2024春高中物理第一章分子动理论专练1分子动理论的运用（人教版选择性必修第三册）

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专练一　分子动理论的运用1．从冰箱中拿出的空瓶，一段时间后瓶塞弹出，其原因是(　　)A．瓶内气体分子数增加B．瓶内所有气体分子的运动都更剧烈C．瓶塞所受合外力变小D．瓶塞受瓶内气体分子的作用力变大【答案】D【解析】瓶子是密封的，所以瓶内气体分子数不增加，A错误；温度是分子的平均动能的标志，当瓶子拿出冰箱一段时间后瓶内气体的温度升高，瓶内气体分子的平均动能增大，但不是每一个分子的平均动能都增大，即不是瓶内所有气体分子的运动都更剧烈，B错误；瓶子外是大气，大气压没有变化，所以瓶塞所受外力不变，而瓶内气体的温度升高而体积不变，由理想气体状态方程可知，瓶内气体的压强将增大，瓶塞合外力变大，瓶塞被弹出，C错误；瓶内气体的温度升高而体积不变，由理想气体状态方程可知，瓶内气体的压强将增大，所以瓶塞所受气体分子的平均作用力变大，瓶塞被弹出，D正确．2．用单分子油膜法估测油酸分子(视为球体)的直径后，若已知阿伏加德罗常数，则能算出(　　)A．油滴的体积 B．油酸的摩尔体积C．油滴的质量 D．油酸的摩尔质量【答案】B【解析】用油膜法测出分子直径后，可算出单个油酸分子的体积，乘以阿伏加德罗常数即得油酸的摩尔体积．故选B．3．关于物体的内能，下列叙述中不正确的是(　　)A．温度高的物体比温度低的物体内能大B．物体的内能不可能为零C．内能不相同的物体，它们的分子平均动能可能相同D．物体的内能与物体的温度、体积、物态和分子数有关【答案】A【解析】温度是分子平均动能的标志，温度高只能表明分子平均动能大，而总的分子动能还与分子数有关，另外内能包括分子动能和分子势能，分子势能与物体的体积有关，因此不能简单地说温度高的物体比温度低的物体内能大，物体的内能与物体的温度、体积、物态和分子数都有关，A错误，D正确；由于分子永不停息地做无规则运动，分子动能不可能为零，因此物体的内能不可能为零，B正确；内能包括分子动能和分子势能，温度相同，分子的平均动能相同，但分子势能不一定相同，因此内能有可能不同，比如0 ℃的冰融化成0 ℃的水，内能增加，C正确．故不正确的选A．4．分子力F随分子间距离r的变化如图所示，将两分子从相距r＝r2处释放，仅考虑这两个分子间的作用，下列说法正确的是(　　)A．从r＝r2到r＝r0，分子间引力增大、斥力减小B．从r＝r2到r＝r1，分子力的大小先减小后增大C．从r＝r2到r＝r0，分子势能一直减小D．从r＝r2到r＝r1，分子动能一直增大【答案】C【解析】从r＝r2到r＝r0，分子间引力、斥力都在增加，但斥力增加得更快，故A错误；由图可知，在r＝r0时分子力为零，故从r＝r2到r＝r1分子力先增大后减小再增大，B错误；分子势能在r＝r0时最小，故从r＝r2到r＝r0分子势能一直在减小，C正确；从r＝r2到r＝r1分子力先做正功后做负功，故分子动能先增大后减小，D错误．5．某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示，图中f(v)表示v处单位速率区间的分子数百分率，三条曲线所对应的温度分别为TⅠ、TⅡ、TⅢ，则(　　)A．TⅠ＞TⅡ＞TⅢ B．TⅢ＞TⅡ＞TⅠC．TⅡ＞TⅠ，TⅡ＞TⅢ D．TⅠ＝TⅡ＝TⅢ【答案】B【解析】温度越高分子热运动越激烈，分子运动激烈是指速率大的分子所占的比例大，图Ⅲ腰最粗，速率大的分子比例最大，温度最高；图Ⅰ温度最低，B正确．6．关于分子动理论的知识，下列说法正确的是(　　)　　　　　　A．图甲“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，应先滴油酸酒精溶液，再撒痱子粉B．图乙为水中炭粒运动位置的连线图，连线表示炭粒做布朗运动的轨迹C．图丙为分子力与分子间距的关系，分子间距从r0增大时，分子势能一直变大D．图丁为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线①对应的温度较高【答案】C【解析】“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，应先撒痱子粉，再滴油酸酒精溶液，否则很难形成单分子油膜，A错误；图乙中的折线是炭粒在不同时刻的位置的连线，并不是炭粒的运动轨迹，也不是分子的运动轨迹，由图可以看出小炭粒在不停地做无规则运动，B错误；根据分子力与分子间距的关系图，可知分子间距从r0增大时，分子力表现为引力，分子力做负功，则分子势能增大，C正确；由图丁可知，②中速率大分子占据的比例较大，则说明②对应的平均动能较大，故②对应的温度较高，故D错误．7．如图为一定质量的某种气体在两个确定的温度下，其分子速率的分布情况．由图分析，下列说法错误的是(　　)A．两种温度下的分子速率都呈“中间多、两头少”的分布B．分子速率最大的分子数占的比例最大C．图中的T1＜T2D．温度越高，分子热运动越剧烈【答案】B【解析】由图可知两种温度下的分子速率都呈“中间多、两头少”的分布，A正确，不符合题意；由图可知，随着分子速率的增加，分子数占比先增大后减小，B错误，符合题意；由图可知，T1分子速率大的占比比T2小，因此T1＜T2，C正确，不符合题意；温度升高，分子速率大的占比增加，从而使分子平均动能增加，分子热运动也就越剧烈，D正确，不符合题意．8．如图所示，假设甲分子(未画出)固定在原点O处静止不动，乙分子(未画出)位于Ox某位置处，两条曲线分别表示分子间引力和斥力的大小随两分子间距离x的变化关系，E为两曲线的交点．取无穷远处的分子势能为零．下列判断不正确的是(　　)A．x＝x0时分子间作用力为零B．x＜x0时分子力表现为引力C．x从x0逐渐增大，分子力先增大后减小D．x从x0逐渐增大，分子势能逐渐增大【答案】B【解析】由图发现，x＝x0时分子间引力和斥力的大小相等，则分子间作用力为零，A正确，不符合题意；因为分子间引力和斥力都随距离靠近而增大且斥力增大得更快，故x＜x0时分子力表现为斥力，B错误，符合题意；两图线的同一横坐标之差表示分子力的大小，由图发现，x从x0逐渐增大，分子力先逐渐增大后逐渐减小，C正确，不符合题意；x从x0逐渐增大，分子力表现为引力，故分子力做负功，分子势能增大，D正确，不符合题意．9．如图所示，把一块铅和一块金的接触面磨平、磨光后紧紧压在一起，五年后发现金中有铅、铅中有金．对此现象，下列说法正确的是(　　)A．属于扩散现象，原因是金分子和铅分子的大小不同B．属于扩散现象，原因是金分子和铅分子相互吸引C．属于扩散现象，原因是金分子和铅分子的无规则运动D．属于布朗运动，小金粒进入铅块中，小铅粒进入金块中【答案】C【解析】把接触面磨平，使铅块和金块接触，由于分子不停地做无规则的热运动，金分子和铅分子进入对方，这是扩散现象，不是布朗运动．A、B、D错误，C正确．10．在“天宫课堂”中王亚平往水球中注入一个气泡．如图所示，气泡静止在水中，此时(　　)A．气泡受到浮力B．气泡内分子热运动停止C．水与气泡界面处，水分子间作用力表现为引力D．气泡内气体分子之间由于存在斥力而对接触的水面表现出压力【答案】C【解析】在失重状态下，气泡不会受到浮力，A错误；气泡内分子一直在做无规则的热运动，B错误；水与气泡界面处，水分子较为稀疏，水分子间作用力表现为引力，C正确；气泡内气体分子之间作用力微弱，忽略不计，对接触的水面表现出压力是因为气体分子频繁的撞击导致的，D错误．11．(2023年深圳期中)分子动理论较好地解释了物质的宏观热力学性质．据此可判断下列说法中正确的是(　　)A．布朗运动反映了固体分子的无规则运动B．理想气体分子势能随着分子间距离的增大，可能减小也可能增大C．物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度有关D．一滴体积为V的油酸酒精溶液在水面上形成的面积为S，则油膜分子直径为 eq \f(V,S)【答案】C【解析】布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的运动，布朗运动说明了液体分子不停地做无规则运动，A错误；理想气体分子间的作用力为零，不存在分子势能，B错误；根据麦克斯韦统计规律可知，物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度有关，C正确；体积为油酸酒精溶液的体积，非油酸的体积，则油酸分子直径就不是 eq \f(V,S)，D错误．12．(2023年深圳联考)关于分子动理论，下列说法正确的是(　　)　　A．图甲中，状态①的温度比状态②的温度低B．图甲中，两条曲线如果完整，下方的面积不相等C．由图乙可知，当分子间的距离从r2 逐渐减小为r1 时，分子力做正功D．由图乙可知，当分子间的距离从r2 逐渐减小为r0 时，分子势能不断减小【答案】D【解析】由图知，①中速度大的分子占据比例较大，说明①对应的平均动能较大，故①对应的温度较高，A错误；由题图可知，在两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积都应该等于1，即相等，B错误；由图乙可知，当分子间的距离从r2 逐渐减小为r1时，分子力先为引力后为斥力，分子力先做正功后做负功，C错误；当分子间的距离从r2逐渐减小为r0时，分子力为引力，分子力做正功，分子势能不断减小，D正确．13．(多选)(2023年抚州期末)如图所示，某种洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量．设封闭空气温度不变，若洗衣缸内水位升高，则细管内被封闭的空气(　　)A．压强增大B．分子运动的平均动能增大C．单位时间内撞击容器壁单位面积的分子数增多D．外界一直对气体做正功【答案】ACD【解析】设封闭空气温度不变，若洗衣缸内水位升高，洗衣缸与细管内水面的高度差增大，细管内气体的压强增大，细管内被封闭的空气体积减小，单位时间内撞击容器壁单位面积的分子数增多，A、C正确；封闭空气温度不变，分子运动的平均动能不变，B错误；洗衣缸内水位升高，气体体积减小，外界一直对气体做正功，D正确．14．(多选)两个相邻的分子之间同时存在着引力和斥力，它们随分子之间距离r的变化关系如图所示．图中虚线分别是分子斥力和分子引力曲线，实线是分子合力曲线．当分子间距r＝r0时，分子之间合力为零，则下列关于这两个分子组成系统的分子势能Ep与分子间距离r的关系曲线，可能正确的是(　　)　　　　　　　　　　　　　A　　　　　　B　　　　　　C　　　　　　D【答案】BC【解析】由于r＝r0时，分子之间的作用力为零，当r＞r0时，分子间的作用力表现为引力，随着分子间距离的增大，分子力做负功，分子势能增加；当r＜r0时，分子间的作用力表现为斥力，随着分子间距离的减小，分子力做负功，分子势能增加．故r＝r0时，分子势能最小．B、C正确，A、D错误．