子引力的缘故 对点3　分子力、分子势能、平均动能和内能 7.如图所示，设有一分子位于图中的坐标原点O处不动，另一分子可位于x轴上不同位置处，图中纵坐标表示这两个分子间分子力的大小，则(　　) A.分子在x0左侧受引力作用，在x0右侧受斥力作用 B.分子在x0左侧的受力一定大于在x0右侧的受力 C.分子在x0处加速度为0，速度也为0 D.分子在x0右侧由静止释放，向左运动的过程中速度先增大后减小到0 8.(多选)1 g 100 ℃的水与1 g 100 ℃的水蒸气相比较，下述说法中正确的是(　　) A.分子的平均动能与分子的总动能相同 B.分子的平均动能相同，分子的总动能不同 C.分子的总动能相同，但分子的势能总和不同 D.内能相同 9.(多选)如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子沿x轴运动，两分子间的分子势能Ep与两分子间距离x的关系如图所示。图中分子势能的最小值为－E0，若两分子所具有的总能量为零，则下列说法正确的是(　　) A.乙分子在P点(x＝x2)时，加速度最大 B.乙分子在P点(x＝x2)时，动能为E0 C.乙分子在Q点(x＝x1)时，处于平衡状态 D.乙分子的运动范围为x≥x1 综合提升练 1． 选择题： 10.晶须是一种发展中的高强度材料，它是一些非常细的、非常完整的丝状(横截面为圆形)晶体。现有一根铁质晶须，直径为d，用大小为F的力恰好将它拉断，断面呈垂直于轴线的圆形。已知铁的密度为ρ，铁的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则拉断过程中相邻铁原子之间的相互作用力是(　　) A. B. C. D. 11.(多选)已知地球大气层的厚度h远小于地球半径R，空气的平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，地面处大气压强为p0，重力加速度大小为g。由此可估算得(　　) A.地球大气层空气分子总数为 B.地球大气层空气分子总数为 C.空气分子之间的平均距离为 D.空气分子之间的平均距离为 12.(多选)如图所示，将甲分子固定于坐标原点O处，乙分子放置于r轴上距离O点很远的r4处，r1、r2、r3为r轴上的三个特殊的位置，甲、乙两分子间的作用力F和分子势能Ep随两分子间距离r的变化关系分别如图中两条曲线所示，设两分子间距离很远时，Ep＝0。现把乙分子从r4处由静止释放，下列说法中正确的是(　　) A.虚线为Ep－r图线，实线为F－r图线 B.当分子间距离r<r2时，甲、乙两分子间作用力表现为斥力，且斥力随r减小而减小 C.乙分子从r4到r2做加速度先增大后减小的加速运动，从r2到r1做加速度增大的减速运动 D.乙分子从r4到r1的过程中，分子势能先增大后减小，在r1位置时分子势能最小 培优加强练 13.用电脑软件模拟两个相同分子在仅受分子力作用下的运动。将两个质量均为m的A、B分子从x轴上的－x0和x0处由静止释放，如图甲所示。其中B分子的速度v随位置x的变化关系如图乙所示。取无穷远处势能为零，下列说法正确的是(　　) A.A、B间距离为x1时分子力为零 B.A、B间距离为2(x1－x0)时分子力为零 C.A、B系统的分子势能最小值为mm D.释放时A、B系统的分子势能为m 参考答案： 1.答案　D解析　1 m3铜含有的原子数目为，根据ρ＝，得，故A正确;1个铜原子的质量为m＝，故B正确;1个铜原子占有的体积为V0＝，故C正确;m kg铜所含有的原子数目为，故D错误。 2.答案　C解析　一次呼出的水蒸气的体积V水＝6%V＝6%×3 500×10－6 m3＝2.1×10－4 m3，A错误;一次呼出的水蒸气的质量m＝ρV水＝0.6×2.1×10－4 kg＝1.26×10－4 kg＝0.126 g，D错误;含有的水分子的物质的量n＝ mol＝0.007 mol，B错误;含有的水分子的个数N＝nNA＝0.007×6×1023个＝4.2×1021个，C正确。 3.答案　ACD解析　1 kg该液体的物质的量为，所含分子数目n＝NA·，A正确;每个分子的质量m0＝，B错误;每个分子所占空间V0＝，C正确;该液体的摩尔体积为，D正确。 4.答案　D解析　此现象属于扩散现象，是分子无规则运动的结果，不能说明分子间存在相互作用的引力，故A错误;扫地时灰尘飞扬，属于机械运动，不是扩散现象，所以成因不同，故B错误;分子运动永不停息，故C错误;二氧化氮气体的密度大于空气的密度，颜色变得相同后，上方瓶中因有二氧化氮气体，所以密度比空气大，故D正确。 5.答案　B解析　布朗运动用肉眼观察不到，对甲图，加热一锅水时发现水中的胡椒粉在翻滚，不是布朗运动，而是翻滚的水带动的运动，不能说明温度越高布朗运动越剧烈，故A错误;对乙图，半杯水与半杯酒精混合之后的总体积要小于整个杯子的容积，说明液体分子之间有间隙，故B正确;对丙图，自由膨胀和扩散现象都具有单向性，不具有双向可逆性，故C错误;对丁图，扩散现象也能在固体之间发生，故D错误。 6.答案　D解析　微粒越小，布朗运动越明显，故A错误;温度升高，氧气分子的平均速率增大，不是每一个氧气分子速率都增大，故B错误;从丙图看出0~r0范围内，随着r的增大，分子势能减小，分子力减小，故C错误;贴于水面上的玻璃很难被拉起是因为分子引力的缘故，故D正确。 7.答案　D解析　在x0处F＝0，即x0为平衡位置，则分子在x0左侧表现为斥力作用，在x0右侧表现为引力作用，所以在x0右侧由静止释放分子，分子先向左加速后向左减速，直到在x0左侧某处速度减为0，A错误，D正确;由题图可知，分子在x0左侧的受力不一定大于在x0右侧的受力，B错误;分子在x0处受力为0，加速度为0，但速度不为0，C错误。 8.答案　AC解析　温度相同，说明水和水蒸气的分子平均动能相同，又因为1 g水和1 g水蒸气的分子数相同，因而它们的分子总动能相同，A正确，B错误;当100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气时，要吸收热量，内能增加，由于分子的总动能相同，所以分子的势能总和变大，C正确，D错误。 9.答案　BD解析　乙分子在P点(x＝x2)时，分子势能最小，可知该点分子力为零，加速度为零，即加速度最小，故A错误;乙分子在P点时分子势能为－E0，且两分子所具有的总能量为零，则其动能为E0，故B正确;乙分子在P点时，处于平衡状态，故C错误;当x<x1时分子势能为正，总能量为零，动能应为负，是不可能的，因此乙分子的运动范围为x≥x1，故D正确。 10.答案　C解析　铁的摩尔体积V＝，单个分子的体积V0＝，又V0＝πr3，所以分子的半径r＝×，分子的最大截面积S0＝πr2＝，铁质晶须的横截面上的分子数n＝，拉断过程中相邻铁原子之间的相互作用力F0＝，故C正确。 11.答案　AD解析　大气压强由大气层空气的重力产生，即mg＝p0S＝p0·4πR2，则地球大气层空气分子总数为N＝NA＝，A正确，B错误;大气层中空气的体积为V＝4πR2h，则空气分子之间的平均距离为d＝，C错误，D正确。 12.答案　AC解析　当分子间的距离等于平衡位置的距离时，分子势能最小，所以虚线为分子势能图线(Ep－r图线)，实线为分子间的作用力图线(F－r图线)，故A正确;当r<r2时，甲、乙两分子间作用力表现为斥力，随r减小而增大，故B错误;乙分子从r4到r2分子间的作用力(表现为引力)先增大后减小，根据牛顿第二定律知，乙分子做加速度先增大后减小的加速运动，乙分子从r2到r1分子间的作用力(表现为斥力)一直增大，根据牛顿第二定律知，乙分子做加速度增大的减速运动，故C正确;根据分子势能图线可知，乙分子从r4到r1的过程中，分子势能先减小后增大，在r2位置时分子势能最小，故D错误。 13.答案　D解析　由题图可知，B分子在x0~x1过程中做加速运动，说明开始时两分子间作用力为斥力，在x1处速度最大，加速度为0，即两分子间的作用力为0，根据运动的对称性可知，此时A、B分子间的距离为2x1，故A、B错误;由题图可知，两分子运动到无穷远处的速度为v2，在无穷远处的总动能为2×m＝m，由题意可知，无穷远处的分子势能为0，由能量守恒定律可知，释放时A、B系统的分子势能为m，故D正确;由能量守恒定律可知，当两分子速度最大即动能最大时，分子势能最小，则最小分子势能为Epmin＝m－2×m＝m－m，故C错误。 学科网（北京）股份有限公司 $