第十五章热学第74课时分子动理论内能2025高考物理二轮专题
展开雾霾天气中首要污染物是PM2.5。PM2.5是指空气中直径小于2.5 μm 的小颗粒,其悬浮在空气中做无规则运动,很难自然沉降到地面,人 吸入后会进入血液对身体产生危害。
(1)PM2.5的尺寸与空气中氧分子尺寸的数量级相当。( × )
(2)PM2.5在空气中的运动就是分子的热运动。( × )
(3)PM2.5的无规则运动是由空气中大量分子对其撞击的不平衡引起 的。( √ )
(4)PM2.5的颗粒越大,无规则运动越激烈。( × )
(5)气温越高,PM2.5的运动越剧烈。( √ )
1. 【液体分子微观量的估算】(多选)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/ml, 阿伏加德罗常数NA=6.0×1023 ml-1。(结果均保留一位有效数 字)则( )
考点一 微观量的估算问题 [素养自修类]
2. 【固体分子微观量的估算】
(多选)已知铜的摩尔质量为M(kg/ml),铜的密度为ρ(kg/m3),阿伏加德罗常数为NA(ml-1)。下列判断正确的是( )
3. 【气体分子微观量的计算】
(多选)某气体的摩尔质量为M,摩尔体积为Vm,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 ( )
2. 宏观量与微观量的相互关系
(1)微观量:分子体积V0、分子直径d、分子质量m0等。
(2)宏观量:物体的体积V、密度ρ、质量m、摩尔质量Mml、摩尔 体积Vml、物质的量n等。
注意:阿伏加德罗常数NA是联系微观量与宏观量的桥梁。
考点二 扩散现象、布朗运动和分子热运动 [素养自修类]1. 【对扩散现象的理解】(多选)关于扩散现象,下列说法正确的是( )
解析: 温度越高,分子热运动越剧烈,扩散越快,故A正 确;在扩散现象中,分子本身结构没有发生变化,不属于化学反 应,故B错误;扩散现象是分子无规则热运动的反映,故C正确; 气体、液体、固体的分子都在不停地进行着热运动,扩散现象在气 体、液体和固体中都能发生,故D正确。
2. 【对布朗运动的理解】(多选)在显微镜下观察水中悬浮的花粉颗粒的运动。从A点开 始,把花粉颗粒每隔20 s的位置记录在坐标纸上,依次得到B、C、 D、…、J点,把这些点连线形成如图所示折线图,则关于该花粉颗 粒的运动,下列说法正确的是( )
解析: 折线图是每隔20 s记录的花粉颗粒位置的连线图,并非 花粉颗粒的运动轨迹,A错误;花粉颗粒的无规则运动反映了水分 子的无规则运动,B正确;由于布朗运动的无规则性,我们不能确 定经过B点后10 s时花粉颗粒的具体位置,C错误,D正确。
3. 【对分子热运动的理解】关于分子热运动的叙述正确的是( )
解析: 布朗运动是悬浮微粒的无规则运动,而组成小颗粒的分 子有成千上万个,悬浮颗粒的运动是大量分子集体的运动,并不是 颗粒分子的无规则运动,A错误;温度是分子热运动激烈程度的标 志,同种物质若温度不同,其分子热运动的激烈程度也不同,B错误;温度是分子热运动激烈程度的反映,温度越高,分子 热运动越激烈,由于气体和液体的温度高低不确定,所以气体分子 的热运动不一定比液体分子激烈,C正确;分子做无规则运动的速 度与物体的温度有关,与物体的机械运动的速度无关,D错误。
扩散现象、布朗运动与分子热运动的比较与联系
考点三 分子力、分子势能、温度和内能 [素养自修类]
1. 【对分子力与分子势能的理解】
(2023·海南高考5题)下列关于分子力和分子势能的说法正确的是 ( )
解析: 分子间距离大于r0时,分子间作用力表现为引力,分子 从无限远靠近到距离r0处过程中,引力做正功,分子势能减小,则 在r0处分子势能最小,继续减小距离,分子间作用力表现为斥力, 分子力做负功,分子势能增大,故选C。
2. 【对分子力与分子间距关系的图像的理解】将一个分子P固定在O点,另一个分子Q从图中的A点由静止释放, 两分子之间的作用力与间距关系的图像如图所示,则下列说法错误 的是( )
解析: 分子Q在由A运动到C的过程中,一直受引力作用,引力 大小先增大后减小,在B点时分子引力最大,速度一直增加,选项 A错误,B正确;分子Q在C点时受到的分子力为零,故Q在C点时加 速度大小为零,选项C正确;分子Q由A点释放后运动到C点的过程 中,分子间的引力先增大后减小,加速度先增大后减小,到C点左 侧后分子力为斥力且逐渐变大,加速度逐渐变大,故分子Q由A点 释放后运动到C点左侧的过程中加速度先增大后减小再增大,选项 D正确。
3. 【对内能的理解】关于内能,下列说法正确的是( )
解析: 1克100 ℃ 的水需要吸收热量才能变为1克100 ℃的水蒸 气,故1克100 ℃的水的内能小于1克100 ℃的水蒸气的内能,选项A 错误;物体的内能与物质的量、温度、体积等因素有关,质量、温 度、体积都相等的物体其物质的量不一定相等,内能不一定相等, 选项B错误;内能不同的物体,其温度可能相等,它们分子热运动 的平均动能可能相等,选项C正确;一个木块被举高,木块的重力 势能增大,但木块的分子间距不变,组成该木块的所有分子的分子 势能不变,选项D错误。
1. 分子力与分子势能的比较
2. 分子动能、分子势能、内能、机械能的比较
巧学 妙解 应用
2. (多选)若以V表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积,ρ表示在标准 状态下水蒸气的密度,M表示水的摩尔质量,M0表示一个水分子的 质量,V0表示一个水分子的体积,NA表示阿伏加德罗常数,则下列 关系式中正确的是( )
考点二 扩散现象、布朗运动和分子热运动3. (多选)在下列给出的四种现象中,属于扩散现象的有( )
解析: 扩散现象是指物质分子从高浓度区域向低浓度区域转 移直到均匀分布的现象,若不同物质则需要互相渗透才算扩散。尘 土飞扬到空中只是固体颗粒暂时离开地面,没有物质的相互渗透, 不属于扩散现象,A错误;水中放盐,盐会融化变为盐水,即固体 颗粒渗透到水的各处,属于扩散现象,B正确;沙子进入石块的空 隙,则沙子和石块仍然是相互独立的,没有发生扩散,C错误;铅 中有金,说明铅向金内部发生了扩散,D正确。
4. 气溶胶是指悬浮在气体介质中的固态或液态颗粒所组成的气态分散 系统,这些固态或液态颗粒在气体介质中做布朗运动。下列说法正 确的是( )
解析: 布朗运动是固态或液态颗粒的无规则运动,不是气体介 质分子的无规则运动,可以间接反映气体分子的无规则运动,颗粒 越小,气体分子对颗粒的撞击作用越不容易平衡,布朗运动越明 显,故A、B错误;在布朗运动中,颗粒本身并不是分子,而是由 很多分子组成的,所以颗粒无规则运动的轨迹不是分子无规则运动 的轨迹,故C错误;在布朗运动中,环境温度越高,固态或液态颗 粒受到气体分子无规则热运动撞击的程度越剧烈,布朗运动越明 显,故D正确。
5. 以下关于热运动的说法正确的是( )
解析: 分子热运动与宏观运动无关,只与温度有关,故A错 误;温度升高,分子热运动更剧烈,分子平均动能增大,并不是每 一个分子运动速率都会增大,故C正确,D错误;水凝结成冰后, 水分子的热运动不会停止,故B错误。
考点三 分子力、分子势能、温度和内能
6. 如图所示的是分子间作用力和分子间距离的关系图线,下列关于该 图线的说法正确的是( )
解析: 在F-r图像中,随着距离的增大,斥力比引力变化得快, 所以a为斥力曲线,c为引力曲线,b为合力曲线,故A、C错误,B 正确;当分子间距离r>r0时,曲线b对应的力即合力先增大后减 小,故D错误。
7. 如图,这是两分子系统的分子势能Ep与两分子间距离r的关系图 像,下列说法正确的是( )
解析: 由图像可知,分子间距离为r2时分子势能最小,此时 分子间的距离为平衡距离。r=r1时两分子之间的距离小于平衡 距离,可知r=r1时分子间的作用力表现为斥力,故A错误;r2是 平衡距离,当r1<r<r2时,分子间的作用力表现为斥力,增大 分子间距离,分子间作用力做正功,分子势能Ep减小,故B、C 错误,D正确。
8. (多选)下列关于温度及内能的说法中正确的是( )
解析: 温度是大量分子热运动的宏观体现,单个分子不能比 较温度高低,A错误;物体的内能由温度、体积、物质的量以物态 共同决定,B错误,C正确;只知道温度的关系,不能确定内能的 大小,D正确。
9. (多选)如图所示,将甲分子固定于坐标原点O处,乙分子放置于r 轴上距离O点很远的r4处,r1、r2、r3为r轴上的三个特殊的位置, 甲、乙两分子间的作用力F和分子势能Ep随两分子间距离r的变化关 系分别如图中两条曲线所示,设两分子间距离很远时,Ep=0。现 把乙分子从r4处由静止释放,下列说法中正确的是( )
解析: 由于分子间的距离等于平衡位置的距离时,分子势能 最小,所以虚线为分子势能图线(Ep-r图线),实线为分子间的作 用力图线(F-r图线),故A正确;由于分子是由带正电荷的原子核 和带负电荷的电子组成,所以无论两个分子之间的距离多大,分子 之间既存在斥力,又存在引力,故B错误;乙分子从r4到r2所受的分 子间的作用力(表现为引力)先增大后减小,根据牛顿第二定律, 乙分子做加速度先增大后减小的加速运动,乙分子从r2到r1所受的 分子间的作用力(表现为斥力)一直增大,根据牛顿第二定律,乙 分子做加速度增大的减速运动,故C正确;根据分子势能图线可知,乙分子从r4到r1的过程中,分子势能先减小后增大,在r2位置时分子势能最小,故D错误。
10. 如图所示,设有一分子位于图中的坐标原点O处不动,另一分子可 位于x轴上不同位置处,图中纵坐标表示这两个分子间分子力的大 小,则( )
解析: 在x0处F=0,即x0为平衡位置,则分子在x0左侧受斥 力作用,在x0右侧受引力作用,所以在x0右侧由静止释放分 子,分子先向左加速后向左减速,直到在x0左侧某处速度减为 0,A错误,D正确;由图可知,分子在x0左侧的受力不一定大 于在x0右侧的受力,B错误;分子在x0处受力为0,加速度为0, 但速度不为0,C错误。
11. 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( )
12. (2021·重庆高考15题)图甲和图乙中曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别描述了某 物理量随分子之间的距离变化的规律,r0为平衡位置。现有如下物 理量:①分子势能,②分子间引力,③分子间斥力,④分子间引 力和斥力的合力,则曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的物理量分别是( )
解析: 根据分子处于平衡位置(即分子之间距离为r0)时分子 势能最小,可知曲线Ⅰ为分子势能随分子之间距离r变化的图像;根 据分子处于平衡位置(即分子之间距离为r0)时分子间作用力为 零,可知曲线Ⅱ为分子间作用力随分子之间距离r变化的图像;根 据分子之间斥力随分子之间距离的增大而减小以及分子间距离小 于r0时分子间作用力表现为斥力,可知曲线Ⅲ为分子间斥力随分子 之间距离r变化的图像,故选D。
13. 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( )
新高考浙江版2025届高考物理一轮总复习训练第15单元热学作业37分子动理论内能(人教版): 这是一份新高考浙江版2025届高考物理一轮总复习训练第15单元热学作业37分子动理论内能(人教版),共5页。试卷主要包含了下列各种说法正确的是,闲置不用的大理石堆放在煤炭上等内容,欢迎下载使用。
2025届高考物理一轮复习第15章热学第1讲分子动理论内能练习含答案: 这是一份2025届高考物理一轮复习第15章热学第1讲分子动理论内能练习含答案,共7页。试卷主要包含了1 ml,PM2,关于下列四幅图说法正确的是等内容,欢迎下载使用。
备战2025届新高考物理一轮总复习练习第15章热学第1讲分子动理论内能: 这是一份备战2025届新高考物理一轮总复习练习第15章热学第1讲分子动理论内能,共5页。试卷主要包含了1 ml,PM2,关于下列四幅图说法正确的是等内容,欢迎下载使用。