高考物理力学知识点之分子动理论图文解析

高考物理力学知识点之分子动理论图文解析

一、选择题

1．一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、 bc、 ca回到原状态，其p-T图像如图所示．下列判断错误的是（）

A．过程ab中气体体积一定增大

B．过程bc中内能不变

C．a、 b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小

D．b和c两个状态的温度相同

2．用分子动理论的观点看，下列表述正确的是（）

A．对一定质量的气体加热，其内能一定增加

B．一定质量100℃的水转变成100℃的水蒸汽，其分子的平均动能增加

C．一定质量的理想气体，如果压强不变而体积增大，其分子的平均动能增加

D．如果气体温度升高，物体中所有分子的速率都一定增大

3．（3-3）对于液体在器壁附近的液面发生弯曲的现象，如图所示，对此有下列几种解释，其中正确的是( )

①Ⅰ图中表面层分子的分布比液体内部疏

②Ⅰ图中附着层分子的分布比液体内部密

③Ⅱ图中表面层分子的分布比液体内部密

④Ⅱ图中附着层分子的分布比液体内部疏

A．只有①对

B．只有③④对

C．只有①②④对

D．全对

4．（3-3）一定质量的理想气体经历如图所示的一系列过程，ab、bc、cd和da这四段过程在p -T图上都是直线段，ab和dc的延长线通过坐标原点O，bc垂直于ab，ad平行于纵轴，由图可以判断( )

A．ab过程中气体体积不断减小,外界对气体做正功，气体内能减小

B．bc过程中气体体积不断减小，外界对气体做正功，气体内能不变

C．cd过程中气体体积不断增大，气体对外界做正功，气体内能增加

D．da过程中气体体积不断增大，气体对外界做正功，气体内能不变

5．下列说法正确的是

A．各向异性的一定是晶体，各向同性的一定是非晶体

B．晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点

C．只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可算出气体分子的体积

D．温度不变时，饱和汽压随体积增加而减小

6．甲、乙两个分子相距较远，它们之间的分子力弱到可忽略不计的程度．若使甲分子固定不动，乙分子逐渐靠近甲分子，直到不能再靠近的整个过程中，分子力对乙分子做功的情况是

A．始终做正功B．始终做负功

C．先做正功，后做负功D．先做负功，后做正功

7．如图所示，两个接触面平滑的铅柱压紧后悬挂起来，下面的铅柱不脱落，主要原因是（）

A．铅分子做无规则热运动B．铅柱受到大气压力作用

C．铅柱间存在万有引力作用D．铅柱间存在分子引力作用

8．关于下列现象的说法正确的是（）

A．甲图说明分子间存在间隙

B．乙图在用油膜法测分子大小时，多撒痱子粉比少撒好

C ．丙图说明，气体压强的大小既与分子平均动能有关，也与分子的密集程度有关

D ．丁图水黾停在水面上的原因是水黾受到了水的浮力作用

9．测得一杯水的体积为V ，已知水的密度为ρ，摩尔质量为M ，阿伏伽德罗常数为NA ，则水分子的直径d 和这杯水中水分子的总数N 分别为

A ．36A A M M d

N N VN πρρ==， B ．36A

A

N VN d N M M πρρ==，

C ．36A A VN M d N N M

ρπρ==， D ．36A

A

N M d N M VN πρρ==， 10．如图所示，甲分子固定在坐标原点O 上，乙分子位于r 轴上距原点r 3的位置。虚线分别表示分子间斥力F 斥和引力F 引的变化情况，实线表示分子间的斥力和引力的合力变化情况。若把乙分子由静止释放，则乙分子( )

A ．从r 3到r 1，分子势能先减小后增加

B ．从r 3到r 2做加速运动，从r 2向r 1做减速运动

C ．从r 3到r 1做加速运动，从r 1向O 做减速运动

D ．从r 3到r 1，分子势能先增加后减小

11．运用分子动理论的相关知识，判断下列说法正确的是（ ）

A ．气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数仅与单位体积内的分子数有关

B ．生产半导体器件时需要在纯净的半导体材料中掺入其它元素，这可以在高温条件下利用分子的扩散来完成

C ．阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到的尘埃的运动是布朗运动

D ．某气体的摩尔体积为V ，每个分子的体积为V 0，则阿伏伽德罗常数为0

A V N V =

12．下列说法中正确的是

A ．物体内能增大时，温度不一定升高

B ．物体温度升高，每个分子的动能都增加

C ．物体对外界做功，其内能一定减少

D．物体从外界吸收热量，其内能一定增加

13．下列叙述中，正确的是

A．物体温度越高，每个分子的动能也越大

B．布朗运动就是液体分子的运动

C．一定质量的理想气体从外界吸收热量，其内能可能不变

D．热量不可能从低温物体传递给高温物体

14．关于分子动理论，下列说法正确的是

A．气体扩散的快慢与温度无关

B．布朗运动是液体分子的无规则运动

C．分子间同时存在着引力和斥力

D．分子间的引力总是随分子间距增大而增大

15．关于分子间的作用力，下列说法错误的是（）

A．分子之间的斥力和引力同时存在

B．分子之间的斥力和引力大小都随分子间距离的增大而减小

C．分子之间的距离减小时，分子力一直做正功

D．当分子间的距离大于109 米时，分子力已微弱到可以忽略

16．下列有关热学的叙述中，正确的是（）

A．同一温度下，无论是氢气还是氮气，它们分子速率都呈现出“中间多，两头少”的分布规律，且分子平均速率相同

B．在绝热条件下压缩理想气体，则其内能不一定增加

C．布朗运动是指悬浮在液体中的花粉分子的无规则热运动

D．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，故液体表面存在张力

17．关于布朗运动，下述说法正确的是（）

A．布朗运动就是分子的无规则运动

B．悬浮微粒的无规则运动是由于液体分子对它无规则的撞击所引起的

C．悬浮微粒的无规则运动是由于微粒内部分子无规则运动而引起的

D．悬浮微粒的无规则运动是由于外界的影响（如液体、气体的流动）引起的

18．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，为两曲线的交点，则下列说法正确的是

A．为引力曲线，为斥力曲线

B．若两个分子间距离增大，则引力和斥力的合力一定减小

C．若两个分子间距离增大，则分子势能也一定增大

D．若两个分子间距离大于点的横坐标表示的距离，则分子间作用力表现为斥力

19．图描绘了一颗悬浮在液体中的固体微粒受到周围液体分子撞击的情景，下列关于布朗运动的说法中正确的是

A．悬浮微粒做布朗运动，是液体分子的无规则运动撞击造成的

B．布朗运动是固体分子的无规则运动

C．液体温度越低，布朗运动越剧烈

D．悬浮微粒越大，液体分子撞击作用的不平衡性表现得越明显

20．如图，F-r 图象中两条曲线表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，其中纵坐标 F表示两分子间引力、斥力的大小，横坐标 r 表示两个分子间的距离，e 为两曲线的交点，则：（）

A．ab 为斥力曲线，cd 为引力曲线

B．当 r＞r e时，分子间作用力的合力表现为斥力

C．当 r=r e时，分子势能为零

D．当 r＜re时，若减小分子间的距离，分子势能将增大

21．下列说法正确的是

A．向一锅水中撒一点胡椒粉，加热时发现水中的胡椒粉在翻滚，这说明温度越高布朗运

动越剧烈

B．在高速列车的速度由小变大的过程中，列车上所有物体的动能都在增大，组成这些物体的分子的平均动能也在增大

C．用油膜法估测油酸分子直径的大小是一种通过测量宏观量来测量微观量的方法

D．随着分子间距离的增大，分子间作用力减小，分子势能也减小

22．如图所示,用F表示两分子间的作用力,E p表示分子间的分子势能,在两个分子之间的距离由10r0变为r0的过程中( )

A．F不断增大,E p不断减小

B．F先增大后减小,E p不断减小

C．F不断增大,E p先增大后减小

D．F、E p都是先增大后减小

23．将一定质量的氧气从0℃缓慢升高到100℃，下列说法中正确的是

A．氧气分子的平均动能一定变大

B．每个氧气分子的运动速率一定变大

C．氧气分子的密集程度一定变大

D．气体的压强一定变大

24．下列说法正确的是

A．温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度

B．内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和

C．气体压强仅与气体分子的平均动能有关

D．气体膨胀对外做功且温度降低，分子的平均动能可能不变

25．下列说法正确的是( )

A．自然界中只要涉及热现象的宏观过程都具有方向性

B．物体的温度为0℃时，分子的平均动能为零

C．用活塞压缩气缸里的空气，对空气做功4.5×105J，同时空气的内能增加了3.5×105J，则空气从外界吸收热量1×105J

D．第一类永动机违反了热传导的方向性

【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除

一、选择题

1．A

解析：A

【解析】

【分析】

【详解】

根据PV/T=C可知

C

P T

V

可知，过程ab中气体体积不变，选项A错误；过程bc中气体

的温度不变，内能不变，选项BD正确；a、 b和c三个状态中，状态a温度最低，则分子

的平均动能最小，选项C正确；此题选择错误的选项，故选A.

【点睛】

本题考查气体的状态方程中对应的图象，分析清楚图示图象、知道理想气体内能由气体的温度决定即可解题，解题时要抓住在P-T图象中等容线为过原点的直线.

2．C

解析：C

【解析】根据热力学第一定律可知，对气体加热，若气体对外做功，其内能不一定增加，故A错误；一定质量100℃的水转变成100℃的水蒸汽，由于温度不变，故分子的平均动能不变，故B错误；一定质量的理想气体，如果压强不变而体积增大，则其温度一定变大，故其分子的平均动能增加，故C正确；如果气体温度升高，只是分子的平均动能增大，但单个分子的动能和速率无法确定，故D错误．

3．C

解析：C

【解析】

液体表面具有收缩的趋势，即液体表面表现为张力，是液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，密度较小，且液面分子间表现为引力；故表面层I、Ⅱ内分子的分布比液体内部疏，故①正确，③错误；附着层I内分子与容器壁间引力大于内部液体分子引力，附着层分子距离小，密度大，故②正确；附着层II内分子与容器壁间吸引力小于内部液体分子引力，附着层分子距离大，密度小，故④正确，故选项C正确．

点睛：解决本题的关键会用分子间距离与0r的大小关系，从而判断分子力表现为引力还是斥力；明确液体表面张力、浸润与不浸润的微观意义．

4．D

解析：D

【解析】

ab过程是等容变化，内能减小，bc过程中，根据PV

C

T

=可以知道，体积减小，温度降

低，则内能减小，cd过程中是等容变化，内能增加，da过程中是等温变化，压强减小，则体积增大，气体气体对外界做正功，气体内能不变，故选项D正确．

点睛：本题考查气体的状态方程中对应的图象，要抓住在P T

-图象中等压线为过原点的直线，解决此类题目得会从图象中获取有用信息，判断出气体状态情况．

5．B

解析：B

【解析】A、单晶体物理性质是各向异性，多晶体是各向同性，故A错误；

B、晶体有固定的熔点；非晶体没有固定的熔点，温度升高后逐渐软化，故B正确；

C、气体分子间距很大，知道气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，无法直接求出分子的体积，只能求出分子所占据的空间，故C错误；

D、温度不变时，饱和汽压不变，与饱和汽体积无关，故D错误。

点睛：本题考查分子动理论的知识和热力学定律的理解和记忆，此处知识点不多，但要注

意理解和应用，以及平时的积累。

6．C

解析：C

【解析】

试题分析：开始时由于两分子之间的距离大于0r ，因此分子力为引力，当相互靠近时分子力做正功；当分子间距小于0r ，分子力为斥力，相互靠近时，分子力做负功．

在靠近的过程中，两分子间先是表现为引力，随着距离的减小，引力做正功，当两者之间的距离到达一定值时，分子间作用力表现为斥力，随着距离的减小，引力做负功，故C 正确．

7．D

解析：D

【解析】

【分析】

【详解】

试题分析：分子间的距离大于平衡距离时，引力和斥力都随着距离的增大而减小，但是斥力减小的更快，因而分子间的作用表现为引力，分子间虽然有空隙，大量分子却能聚集在一起形成固体或液体，说明分子间存在引力，由于分子间的引力，两个接触面的铅分子之间的距离达到分子力的作用距离，两块铅柱结合在一起，所以D 项正确；AB 项错误． 考点：本题考查了分子间的相互作用力

8．C

解析：C

【解析】

试题分析：两铅块相互挤压后粘在一起，是因为分子间相互吸引而造成的；故A 错误；在用油膜法测分子大小时，应少撒痱子粉以便于实验；故B 错误；C 图可以说明，气体压强的大小既与分子动能有关，也与分子的密集程度有关；故C 正确；水黾停在水面上的原因是水黾受到了水的表面张力的作用；故D 错误；故选C ．

考点：分子动理论；表面张力

9．C

解析：C

【解析】

水的摩尔体积 V mol = M

ρ；水分子数 A A mol VN V N N V M

ρ==；将水分子看成球形，由31 6mol A V d N π=，解得水分子直径为

d =，故选C ． 点睛：本题的解题关键是建立物理模型，抓住阿伏加德罗常数是联系宏观与微观的桥梁，也可以将水分子看成立方体形．

10．C

解析：C

【解析】从r 3到r 1，分子力做正功，则分子势能减小，选项AD 错误；在r ＞r 1时，分子力表现为引力，当r ＜r 1时，分子力表现为斥力，故从r 3到r 1做加速运动，从r 1向O 做减速运动，故B 错误，C 正确；故选C 。

点睛：本题考查分子势能的影响因素；要通过图像理解分子力变化规律，理解分子力做功与分子势能变化的关系是解决本题的关键．

11．B

解析：B

【解析】

【详解】

A ．气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数与单位体积内的分子数和温度都有关，选项A 错误；

B ．生产半导体器件时需要在纯净的半导体材料中掺入其它元素，这可以在高温条件下利用分子的扩散来完成，选项B 正确；

C ．布朗运动是肉眼看不到的，阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到的尘埃的运动是固体颗粒在气流作用下的运动，不是布朗运动，选项C 错误；

D ．某气体的摩尔体积为V ，若每个气体分子运动占据的空间的体积为V 0，则阿伏伽德罗常数为0

A V N V

，选项D 错误。 故选B 。 12．A

解析：A

【解析】物体内能等于分子势能和分子动能之和，内能增大可能分子动能不变，分子势能增大，A 正确；物体温度升高，则物体的分子平均动能越大，但由于分子的运动是无规则的，不是每个分子的动能都增加，故B 错误；物体对外界做功的同时有可能从外界吸热，其内能不一定减小，同理从外界吸收热量的同时有可能对外界做功，其内能不一定增加，CD 错误．

13．C

解析：C

【解析】

考点：热力学第一定律；布朗运动．

分析：正确解答本题需要掌握：理解温度是分子平均动能的标志的含义；明确布朗运动的物理意义以及布朗运动的实质；正确应用热力学第一定律和热力学第二定律解答有关问题．

解答：解：A 、温度是分子平均动能的标志，这是统计规律，对于单个分子是不成立的，故A 错误；

B 、布朗运动是固体微粒的运动，是液体分子无规则热运动的反应，故B 错误；

C 、根据热力学第一定律可知：△U=W+Q ，若一定质量的理想气体从外界吸收热量，同时气体对外做功，可以使内能不变，故C 正确；

D、在引起其它变化的情况下，热量可以从低温传递到高温，故D错误．

故选C．

点评：本题考查了热学中的基本知识，大都需要不断的记忆理解，在平时注意加强训练．14．C

解析：C

【解析】A、扩散的快慢与温度有关，温度越高，扩散越快，故A错误；

B、布朗运动为悬浮在液体中固体小颗粒的运动，不是液体分子的热运动，固体小颗粒运动的无规则性，是液体分子运动的无规则性的间接反映，故B错误；

C、分子间斥力与引力是同时存在，而分子力是斥力与引力的合力，分子间的引力和斥力都是随分子间距增大而减小；当分子间距小于平衡位置时，表现为斥力，即引力小于斥力，而分子间距大于平衡位置时，分子表现为引力，即斥力小于引力，但总是同时存在的，故C正确，D错误。

点睛：本题考查了布朗运动、扩散以及分子间的作用力的问题；注意布朗运动和扩散都说明了分子在做永不停息的无规则运动，都与温度有关；分子间的斥力和引力总是同时存在的。

15．C

解析：C

【解析】

【详解】

A、分子间既存在引力，也存在斥力，只是当分子间距离大于平衡距离时表现为引力，小于平衡距离时表现为斥力，故A正确；

B、分子间存在相互作用的引力和斥力，引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，故B 正确；

C. 两分子之间的距离大于r0，分子力为引力，故当相互靠近时分子力做正功；当分子间距小于r0，分子力为斥力，相互靠近时，分子力做负功，故C错误；

D、引力和斥力都随分子间距的增加而减小，当分子间距的数量级大于10-9m时，分子力已微弱到可以忽略，故D正确；

错误的故选C．

【点睛】

分子间同时存在引力和斥力，引力和斥力都随分子间距的增加而减小，随分子间距的减小而增大，但斥力变化较快．

16．D

解析：D

【解析】

【详解】

A. 同一温度下，无论是氢气还是氮气，它们分子速率都呈现出“中间多，两头少”的分布规律，且分子平均动能相同，由于分子质量不同，则分子平均速率不同，选项A错误；

B. 在绝热条件下压缩理想气体，外界对气体做功，根据?U=W+Q可知其内能一定增加，选项B错误；

C. 布朗运动是指悬浮在液体中的花粉颗粒的无规则运动，不是花粉分子的热运动，选项C 错误；

D. 液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，故液体表面存在张力，选项D 正确.

17．B

解析：B

【解析】

【详解】

A.布朗运动不是分子的无规则运动，是悬浮在液体中的颗粒做的无规则的运动，而颗粒是由成千上万个颗粒分子组成，不是单个分子在运动。故A 错误。

BCD.悬浮微粒的无规则运动是颗粒周围液体分子对它无规则的撞击，冲力不平衡而引起颗粒无规则运动;故B 项正确，C 项,D 项错误.

18．A

解析：A

【解析】

【详解】

在F-r 图象中，随着距离的增大斥力比引力变化的快，所以ab 为引力曲线，cd 为斥力曲线，选项A 正确；若两个分子间距离增大，则引力和斥力的合力可能减小，也可能变大，选项B 错误；若两个分子间距离增大，则分子力可能做正功，也可能做负功，则分子势能可能增大，也可能减小，选项C 错误；在e 点分子力表现为零，若两个分子间距离大于点的横坐标表示的距离，则分子间作用力表现为引力，选项D 错误。

19．A

解析：A

【解析】

【详解】

AB.布朗运动是小颗粒受到不同方向的液体分子无规则运动产生的撞击力不平衡引起的，它既不是液体分子的运动，也不是固体小颗粒分子的运动，而是小颗粒的运动。故A 正确，B 错误；

C.颗粒越小，温度越高，布朗运动越剧烈。故C 错误；

D.悬浮微粒越大，液体分子撞击作用的不平衡性表现得越不明显。故D 错误。

20．D

解析：D

【解析】

【分析】

【详解】

A 、在F r -图象中，随着距离的增大，斥力比引力减小得快，则知ab 为引力曲线，cd 为斥力曲线，故A 错误；

B 、当e r r ＞时，分子间作用力的合力表现为引力，故B 错误；

C 、当e r r =时，分子势能最小，但不一定为0，故C 错误；

D 、当e r r ＜时，分子力表现为斥力，若减小分子间的距离，分子力做负功，分子势能将增大，故D 正确．

21．C

解析：C

【解析】

【详解】

A ．胡椒粉不是布朗微粒，水中的胡椒粉在翻滚，是由于水的对流引起的，不是分子撞击的结果，A 错误；

B ．速度增大，物体的动能增大，是宏观的物理量；温度是分子平均动能的标志，分子平均动能是微观，温度不一定变，所以分子的平均动能不一定变大，B 错误；

C ．用油膜法估测油酸分子直径的大小，通过测量宏观量油膜的尺寸来估测微观量分子的大小，C 正确；

D ．分子间距离增大，分子间作用力减小，但不知道起主要作用的是分子斥力还是分子引力，所以没办法判断分子势能变化，D 错误；

故选C 。

22．B

解析：B

【解析】

试题分析：当0r r =时，分子的引力与斥力大小相等，分子力为0F =．在两个分子之间的距离由010r 变为0r 的过程中，由图看出，分子力F 先增大后减小．此过程分子力表现为引力，分子力做正功，分子势能p E 减小，故B 正确．

考点：考查了分子间相互作用力

23．A

解析：A

【解析】

【详解】

AB 、温度是分子热运动平均动能的标志，是大量分子运动的统计规律，对单个的分子没有意义，所以温度越高，平均动能越大，故平均速率越大，但不是所有分子运动速率都变大，故A 正确，B 错误；

CD 、气体的压强与分子的密集程度以及分子的平均撞击力有关；一定质量的气体的温度升高，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大；若气体的体积增大，单位体积内的分子数减小（即气体的密集程度减小），气体的压强不一定增大，故CD 错误。

24．A

解析：A

【解析】

【详解】

根据温度是分子平均动能的标志确定气体分子热运动的程度和分子平均动能变化，内能是分子平均动能和分子势总和，由气体压强宏观表现确定压强

A．温度是分子平均动能的标志，所以温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度，故A正确；

B．内能是物体中所有分子热运动所具有的动能和分子势能之和，故B错误；

可知，气体压强除与分子平均动能（温度）有关，还与体积有C．由压强公式PV nRT

关，故C错误；

D．温度是分子平均动能的标志，所以温度降低，分子平均动能一定变小，故D错误．25．A

解析：A

【解析】

【分析】

【详解】

A、根据热力学第二定律知：热量可以自发地从较热的物体传递到较冷的物体，但不可能自发地从较冷的物体传递到较热的物，即涉及热现象的宏观过程都具有方向性，A正确．

B、分子处于永不停息的无规则运动之中，物体的温度为0℃时，其分子平均动能不为零；B错误．

C、根据热力学第一定律公式△U=W+Q知，W=+4.5×105J，△U=+3.5×105J，解得Q=-1.0×105J，即空气向外界放出热量1.0×105J，C错误．

D、第一类永动机违反了能量的转化与守恒，不可能实现，第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律， D错误．故选A．

【点睛】

本题考查了热力学定律、内能、布朗运动等基础知识点，关键要熟悉教材，牢记这些基础知识点即可解答．