高考物理新力学知识点之分子动理论分类汇编含答案解析
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高考物理新力学知识点之分子动理论分类汇编含答案解析
一、选择题
1.下列说法正确的是________.
A.晶体体积增大,其分子势能一定增大
B.大头针能浮在水面上,是由于水的表面存在张力
C.人感觉到空气湿度大,是因为空气中水蒸气的饱和汽压大
D.气体分子热运动越剧烈,气体压强越大
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.雾霾天气对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述,是特定气候条件与人类活动相互作用的结果。
雾霾中,各种悬浮颗粒物形状不规则,但可视为密度相同、直径不同的球体,并用PM10、PM2.5分别表示直径小于或等于10μm、2.5μm的颗粒物(PM是颗粒物的英文缩写)。
某科研机构对北京地区的检测结果表明,在静稳的雾霾天气中,近地面高度百米的范围内,PM10的浓度随高度的增加略有减小,大于PM10的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小,且两种浓度分布基本不随时间变化。
据此材料,以下叙述正确的是()
A.PM10表示直径小于或等于1.0×10-6m的悬浮颗粒物
B.PM10受到的空气分子作用力的合力始终大于其受到的重力
C.PM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动
D.PM2. 5浓度随高度的增加逐渐增大
4.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
5.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
6.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
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.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==, 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
10.两个相近的分子间同时存在着引力和斥力,当分子间距离为r 0时,分子间的引力和斥力大小相等,则下列说法中正确的是( )
A .当分子间距离由r 0开始减小时,分子间的引力和斥力都在减小
B .当分子间距离由r 0开始增大时,分子间的斥力在减小,引力在增大
C .当分子间的距离大于r 0时,分子间相互作用力的合力为零
D .当分子间的距离小于r 0时,分子间相互作用力的合力表现为斥力
11.下列说法正确的是
A .外界对气体做功,气体的内能一定增大
B .气体从外界吸收热量,气体的内能一定增大
C .气体的温度越低,气体分子无规则运动的平均动能越大
D .温度一定,分子密集程度越大,气体的压强越大
12.下列说法中正确的是()
A .将香水瓶盖打开后香味扑面而来,这一现象说明分子在永不停息地运动
B .布朗运动指的是悬浮在液体或气体中的固体分子的运动
C .悬浮在液体中的颗粒越大布朗运动越明显
D .布朗运动的剧烈程度与温度无关
13.两分子间的分子力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
14.关于分子间距与分子力,下列说法正确的是
A .悬浮颗粒越大,在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多,布朗运动就越明显
B .温度升高,布朗运动显著,说明悬浮颗粒的分子运动剧烈
C .一般情况下,当分子间距r <r 0(平衡距离)时,分子力表现为斥力;当0r r =时,分子力表现为零;当0r r >时分子力表现为引力
D .用气筒打气需外力做功,是因为分子间的斥力作用
15.下列说法中不正确的是( )
A .布朗运动并不是液体分子的运动,但它说明分子永不停息地做无规则运动
B .叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用
C .液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点
D .当两分子间距离大于平衡位置的间距r 0时,分子间的距离越大,分子势能越小
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.关于热现象和热学规律,下列说法正确的是
A .布朗运动表明了构成悬浮微粒的分子在做无规则运动
B .两个分子的间距从极近逐渐增大到(为平衡位置时分子间距)的过程中,分子间的引力和斥力都在减小
C .物体的内能变化时,它的温度一定改变
D .两个分子的间距从极近逐渐增大到(为平衡位置时分子间距)的过程中,它们
的分子势能一直减小
18.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
19.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
D .水结为冰时,部分水分子已经停止了热运动
20.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
21.下列说法正确的是_________.
A .布朗运动是液体分子的无规则运动
B .只有外界对物体做功才能增加物体的内能
C .功转变为热的实际宏观过程是可逆过程
D .一定量的气体,在压强不变时,分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加
22.如图所示,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的距离的关系如图中曲线所示.F >0为斥力,F <0为引力.a 、b 、c 、d 为x 轴上四个特定的位置.现把乙分子从a 处由静止释放,则( )
A.乙分子由a到b做加速运动,由b到c做减速运动
B.乙分子由a到d的运动过程中,加速度先减小后增大
C.乙分子由a到b的过程中,两分子间的分子势能一直减小
D.乙分子由b到d的过程中,两分子间的分子势能一直增大
23.将1cm3油酸溶于酒精中,制成200cm3油酸酒精溶液。
已知1cm3溶液中有50滴,现取一滴油酸酒精溶液滴到水面上,随着酒精溶于水后,油酸在水面上形成一单分子薄层。
已测出这薄层的面积为0.2m2,由此估测油酸分子的直径为()
A.2×10-10m B.5×10-10m C.2×10-9m D.5×10-9m
24.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=r0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
25.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
【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除
一、选择题
1.B
解析:B
【解析】
【分析】
液体表面层中分子间距大于液体内部分子间距,分子间的作用力表现为引力,则液体表面存在张力;人感觉到空气湿度大,是由于空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距增大;气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁的不断碰撞而产生的,取决于分子数密度和分子热运动的平均动能.
【详解】
A、当两分子间的距离增大时,若分子力是斥力,则分子力做正功,所以分子势能减小;若分子是引力,则分子力做负功,所以分子势能增大;故A错误.
B、大头针能浮在水面上,是由于水的表面层的分子距离较大,分子间为引力即存在张力;故B正确.
C、空气的相对湿度指水在空气中的蒸汽压与同温度同压强下水的饱和蒸汽压的比值,人感觉到空气湿度大,是由于空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距增大;故C错误.
D、气体分子热运动越剧烈表示温度较高,但压强
n
p RT
V
由温度和体积共同决定,单纯
气体分子热运动越剧烈,则不能确定气体的压强如何变化;故D错误.
故选B.
【点睛】
本题考查了压强、液体表面张力、分子力、分子势能等基础知识点,关键要熟悉教材,牢记这些基础知识点,知道分子力做正功,分子势能减小,分子力做负功,分子势能增大.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】试题分析:PM10表示直径小于或等于1.0×10-5m的悬浮颗粒物,选项A错误;颗粒物悬浮时,受到的空气分子作用力的合力与其重力相等,选项B错误;PM10和大悬浮颗粒物都在天空中做无规则运动,即它们在做布朗运动,选项C正确;由题意可知,PM2. 5浓度随高度的增加逐渐减小,选项D错误。
考点:雾霾天气。
4.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.
5.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 。
6.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。
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】
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.
9.D
解析:D
【解析】
【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.D
解析:D
【解析】
分子间作用力随分子间距离变化图像如图所示,当分子间距离由0r开始减小时,分子间的引力和斥力都在增大,斥力增加的快,A错误;当分子间距离由0r开始增大时,分子间的斥力引力都在减小,B错误;当分子间的距离大于0r时,分子间相互作用力表现为引力,合力不为零,C错误;当分子间的距离小于0r时,分子间相互作用力的合力表现为斥力,D正确.
11.D
解析:D
【解析】A、外界对气体做功,W>0,由于不知道气体是吸热还是放热,根据△U=W+Q 无法确定气体的内能增加还是减小,故A错误。
B、气体从外界吸收热量,Q>0,由于不
知道外界对气体做功还是气体对外界做功,根据△U=W+Q无法确定气体的内能增加还是减小,故B错误。
C、温度是分子平均动能变化的标志,所以气体的温度越低,气体分子无规则运动的平均动能越小,故C错误。
D、温度一定,分子平均动能不变,分子密集程度越大,单位面积撞击分子数增多,气体的压强越大,故D正确;故选D。
【点睛】在运用来分析问题时,首先必须理解表达式的物理意义,掌握它的符号法则:
①W>0,表示外界对系统做功;W<0,表示系统对外界做功;②Q>0,表示系统吸热;Q<0,表示系统放热;③△U>0,表示系统内能增加;△U<0,表示内能减少.我们判断内能变化时,做功和热传递都要考虑.
12.A
解析:A
【解析】
打开香水瓶盖后,香水里的芳香分子不停地做无规则运动,扩散到了空气中,所以人能闻到香味,A正确;布朗运动是指悬浮在液体中的固体颗粒的运动,而固体颗粒是由成千上万个分子组成的,颗粒的运动是大量分子的集体运动,并不单个固体颗粒分子的运动,更不是液体分子的运动,B错误;悬浮的颗粒越大,表面积越大,周围液体分子数越多,同一时刻撞击颗粒的分子数,冲力越平衡,所以布朗运动越不明显,C错误;液体的温度越高,液体分子运动越剧烈,则布朗运动也越剧烈,故D错误.
13.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=r0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.
14.C
解析:C
【解析】
【详解】
A、悬浮颗粒越大,在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多,布朗运动就越不明显,故A 错误;
B、温度升高,布朗运动显著,说明液体分子运动剧烈,故B错误;
C、当两个分子间的距离r=r0时,分子力为0,当r>r0时,分子力表现为引力,当r<r0时,分子力表现为斥力.故C正确;
D、用气筒给车胎打气,到后来觉得气体难以压缩,是因为克服轮胎的压力,并不是分子间的斥力,故D错误;
15.D
解析:D
【解析】
【详解】
A. 布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的运动,它说明液体分子永不停息地做无规则运动。
故A错误;
B. 液体表面张力产生的原因是:液体跟气体接触的表面存在一个薄层,叫做表面层,表面层里的分子比液体内部稀疏,分子间的距离比液体内部大一些,分子间的相互作用表现为引力。
露珠的形成就是由于液体表面张力的作用,故B正确;
C. 液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点,故C正确;
D. 当两分子间距离大于平衡位置的间距r0时,分子力表现为引力,故随分子间的距离增大,分子力做负功,分子势能增大,故D错误;
故选:BC.
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. 布朗运动是悬浮微粒的无规则运动,表明液体分子在做无规则运动,选项A错误;
B. 两个分子的间距从极近逐渐增大到10r0(r0为平衡位置时分子间距)的过程中,分子间的引力和斥力都在减小,选项B正确;
C. 物体的内能与物体的温度、体积等都有关系,则当物体的内能变化时,它的温度不一定改变,选项C错误;
D. 两个分子的间距从极近逐渐增大到10r0(r0为平衡位置时分子间距)的过程中,分子力先做正功,后做负功,则它们的分子势能先减小后增加,选项D错误;
18.D
解析:D
【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.
19.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 。
20.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 。
21.D
【解析】
【分析】
【详解】
A .布朗运动时固体微粒的无规则运动,反映了液体分子的无规则热运动,选项A 错误.
B .由热力学第一定律可知改变内能有做功和热传递两种方式,选项B 错误.
C .由热力学第二定律知一切热现象都是不可逆的,功转变成热能自发发生,但热转化为功要引起其它的变化,选项C 错误.
D .由理想气体状态方程n P RT V
=可知,压强P 不变时,温度T 降低,则体积减小,即n V
增加,选项D 正确. 故选D .
22.C
解析:C
【解析】
【分析】
【详解】
A .从a 到b ,分子力为引力,分子力做正功,做加速运动,由b 到c 为引力做加速运动,故A 错误;
B .乙分子由a 到d 的运动过程中,先是吸引力先增后减,后来是斥力逐渐变大,则加速度先是先增后减,后来又逐渐变大,选项B 错误;
C .乙分子由a 到b 的过程中,分子力一直做正功,故分子势能一直减小,故C 正确;
D .由b 到c 为引力做正功,由b 到d 的过程中,分子力做负功,故两分子间的分子势能先减小后增大,故D 错误。
故选C 。
【点睛】
该题考查分子之间的相互作用,分子间的势能要根据分子间作用力做功进行分析,可以类比重力做功进行理解记忆。
23.B
解析:B
【解析】
【分析】
【详解】
1滴油酸酒精溶液中含有的油酸体积为
63103110m 10m 20050
--⨯=⨯ 油膜分子是单分子油膜,根据。