2023年高考物理一轮复习课时练36《分子动理论 内能》(含答案详解)

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2023年高考物理一轮复习课时练36《分子动理论 内能》一 、选择题1.根据分子动理论，分子间同时存在着相互作用的引力和斥力，并具有分子势能。当分子间距离减小时，下列说法正确的是(　　)A.分子间引力一定增大B.分子间斥力一定减小C.分子势能一定增大D.引力和斥力的合力一定增大2.下列说法正确的是(　　)A.质量、温度都相同的氢气和氧气，分子平均动能不相同B.分子热运动越剧烈，物体内每个分子的动能越大C.悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动就越明显D.只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出每个分子的体积3.甲和乙两个分子，设甲固定不动，乙从无穷远处(此时分子间的分子力可忽略，取分子势能为0)逐渐向甲靠近直到不能再靠近的过程中(　　)A.分子间的引力和斥力都在减小B.分子间作用力的合力一直增大C.分子间的作用力先做负功后做正功D.分子势能先减小后增大4.雾霾天气是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述，是特定气候条件与人类活动相互作用的结果。雾霾中，各种悬浮颗粒物形状不规则，但可视为密度相同、直径不同的球体，并且PM10、PM2.5分别表示球体直径小于或等于10 μm、2.5 μm的颗粒物(PM是颗粒物的英文缩写)。某科研机构对北京地区的检测结果表明，在静稳的雾霾天气中，近地面高度百米的范围内，PM10的浓度随高度的增加略有减小，大于PM10的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小，且两种浓度分布基本不随时间变化。据此材料，以下叙述正确的是(　　)A.PM10表示直径小于或等于1.0×10－6 m的悬浮颗粒物B.PM10受到的空气分子作用力的合力始终大于其受到的重力C.PM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动D.PM2.5的浓度随高度的增加逐渐增大5.如图所示，用细线将一块玻璃板水平地悬挂在弹簧测力计下端，并使玻璃板贴在水面上，然后缓慢提起弹簧测力计，在玻璃板脱离水面的一瞬间，弹簧测力计读数会突然增大，主要原因是(　　)A.水分子做无规则热运动B.玻璃板受到大气压力作用C.水与玻璃间存在万有引力作用D.水与玻璃间存在分子引力作用6.做布朗运动实验，得到某个观测记录如图所示。图中记录的是(　　)A.分子无规则运动的情况B.某个微粒做布朗运动的轨迹C.某个微粒做布朗运动的速度—时间图线D.按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线 7. (多选)两个分子相距r1时，分子力表现为引力，相距r2时，分子力表现为斥力，则(　　)A.相距r1时，分子间没有斥力存在B.相距r2时的斥力大于相距r1时的斥力C.相距r2时，分子间引力和斥力同时存在D.相距r1时的引力大于相距r2时的引力E.由题意知r1>r28. (多选)下列有关热现象和内能的说法中正确的是(　　)A.把物体缓慢举高，其机械能增加，内能不变B.盛有气体的容器做加速运动时，容器中气体的内能必定会随之增大C.电流通过电阻后电阻发热，它的内能增加是通过“做功”方式实现的D.分子间引力和斥力相等时，分子势能最大E.分子间引力和斥力相等时，分子势能最小9. (多选)一般情况下，分子间同时存在分子引力和分子斥力。若在外力作用下两分子的间距达到不能再靠近时，固定甲分子不动，乙分子可自由移动，则去掉外力后，当乙分子运动到很远时，速度为v，则在乙分子的运动过程中(乙分子的质量为m)(　　)A.乙分子的动能变化量为mv2B.分子力对乙分子做的功为mv2C.分子引力比分子斥力多做的功为mv2D.分子斥力比分子引力多做的功为mv2E.乙分子克服分子力做的功为mv210. (多选)某气体的摩尔质量为Mmol，摩尔体积为Vmol，密度为ρ，每个分子的质量和体积分别为m和V0，则阿伏加德罗常数NA可表示为(　　)A.NA=      B.NA=      C.NA=        D.NA=11. (多选)分子力比重力、引力等要复杂得多，分子势能跟分子间的距离的关系也比较复杂。图示为分子势能与分子间距离的关系图象，用r0表示分子引力与分子斥力平衡时的分子间距，设r→∞时，Ep＝0，则下列说法正确的是  (　　)A.当r＝r0时，分子力为零，Ep＝0B.当r＝r0时，分子力为零，Ep为最小C.当r0<r<10r0时，Ep随着r的增大而增大D.当r0<r<10r0时，Ep随着r的增大而减小E.当r<r0时，Ep随着r的减小而增大12. (多选)下列五幅图分别对应五种说法，正确的是(　　)A.小草上的露珠呈球形是由于液体表面张力的作用B.分子间的距离为r0时，分子势能处于最小值C.微粒运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动D.食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的E.猛推活塞，密闭的气体温度升高，压强变大，外界对气体做正功三 、实验题13.测量分子大小的方法有很多，如油膜法、显微法。(1)在“用油膜法估测分子大小”的实验中，用移液管量取0.25 mL油酸，倒入标注250 mL的容量瓶中，再加入酒精后得到250 mL的溶液。然后用滴管吸取这种溶液，向空小量筒中滴入100滴溶液，溶液的液面达到量筒中1  mL的刻度，再用滴管取配好的油酸溶液，向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下2滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜，如图甲所示，坐标格的正方形大小为2 cm×2 cm。由图可以估算出油膜的面积是______cm2，由此估算出油酸分子的直径是________m(结果保留一位有效数字)。(2)如图乙是用扫描隧道显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片。这个量子围栏是由48个铁原子在铜的表面排列成直径为1.43×10－8 m的圆周而组成的，由此可以估算出铁原子的直径约为________m(结果保留两位有效数字)。四 、计算题14.空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器(铜管)液化成水，经排水管排走，空气中水分越来越少，人会感觉干燥。某空调工作一段时间后，排出液化水的体积V＝1.0×103 cm3。已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3、摩尔质量M＝1.8×10－2  kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023 mol－1。试求：(结果均保留一位有效数字)(1)该液化水中含有水分子的总数N；(2)一个水分子的直径d。15.很多轿车为了改善夜间行驶时的照明问题，在车灯的设计上选择了氙气灯，因为氙气灯灯光的亮度是普通灯灯光亮度的3倍，但是耗电量仅是普通灯的一半，氙气灯使用寿命则是普通灯的5倍，很多车主会选择含有氙气灯的汽车，若氙气充入灯头后的容积V=1.6 L，氙气密度ρ=6.0 kg/m3。已知氙气摩尔质量M=0.131 kg/mol，阿伏加德罗常数NA=6×1023 mol－1。试估算：(结果保留一位有效数字)(1)灯头中氙气分子的总个数N；(2)灯头中氙气分子间的平均距离。
0.答案解析1.答案为：A解析：分子之间的引力和斥力都随分子间距离的减小而增大，故A正确，B错误；当r>r0时，分子间作用力表现为引力，分子间距离减小时，分子力做正功，分子势能减小，C错误；当r>r0时，随着分子间距离的减小，分子力先增大后减小，当r<r0时，随着分子间距离的减小，分子力一直增大，故D错误。2.答案为：C解析：温度是分子平均动能的标志，温度相同，则分子平均动能相同，故A选项错误。分子热运动的剧烈程度是针对大量分子的统计规律而言的，并不能说明每一个分子的运动情况，分子运动越剧烈，物体内每个分子的动能并不是都越大，B选项错误。由气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数可以算出一个气体分子平均所占的体积，但是得不到气体分子的体积，D选项错误。固体微粒越小，液体分子对其撞击越不易平衡，其运动状态越容易改变，布朗运动就越明显，C选项正确。3.答案为：D解析：分子间的引力和斥力都随分子之间距离的减小而增大，故A错误。开始时两分子相距无穷远，分子力可视为0；当两分子之间的距离大于r0且小于10r0时，分子力表现为引力，并且随距离的减小，先增大后减小；当分子间距小于r0时，分子力为斥力，随分子距离的减小而增大，故B错误。开始时由于两分子之间的距离无穷大，分子力可忽略不计，分子力不做功；当两分子间距离大于r0小于10r0时，分子力为引力，靠近时分子力做正功，分子势能减少；当分子间距小于r0时，分子力为斥力，靠近时分子力做负功，分子势能增加，故C错误，D正确。4.答案为：C；解析：PM10直径小于或等于10 μm，即1.0×10－5 m，选项A错误；PM10悬浮在空中，表明空气分子作用力的合力与其重力平衡，选项B错误；PM10和大悬浮颗粒物的大小符合做布朗运动的条件，选项C正确；据题中材料不能判断PM2.5浓度随高度的增加而增大，选项D错误。5.答案为：D；解析：弹簧测力计读数会突然增大的主要原因是：水与玻璃间存在分子引力作用，选项D正确。6.答案为：D解析：图中记录的是某个微粒在等时间间隔的位置连线，并不是微粒的运动轨迹，也不是做布朗运动的速度—时间图线，因此B、C选项都错误，D选项正确。该图反应了液体分子的无规则运动情况，但它并不是分子无规则运动的情况，A选项错误。 7.答案为：BCE；解析：分子间的相互作用力由引力和斥力两部分组成，这两种力同时存在，实际的分子力是引力和斥力的合力，故A错误，C正确；分子间的引力和斥力都随着分子间距离的增加而减小，故相距为r2时分子间的斥力大于相距为r1时的斥力，相距r2时分子间的引力大于相距r1时的引力，故B正确，D错误；两个分子相距为r1时，分子间的相互作用力表现为引力，相距为r2时，表现为斥力，故r1>r2，E正确。8.答案为：ACE；解析：把物体缓慢举高，外力做功，其机械能增加，由于温度不变，物体内能不变，选项A正确；物体的内能与物体做什么性质的运动没有直接关系，选项B错误；电流通过电阻后电阻发热，是通过电流“做功”的方式改变电阻内能的，选项C正确；根据分子间作用力的特点，当分子间距离等于r0时，引力和斥力相等，不管分子间距离从r0增大还是减小，分子间作用力都做负功，分子势能都增大，故分子间距离等于r0时分子势能最小，选项D错误，E正确。9.答案为：ABD；解析：当甲、乙两分子间距离最小时，两者都处于静止状态，当乙分子运动到分子力的作用范围之外时，乙分子不再受力，此时速度为v，故在此过程中乙分子的动能变化量为mv2，A正确；在此过程中，分子斥力始终做正功，分子引力始终做负功，即W合=W斥－W引，由动能定理得W斥－W引=mv2，故分子斥力比分子引力多做的功为mv2，B、D正确。10.答案为：AB；解析：阿伏加德罗常数NA===，其中V为每个气体分子所占有的体积，而V0是气体分子的体积，故C错误；D中ρV0不是气体分子的质量，因而也是错误的。故选A、B。11.答案为：BCE解析：由Ep­r图象可知，r＝r0时，Ep最小，再结合F­r图象知此时分子力为0，则A项错误，B项正确；结合F­r图象可知，在r0<r<10r0内分子力表现为引力，在间距增大过程中，分子力做负功，分子势能增大，则C项正确，D项错误；结合F­r图象可知，在r<r0时分子力表现为斥力，在间距减小过程中，分子力做负功，分子势能增大，则E项正确。12.答案为：ABE解析：小草上的露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，选项A正确；分子间的距离为r0时，分子的引力与斥力相等，分子势能处于最小值，选项B正确；微粒不是分子，而是分子团，故它的运动不是物质分子的无规则热运动，选项C错误；食盐晶体的物理性质沿各个方向并不都是一样的，故选项D错误；猛推活塞，密闭的气体温度升高，压强变大，外界对气体有力，并且气体在力的方向上移动距离，故外力对气体做正功，选项E正确。三 、实验题13.答案为：(1)256　8×10－10　(2)9.4×10－10解析：(1)数油膜的正方形格数，大于等于半格的算一格，小于半格的舍去，得到油膜的面积S＝格数×2 cm×2 cm＝256 cm2，溶液浓度为η＝×100%＝0.1%，每滴溶液所含油酸的体积为 mL×0.1%＝1×10－5 cm3，2滴溶液中所含油酸体积为V＝2×10－5 cm3，油膜厚度即油酸分子的直径是d＝≈8×10－10 m。(2)直径为1.43×10－8 m的圆周周长为D＝πd，可以估算出铁原子的直径约为d′＝＝ m≈9.4×10－10 m。四 、计算题14.解：(1)水的摩尔体积为Vm＝＝ m3/mol＝1.8×10－5 m3/mol，水分子数N＝＝≈3×1025个。(2)建立水分子的球模型有＝πd3得水分子直径d＝＝ m≈4×10－10 m。15.解：(1)设氙气的物质的量为n，则n=，氙气分子的总数N=NA≈4×1022个。(2)每个氙气分子所占的空间为V0=设氙气分子间平均距离为a，则有V0=a3，即a= ≈3×10－9 m。