新教材高考物理一轮复习课时规范练40分子动理论内能含答案

这是一份新教材高考物理一轮复习课时规范练40分子动理论内能含答案，共9页。试卷主要包含了下列说法正确的是，下列三幅图的有关说法正确的是等内容，欢迎下载使用。

1.(分子动理论)下列说法正确的是( )
A.布朗运动虽不是分子运动,但它证明了组成固体颗粒的分子在做无规则运动
B.液体表面层内分子间距离大于液体内部分子间的距离,分子间作用力表现为引力
C.扩散现象可以在液体、气体中进行,不能在固体中发生
D.随着分子间距增大,分子间引力和斥力均减小,分子势能一定减小
2.(气体压强产生机理)(2022北京西城期末)右图为模拟气体压强产生机理的演示实验。操作步骤如下:①把一颗豆粒从距秤盘20 cm处松手让它落到秤盘上,观察指针摆动的情况;②再把100颗豆粒从相同高度均匀连续地倒在秤盘上,观察指针摆动的情况;③使100颗豆粒从更高的位置均匀连续倒在秤盘上,观察指针摆动的情况。下列说法正确的是( )
A.步骤①和②模拟的是气体压强与气体分子平均动能的关系
B.步骤①和②模拟的是大量气体分子频繁碰撞器壁产生压力的持续性
C.步骤②和③模拟的是气体压强与分子密集程度的关系
D.步骤②和③模拟的是大量气体分子速率分布所服从的统计规律
3.(分子动理论)(2022重庆南开中学期中)目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术,实验发现,当水深超过2 500 m时,二氧化碳会浓缩成近似固体的硬胶体。设在某状态下二氧化碳气体的密度为ρ,摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为NA,将二氧化碳分子看作直径为D的球(球的体积公式V球=16πD3),则在该状态下体积为V的二氧化碳气体变成硬胶体后体积为( )
A.πρVNAD36MB.πρVD36NAM
C.πNAMD36ρVD.πρVNAMD36
4.(分子势能)(2022四川达州期末)如图所示,甲分子固定于坐标原点,乙分子位于横轴上,甲、乙两分子间引力、斥力及分子势能的大小变化情况分别如图中三条曲线所示,A、B、C、D为横轴上四个特殊的位置,E为两虚线a、b的交点,现把乙分子从A处由静止释放,则由图像可知( )
A.虚线a为分子间引力变化图线,交点E的横坐标代表乙分子到达该点时分子力为零
B.乙分子从A到B的运动过程中一直做加速运动
C.实线c为分子势能的变化图线,乙分子到达C点时分子势能最小
D.虚线b为分子间斥力变化图线,表明分子间斥力随距离增大而减小
5.(多选)(分子模型)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.食盐晶体中的钠离子、氯离子按一定规律分布,具有空间上的周期性
6.(分子模型)(2023山东淄博模拟)某潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1.3 kg/m3和2.1 kg/m3,空气的摩尔质量为0.029 kg/ml,阿伏加德罗常数NA=6.02×1023 ml-1。若潜水员呼吸一次吸入2 L空气,试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数约为( )
A.3×1021B.3×1022
C.3×1023D.3×1024
7.(多选)(内能)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
8.(多选)(分子理论)一定质量的某气体在不同的温度下分子速率的麦克斯韦分布图如图中的1、2、3所示,图中横轴表示分子运动的速率v,纵轴表示该速率下的分子数Δn与总分子数n的比值,记为f(v),其中f(v)取最大值时的速率称为最概然速率,下列说法正确的是( )
A.3条图线与横轴围成的面积相同
B.3条图线温度不同,且T1>T2>T3
C.图线3对应的分子平均动能最大
D.最概然速率是气体中任何分子最有可能具有的速率
素养综合练
9.(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
10.(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
11.(2023重庆高三月考)维修时师傅将汽车轮胎的气门芯迅速拔掉,胎内气体瞬间放出,此时若用手触摸充气嘴,会有凉爽的感觉。将胎内气体视为理想气体,对于这一过程,下列说法正确的是( )
A.胎内气体瞬间放出是因为分子之间有很大的斥力
B.胎内气体分子间的引力变小,斥力变大
C.胎内气体的内能减少,温度降低
D.胎内气体迅速向外扩散实际上是布朗运动
12.(2023江苏扬州中学月考)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.Fd2MπρNA13B.Fd26MπρNA13
C.Fd26MπρNA23D.Fd2MπρNA23
13.(2023广东广州期末)氧气分子在不同温度下的分子速率分布规律如图所示,实线1、2对应的温度分别为T1、T2,则下列说法正确的是( )
A.曲线2与曲线1对应的氧气分子平均速率相等
B.T1、T2温度下,某一速率区间的分子数占比可能相同
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.将T1、T2温度下的氧气混合后,对应的曲线可能是图中的虚线
14.(2023河北衡水月考)轿车中的安全气囊能有效保障驾乘人员的安全。轿车在发生一定强度的碰撞时,叠氮化钠(亦称“三氮化钠”,化学式NaN3)受撞击完全分解产生钠和氮气而充入气囊。若充入氮气后安全气囊的容积V=56 L,气囊中氮气的密度ρ=1.25 kg/m3,已知氮气的摩尔质量M=28 g/ml,阿伏加德罗常数NA=6×1023 ml-1,请估算:(结果保留1位有效数字)
(1)一个氮气分子的质量m;
(2)气囊中氮气分子的总个数N;
(3)气囊中氮气分子间的平均距离r。
答案：
1.B 解析 布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的运动,是液体分子无规则热运动的反映,选项A错误;液体表面层分子较为稀疏,分子间距离大于平衡时的距离r0,因此分子间作用力表现为引力,液体表面有收缩趋势,选项B正确;扩散现象可以在液体、气体中进行,也能在固体中发生,选项C错误;分子间距离为平衡时的距离r0时,分子间作用力为零,当分子间距离r大于r0时,分子间作用力表现为引力,此时随着分子间距r的增大分子间作用力做负功,分子势能Ep增大,所以当分子间距增大时,分子势能不一定减小,选项D错误。
2.B 解析 把一颗豆粒从距秤盘20 cm处松手让它落到秤盘上,豆粒与秤盘碰撞的瞬间指针有摆动,然后又回到原来的位置;把100颗豆粒从相同高度均匀连续地倒在秤盘上,豆粒持续落到秤盘上,指针示数会相对稳定在某一个值;将相同数量的豆粒从更高的位置倒在秤盘上,秤的示数变大。通过以上的分析可知,步骤①和②模拟的是大量气体分子频繁碰撞器壁产生压力的持续性,故A错误,B正确。步骤②和③比较,豆粒下落的密集程度是相同的,但到达秤盘时的速度不同,下落的位置高时,豆粒落到秤盘上的速度大,秤的示数大,所以步骤②和③模拟的是气体压强与气体分子平均动能的关系,故C、D错误。
3.A 解析 设体积为V的二氧化碳气体的质量为m,则m=ρV
所含分子数为N=mMNA=ρVMNA
二氧化碳气体变成硬胶体后,可以看成是分子一个个紧密排列在一起,其体积为V'=N·16πD3=πρVNAD36M,故A正确,B、C、D错误。
4.B 解析 根据分子力与分子间距离的关系,可知分子间的引力和斥力都随分子间距离r的增大而减小,随分子间距离r的减小而增大,但斥力变化得快,故虚线a为分子间斥力变化图线,虚线b为分子间引力变化图线,交点E说明分子间的引力、斥力大小相等,分子力为零,故A、D错误;乙分子从A到B的运动过程中,分子力表现为引力,分子力做正功,乙一直做加速运动,故B正确;实线c为分子势能的变化图线,乙分子到达B点时分子势能最小,为负值,故C错误。
5.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, 食盐晶体中的钠离子、氯离子按一定规律分布,具有空间上的周期性,故D正确。
6.B 解析 设空气的摩尔质量为M,在海底和岸上的密度分别为ρ海和ρ岸,一次吸入空气的体积为V,在海底和在岸上分别吸入的空气分子个数为n海和n岸,则有n海=ρ海VNAM,n岸=ρ岸VNAM,多吸入的空气分子个数为Δn=n海-n岸,代入数据得Δn≈3×1022个,故选B。
7.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。
8.ACD 解析 因为该图线与横轴围成的面积表示分子总数,又因为该气体质量一定,所以分子总数一定,故3条图线与横轴围成的面积相同,故A正确;因为温度越高,速率大的分子占的比例越多,所以3条图线温度关系为T19.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。
10.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。
11.C 解析 胎内的气体能瞬间释放出来是因为胎内气体的压强很大,A错误;气体膨胀,分子之间的距离增加,分子间的引力和斥力都变小,B错误;因迅速放气,胎内气体对外做功,内能减少,温度降低,C正确;悬浮在气体或液体里的固体小颗粒的运动叫布朗运动,可知胎内气体迅速向外扩散不是布朗运动,D错误。
12.C 解析 铁的摩尔体积V=Mρ,单个分子的体积V0=MρNA,又V0=43πr3,所以分子的半径r=12×6MπρNA13,分子的最大截面积S0=πr2=π46MπρNA23,铁质晶须的横截面上的分子数n=πd24S0,拉断过程中相邻铁原子之间的相互作用力F0=Fd26MπρNA23,故C正确。
13.B 解析 温度越高,分子热运动越剧烈,速率大的分子所占的比例大,由题图可知曲线2速率大的分子所占的比例比曲线1速率大的分子所占的比例大,故温度T2高于温度T1,故A错误;温度升高后,并不是每一个氧气分子的速率都增大,而是氧气分子的平均速率变大,并且速率小的分子所占的比例减少,故C错误;T1、T2温度下,由题图可知,实线1、2相交于一点,即该速率区间的分子数占比相同,故B正确;将T1、T2温度下的氧气混合后,温度不会比T1的温度更低,所以对应的分子速率分布规律曲线不可能是图中的虚线,故D错误。
14.答案 (1)5×10-26 kg (2)2×1024 (3)3×10-9 m
解析 (1)一个氮气分子的质量m=MNA
解得m≈5×10-26 kg。
(2)设气囊内氮气的物质的量为n,则有
n=ρVM
N=nNA
解得N≈2×1024个。
(3)气体分子间距较大,可以认为每个分子占据一个边长为r的立方体,则有
r3=VN
解得r≈3×10-9 m。