2021届高考物理一轮复习课后限时集训34分子动理论内能 含解析

2021届高考物理一轮复习课后限时集训

分子动理论内能

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1．(2019·福建莆田一中模拟改编)下列各种说法中正确的是( )

A．固体小颗粒越小，温度越高，布朗运动越显著

B．扩散现象能在气体中进行，不能在固体中进行

C．气体分子永不停息地做无规则运动，固体分子之间相对静止不动

D．如果一开始分子间距离大于r0，则随着分子间距离的增大，分子势能减小

A [固体小颗粒越小，表面积越小，同一时刻撞击颗粒的液体分子数越少，冲力越不平衡，温度越高，液体分子运动越激烈，冲击力越大，布朗运动越激烈，故A正确；一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动，扩散现象就是分子运动的结果，所以固体、液体和气体之间都能发生扩散现象，故B、C错误；分子间距离大于r0，分子间表现为引力，则随着分子间距离的增大，分子力做负功，分子势能增大，故D 错误。]

2．(2019·聊城模拟改编)对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是( )

A．温度高的物体内能和分子平均动能一定都大

B．外界对物体做功，物体内能一定增加

C．温度越高，布朗运动越明显

D．当分子间的距离增大时，分子间作用力就一直减小

C [温度高的物体内能不一定大，内能还与质量、体积有关，但分子平均动能一定大，因为温度是分子平均动能的标志，故A错误；改变内能的方式有做功和热传递，若外界对物体做功的同时物体放热，内能不一定增大，故B错误；布朗运动是固体小颗粒由液体分子碰撞的不平衡性造成的，液体温度越高，液体分子热运动越激烈，布朗运动越显著，故C正确；当分子间的距离从平衡位置增大时，分子间作用力先增大后减小，故D错误。]

3．(多选)关于热量、功和内能三个物理量，下列说法正确的是( )

A．热量、功和内能三者的物理意义相同，只是说法不同

B．热量、功都可以作为物体内能变化的量度

C．热量、功和内能的单位相同

D．功由过程决定，而热量和内能由物体的状态决定

BC [热量、功和内能是三个不同的物理量，它们的物理意义不同，故A错误；功与热量都是能量转化的量度，都可以作为物体内能变化的量度，故B正确；热量、功和内能的单位相同，都是焦耳，故C正确；功和热量由过程决定，内能由物体的状态决定，故D错误。]

4．(多选)(2019·上饶六校联考改编)把生鸭蛋放在盐水中腌制一段时间，盐就会进入鸭蛋里变成咸

鸭蛋。则下列说法正确的是( )

A．如果让腌制鸭蛋的盐水温度升高，盐分子进入鸭蛋的速度就会加快

B．盐分子的运动属于布朗运动

C．在鸭蛋腌制过程中，有的盐分子进入鸭蛋内，也有盐分子从鸭蛋里面出来

D．盐水温度升高，每个盐分子运动的速率都会增大

AC [如果让腌制鸭蛋的盐水温度升高，分子运动更剧烈，则盐进入鸭蛋的速度就会加快，故A正确；布朗运动本身不是分子的运动，故B错误；在腌制鸭蛋的盐水中，有盐分子进入鸭蛋，分子运动是无规则的，同样会有盐分子从鸭蛋里面出来，故C正确；盐水温度升高，分子的平均动能增大，但不是每个盐分子运动的速率都会增大，个别分子的速率也可能减小，故D错误。]

5．(多选)(2019·惠州模拟改编)下列说法中正确的是( )

A．物体自由下落时速度增大，所以物体内能也增大

B．物体的机械能为零时内能也为零

C．物体的体积减小温度不变时，物体内能不一定减小

D．质量、温度、体积都相等的物体的内能不一定相等

CD [物体的机械能和内能是两个完全不同的概念，物体的动能由物体的宏观速率决定，而物体内分子的动能由分子热运动的速率决定。分子动能不可能为零(温度不可能达到绝对零度)，而物体的动能可能为零，所以A、B不正确；物体体积减小时，分子间距离减小，但分子势能可能增加，所以C正确；质量、温度、体积都相等的物体，如果是由不同物质组成，分子数不一定相同，因此，物体内能不一定相等，选项D正确。]

6．(多选)(2018·全国卷Ⅱ改编)对于实际的气体，下列说法正确的是( )

A．气体的内能包括气体分子的重力势能

B．气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能

C．气体的内能包括气体整体运动的动能

D．气体的体积变化时，其内能可能不变

BD [实际气体的内能包括气体分子间相互作用的势能和分子热运动的动能，当气体体积变化时影响的是气体的分子势能，内能可能不变，所以B、D正确，A、C错误。]

7．(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

AD [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，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。]

8．(多选)(2019·许昌模拟改编)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。当分子间距为r＝r0时，分子之间合力为零，则下列关于该两分子组成系统的分子势能E p与两分子间距离r的关系曲线，可能正确的是( )

A B

C D

BC [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。综上所述，选项B、C正确，选项A、D错误。]

9．(多选)关于物体的内能，下列说法正确的是( )

A．相同质量的两种物质，升高相同的温度，内能的增加量一定相同

B．物体的内能改变时温度不一定改变

C．内能与物体的温度有关，所以0 ℃的物体内能为零

D．分子数和温度相同的物体不一定具有相同的内能

BD [相同质量的同种物质，升高相同的温度，吸收的热量相同，相同质量的不同种物质，升高相同的温度，吸收的热量不同，故A错误；物体内能改变时温度不一定改变，比如零摄氏度的冰融化为零摄氏度的水，内能增加，故B正确；分子在永不停息地做无规则运动，可知任何物体在任何状态下都有内能，故C错误；物体的内能与分子数、物体的温度和体积三个因素有关，分子数和温度相同的物体不一定有相同的内能，故D正确。]

10．(多选)钻石是首饰和高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为ρ(单位为kg/m3)，摩尔质量为M(单位为g/mol)，阿伏加德罗常数为N A。已知1克拉＝0.2克，则下列说法正确的是( )

A ．a 克拉钻石所含有的分子数为0.2aN A M

B ．a 克拉钻石所含有的分子数为aN A M

C ．每个钻石分子直径的表达式为 36M ×10－3

N A ρπ

(单位为m) D ．每个钻石分子的质量为M N A

ACD [a 克拉钻石物质的量为n ＝0.2a M ，所含分子数为N ＝nN A ＝0.2aN A M

，选项A 正确，B 错误；钻石的摩尔体积V ＝M ×10－3ρ(单位为m 3/mol)，每个钻石分子体积为V 0＝V N A ＝M ×10－3

N A ρ

，设钻石分子直径为d ，则V 0＝43π? ????d 23，联立解得d ＝ 36M ×10－3N A ρπ

(单位为m)，选项C 正确；根据阿伏加德罗常数的意义知，每个钻石分子的质量m ＝M N A ，选项D 正确。]

11．(多选)(2019·雅安市第三次诊断)下列说法正确的是( )

A ．理想气体吸热后温度一定升高

B ．可视为理想气体的相同质量和温度的氢气与氧气相比，平均动能一定相等，内能一定不相等

C ．某理想气体的摩尔体积为V 0，阿伏加德罗常数为N A ，则该理想气体单个的分子体积为V 0N A

D ．甲、乙两个分子仅在分子力的作用下由无穷远处逐渐靠近直到不能再靠近的过程中，分子引力与分子斥力都增大，分子势能先减小后增大

BD [根据热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q 得，物体的内能与做功和热传递有关，理想气体的内能由温度决定，故一定质量的理想气体吸热后温度可能不变，故A 错误；温度是分子的平均动能的标志，所以相同温度的氢气与氧气相比，平均动能一定相等，但氢气分子与氧气分子相比，氢气分子的质量小，所以相同质量的氢气的分子数比氧气的分子数多，内能一定比氧气大，故B 正确；某理想气体的摩尔体积为V 0，阿伏加德罗常数为N A ，可以求出该理想气体的每一个分子所占的空间为V 0N A ，由于气体分子之间的距离远大于分子的大小，所以气体分子的体积小于V 0N A

，故C 错误；分子之间的距离减小时，分子引力与分子斥力都增大，甲、乙两个分子在只受分子力的作用下由无穷远处逐渐靠近直到不能再靠近的过程中，开始时分子之间的作用力表现为引力，距离减小的过程中分子力做正功，分子势能减小，分子之间的距离小于平衡位置的距离时，分子力表现为斥力，距离再减小的过程中分子力做负功，分子势能增大，故D 正确。]

12．(多选)(2019·丹东市一模)关于分子动理论的规律，下列说法正确的是( )

A ．扩散现象说明物质分子在做永不停息的无规则运动

B ．压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体分子间存在斥力的缘故

C ．布朗运动是指悬浮在液体或气体里的微小颗粒的运动

D ．如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，用来表征它们所具有的“共同热学性质”的物理量是内能

AC [扩散现象与布朗运动都是分子无规则热运动的宏观表现，故A 正确；气体压缩可以忽略分子间作用力，压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体压强的存在，故B 错误；布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的运动，故C 正确；如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，用来表征它们所具有的“共同热学性质”的物理量叫作温度，不是内能，故D 错误。]

13．(多选)如图所示，图线甲和图线乙为两分子之间的引力以及斥力随两分子之间距离的变化规律图线，且两图线有一交点，假设分子间的平衡距离为r 0。则下列说法正确的是( )

A ．图线甲为分子引力随分子间距离变化的图线

B ．图线乙为分子引力随分子间距离变化的图线

C ．两图线的交点对应的横坐标约为r 0

D ．如果两分子之间的距离增大，则分子间的斥力比引力减小得慢

AC [因斥力比引力随分子间距离变化得快，由题图知，A 正确，B 错误。当分子间距为r 0时，两个分子间的引力等于斥力，两图线交点对应的横坐标约为r 0，C 正确。由于分子斥力比分子引力变化得快，当两个分子间的距离增大时，分子间的斥力比引力随分子间距离减小得快，D 错误。]

14．(2019·长沙检测)用长度放大600倍的显微镜观察布朗运动，估计放大后的小炭粒的体积V ＝0.1×10－9 m 3，炭的密度ρ＝2.25×103 kg/m 3，摩尔质量M ＝12 g/mol ，阿伏加德罗常数N A ＝6.0×1023 mol －1，则小炭粒所含分子数为 个(结果保留1位有效数字)。由此可知布朗运动 (选填“是”或“不是”)分子的运动。

[解析] 长度放大600倍的显微镜可以把小炭粒的体积放大n ＝6003＝2.16×108倍，故小炭粒的实际体积V 0＝V n ，小炭粒的质量m ＝ρV 0,1 mol 小炭粒中含有的分子数为N A ，由以上各式可得N ＝

N A ρV nM ，代入数据得N ＝5×1010个。可见每一个小炭粒都含有大量的分子，由此可知，布朗运动不是分子的运动。

[答案] 5×1010

不是

15．在压强不太大、温度不太低的情况下，气体分子本身大小比分子间距小得多，可以忽略分子大小。氮气的摩尔质量为2.8×10－2 kg/mol ，标准状态下摩尔体积是22.4 L 。

(1)估算氮气分子间距；

(2)液氮的密度为810 kg/m 3，假设液氮可以看成由立方体分子堆积而成，估算液氮分子间距。(保留一位有效数字)

[解析](1)由题知，氮气分子的体积V ＝

V mol N A

≈3.7×10－26 m 3 氮气分子间距L ＝3V ≈3×10－9 m 。

(2)设液氮分子间距为L 0，则摩尔体积V mol ＝N A L 30 由题知M mol ＝2.8×10－2 kg/mol ρ＝M mol

V mol

得L 0≈4×10－10 m 。

[答案](1)3×10－9 m (2)4×10－10 m