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2022高考物理一轮复习 课时练38 分子动理论 内能

2022高考物理一轮复习 课时练38 分子动理论 内能

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课时规范练38　分子动理论　内能
1.(分子力)(2020广西桂林一中模拟)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
2.(多选)(分子动理论)(2020贵州贵阳开学调研)关于分子动理论和物体的内能,下列说法正确的是(　　)
A.某种物体的温度为0 ℃,说明该物体中所有分子的动能均为零
B.物体的温度升高时,分子的平均动能一定增大,但内能不一定增大
C.当分子间的距离增大时,分子间的引力和斥力都减小,但斥力减小得更快,所以分子力表现为引力
D.10 g 100 ℃水的内能小于10 g 100 ℃水蒸气的内能
3.(分子动理论)(多选)(2020四川雅安三诊)下列说法正确的是(　　)
A.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
B.某理想气体的摩尔体积为V0,阿伏加德罗常数为NA,则该理想气体单个的分子体积为V0NA
C.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
D.扩散现象与布朗运动都能说明分子在永不停息地运动
4.(多选)(布朗运动)(2020山西长治、运城联考)小张在显微镜下观察水中悬浮的细微粉笔末的运动从A点开始,他把小颗粒每隔20 s的位置记录在坐标纸上,依次得到B、C、D等这些点,把这些点连线形成如图所示折线图,则关于该粉笔末的运动,下列说法正确的是(　　)

A.该折线图是粉笔末的运动轨迹
B.粉笔末的无规则运动反映了水分子的无规则运动
C.经过B点后10 s,粉笔末应该在BC的中点处
D.粉笔末由B到C的平均速度小于由C到D的平均速度
5.(多选)(分子力与分子势能)如图所示,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r的变化关系,e为两曲线的交点。下列说法正确的是(　　)

A.cd为斥力曲线,ab为引力曲线
B.分子间距离减小,分子力一定增大
C.当r=r0时,分子势能最小
D.r0等于气体分子间的平均距离
6.(多选)(内能)(2020广东珠海一中模拟)气态的N2可视为理想的气体,对于一定质量的N2在不同物态下的内能,下列说法中正确的是(　　)
A.固态的N2熔化为同温度的液态N2时内能增大
B.固态的N2熔化为同温度的液态N2时,由于分子力做负功将分子动能转化为分子势能,即其内能保持不变
C.液态N2汽化为同温度的气体时内能增大
D.气态的N2温度升高时内能因所有分子动能增大而增大
7.(2020河南洛阳一中期中)用可以把长度放大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 m3,炭的密度ρ=2.25×103 kg/m3,摩尔质量M=12 g/mol,阿伏加德罗常数NA=6.0×1023 mol-1,则小炭粒所含分子数为　　　　　个(结果保留一位有效数字)。由此可知布朗运动　　　　　(选填“是”或“不是”)分子的运动。 
素养综合练
8.(多选)(2020广东广州、深圳二调)下列关于温度及内能的说法中正确的是(　　)
A.物体的内能不可能为零
B.温度高的物体比温度低的物体内能大
C.一定质量的某种物质,即使温度不变,内能也可能发生变化
D.内能不相同的物体,它们的分子平均动能可能相同
9.(多选)如图所示,用F表示两分子间的作用力,Ep表示分子间的分子势能,两个分子之间的距离由10r0变为r0的过程中(　　)

A.F不断增大
B.F先增大后减小
C.Ep不断减小
D.Ep先增大后减小
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NA。已知1克拉=0.2克,则(　　)
A.a克拉钻石所含有的分子数为0.2aNAM
B.每个钻石分子的质量为MNA
C.每个钻石分子直径的表达式为36M×10-3NAρπ(单位为m)
D.每个钻石分子直径的表达式为6MNAρπ(单位为m)
11.(多选)(2020吉林长春五中二模)分子力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图线如甲、乙两图所示(取无穷远处分子势能Ep=0),下列说法正确的是(　　)

A.乙图线为分子势能与分子间距离的关系图线
B.当r=r0时,分子势能为零
C.随着分子间距离的增大,分子力先减小后一直增大
D.分子间的斥力和引力大小都随分子间距离的增大而减小,但斥力减小得更快
12.(2020湖北黄石一中期末)如图所示是氧气分子在不同温度下的速率分布规律图,横坐标表示速率,纵坐标表示某一速率内的分子数占总分子数的百分比,由图可知(　　)

A.同一温度下,氧气分子呈现“中间多,两头少”的分布规律
B.随着温度的升高,每一个氧气分子的速率都增大
C.随着温度的升高,氧气分子中速率小的分子所占的比例增大
D.①状态的温度比②状态的温度高
13.(2020陕西宝鸡一中模拟)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/mol,阿伏加德罗常数NA=6.0×1023mol-1。试求:(结果均保留一位有效数字)
(1)排出的水中含有水分子的总数N;
(2)一个水分子的直径d。

参考答案

课时规范练38　分子动理论　内能
1.D　当两个接触面平滑的铅柱压紧时,接触面上的分子与分子间的距离非常小,分子之间的作用力表现为引力,使铅柱不脱落。
2.BD　某种物体的温度是0℃,内能不为0,所以物体中分子的平均动能不为零,故A错误;温度是分子平均动能的标志,故物体的温度升高时,分子的平均动能一定增大,内能的大小还与物质的多少有关,所以内能不一定增大,故B正确;当分子间的距离增大时,分子间的引力和斥力均减小,斥力减小得快,当分子间距小于r0时,分子间的斥力大于引力表现为斥力,当分子间距大于r0时,分子间的斥力小于引力表现为引力,故C错误;温度是分子平均动能的标志,所以10g100℃的水的分子平均动能等于10g100℃的水蒸气的分子平均动能,同样温度的水变为同样温度的水蒸气要吸收热量,所以10g100℃的水的内能小于10g100℃相同质量的水蒸气的内能,故D正确。
3.ACD　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多,内能一定比氧气大,故A正确;某理想气体的摩尔体积为V0,阿伏加德罗常数为NA,可以求出该理想气体每一个分子所占有的空间为V0NA;由于气体分子之间的距离远大于分子的大小,该理想气体单个的分子体积远小于V0NA,故B错误;分子之间距离减小时,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C正确;扩散现象与布朗运动都能说明分子在永不停息地运动,故D正确。
4.BD　该折线图不是粉笔末的实际运动轨迹,分子运动是无规则的,故A错误;粉笔末受到水分子的碰撞,做无规则运动,所以粉笔末的无规则运动反映了水分子的无规则运动,故B正确;由于运动的无规则性,所以经过B点后10s,我们不知道粉笔末在哪个位置,故C错误;任意两点之间的时间间隔是相等的,所以位移越大,则平均速度就越大,故粉笔末由B到C的平均速度小于由C到D的平均速度,故D正确。
5.AC　由题图可知r0为分子间的平衡距离,分子间距小于r0时,斥力大于引力,故A正确;分子间距小于r0时,分子间距离减小,分子力增大,分子间距大于r0时,分子间距离减小时,分子力可能减小,可能增大,也可能先减小后增大,故B错误;分子间距从无穷远处到r0时,分子力表现为引力,分子力做正功,分子势能减小,分子间距继续减小时,分子力表现为斥力,分子力做负功,分子势能增大,故r=r0时,分子势能最小,故C正确;气体分子间的平均距离远大于r0,故D错误。
6.AC　固态的N2熔化为同温度的液态N2时因需要吸收热量其内能增大,A正确,B错误;液态N2汽化为同温度的气体时,因为分子的平均动能只与物体的温度有关,所以N2的分子平均动能不变,而分子势能增大,即内能增大,C正确;气态的N2温度升高时,分子的平均动能增大,但并不是所有分子的动能都增大,D错误。
7.答案5×1010　不是
解析用可以把长度放大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V0=Vn,小炭粒的质量m=ρV0,1mol小炭粒中含有的分子数为NA,由以上各式可得N=NAρVnM,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。
8.ACD　内能是物体内所有分子无规则热运动的动能和分子势能的总和,分子在永不停息地做无规则运动,所以内能永不为零,故A正确;物体的内能除与温度有关外,还与物体的种类、物体的质量、物体的体积有关,温度高的物体的内能可能比温度低的物体内能大,也可能与温度低的物体内能相等,也可能低于温度低的物体的内能,故B错误;一定质量的某种物质,即使温度不变,内能也可能发生变化,比如零摄氏度的冰化为零摄氏度的水,内能增加,故C正确;内能与温度、体积、物质的多少等因素有关,而分子平均动能只与温度有关,故内能不同的物体,它们分子热运动的平均分子动能可能相同,故D正确。
9.BC　分子间的作用力是矢量,其正负不表示大小;分子势能是标量,其正负表示大小。读取题图像信息知,两个分子之间的距离由10r0变为r0的过程中,F先增大后减小至0,Ep则不断减小,选项B、C正确,A、D错误。
10.ABC　a克拉钻石的物质的量为n=0.2aM,所含分子数为N=nNA=0.2aNAM,选项A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=MNA,选项B正确;钻石的摩尔体积V=M×10-3ρ(单位为m3/mol),每个钻石分子体积为V0=VNA=M×10-3NAρ(单位为m3),设钻石分子直径为d,则V0=43πd23,联立解得d=36M×10-3NAρπ(单位为m),选项C正确、D错误。
11.AD　在r=r0时,分子势能最小,但不为零,此时分子力为零,故A项正确,B项错误;分子间作用力随分子间距离增大先减小,然后反向增大,最后又一直减小,C项错误;分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小,随分子间距离的减小而增大,但斥力比引力变化得快,D项正确。
12.A　同一温度下,中等速率的氧气分子数所占的比例大,即氧气分子呈现“中间多,两头少”的分布规律,A正确。温度升高使得氧气分子的平均速率增大,不一定每一个氧气分子的速率都增大,B错误。随着温度的升高,氧气分子中速率大的分子所占的比例增大,从而使分子平均动能增大,C错误。由题图可知,②中速率大的分子占据的比例较大,说明②对应的分子平均动能较大,故②对应的温度较高,D错误。
13.答案(1)3×1025个　(2)4×10-10 m
解析(1)水的摩尔体积为V0=Mρ=1.8×10-21.0×103m3/mol=1.8×10-5m3/mol,水分子数:N=VNAV0=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V0NA=16πd3,可得水分子直径:d=36V0πNA=36×1.8×10-53.14×6.0×1023m=4×10-10m。