第37讲 分子动理论内能 专项训练 -2027届高三物理一轮复习

**基本信息** 以“微观建模-现象辨析-规律应用”为主线，系统整合分子动理论核心考点，通过分层训练落实物理观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |微观量估算|3题|利用摩尔体积/质量与阿伏加德罗常数关联，建立球体/立方体模型|从微观量（分子体积、质量）到宏观量（密度、摩尔体积）的定量推导| |扩散与布朗运动|2题|现象本质辨析：扩散是分子运动，布朗运动是微粒运动|通过生活实例（花香、雾霾）建立分子热运动与宏观现象的联系| |气体分子速率与压强|2题|温度与分子平均动能的对应关系，压强微观解释（分子数密度、碰撞力）|结合气温变化曲线分析分子速率分布与压强变化的内在逻辑| |分子力与内能|4题|分子力与分子势能关系图像分析，内能变化的能量转化视角|从分子间相互作用（斥力/引力）到势能变化，再到内能综合判断| |综合提升|2选择+1计算|生活情境（酒精挥发、气球漏气）中的能量与分子运动分析|融合状态变化与内能变化，强化科学推理与模型应用|

第37讲 分子动理论　内能 专项训练 基础对点练 1． 选择题： 对练1　微观量估算的两种建模方法 1.若以V1、ρ1表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积和密度，以V2、ρ2表示水的摩尔体积和密度，M表示水的摩尔质量，NA表示阿伏加德罗常数，则下列关系式中正确的是(　　) A.一个水分子的体积为 B.一个水分子的体积为 C.一个水分子的质量为 D.一个水分子的质量为 2.浙江大学高分子系高超教授的课题组制备出了一种超轻气凝胶，它刷新了目前世界上最轻材料的记录，弹性和吸油能力令人惊喜。这种固态材料密度仅为空气密度的，气凝胶的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则下列说法不正确的是(　　) A.a千克气凝胶所含分子数N=NA B.气凝胶的摩尔体积Vmol= C.每个气凝胶分子的体积V0= D.每个气凝胶分子的直径d= 3.(2026·江苏南通期中)轿车在发生一定强度的碰撞时，利用叠氮化钠爆炸产生气体充入气囊。若气体充入后安全气囊的容积V，囊中气体密度ρ，已知气体摩尔质量M，阿伏加德罗常数NA，则(　　) A.气囊中气体的物质的量为 B.每个分子的质量为 C.每个气体分子平均占有的空间体积为 D.气体分子的直径为 对点2　扩散现象、布朗运动与分子热运动 4.南宋爱国诗人陆游的《村居书喜》中有名句“花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新晴”，描写了鸟语花香的山村美景，流露出诗人欢欣喜悦之情。对于花香扑鼻，下列说法正确的是(　　) A.由于花粉颗粒在空中运动，使人们闻到了花香 B.温度越高，分子热运动越剧烈，空气中的花香扩散得越慢 C.空气中的花香向外扩散是由于分子之间存在斥力 D.空气中的花香向外扩散，说明分子永不停息地做无规则运动 5.如图描绘了一颗悬浮微粒受到周围液体分子撞击的情境，以下关于布朗运动的说法正确的是(　　) A.悬浮微粒越大，液体分子撞击作用的不平衡性表现得越明显 B.布朗运动就是液体分子的无规则运动 C.悬浮微粒的无规则运动，是悬浮微粒分子的无规则运动的结果 D.液体温度越高，悬浮微粒运动越剧烈 对点3　气体分子速率分布　气体压强的微观解释 6.夜间由于气温降低，汽车轮胎内的气体压强变低。与白天相比夜间轮胎内的气体(　　) A.分子的平均动能更小 B.单位体积内分子的个数更少 C.所有分子的运动速率都更小 D.分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力更大 7.某地某天的气温变化趋势如图甲所示，细颗粒物(PM2.5等)的污染程度为中度，出现了大范围的雾霾。在11:00和14:00的空气分子速率分布曲线如图乙所示，横坐标v表示速率区间，纵坐标表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比。下列说法正确的是(　　) A.细颗粒物在大气中的漂移是布朗运动 B.9:00时的空气分子平均速率比10:00时的小 C.图乙中实线表示14:00时的空气分子速率分布曲线 D.单位时间内空气分子对细颗粒物的平均撞击次数，12:00时比14:00时多 对点4　分子力、分子势能、平均动能和内能 8.(2025·山东卷)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r0时分子势能Ep为零，则(　　) A.只有r大于r0时，Ep为正 B.只有r小于r0时，Ep为正 C.当r不等于r0时，Ep为正 D.当r不等于r0时，Ep为负 9.(2026·江苏镇江期末)甲、乙两图表示两分子之间的分子力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系(取无穷远处分子势能Ep=0)。下列说法正确的是(　　) A.图甲表示分子势能与分子间距离的关系 B.当r=r0时，分子势能为零 C.两分子从相距r=r0开始，随着分子间距离的增大，分子力先减小，然后一直增大 D.两分子在相互靠近的过程中，在r>r0阶段，F做正功，分子动能增加，分子势能减少 综合提升练 1． 选择题： 10.生活中常用乙醇喷雾消毒液给房间消毒，其主要成分是酒精，则下列说法正确的是(　　) A.喷洒消毒液后，会闻到淡淡的酒精味，这是酒精分子做布朗运动的结果 B.酒精由液态挥发成同温度的气态的过程中，其分子的平均动能不变 C.酒精由液态挥发成同温度的气态的过程中，内能不变 D.酒精由液态挥发成同温度的气态的过程中，热运动速率大的分子数占总分子数的百分比减小 11.如图，绝热密闭容器中有一个气球，气球内、外为温度相同的同种理想气体。已知膨胀的气球内部压强总是大于外部压强，且随气球体积的增大而减小。现气球因某种原因缓慢漏气，与漏气前相比(　　) A.气球外部气体的压强保持不变 B.气球外部气体分子平均动能增加 C.气球内部所有气体分子的动能都增加 D.气球内部气体的分子速率分布图峰值将向左移 二．计算题： 12.(2026·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1 mol的水分解可得到1 mol氢气，1 mol氢气完全燃烧可以放出约为2.9×105 J的能量，阿伏加德罗常数NA=6.02×1023 mol-1，水的摩尔质量为1.8×10-2 kg/mol。求: (1)1 g水分解后得到的氢气分子总数; (2)1 g水分解后得到的氢气完全燃烧所放出的能量(结果均保留2位有效数字)。 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。取无限远处分子势能为零，下列说法正确的是(　　) A.A、B间距离为x1时分子力为零 B.释放时A、B系统的分子势能为m C.A、B间距离为2(x1-x0)时分子力为零 D.A、B系统的分子势能最小值为m-m 参考答案： 1.答案　B解析　一个水分子的体积V0=，故A错误，B正确;一个水分子的质量m0===，故C、D错误。 2.答案　D解析　a千克气凝胶的物质的量n=，分子数N=nNA=NA，故A正确;气凝胶的摩尔体积Vmol=，故B正确;每个气凝胶分子的体积V0==，故C正确;分子体积V0==，解得d=，故D错误。 3.答案　B解析　气囊中气体的物质的量n==，故A错误;每个分子的质量m=，故B正确;气体的摩尔体积V0=，则每个气体分子平均占有的空间体积V'==，故C错误;由于气体分子间距非常大，故根据气体分子平均占据空间无法计算分子体积及分子直径，故D错误。 4.答案　D解析　由于分子不停地做无规则运动，因此花香向外扩散，使人们闻到了花香，故A、C错误，D正确;温度越高，分子热运动越剧烈，空气中的花香扩散得越快，故B错误。 5.答案　D解析　悬浮微粒越大，同一时刻撞击微粒的液体分子数越多，液体分子对微粒的撞击作用的不平衡性表现得越不明显，故A错误;布朗运动是悬浮在液体中微粒的无规则运动，是由于液体分子对微粒撞击力不平衡造成的，故B、C错误;液体温度越高，液体分子做无规则运动越剧烈，液体分子对悬浮微粒的撞击越剧烈，悬浮微粒运动越剧烈，故D正确。 6.答案　A解析　夜间气温低，分子的平均动能更小，但不是所有分子的运动速率都更小，故A正确，C错误;由于汽车轮胎内的气体压强变低，则轮胎会略微被压瘪，单位体积内分子的个数更多，分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力更小，故B、D错误。 7.答案　C解析　细颗粒物在大气中的漂移是气流的作用，不是布朗运动，故A错误;温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大，平均速率越大，速率大的分子所占比例越大，9:00时的温度比10:00时的高，则9:00时的平均速率比10:00时的大;14:00时的温度比11:00时的温度高，则题图乙中实线表示14:00时的空气分子速率分布曲线，故B错误，C正确;14:00时的温度比12:00时的温度高，空气分子平均速率大，单位时间内空气分子对细颗粒物的平均撞击次数多，故D错误。 8.答案　C解析　根据题图可知，当r=r0时，分子间作用力为0，当r>r0时，分子间作用力表现为引力，当0<r<r0时，分子间作用力表现为斥力，所以随着分子间距离接近r0，分子间作用力做正功，当r=r0时，分子势能最小，为0，所以当r不等于r0时，分子势能Ep为正，C正确。 9.答案　D解析　当r=r0时，分子势能最小，但不为零，此时分子力为零，所以题图乙表示分子势能与分子间距离的关系，故A、B错误;由题图甲可知，两分子从相距r=r0开始，随着分子间距离的增大，分子力先增大，然后一直减小，故C错误;在r>r0阶段，分子力表现为引力，两分子在相互靠近的过程中，分子力F做正功，分子动能增加，分子势能减少，故D正确。 10.答案　B解析　喷洒乙醇消毒液后，会闻到淡淡的酒精味，这是扩散现象，是酒精分子做无规则运动的结果，而布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动，故A错误;温度是分子平均动能的标志，则酒精由液态挥发成同温度的气态的过程中，其分子的平均动能不变，故B正确;酒精由液态挥发成同温度的气态的过程中，分子平均动能不变，但是分子势能变大，则内能增加，故C错误;酒精由液态挥发成同温度的气态的过程中，温度不变，则热运动速率大的分子数占总分子数的比例不变，故D错误。 11.答案　B解析　气球漏气，气球外部气体分子数密度增大，则气球外部气体压强增大，故A错误;气球漏气，其体积减小，气球弹性势能减少，转化为容器系统的内能，容器内系统温度升高，所以气球外部气体的平均动能增加，故B正确;温度升高，气体的分子平均动能增加，但并非所有气体分子的动能都增加，故C错误;温度升高，分子平均速率增大，所以气体的分子速率分布图峰值将向右移，故D错误。 12.答案　(1)3.3×1022个　(2)1.6×104 J 解析　(1)1 g水分解后得到的氢气分子总数 N=NA=×6.02×1023个=3.3×1022个。 (2)1 g水分解后得到的氢气完全燃烧所放出热量 Q=E=×2.9×105 J=1.6×104 J。 13.答案　B解析　由题图乙可知，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、C错误;由题图乙可知，两分子运动到无限远处的速度为v2，在无限远处的总动能为2×m=m，由题意可知，无限远处的分子势能为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B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Epmin=m-2×m=m-m，故D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $