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

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
一、选择题
1．下列说法正确的是（）
A．雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力
B．1g、100℃的水与1g、100℃的水蒸气相比较，分子热运动的平均动能与分子的总动能不相同
C．玻璃上附着水发生浸润现象的原因是附着层里的分子比水内部平均距离大，所以分子间表现为引力
D．晶体一定具有规则形状，且有各向异性的特征
2．物质由大量分子组成，下列说法正确的是（）
A．1摩尔的液体和1摩尔的气体所含的分子数不相同
B．分子间引力和斥力都随着分子间距离减小而增大
C．当分子间距离减小时，分子间斥力增大，引力减小
D．当分子间距离减小时，一定是克服分子力做功
3．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
4．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
5．下列说法正确的是
A．液体表面张力产生的原因是：液体表面层分子较密集，分子间引力大于斥力
B．两个分子从很远处逐渐靠近，直到不能再靠近为止的过程中，分子间相互作用力的合力先变大后变小，再变大
C．扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与温度有关，但扩散现象和布朗运动并不是热运动D．第二类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律
6．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
7．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
8．当氢气和氧气温度相同时，下述说法中正确的是（）
A．两种气体分子的平均动能相等
B．氢气分子的平均速率等于氧气分子的平均速率
C．两种气体分子热运动的总动能相等
D．质量相等的氢气和氧气，温度相同，不考虑分子间的势能，则两者内能相等
9．下列说法中正确的是( )．
A．悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动
B．第一类永动机和第二类永动机研制失败的原因是违背了能量守恒定律
C．大雾天气学生感觉到教室潮湿，说明教室内的绝对湿度较大
D．一定质量的单晶体在熔化过程中分子势能一定是增大的
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r3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r3到r1，分子势能先减小后增加
B．从r3到r2做加速运动，从r2向r1做减速运动
C．从r3到r1做加速运动，从r1向O做减速运动
D．从r3到r1，分子势能先增加后减小
11．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
12．关于物体的内能，下列说法中正确的是
A．物体的温度升高，物体内所有分子热运动的速率都增大，物体的平均动能增大
B．当分子间距离增大时，分子势能一定增大
C．物体放出热量，其内能可能不变
D．物体吸收热量，其内能一定增加
13．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
15．二氧化碳是导致全球变暖的主要原因之一，人类在采取节能减排措施的同时，也在研究控制温室气体的新方法，目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术．在某次实验中，将一定质量的二氧化碳气体封闭在一可自由压缩的导热容器中，将容器缓慢移到海水某深处，气体体积减为原来的一半，不计温度变化，则此过程中 ( )
A．封闭气体对外界做正功
B．封闭气体向外界传递热量
C．封闭气体分子的平均动能增大
D．封闭气体在此过程中熵一定变大
16．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
17．一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
18．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
19．两分子间的分子力F 与分子间距离r 的关系如图中曲线所示，曲线与r 轴交点的横坐标为0r ，相距很远的两分子只在分子力作用下，由静止开始相互接近．若两分子相距无穷远时分子势能为零．则下列说法正确的是
A ．在0r r >阶段，F 表现为斥力
B ．在0r r <阶段，F 做负功，分子动能减小，分子势能也减小
C ．在0r r =时，分子势能等于零
D ．运动过程中，两个分子的分子动能和分子势能之和不变
20．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
21．关于分子动理论，下列说法正确的是（ ）
A ．分子直径的数量级约为10-15m
B ．压缩气体时，要用力是由于气体分子间存在斥力的缘故
C ．已知某种气体的密度为ρ，摩尔质量为M ，阿伏加德罗常数为N A ，则单位体积的分子数为A
N M ρ
D．水结为冰时，部分水分子已经停止了热运动
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．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
24．关于布朗运动，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．布朗运动就是悬浮在液体中的固体分子的无规则运动
C．液体的温度越高，布朗运动越激烈
D．悬浮的固体颗粒越大，布朗运动越明显
25．如图所示，一个内壁光滑、绝热的气缸固定在地面上，绝热的活塞下方封闭着一定质量的理想气体，若用竖直向上的力F将活塞向缓慢上拉一些距离．则缸内封闭着的气体
A．分子平均动能减小
B．温度可能不变
C．每个分子对缸壁的冲力都会减小
D．若活塞重力不计，拉力F对活塞做的功等于缸内气体内能的改变量
【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】
【详解】
A．雨水在布料上形成一层薄膜，使雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力，故A 正确；
B．1g 100℃的水要变为1g 100℃的水蒸气，吸收热量，温度不变，但内能增大．分子动能与温度有关，温度越高，分子运动越剧烈，分子动能越大，100℃的水与1g 100℃的水蒸气温度相同，故分子的平均动能相同和总动能都相同，故B错误．
C．当浸润现象产生的原因是附着层内分子间距比液体内部分子间距小，分子间作用力表现为引力的缘故，故C错误；
D．单晶体具有规则的几何外形，具有各向异性，多晶体不具有规则形状，且有各向同性的特征．故D错误；
故选A.
2．B
解析：B
【解析】1摩尔的物体，无论是什么，含有分子数相同，A错误；分子间引力和斥力都随着分子间距离减小而增大，B正确；当分子间距离减小时，引力和斥力都增大，斥力增大的快，C错误；当分子间的作用力表现为引力时，距离减小，分子力做正功，D错误．3．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．
4．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。

解析：B
【解析】
液体表面张力产生的原因是：液体表面层分子较疏，分子间引力大于斥力，A错误；两个分子从很远处逐渐靠近，直到不能再靠近为止的过程中，分子间相互作用力的合力先变大后变小，再变大，选项B正确；扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与温度有关，但布朗运动不是热运动，扩散运动是分子热运动，C错误；第二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第二定律，D错误；故选B.
6．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
7．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。

8．A
解析：A
【解析】
温度是物体分子平均动能的标志，温度相同，物体的平均动能相同，氢气分子的质量比氧气的分子质量小，平均动能相同时，氢气分子平均速率大，A正确B错误；由于两者的总质量关系未知，所以分子数多少未知，故总动能不一定相同，C错误；氢气分子摩尔质量小，质量相等时，氢气分子数多，所以氢气内能多，D错误．
9．D
解析：D
【详解】
A．布朗运动是悬浮在水中花粉的无规则运动，由于花粉是由花粉颗粒组成的，所以布朗运动反映的是花粉颗粒的运动，不是花粉分子的热运动，是液体分子的热运动的反应，故A错误；
B．第一类水动机研制失败的原因是违背了能量守恒定律，而第二类永动机研制失败的原因并不是违背了能量守恒定律，而是违背了热力学第二定律，故B错误；
C．绝对湿度是指一定空间中水蒸气的绝对含量，可用空气中水的蒸气压来表示；而相对湿度为某一被测蒸气压与相同温度下的饱和蒸气压的比值的百分数，大气中相对湿度越大，水气蒸发也就越慢，人就感受到越潮湿，故大雾天气学生感觉到教室潮湿，说明教室内的相对湿度较大，故C错误；
D．一定质量的单晶体在熔化过程中温度不变，分子的平均动能不变，所吸收的热量全部用来增大分子势能，故D正确．
故选D。

点睛：本题考查了布朗运动、相对湿度和绝对湿度的概念、晶体的特点以及永动机研制失败的原因等，知识点多，关键要记住相关规律，需要在平时学习过程中注意积累．10．C
解析：C
【解析】从r3到r1，分子力做正功，则分子势能减小，选项AD错误；在r＞r1时，分子力表现为引力，当r＜r1时，分子力表现为斥力，故从r3到r1做加速运动，从r1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．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．
12．C
解析：C
【解析】试题分析：温度是分子热平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能越大，分子的平均速率增大，但不是每一个分子的热运动速率都增大；做功和热传递都能改变物体
温度是分子平均动能的标志，随着物体温度的升高，物体内分子的平均速率、平均动能增大，但不是每一个分子的热运动速率都增大，故A错误；当分子间距离增大时，如分子力表现为斥力，分子力做正功，分子势能减小，如分子力表现为引力，分子力做负功，分子势能增大，故B错误；物体的内能变化是与物体吸热或放热有关，还与做功有关，因此只有吸热或放热，没有说明做功情况，无法判断内能变化，故C正确D错误．
13．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．
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．B
解析：B
【解析】
气体体积减为原来的一半，外界对气体做正功，故A错误．温度不变，所以气体的气体分子的平均动能不变，故C错误；根据热力学第一定律△U=W+Q，封闭气体向外界传递热量，故B正确．封闭气体组成的系统的熵减小，故D错误．故选B．
点睛：对于热力学第一定律△U=W+Q，要明确公式中各个物理量的含义，温度是理想气体的内能变化的标志．
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
17．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.
18．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。

19．D
解析：D
【解析】
【详解】
A．在r>r0阶段，F表现为引力，故A错误；
B．在r<r0阶段，F表现为斥力，在相互靠近的过程中，斥力做负功，分子势能增大，分子动能减小，故B错误；
C ．在r ＝r 0时，分子力为零，分子势能最小为负值，故C 错误；
D ．由于没有外力做功，根据能量守恒定律可知分子动能和势能之和在整个过程中不变，故D 正确．
故选D.
点晴：当分子间距离等于平衡距离时，分子力为零，分子势能最小；当分子间距离小于平衡距离时，分子力表现为斥力；根据图象分析答题．
20．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.
21．C
解析：C
【解析】
【详解】
A.分子大小通常其直径是在10-10m 的数量级，选项A 错误；
B.气体分子的平均距离较大，一般是分子直径数量级的十倍，故分子间基本不考虑相互作用力。

而压缩气体之所以要用力，是因为要对气体做功，选项B 错误；
C. 已知某种气体的密度为ρ，摩尔质量为M ，可知气体的摩尔体积M
V ρ=，已知阿伏加
德罗常数为N A ，则单位体积的分子数为A A N N n M M ρρ
==，选项C 正确；
D.分子永不停息地做无规则运动，水结为冰后水分子热运动剧烈程度降低，但不会停止热运动，选项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．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.
24．C
解析：C
【解析】
试题分析：布朗运动不是液体分子的无规则运动，而是液体分子对花粉颗粒的无规则撞击所产生的运动，不是液体分子的运动体现，也不是固体分子运动的体现，故选项AB错误；液体的温度越高，布朗运动就会越激烈，选项C正确；悬浮的固体颗粒越小，布朗运动越明显，选项D错误。

考点：布朗运动。

25．A
解析：A
【解析】
【分析】
【详解】
ABC. 向上拉活塞时，气体体积变大，气体对外做功，W<0，由于气缸与活塞是绝热的，在此过程中气体既不吸热，也不放热，则Q=0，由热力学第一定律可知，△U=W+Q<0，气体内能减小，温度降低，分子平均动能变小，但并不是每一个分子动能都减小，每个分子对缸壁的冲力都会减小，故A正确，B错误，C错误；
B. 气体物质的量不变，气体体积变大，分子数密度变小，单位时间内缸壁单位面积上受到气体分子碰撞的次数减少，故B正确；
D. 若活塞重力不计，则活塞质量不计，向上拉活塞时，活塞动能与重力势能均为零，拉力F与大气压力对活塞做的总功等于缸内气体的内能改变量，故D错误；
故选A
【点睛】
向上拉活塞，气体体积变大，气体对外做功，气体温度降低，分子平均动能减小；根据热力学第一定律判断气体内能的变化．拉力F与大气压力对活塞做的总功等于缸内气体对外做的功，等于气体内能的改变量．。