高考物理专题力学知识点之分子动理论难题汇编含解析

高考物理专题力学知识点之分子动理论难题汇编含解析
一、选择题
1．下列说法正确的是()
A．布朗运动是固体分子的无规则运动
B．液体温度越高，悬浮颗粒越小，布朗运动越剧烈
C．布朗运动是由于液体各部分的温度不同而引起的
D．物体的温度可以比绝对零度还低
2．下列说法中正确的是
A．液体分子的无规则运动是布朗运动
B．液体屮悬浮颗粒越大，布朗运动越明显
C．如果液体温度降到很低，布朗运动就会停止
D．将红墨水滴入一杯清水中，水的温度越高整杯清水都变成红色的时间越短
3．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
4．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
5．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
6．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
7．下列说法正确的是( ).
A．液体表面层的分子分布比较稀疏，分子之间只存在引力，故液体表面具有收缩趋势B．悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动
C．当液晶中电场强度不同时，液晶对不同颜色光的吸收强度不同，就显示不同颜色D．高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故
8．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
9．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，若规定无限远处分子势能为零，则
A．乙分子在b处势能最小，且势能为负值
B．乙分子在c处势能最小，且势能为负值
C．乙分子在d处势能一定为正值
D．乙分子在d处势能一定小于在a处势能
10．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
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0A V N V
12．下列说法中正确的是（）
A ．物体温度不变，其内能一定不变
B ．物体的内能是指物体内所有分子热运动动能的总和
C ．系统从外界吸收热量，内能一定增加
D ．温度升高，分子热运动的平均动能增大
13．在以下说法中，正确的是（ ）
A ．热量不可能地从低温物体传到高温物体
B ．质量、温度都相同的氢气和氧气，分子平均动能不同
C ．液晶既具有液体的流动性，又具有晶体的光学各向异性特点
D ．干湿泡温度计的示数差别越大，空气相对湿度越大。

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．在“用油膜法估测分子的大小”实验中，用a ml 纯油酸配制成b ml 的油酸酒精溶液，现已测得一滴溶液c ml ，将一滴溶液滴入水中，油膜充分展开后面积为S cm 2，估算油酸分子的直径大小为（ ）
A ．ac bS
B ．bc aS
C ．ab cS
D ．c S
16．以下说法中正确的是
A ．分子力做正功，分子势能一定增大
B ．气体的压强是由气体分子间的吸引和排斥产生的
C ．分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小
D ．绝对零度就是当一定质量的气体体积为零时，用实验方法测出的温度
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．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 ．布朗运动是指液体中悬浮颗粒的无规则运动
C ．温度降低，物体内每个分子的动能一定减小
D ．温度低的物体内能一定小
19．某气体的摩尔体积和摩尔质量分别为Vm 和Mm,密度为ρ，每个分子的质量和体积分
别为m和V0阿伏加德罗常数为N A,则以下关系正确的是（）
A．摩尔质量为M m =
B．摩尔体积为V m=
C．分子体积为V0=
D．阿伏伽德罗常数为N A==
20．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
21．关于分子动理论，下列说法正确的是
A．墨汁在水中的扩散实际上是水分子的无规则运动过程
B．当分子间的距离减小时，分子间的引力减小而斥力增大
C．布朗运动的原因是液体分子永不停息地无规则运动
D．磁铁可以吸引铁屑，这一事实说明分子间存在引力
22．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
23．对热现象的认识和应用，下列说法正确的是（）
A．晶体的导热性能一定是各向异性
B．空气相对湿度越大时，暴露在空气中的水蒸发的越慢
C．要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，可在高温条件下利用分子的布朗运动来完成D．“油膜法估测分子大小”的实验中，估算油酸分子直径用的是油酸酒精溶液的体积除以油膜的面积
24．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
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
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一、选择题
1．B
解析：B
【解析】
【分析】
固体小颗粒做布朗运动是液体分子对小颗粒的碰撞的作用力不平衡引起的，液体的温度越低，悬浮小颗粒的运动越缓慢，且液体分子在做永不停息的无规则的热运动．固体小颗粒做布朗运动说明了液体分子不停的做无规则运动．
【详解】
布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的运动，是由于液体分子对小颗粒的碰撞的作用力不平衡引起的，所以布朗运动说明了液体分子不停的做无规则运动，故AC错误．液体的温度越高，液体分子运动越剧烈，悬浮颗粒越小，则布朗运动也越剧烈，故B正确；根据热力学第三定律知物体的温度不能达到绝对零度，故D错误；故选B．
2．D
解析：D
【解析】我们所观察到的布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，A错误；布朗运动是液体分子对小颗粒的撞击作用不平衡引起的，悬浮在液体中的微粒越小，液体温度越高，布朗运动越显著，B错误；液体分子永不停息地做无规则运动，所以布朗运动也永不停息，C错误；水的温度越高，扩散进行得越快，D正确．
3．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．
4．B
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.
5．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 ＞r 0，分子力表现为引力，r ＜r 0，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r 0继续减小，分子力做负功，分子势能增加，所以在r 0处有最小势能．在r ＞r 0时，r 越大，分子势能越大，在r ＜r 0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
6．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。

7．C
解析：C
【解析】液体表面层分子间的距离比液体内部稀疏，分力间的距离0r r ，分子力表现为引力，故液体表面有收缩的趋势，A 错误；布朗运动是悬浮在水中花粉的无规则运动，本身不是分子的运动，布朗运动是液体分子的无规则运动的反映，B 错误；液晶各向异性，对不同颜色光的吸收强度随电场强度的变化而变化，C 正确；高原地区水的沸点较低，这是高原地区气压较低的缘故，D 错误．
8．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
9．B
解析：B
【解析】
【详解】
A、由于乙分子由静止开始，在ac间一直受到甲分子的引力而做加速运动，引力做正功，分子势能一直在减小，到达c点时所受分子力为零，加速度为零，速度最大，动能最大，分子势能最小为负值，故选项A错误，B正确；
C、由于惯性，到达c点后乙分子继续向甲分子靠近，由于分子力为斥力，故乙分子做减速运动，斥力做负功，势能增加，但势能不一定为正值，故选项C错误；
D、在分子力表现为斥力的那一段cd上，随分子间距的减小，乙分子克服斥力做功，分子力、分子势能随间距的减小一直增加，故乙分子在d处势能不一定小于在a处势能，故选项D错误．
【点睛】
该题考察的是分子间的作用力与分子间距离的关系，分子间的引力和斥力总是同时存在，并且都随分子间的距离的增大而减小，只不过减小的规律不同，只要掌握该规律即可解答此类题目．
10．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．
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．D
解析：D
【解析】根据热力学第一定律可知，物体温度不变，同时外界对其做功，其内能增大，同理系统从外界吸收热量，同时对外做功，其内能不一定增加，AC 错误；物体的内能是指物体内所有分子热运动动能和势能的总和，B 错误；温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子热运动的平均动能增大，D 正确．
13．C
解析：C
【解析】热量也可能地从低温物体传到高温物体，但要引起其他的变化，选项A 错误；温度是分子平均动能的标志，故 温度相同的氢气和氧气，分子平均动能相同，选项B 错误； 液晶既具有液体的流动性，又具有晶体的光学各向异性特点，选项C 正确；干湿泡温度计的示数差别越大，空气越干燥，相对湿度越小，故D 错误；故选C.
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．A
解析：A 【解析】纯油酸体积为a ac V c b b =
⨯=，油膜面积为S ，油酸分子直径V ac d S bS
==，故A 正确．
16．C
解析：C
【解析】
【详解】
A、分子力做正功，分子势能减小，A错误
B、气体压强产生的原因是大量气体分子对容器壁的持续的、无规则撞击产生的，B错误
C、分子间引力和斥力随分子间的距离的增大而减小，随分子间的距离的减小而增大，C正确
D、绝对零度是不可能达到的最低温度，自然界的温度只能无限逼近。

D错误
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．B
解析：B
【解析】
试题分析：布朗运动实际是液体分子无规则运动时对花粉颗粒撞击时的不平衡致使花粉颗粒做无规则运动所形成的，所以布朗运动显示的并不是液体分子的无规则运动，而是花粉颗粒的运动，故A是不对的；B是正确的；由于温度是分子的平均动能的标志，故温度降低时，其分子平均动能会减小，而不是每个分子的动能减小，故C是不正确的；温度低的物体其内能不一定小，因为物体的温度低，但如果其质量大，其内能也可能大于温度比它高的物体，所以D也是不对的，该题选B．
考点：布朗运动，内能的概念，温度与分子平均动能的关系．
19．B
解析：B
【解析】
【分析】
考查宏观量和微观量的关系，注意气体分子距离大，计算分子个数可以用质量关系，不能用体积关系。

【详解】
A．摩尔质量为M m =m N A，故A说法不符合题意。

B．表达式V m=中分子表示摩尔质量，分母是气体的密度，二者的比值等于摩托尔体积。

故B符合题意。

C．表达式V0=计算出来的是一个分子占有的空间，比单个分子的体积要大，故C的说
法不符合题意。

D．因为气体分子距离比较大，阿伏伽德罗常数为不等于摩尔体积比一个分子的体积。

故D说法不符合题意。

【点睛】
固体、液体分子是紧密排列在一起的，计算分子个数可以用体积关系，设总的体积为V总一个分子体积为V0 ，n=而气体分子距离比较大，不能用该关系计算分子个数。

固、液、气都可以用质量关系计算分子个数，设总的质量为M总，一个分子的质量为m，
n=。

20．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。

21．C
解析：C
【解析】
【详解】
A、墨水的扩散实际上是墨水分子和水分子的无规则运动的过程，故A错误；
B、当分子间的距离减小时，分子间的引力和斥力都增大，故B错误；
C、布朗运动是固体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，间接证明了分子永不停息地做无规则运动，故C正确；
D、磁铁可以吸引铁屑，并非是分子力的作用，故D错误。

22．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.
23．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
A ．单晶体各向异性，多晶体各向同性，故A 错误；
B ．空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，暴露在空气中的水蒸发得越慢，故B 正确；
C ．固体也能扩散，生产半导体器件时，需要在纯净的半导体材料中掺人其他元素，可以在高温条件下利用分子的扩散来完成，故C 错误；
D. “油膜法估测分子大小”的实验中，估算油酸分子直径用的是纯油酸的体积除以油膜的面积，故D 错误。

故选B 。

24．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
10
1010m 510m 0.2
V d S --===⨯ 故B 正确，ACD 错误。

故选B 。

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．。