高考物理新力学知识点之分子动理论难题汇编及答案解析(1)

高考物理新力学知识点之分子动理论难题汇编及答案解析(1)
一、选择题
1．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
2．根据分子动理论，物质分子之间的距离为r0时，分子所受的斥力和引力相等，以下关于分子力和分子势能的说法正确的是
A．当分子间距离为r0时，分子具有最大势能
B．当分子间距离为r0时，分子具有最小势能
C．当分子间距离大于r0时，分子引力小于分子斥力
D．当分子间距离小于r0时，分子间距离越小，分子势能越小
3．以下说法正确的是()
A．机械能为零、内能不为零是可能的
B．温度相同，质量相同的物体具有相同的内能
C．温度越高，物体运动速度越大，物体的内能越大
D．0 ℃的冰的内能比等质量的0 ℃的水的内能大
4．下列说法正确的是（）
A．给汽车轮胎充气时费力，说明分子间有斥力
B．温度是物体分子热运动的平均速率的标志
C．当分子间引力和斥力相等时，分子势能最小
D．高压密闭的钢筒中的油沿筒壁溢出，这是钢分子对油分子的斥力
5．对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是（）
A．温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大
B．理想气体在等温变化时，内能不改变，因而与外界不发生热交换
C．布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动
D．扩散现象说明分子间存在斥力
6．下列说法正确的是()
A．布朗运动的无规则性反映了液体分子运动的无规则性
B．悬浮在液体中的固体小颗粒越大，则其所做的布朗运动就越剧烈
C．物体的温度为0 ℃时，物体的分子平均动能为零
D．布朗运动的剧烈程度与温度有关，所以布朗运动也叫热运动
7．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
．
A
M d N
VN
ρ
==
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==， 8．
如图所示为两分子系统的势能
与两分子间距离r 的关系曲线下列说法正确的是（ ）
A ．. 当r 大于时，分子间的作用力表现为引力
B ．当r 大于时，分子间的作用力表现为引
C ．当r 小于时，分子间的作用力表现为斥力
D ．在r 由变到的过程中，分子间的作用力做负功
9．下列说法正确的是( )
A ．扩散现象和布朗运动都与温度有关，所以扩散现象和布朗运动都是分子的热运动
B ．气体的温度升高，气体分子的内能一定增大
C ．两分子从无限远处逐渐靠近，直到不能再靠近为止的过程中，分子间相互作用的合力先变大，后变小，再变大
D ．标准状况下冰水混合物与零摄氏度的水处于非平衡态
10．把墨汁用水稀释后取出一滴放在显微镜下观察，如图所示，下列说法中正确的是
A ．在显微镜下能看到水分子不停地撞击炭粒
B ．小炭粒在不停地做无规则运动，这就是所说的布朗运动
C ．当水结成冰后，炭粒不再运动，因为此时水分子已停止运动
D ．在显微镜下看起来连成一片的液体，实际上是由许许多多的静止不动的水分子组成的
11．下列说法中正确的是（ ）
A ．已知阿伏加德罗常数和某物质的摩尔质量，一定可以求出该物质分子的质量
B ．布朗运动就是液体分子的运动，它说明分子做永不停息的无规则运动
C ．当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力同时减小，分子势能一定增大
D．用打气筒的活塞压缩气体很费力，说明分子间有斥力
12．采用油膜法估测分子的直径，先将油酸分子看成球形分子，再把油膜看成单分子油膜，在实验时假设分子间没有间隙。

实验操作时需要测量的物理量是
A．1滴油酸的质量和它的密度
B．1滴油酸的体积和它的密度
C．油酸散成油膜的面积和油酸的密度
D．1滴油酸的体积和它散成油膜的最大面积
13．关于热现象，下列说法正确的是（）
A．物体温度不变，其内能一定不变
B．物体温度升高，其分子热运动的平均动能一定增大
C．外界对物体做功，物体的内能一定增加
D．物体放出热量，物体的内能一定减小
14．如图，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上。

甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中的曲线所示，F>0为斥力，F<0为引力。

规定在无穷远处分子势能为零。

a、b、c、d为x轴上四个特定的位置，其中c为图像与x轴的交点。

现把乙分子从a处由静止释放，则（）
A．在b处，乙分子受到的分子力最小
B．从a到c的过程中，乙分子一直做加速运动
C．从b到c的过程中，分子力对乙分子做负功
D．到达c时，两分子间的分子势能最小且为零
15．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
16．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
17．在下列叙述中，正确的是
A．物体里所有分子动能的总和叫做物体的内能
B．—定质量的气体，体积不变时，温度越高，气体的压强就越大
C．对一定质量的气体加热，其内能一定增加
D．随着分子间的距离增大分子间引力和斥力的合力一定减小
18．一定质量的理想气体，其状态变化的P-T图像如图所示。

气体在由状态1变化到状态2的过程中，下列说法正确的是
A．分子热运动的平均速率增大
B．分子热运动的平均速率减小
C．单位体积内分子数增多
D．单位面积、单位时间内撞击器壁的分子数增多
19．伽耳顿板可以演示统计规律．如图，让大量小球从上方漏斗形入口落下，最终小球都落在槽内．重复多次实验后发现
A．某个小球落在哪个槽是有规律的
B．大量小球在槽内的分布是无规律的
C．大量小球落入槽内后均匀分布在各槽中
D．越接近漏斗形入口处的槽内，小球聚集越多
20．如图所示，用F 表示分子间的作用力，用E P 表示分子间的分子势能，在两个分子间的距离由10r 0变为r 0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 ．E P 先增大后减小，F 不断减小
D ．.
E P 和
F 都先增大后减小
21．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
22．关于分子动理论，下列说法中正确的是（ ）
A ．布朗运动就是液体分子的无规则运动
B ．扩散现象是由物质分子的无规则运动产生的
C ．当r =r 0时，分子间的引力和斥力均为零
D ．当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力均增大
23．关于温度和内能的理解，下列说法中正确的是( ).
A ．温度是分子平均动能的标志，物体温度升高，则物体每一个分子的动能都增大
B ．不计分子之间的分子势能，质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能
C ．1g100℃水的内能小于1g100℃水蒸气的内能
D ．做功和热传递对改变物体内能是等效的，也就是说做功和热传递的实质是相同的
24．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
25．下列关于热学问题的说法正确的是( )
A ．一个孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展，熵值较大代表着较为有序
B ．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大
C ．.某气体的摩尔质量为M 、密度为ρ，用N A 表示阿伏加德罗常数，每个气体分子的质量
m 0，每个气体分子的体积V 0，则m 0＝A M N ，V 0＝0m
D ．密封在容积不变的容器内的气体，若温度升高，则气体分子对器壁单位面积上的平均
作用力增大
【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除
一、选择题
1．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. 2．B
解析：B
【解析】
试题分析：可以根据分子力做功判断分子势能的变化，分子力做正功，分子势能减小，分子力做负功，分子势能增加．r＞r0，分子力表现为引力，r＜r0，分子力表现为斥力，当r 从无穷大开始减小，分子力做正功，分子势能减小，当r减小到r0继续减小，分子力做负功，分子势能增加，所以在r0处有最小势能．在r＞r0时，r越大，分子势能越大，在r＜r0时，r越小，分子势能越大．故A、C、D错误，B正确．
故选B
考点：本题考查了分子势能；分子间的相互作用力
3．A
解析：A
【解析】A、因为机械能可以为零，但内能是分子动能和分子势能的总和，而分子动能又是分子无规则运动引起的．所以分子动能不可能为零．那么物体的内能当然也不可能为零，故A正确；
B、因为物体的内能由物体的温度和体积来决定与物体运动的宏观速度无关，故BC错误；
D、因为0℃的冰熔化为0℃的水要吸收热量或对它做功，所以冰溶化为水内能增加，所以0℃的水的内能比等质量的0℃的冰的内能大，故选项D错误。

点睛：任何物体都有内能．物体的内能与温度、体积等因素有关．可根据热传递情况，分析冰与水的内能大小。

4．C
解析：C
【解析】A 、给汽车轮胎充气时费力是因为轮胎内外的压强差比较大，与分子间有斥力无关，故A 错误；
B 、温度是物体分子热运动的平均动能的标志，故B 错误；
C 、根据分子间作用力的特点，当分子间距离等于时，引力和斥力相等，不管分子间距离从增大还是减小，分子间作用力都做负功，分子势能都增大，故分子间距离等于时分子势能最小，故C 正确；
D 、中说明钢分子间有空隙，油人筒中溢出，是外力作用的结果，而不是钢分子对油分子的斥力，故D 错误；
故选C 。

5．A
解析：A
【解析】
试题分析：温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大，选项A 正确，因为温度是分子平均动能的标志；理想气体在等温变化时，内能不改变，但也可以与外界发生热交换，如等温膨胀时，对外做功就需要吸收热量，故选项B 错误；布朗运动不是液体分子的运动，它是花粉颗粒受到水分子无规则的撞击而呈现出的一种花粉的运动，但是它说明分子永不停息地做无规则运动，选项C 错误；扩散现象说明分子是运动的，不能说明分子间存在斥力，故选项D 错误。

考点：分子动理论，布朗运动。

6．A
解析：A
【解析】
试题分析：布朗运动的无规则性反映了液体分子运动的无规则性，选项A 正确；悬浮在液体中的固体小颗粒越小，则其所作的布朗运动就越剧烈，选项B 错误；无论物体的温度为多少，物体的分子平均动能永远不为零，选项C 错误；布朗运动的剧烈程度与温度有关，但是布朗运动不是分子运动，所以不也叫热运动，选项D 错误；故选A ．
考点：布朗运动
【名师点睛】解答此题要知道：布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，不是分子的无规则运动，形成的原因是由于液体分子对悬浮微粒无规则撞击引起的．液体温度越高颗粒越小，布朗运动越激烈．
7．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 36A
M d N πρ=，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．
8．C
解析：C
【解析】试题分析：由图可知因此当r大于而小于时分子力为斥力，大于时分子力为引力，故A错误；由于，故当r小于时，分子间的作用力表现为斥力，故B正确；由于，因此当r等于时，分子间的作用力为零，故C正确；当r 由变到的过程中，分子力为斥力，因此分子间作用力做正功，故D错误．
考点：考查了分子间相互作用力
名师点睛：正确理解分子力、分子势能与分子之间距离的变化关系，注意分子力与分子势能变化的一个临界点为，注意将分子力与分子之间距离和分子势能与分子之间距离的图象比较进行学习．
9．C
解析：C
【解析】
【详解】
A．分子的无规则的运动叫做热运动，布朗运动不是热运动，它是分子热运动的反映，故A错误；
B．温度升高，分子的平均动能增大，如果气体对外做功，其内能不一定增加，故B错误；
C．两分子从无限远处逐渐靠近，直到不能再靠近为止的过程中，分子间相互作用的合力先为引力再为斥力，其大小先变大，后变小，再变大，故C正确；
D．标准状况下冰水混合物的温度为0C ，与0℃的水达到热平衡状态，故D错误；
故选C．
10．B
解析：B
【解析】
AB：在显微镜下看不到水分子，能看到小炭粒在不停地做无规则运动，即布朗运动．故A 项错误，B项正确．
C：水结成冰后，炭粒不再运动．水由液态变为固态，分子热运动的激烈程度相对减小，但热运动不会停止，一切物质的分子都在永不停息地做无规则热运动．故C项错误．
D：在显微镜下看起来连成一片的液体，实际上是由许许多多不停地做无规则运动的水分子组成的．故D项错误．
点睛：布朗运动的现象是显微镜中看到的固体颗粒的无规则运动；布朗运动的实质反映了液体分子无规则的热运动．
11．A
解析：A
【解析】试题分析：已知阿伏加德罗常数和某物质的摩尔质量，则该物质分子的质量等于
摩尔质量与阿伏加德罗常数的比值，故A正确；布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，是液体分子无规则热运动的反映，故B错误；当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力同时减小；若分子力的合力做正功，分子势能减小；若分子力的合力做负功，分子势能一定增大；故C错误；用打气筒的活塞压缩气体很费力，说明气压很大，气体压强是气体分子对容器壁的碰撞造成的，与分子力无关，故D错误；
考点：阿伏加德罗常数；布朗运动；分子间的相互作用力
12．D
解析：D
【解析】根据实验原理：油酸分子是紧密排列的，在水面上形成单分子油膜，用纯油酸的体积除以油膜面积得出的油膜面积厚度，即为油酸分子直径．所以需要测量的量有纯油酸的体积和纯油酸在水面上形成油膜的面积，D正确．
13．B
解析：B
【解析】A. 晶体在熔化过程中，温度不变，分子动能不变，但由固态变成液态，分子势能增大，所以内能增大，故A错误；
B、温度是分子平均动能的标志，物体的温度升高，分子平均动能一定增大，故B正确；
C、外界对物体做功时，若同时散热，则由热力学第一定律可知物体的内能不一定增加，故C错误；
D、物体放热的同时外界对物体做功，其内能不一定减小，故D错误；
故选B。

【点睛】外界对物体做功时，若同时散热，物体的内能不一定增加；温度是分子平均动能的标志，物体的温度升高，分子平均动能一定增大。

14．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
A．在c处，乙分子受到的分子力最小,分子力为零，在b处，乙分子受到的分子力不为零，故A错误；
B．从a到c的过程中，分子在引力作用下由静止加速运动到c，运动方向和分子力方向相同，分子做加速运动，故B正确；
C．从a到c的过程中，分子力始终为引力，在引力作用下运动到c，运动方向和分子力方向相同，分子力做正功，故C错误；
D．分子在无穷远处势能为零，从a到c的过程中，分子力做正功，动能增大，势能减小，可见到达c时，两分子间的分子势能最小且为负值，故D错误。

故选B。

15．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。

16．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．
17．B
解析：B
【解析】
试题分析：由分子动理论的知识知，物体中所有分子热运动动能和分子势能的总和叫物体的内能，所以A 选项错误；对一定质量的气体，当体积不变时，气体的压强和热力学温度成正比，所以B 选项正确；由热力学第一定律W Q U +=∆可知，对一定质量的气体加热，气体的热量增加，但是不知道气体的做功情况，所以气体的内能的变化不能判断，所以C 选项错，随着分子间的距离增大分子间引力和斥力的合力可能是先增大，后减小，也可能减小，原因是题中没有清楚的说明分子间的距离从什么位置开始增大，所以D 选项错误．
考点：物体的内能 玻意耳定律 热力学第一定律W Q U +=∆分子间的距离和分子力的关系 18．A
解析：A
【解析】
【分析】
本题考查分子动理论。

【详解】
AB ．温度是分子热运动平均动能的标志，温度升高，分子热运动平均动能增加，分子热运动的平均速率增大，A 正确，B 错误；
C ．由理想气体状态方程，
PV nRT =
nRT
=
V
P
温度升高，压强变小，体积变大，单位体积内分子数减少，C错误；
D．温度升高，分子热运动的平均速率增大，压强却减小了，故单位面积，单位时间内撞击壁的分子数减少，D错误；
故选A。

19．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】
根据统计规律可知，某个小球落在哪个槽是无规律的，选项A错误；大量小球在槽内的分布是有规律的，离槽口越近的地方分布小球较多，选项B错误；大量小球落入槽内后不能均匀分布在各槽中，而是越接近漏斗形入口处的槽内，小球聚集越多，选项C错误，D正确；故选D.
20．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
在两个分子间的距离由10r0变为r0的过程中分子力先增大后减小，表现为吸引力，而在靠近的过程正分子力做正功，所以分子势能一直在减小，故B正确；ACD错误；
21．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．22．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
A ．布朗运动是悬浮于液体中的固体小颗粒的运动，故A 错误；
B ．扩散现象是由物质分子的无规则运动产生的，故B 正确；
C ．当r =r 0时，分子间的引力和斥力大小相等，方向相反，但两力均不为零，故C 错误；
D ．当分子间距增大时，分子间的引力和斥力均减小，故D 错误。

故选B 。

23．C
解析：C
【解析】
试题分析：内能是指物体内部所有分子做无规则运动所具有的动能和分子势能的总和，做功和热传递是改变内能的两种方式．并且做功和热传递对改变内能是等效的．温度是物体的分子热运动平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大．
温度是分子平均动能的标志，物体温度升高分子的平均动能增加，则不是每一个分子的动能都增大，A 错误；质量相等的氢气和氧气，温度相同，分子的平均动能相同，而氢气的分子数多，则氢气的内能较大，B 错误；水变成水蒸气要吸热，则同质量水的内能小于水蒸气的内能，C 正确；做功和热传递对改变物体内能是等效的，但实质不同，做功是其他能和内能的转化，热传递是内能的转移，D 错误；
24．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。

25．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】
A 、根据熵增加原理，一个孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展，熵值较大代表着较为无序；A 错误．
B 、当人们感到潮湿时，空气的相对湿度0100%s P B P =
⨯一定较大；B 错误．C 、每个气体分子的质量0A
M m N =，每个气体分子的平均空间体积0A M V N ρ=，
它不是气体分子的体积；C 错误．D 、密封在容积不变的容器内的气体，若温度升高，由
nRT P V =知压强变大，而根据压强的微观表示N F P S
⋅=可知，气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大，D 正确．故选D ．
【点睛】 考查热力学第二定律、相对湿度、气体压强和阿伏伽德罗常数知识比较全面深入，要求学生全面掌握3-3的重点知识．。