2020年物理高考大一輪復(fù)習(xí) 第13章 熱學(xué) 第35講 分子動(dòng)理論 內(nèi)能練習(xí)（含解析）

第35講 分子動(dòng)理論 內(nèi)能解密考綱掌握分子動(dòng)理論的基本內(nèi)容；知道內(nèi)能的概念；會(huì)分析分子力、分子勢(shì)能隨分子間距離的變化1(2019·寶雞高三質(zhì)檢)(多選)關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是()A布朗運(yùn)動(dòng)是分子的運(yùn)動(dòng)，牛頓運(yùn)動(dòng)定律不再適用B布朗運(yùn)動(dòng)是分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映C懸浮在液體中的固體小顆粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)是布朗運(yùn)動(dòng)D布朗運(yùn)動(dòng)的激烈程度跟溫度有關(guān)，所以布朗運(yùn)動(dòng)也叫作熱運(yùn)動(dòng)E布朗運(yùn)動(dòng)的明顯程度與顆粒的體積和質(zhì)量大小有關(guān)BCE解析 布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中粒子的運(yùn)動(dòng)，這些粒子不是微觀粒子，牛頓運(yùn)動(dòng)定律仍適用，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤懸浮在液體中的固體小顆粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)是布朗運(yùn)動(dòng)，固體小顆粒做布朗運(yùn)動(dòng)說(shuō)明了液體分子不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)B、C正確布朗運(yùn)動(dòng)反映的是分子的熱運(yùn)動(dòng)，其本身不是分子的熱運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤布朗運(yùn)動(dòng)的明顯程度與顆粒的體積和質(zhì)量大小有關(guān)，體積和質(zhì)量越小，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈，故選項(xiàng)E正確2(多選)下列敘述正確的是()A布朗運(yùn)動(dòng)就是液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)B當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子勢(shì)能隨分子間距離的增加而增加C對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，溫度升高時(shí)，壓強(qiáng)可能減小D已知水的密度和水的摩爾質(zhì)量，則可以計(jì)算出阿伏加德羅常數(shù)E擴(kuò)散現(xiàn)象說(shuō)明分子之間存在空隙，同時(shí)分子在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)BCE解析 布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體表面的固體顆粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，是液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子距離增加時(shí)，分子引力做負(fù)功，則分子勢(shì)能增加，選項(xiàng)B正確；根據(jù)k 可知對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，溫度升高時(shí)，壓強(qiáng)可能減小，選項(xiàng)C正確；已知水的密度和水的摩爾質(zhì)量，可以求解摩爾體積，但是不能計(jì)算出阿伏加德羅常數(shù)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；擴(kuò)散現(xiàn)象說(shuō)明分子之間存在空隙，同時(shí)分子在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)E正確3(2018·北京卷)關(guān)于分子動(dòng)理論，下列說(shuō)法正確的是()A氣體擴(kuò)散的快慢與溫度無(wú)關(guān)B布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)C分子間同時(shí)存在著引力和斥力D分子間的引力總是隨分子間距增大而增大C解析 擴(kuò)散的快慢與溫度有關(guān)，溫度越高，擴(kuò)散越快，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；布朗運(yùn)動(dòng)為懸浮在液體中固體小顆粒的運(yùn)動(dòng)，不是液體分子的熱運(yùn)動(dòng)，固體小顆粒運(yùn)動(dòng)的無(wú)規(guī)則性，是液體分子運(yùn)動(dòng)的無(wú)規(guī)則性的間接反映，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；分子間斥力與引力是同時(shí)存在，而分子力是斥力與引力的合力，分子間的引力和斥力都是隨分子間距增大而減??；當(dāng)分子間距小于平衡位置時(shí)，表現(xiàn)為斥力，即引力小于斥力，而分子間距大于平衡位置時(shí)，分子表現(xiàn)為引力，即斥力小于引力，但總是同時(shí)存在的，故選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤4根據(jù)分子動(dòng)理論，下列說(shuō)法正確的是()A一個(gè)氣體分子的體積等于氣體的摩爾體積與阿伏加德羅常數(shù)之比B顯微鏡下觀察到的墨水中的小炭粒所做的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，就是分子的運(yùn)動(dòng)C分子間的相互作用的引力和斥力一定隨分子間的距離增大而增大D分子勢(shì)能隨著分子間距離的增大，可能先減小后增大D解析 由于氣體分子的間距大于分子直徑，故氣體分子的體積小于氣體的摩爾體積與阿伏加德羅常數(shù)之比，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；顯微鏡下觀察到的墨水中的小炭粒不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，是布朗運(yùn)動(dòng)，它是分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的體現(xiàn)，但不是分子的運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；分子間的相互作用力隨分子間距離增大而減小，但斥力減小得更快，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若分子間距是從小于平衡距離開始變化，則分子力先做正功再做負(fù)功，故分子勢(shì)能先減小后增大，選項(xiàng)D正確5(2019·揭陽(yáng)一模)(多選)下列說(shuō)法正確的是()A氣體溫度越高，每個(gè)分子的速度一定越大B理想氣體向外界放出熱量時(shí)，溫度可能不變C布朗運(yùn)動(dòng)是指在顯微鏡下觀察到的液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)D一定量的理想氣體，溫度每升高1 K所吸收的熱量與氣體經(jīng)歷的過(guò)程有關(guān)E熱量可能從低溫物體傳到高溫物體BDE解析 溫度是分子平均動(dòng)能的宏觀體現(xiàn)，溫度越高，分子的平均速率越大，但每個(gè)分子的速率不一定都大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；理想氣體向外界放出熱量時(shí)，若外界對(duì)氣體做功，則溫度可能不變，選項(xiàng)B正確；布朗運(yùn)動(dòng)是指在顯微鏡下觀察到的固體小顆粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，是液體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的體現(xiàn)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；一定量的理想氣體，溫度每升高1 K所吸收的熱量與氣體經(jīng)歷的過(guò)程有關(guān)，選項(xiàng)D正確；由熱力學(xué)第一定律可知，選項(xiàng)E正確6下列關(guān)于熱運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法正確的是()A水流速度越大，水分子的熱運(yùn)動(dòng)越劇烈B水凝結(jié)成冰后，水分子的熱運(yùn)動(dòng)停止C水的溫度越高，水分子的熱運(yùn)動(dòng)越劇烈D水的溫度升高，每一個(gè)水分子的運(yùn)動(dòng)速率都會(huì)增大C解析 分子熱運(yùn)動(dòng)的快慢只與溫度有關(guān)，與物體速度無(wú)關(guān)，溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，C正確；水凝結(jié)成冰后，水分子的熱運(yùn)動(dòng)仍存在，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；熱運(yùn)動(dòng)是大量分子運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，即溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，所以溫度升高，分子的平均速率增大，并不代表每一個(gè)分子的速率都增大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤7(2019·上海金山區(qū)一模)阿伏加德羅常數(shù)為NA，水的摩爾質(zhì)量為M，則質(zhì)量為m的水所含分子數(shù)為()A.NA B. NAC. mNA D. MNAA解析 水的物質(zhì)的量為 n，故質(zhì)量為m的水所含的分子數(shù)為NnNANA，選項(xiàng)A正確8(多選)氧氣分子在0 和100 溫度下單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨氣體分子速率的變化分別如圖中兩條曲線所示下列說(shuō)法正確的是()A圖中兩條曲線下的面積相等B圖中虛線對(duì)應(yīng)于氧氣分子平均動(dòng)能較小的情形C圖中實(shí)線對(duì)應(yīng)于氧氣分子在100 時(shí)的情形D圖中曲線給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目E與0 時(shí)相比，100 時(shí)氧氣分子速率出現(xiàn)在0400 m/s區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較大ABC解析 根據(jù)圖線的物理意義可知，曲線下的面積表示總分子數(shù)，所以圖中兩條曲線下的面積相等，選項(xiàng)A正確；溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，且溫度越高，速率大的分子所占比例較大，所以圖中實(shí)線對(duì)應(yīng)于氧氣分子平均動(dòng)能較大的情形，虛線對(duì)應(yīng)于氧氣分子平均動(dòng)能較小的情形，選項(xiàng)B、C正確；根據(jù)曲線不能求出任意區(qū)間的氧氣分子數(shù)目，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；由圖線可知100時(shí)的氧氣分子速率出現(xiàn)在0400 m/s區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比比0 時(shí)的百分比小，選項(xiàng)E錯(cuò)誤9(2019·江西九校高三聯(lián)考)(多選)下列判斷正確的是()A在真空高溫條件下，可以利用分子擴(kuò)散向半導(dǎo)體材料摻入其他元素B固體很難被拉伸，也很難被壓縮，說(shuō)明分子間既有引力又有斥力C只要知道氣體的摩爾體積和阿伏加德羅常數(shù)，就可以算出氣體分子的體積D溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度升高，則物體的每一個(gè)分子的動(dòng)能都增大E晶體在熔化過(guò)程中吸收熱量，但溫度保持不變，分子勢(shì)能增加ABE解析 在真空高溫條件下，可以利用分子擴(kuò)散向半導(dǎo)體材料摻入其他元素，選項(xiàng)A正確；固體很難被拉伸，也很難被壓縮，說(shuō)明分子間既有引力又有斥力，選項(xiàng)B正確；只要知道氣體的摩爾體積和阿伏加德羅常數(shù)，就可以算出氣體一個(gè)分子運(yùn)動(dòng)占據(jù)的空間的體積，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度升高，則物體分子的平均動(dòng)能增大，并非每個(gè)分子的動(dòng)能都變大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；晶體在熔化過(guò)程中吸收熱量，但溫度保持不變，分子勢(shì)能增加，選項(xiàng)E正確10(2019·湖北八校聯(lián)考)(多選)下列說(shuō)法正確的是()A零攝氏度的物體的內(nèi)能為零B氣體如果失去了容器的約束會(huì)散開，這是因?yàn)闅怏w分子熱運(yùn)動(dòng)的結(jié)果C溫度相同的氧氣和臭氧氣體，分子平均動(dòng)能相同D理想氣體，分子之間的引力、斥力依然同時(shí)存在，且分子力表現(xiàn)為斥力E浸潤(rùn)現(xiàn)象是分子間作用力引起的BCE解析 一切物體都有內(nèi)能，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；氣體如果失去了容器的約束會(huì)散開，這是因?yàn)闅怏w分子熱運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，故選項(xiàng)B正確；溫度是平均動(dòng)能的標(biāo)志，所以溫度相同的氧氣和臭氧氣體，分子平均動(dòng)能相同，故選項(xiàng)C正確；分子間引力和斥力同時(shí)存在，當(dāng)分子間距離增大時(shí)引力和斥力同時(shí)減小，只是斥力減小得更快，分子間表現(xiàn)為引力，當(dāng)分子間距離減小時(shí)，引力和斥力同時(shí)增大，只是斥力增大得更快，分子間表現(xiàn)為斥力，所以分子間作用力是引力和斥力的合力表現(xiàn)，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤；浸潤(rùn)現(xiàn)象是分子間作用力引起的，與分子力有關(guān)，故選項(xiàng)E正確11(2019·北京西城區(qū)一模)關(guān)于兩個(gè)分子之間的相互作用力，下列判斷正確的是()A兩分子處于平衡位置時(shí)，分子間沒(méi)有引力和斥力B兩分子處于平衡位置時(shí)，分子間的引力和斥力大小相等C兩分子間距離減小時(shí)，分子間的引力增大斥力減小D兩分子間距離增大時(shí)，分子間的引力減小斥力增大B解析 分子間同時(shí)存在引力和斥力，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在平衡位置時(shí)，引力和斥力大小相等，故選項(xiàng)B正確；隨著間距減小，引力和斥力都變大，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；隨著間距增加，引力和斥力都變小，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤12下列四幅圖中，能正確反映分子間作用力f和分子勢(shì)能Ep隨分子間距離r變化關(guān)系的圖線是()B解析 當(dāng)r < r0時(shí)，分子力表現(xiàn)為斥力，隨分子間距離r減小，分子勢(shì)能Ep增大，當(dāng)r>r0時(shí)，分子力表現(xiàn)為引力，隨分子間距離r增大，分子勢(shì)能Ep增大，當(dāng)rr0時(shí)，分子力為零，此時(shí)分子勢(shì)能最小，故選項(xiàng)B正確13(2019·鄭州模擬)很多轎車為了改善夜間行駛時(shí)的照明問(wèn)題，在車燈的設(shè)計(jì)上選擇了氙氣燈，因?yàn)殡瘹鉄魺艄獾牧炼仁瞧胀魺艄饬炼鹊?倍，但是耗電量?jī)H是普通燈的一半，氙氣燈使用壽命則是普通燈的5倍，很多車主會(huì)選擇含有氙氣燈的汽車，若氙氣充入燈頭后的容積V1.6 L，氙氣密度6.0 kg/m3.已知氙氣摩爾質(zhì)量M0.131 kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA6×1023 mol1.試估算：(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)(1)燈頭中氙氣分子的總個(gè)數(shù)N；(2)燈頭中氙氣分子間的平均距離解析 (1)設(shè)氙氣的物質(zhì)的量為n，則n，氙氣分子的總數(shù)NNA4×1022個(gè)(2)每個(gè)氙氣分子所占的空間為V0，設(shè)氙氣分子間平均距離為a，則有V0a3，即a 3×109 m.答案 (1)4×1022個(gè)(2)3×109 m14科學(xué)家可以運(yùn)用無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的規(guī)律來(lái)研究生物蛋白分子資料顯示，某種蛋白的摩爾質(zhì)量為66 kg/mol，其分子可視為半徑為3×109 m的球，已知阿伏加德羅常數(shù)為6.0×1023 mol1.請(qǐng)估算該蛋白的密度(計(jì)算結(jié)果保留一位有效數(shù)字)解析 摩爾體積Vr3NA，由密度，解得，代入數(shù)據(jù)得1×103 kg/m3.答案 1×103 kg/m36