高考物理复习第十四章热学课后分级演练35分子动理论内能

课后分级演练(三十五) 分子动理论内能【A级——基础练】1．(多选)(2017·随州调考)下列说法正确的是( )A．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性B．分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大C．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大D．在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素E．当温度升高时，物体内每一个分子热运动的速率一定都增大解析：ACD 布朗运动是固体颗粒在液体中的运动，反应液体分子的运动，故显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性，故选项A正确；分子间距离r<r0时，分子力随r增大减小，分子势能减小，当r＝r0时，分子力等于零，分子势能最小，然后随r增大分子力先增大再减小，分子势能逐渐增大，故选项B 错误，选项C正确；分子之间存在间隙，在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素，故D正确；温度升高，分子平均动能增大，但单个分子运动情况不确定，故E错误．2．(多选)关于分子间相互作用力与分子间势能，下列说法正确的是( )A．在10r0距离范围内，分子间总存在着相互作用的引力B．分子间作用力为零时，分子间的势能一定是零C．当分子间作用力表现为引力时，分子间的距离越大，分子势能越小D．分子间距离越大，分子间的斥力越小E．两个分子间的距离变大的过程中，分子间引力变化总是比斥力变化慢解析：ADE 在10r0距离范围内，分子间总存在着相互作用的引力和斥力，选项A正确；分子间作用力为零时，分子间的势能最小，但不是零，选项B错误；当分子间作用力表现为引力时，随分子间的距离增大，克服分子力做功，故分子势能增大，选项C错误；分子间距离越大，分子间的引力和斥力都是越小的，选项D正确；两个分子间的距离变大的过程中，分子间引力变化总是比斥力变化慢，选项E正确；故选A、D、E.3．下列说法中正确的是( )A．物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大B．物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大C．物体温度降低，其内能一定增大D．物体温度不变，其内能一定不变解析：B 根据温度是分子平均动能的标志知，温度升高，分子热运动的平均动能增大；温度降低，分子热运动的平均动能减小，选项A错误，B正确；影响物体内能的因素有温度、体积、物质的量及物态，所以只根据温度变化情况无法判断内能的变化情况，选项C、D错误．4．关于温度的概念，下列说法中正确的是( )A．温度是分子平均动能的标志，物体温度越高，则物体的分子平均动能越大B．物体温度高，则物体每一个分子的动能都大C．某物体内能增大时，其温度一定升高D．甲物体温度比乙物体温度高，则甲物体的分子平均速率比乙物体的大解析：A 分子由于不停地运动而具有的能叫分子动能．分子的运动是杂乱的，同一物体内各个分子的速度大小和方向是不同的．从大量分子的总体来看，速率很大和速率很小的分子数比较少，具有中等速率的分子数比较多．在研究热现象时，有意义的不是一个分子的动能，而是大量分子的平均动能．从分子动理论观点来看，温度是物体分子热运动平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能就越大；反之亦然．注意同一温度下，不同物质分子的平均动能都相同，但由于不同物质的分子质量不尽相同，所以分子运动的平均速率不尽相同，故选A.5．气体能够充满密闭容器，说明气体分子除相互碰撞的短暂时间外( )A．气体分子可以做布朗运动B．气体分子的动能都一样大C．相互作用力十分微弱，气体分子可以自由运动D．相互作用力十分微弱，气体分子间的距离都一样大解析：C 气体能充满密闭容器的原因是：气体分子间的距离大于10－10m，相互作用力十分微弱，气体分子做无规则的自由运动，C正确；布朗运动研究的是悬浮在液体或气体中固体微粒的无规则运动，而不是液体分子或气体分子的运动，A错误；由于气体分子的运动及相互的碰撞，会使分子间的距离和速率都时刻发生变化，所以B、D均错误．6．一定质量的理想气体在升温过程中( )A．分子平均势能减小B．每个分子速率都增大C．分子平均动能增大D．分子间作用力先增大后减小解析：C 一定质量的理想气体，分子势能不计，故A错误；在升温过程中，分子的平均动能增大，但不是每个分子的动能都增大，故B错误，C正确；理想气体的分子体积和分子间的作用力都忽略不计，故D错误．7．(多选)(2017·邯郸一中一模)近期我国多个城市的PM2.5数值突破警戒线，受影响最严重的是京津冀地区，雾霾笼罩，大气污染严重．PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5微米的悬浮颗粒物，飘浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后危害人体健康，矿物燃料的燃烧是形成PM2.5的主要原因．下列关于PM2.5的说法中正确的是( ) A．PM2.5的尺寸与空气中氧分子的尺寸的数量级相当B．PM2.5在空气中的运动属于布朗运动C．温度越低PM2.5活动越剧烈D．倡导低碳生活，减少煤和石油等燃料的使用能有效减小PM2.5在空气中的浓度E．PM2.5中小一些的颗粒的运动比大一些的颗粒更为剧烈解析：BDE “PM2.5”是指直径小于等于2.5微米的颗粒物，其尺寸远大于空气中氧分子的尺寸的数量级，故A错误；PM2.5在空气中的运动是固体颗粒的运动，属于布朗运动，故B正确；大量空气分子对PM2.5无规则碰撞，温度越高，空气分子对颗粒的撞击越剧烈，则PM2.5的运动越激烈，故C错误；导致PM2.5增多的主要原因是矿物燃料的燃烧，故应该提倡低碳生活，并可有效减小PM2.5在空气中的浓度，故D正确；PM2.5中小一些的颗粒，空气分子对其撞击更不均衡，故运动比大一些的颗粒更为剧烈，故E正确．8.(多选)如图为某实验器材的结构示意图，金属内筒和隔热外筒间封闭了一定体积的空气，内筒中有水，在水加热升温的过程中，被封闭的空气( )A．内能增大B．压强增大C．分子间引力和斥力都减小D．所有分子运动速率都增大解析：AB 气体为封闭气体，体积不变，分子平均间距不变，分子引力和斥力不变，C 错误．外筒隔热，气体温度升高，内能增大，A正确．由理想气体状态方程可知，气体温度升高，压强增大，B正确．温度升高，分子平均速率增大，但不是所有气体分子速率都增大，D错误．9．(多选)(2017·河南商丘三模)下列说法中正确的是( )A．分子a从远处趋近固定不动的分子b，当a到达受b的作用力为零处时，a的动能一定最大B．微粒越大，撞击微粒的液体分子数量越多，布朗运动越明显C．液体与大气相接触，表面层内分子所受其他分子的作用表现为相互吸引D．单位时间内气体分子对容器壁单位面积上碰撞次数减少，气体的压强一定减小E．一定量的理想气体的内能只与它的温度有关解析：ACE 由题意知，当分子a从远处向分子b靠近时，分子力做正功，当a到达受b的作用力为零处时，a的动能一定最大，A正确；微粒越大，撞击微粒的液体分子数量越多，分子受力越平衡，布朗运动越不明显，B错误；液体与大气相接触，表面层内分子所受其他分子的作用表现为相互吸引，C正确；单位时间内气体分子对容器壁单位面积上碰撞次数减少，若每次撞击的力度加大，气体压强可能增大或不变，D 错误；一定量的理想气体，分子间的势能不考虑，故内能即为分子的动能，只与温度有关，E 正确．10．已知常温常压下CO 2气体的密度为ρ，CO 2的摩尔摩尔质量为M ，阿伏加德罗常数为N A ，则在该状态下容器内体积为V 的CO 2气体含有的分子数为________．在3 km 的深海中，CO 2浓缩成近似固体的硬胶体，此时若将CO 2分子看做直径为d 的球，则该容器内CO 2气体全部变成硬胶体后体积约为________．解析：体积为V 的CO 2气体质量m ＝ρV ，则分子数N ＝m M N A ＝ρVN A M. CO 2浓缩成近似固体的硬胶体，分子个数不变，则该容器内CO 2气体全部变成硬胶体后体积约为：V ′＝N ·16πd 3＝πd 3ρVN A 6M答案：ρVN A M πd 3ρVN A 6M【B 级——提升练】11.(2017·石家庄质检)如图所示，用细线将一块玻璃板水平地悬挂在弹簧测力计下端，并使玻璃板贴在水面上，然后缓慢提起弹簧测力计，在玻璃板脱离水面的一瞬间，弹簧测力计读数会突然增大，主要原因是( )A ．水分子做无规则热运动B ．玻璃板受到大气压力作用C ．水与玻璃间存在万有引力作用D ．水与玻璃间存在分子引力作用解析：D 在玻璃板脱离水面的一瞬间，弹簧测力计读数会突然增大的主要原因是：水与玻璃间存在分子引力作用，选项D 正确．12.(多选)如图所示，纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小，横坐标表示两个分子间的距离，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e 为两曲线的交点，则下列说法正确的是( )A ．ab 为斥力曲线，cd 为引力曲线，e 点横坐标的数量级为10－10 m B ．ab 为引力曲线，cd 为斥力曲线，e 点横坐标的数量级为10－10m C ．若两个分子间距离增大，则分子势能也增大D ．由分子动理论可知：温度相同的氢气和氧气，分子平均动能相同E ．质量和温度都相同的氢气和氧气(视为理想气体)，氢气的内能大解析：BDE 由分子间相互作用力关系可知，当分子间距离小于r 0时，表现为斥力，分子间距离大于r 0时，表现为引力，因此选项A 错误，B 正确；当分子间距离小于r 0时，分子间距离增大，分子间作用力做正功，分子势能减小，当分子间距离大于r 0时，分子间距离增大，分子间作用力做负功，分子势能增大，选项C 错误；由分子动理论可知，选项D 正确；由理想气体状态方程可知，选项E 正确．答案选BDE.13．下列四幅图中，能正确反映分子间作用力f 和分子势能E p 随分子间距离r 变化关系的图线是( )解析：B 分子间作用力f 的特点是：r <r 0时f 为斥力，r ＝r 0时f ＝0，r >r 0时f 为引力；分子势能E p 的特点是r ＝r 0时E p 最小，因此只有B 项正确．14．目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术．实验发现，在水深300 m 处，二氧化碳将变成凝胶状态，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N A ，将二氧化碳分子看成直径为D 的球(球的体积公式V 球＝16πD 3)，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多少？解析：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的，故体积为V 的二氧化碳气体质量为m ＝ρV ；所含分子数为n ＝m M N A ＝ρV MN A ；变成硬胶体后体积为V ′＝n ·16πD 3＝πρN A D 36M. 答案：πρN A D 36M15．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，排出液化水的体积V ＝1.0×103 cm 3.已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m 3、摩尔质量M ＝1.8×10－2 kg/mol ，阿伏加德罗常数N A ＝6.0×1023 mol －1.试求：(结果均保留一位有效数字)(1)该液化水中含有水分子的总数N ；(2)一个水分子的直径d .解析：(1)水的摩尔体积为V 0＝M ρ＝1.8×10－21.0×103 m 3/mol ＝1.8×10－5 m 3/mol ，水分子数： N ＝VN A V 0＝1.0×103×10－6×6.0×10231.8×10－5个≈3×1025个． (2)建立水分子的球体模型有V 0N A ＝16πd 3，可得水分子直径：d ＝36V 0πN A ＝36×1.8×10－53.14×6.0×1023 m≈4×10－10 m. 答案：(1)3×1025个 (2)4×10－10 m。