适用于新教材2024版高考物理一轮总复习课时规范练67

课时规范练67

基础对点练

1.(分子动理论)(2022北京海淀考试)陆游在诗作《村居书喜》中写道“花气袭人知骤暖,鹊声穿树喜新晴”。从物理视角分析诗词中“花气袭人”的主要原因是(　　)

A.气体分子之间存在着空隙

B.气体分子在永不停息地做无规则运动

C.气体分子之间存在着相互作用力

D.气体分子组成的系统具有分子势能

答案 B

解析 从物理视角分析,“花气袭人”的主要原因是气体分子在永不停息地做无规则运动,B正确。

2.(分子动理论)(人教版教材选择性必修第三册P6T3改编)下列关于布朗运动的说法正确的是(　　)

A.布朗运动就是分子的无规则运动

B.布朗运动证明,组成固体小颗粒的分子在做无规则运动

C.一锅水中撒一点胡椒粉,加热时发现水中的胡椒粉在翻滚,这说明温度越高布朗运动越激烈

D.在显微镜下可以观察到煤油中小粒灰尘的布朗运动,这说明煤油分子在做无规则运动

答案 D

解析 布朗运动是指悬浮于液体(或气体)中的固体小颗粒(肉眼看不到)受液体(或气体)分子碰撞不平衡而表现出来的无规则运动,它是液体(或气体)分子无规则运动的表现,D正确。

3.(分子运动速率分布规律)(多选)(2022辽宁抚顺测试)氧气分子在0 ℃和100 ℃的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.图中两条曲线下的面积相等

B.图中虚线对应氧气分子平均动能较小的情形

C.图中实线对应氧气分子在100 ℃时的情形

D.与0 ℃时相比,100 ℃时氧气分子速率出现在0~400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大

答案 ABC

解析 两条曲线下的面积均表示各单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比之和,即均为100%,故A项正确;温度越高,分子平均动能越大,对同一种分子也可以说分子平均速率越大,即速率大的分子数占比越大,故B、C项正确;与0℃时相比,100℃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,D项错误。

4.(分子模型)(多选)下列三幅图的有关说法正确的是(　　)

A.分子间距离为r0时,分子间不存在引力和斥力

B.分子间距离小于r0时,分子间距离减小,斥力增大,引力减小,分子力表现为斥力

C.水面上的单分子油膜,在测量分子直径d大小时可把分子当作球形处理

D.食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布,具有空间上的周期性

答案 CD

解析 当分子间距离为r0时,分子间存在引力和斥力,且大小相等,所以分子力整体的效果为0,故A错误;分子间距离小于r0时,分子间距离减小,斥力和引力都增大,但引力增大得慢,所以分子力表现为斥力,故B错误;水面上的单分子油膜,在测量油酸分子直径d的大小时把分子当作球形处理,故C正确;晶体具有点阵结构, 食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布,具有空间上的周期性,故D正确。

5.(布朗运动)(多选)小张在显微镜下观察水中悬浮的细微粉笔末的运动。从A点开始,他把粉笔末每隔20 s的位置记录在坐标纸上,依次得到B、C、D等这些点,把这些点连线形成如图所示的折线图。关于该粉笔末的运动,下列说法正确的是(　　)

A.该折线图是粉笔末的运动轨迹

B.粉笔末的无规则运动反映了水分子的无规则运动

C.经过B点后10 s,粉笔末应该在BC的中点处

D.粉笔末由B到C的平均速度小于由C到D的平均速度

答案 BD

解析 该折线图不是粉笔末的实际运动轨迹,分子运动是无规则的,故A错误;粉笔末受到水分子的碰撞,做无规则运动,所以粉笔末的无规则运动反映了水分子的无规则运动,故B正确;由于运动的无规则性,所以经过B点后10s,不知道粉笔末在哪个位置,故C错误;任意两点之间的时间间隔是相等的,所以位移越大,则平均速度就越大,故粉笔末由B到C的平均速度小于由C到D的平均速度,故D正确。

6.(内能)(多选)气态的N2可视为理想的气体,对于一定质量的N2在不同物态下的内能,下列说法正确的是(　　)

A.固态的N2熔化为同温度的液态N2时内能增大

B.固态的N2熔化为同温度的液态N2时,由于分子力做负功将分子动能转化为分子势能,即其内能保持不变

C.液态N2汽化为同温度的气体时内能增大

D.气态的N2温度升高时,内能因所有分子动能增大而增大

答案 AC

解析 固态的N2熔化为同温度的液态N2时,分子平均动能不变,分子势能增大,其内能增大,A正确,B错误;液态N2汽化为同温度的气体时,因为分子的平均动能只与物体的温度有关,所以N2的分子平均动能不变,而分子势能增大,即内能增大,C正确;气态的N2温度升高时,分子的平均动能增大,但并不是所有分子的动能都增大,D错误。

7.(分子模型大小分析)用可以把长度放大600倍的显微镜观察布朗运动,放大后观察到的小炭粒的体积V=0.1×10-9 m3,炭的密度ρ=2.25×103 kg/m3,摩尔质量M=12 g/mol,阿伏加德罗常数NA=6.0×1023 mol-1,则小炭粒所含分子数为　　　　　个(结果保留一位有效数字)。由此可知布朗运动　　　　　(选填“是”或“不是”)分子的运动。 

答案 5×1010　不是

解析 用可以把长度放大600倍的显微镜可以把小炭粒的体积放大n=6003=2.16×108倍,故小炭粒的实际体积V0=,小炭粒的质量m=ρV0,1mol小炭粒中含有的分子数为NA,由以上各式可得N=,代入数据得N=5×1010个。可见每一个小炭粒都含有大量的分子,由此可知,布朗运动不是分子的运动。

素养综合练

8.(多选)下列关于温度及内能的说法正确的是(　　)

A.物体的内能不可能为零

B.温度高的物体比温度低的物体内能大

C.一定质量的某种物质,即使温度不变,内能也可能发生变化

D.内能不相同的物体,它们的分子平均动能可能相同

答案 ACD

解析 内能是物体内所有分子无规则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,所以内能永不为零,故A正确;物体的内能除与温度有关外,还与物体的种类、物体的质量、物体的体积有关,温度高的物体的内能可能比温度低的物体内能大,也可能与温度低的物体内能相等,也可能低于温度低的物体的内能,故B错误;一定质量的某种物质,即使温度不变,内能也可能发生变化,比如零摄氏度的冰熔化为零摄氏度的水,内能增加,故C正确;内能与温度、体积、物质的多少等因素有关,而分子平均动能只与温度有关,故内能不同的物体,它们分子热运动的平均动能可能相同,故D正确。

9.(多选)如图所示,用F表示两分子间的作用力,Ep表示分子间的分子势能,两个分子之间的距离由10r0变为r0的过程中(　　)

A.F不断增大 B.F先增大后减小

C.Ep不断减小 D.Ep先增大后减小

答案 BC

解析 分子间的作用力是矢量,其正负不表示大小;分子势能是标量,其正负表示大小。读取题图信息知,两个分子之间的距离由10r0变为r0的过程中,F先增大后减小至0,Ep则不断减小,选项B、C正确,A、D错误。

10.右图是氧气分子在不同温度下的速率分布规律图,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,由图可知(　　)

A.同一温度下,氧气分子呈现“中间多,两头少”的分布规律

B.随着温度的升高,每一个氧气分子的速率都增大

C.随着温度的升高,氧气分子中速率小的分子所占的比例增大

D.①状态的温度比②状态的温度高

答案 A

解析 同一温度下,中等速率的氧气分子数所占的比例大,即氧气分子呈现“中间多,两头少”的分布规律,A正确。温度升高使得氧气分子的平均速率增大,不一定每一个氧气分子的速率都增大,B错误。随着温度的升高,氧气分子中速率大的分子所占的比例增大,从而使分子平均动能增大,C错误。由题图可知,②中速率大的分子所占比例较大,说明②对应的分子平均动能较大,故②对应的温度较高,D错误。

11.空调在制冷过程中,室内水蒸气接触蒸发器(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=6.0×1023mol-1。试求:(结果均保留一位有效数字)

(1)排出的水中含有水分子的总数N;

(2)一个水分子的直径d。

答案 (1)3×1025　(2)4×10-10 m

解析 (1)水的摩尔体积为V0=m3/mol=1.8×10-5m3/mol,水分子个数N==3×1025。

(2)建立水分子的球体模型有d3,可得水分子直径d==4×10-10m。