课标通用2021高考物理一轮复习作业52分子动理论内能含解析

作业52 分子动理论内能
一、选择题
1．(多选)(咸阳四校联考)下列说法正确的是( )
A．气体扩散现象表明了气体分子的无规则运动
B．气体温度升高，分子的平均动能一定增大
C．布朗运动的实质就是分子的热运动
D．当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而减小
E．当分子间作用力表现为引力时，分子势能随分子间距离的减小而减小
解析：布朗运动是悬浮在液体中微粒的运动，它是液体分子无规则热运动的反映，选项C错误；当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大，选项D错误．答案：ABE
2．(多选)(邯郸一中一模)近期我国多个城市的PM2.5数值突破警戒线，受影响最严重的是京津冀地区，雾霾笼罩，大气污染严重．PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5微米的悬浮颗粒物，飘浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后危害人体健康，矿物燃料的燃烧是形成PM2.5的主要原因．下列关于PM2.5的说法中正确的是( ) A．PM2.5的尺寸与空气中氧分子的尺寸的数量级相当
B．PM2.5在空气中的运动属于布朗运动
C．温度越低PM2.5活动越剧烈
D．倡导低碳生活，减少煤和石油等燃料的使用能有效减小PM2.5在空气中的浓度
E．PM2.5中小一些的颗粒的运动比大一些的颗粒更为剧烈
解析：“PM2.5”是指直径小于等于2.5微米的颗粒物，其尺寸远大于空气中氧分子的尺寸的数量级，故A错误；PM2.5在空气中的运动是固体颗粒的运动，属于布朗运动，故B正确；大量空气分子对PM2.5无规则碰撞，温度越高，空气分子对颗粒的撞击越剧烈，则PM2.5的运动越激烈，故C错误；导致PM2.5增多的主要原因是矿物燃料的燃烧，故应该提倡低碳生活，就可有效减小PM2.5在空气中的浓度，故D正确；PM2.5中小一些的颗粒，空气分子对其
撞击更不均衡，故运动比大一些的颗粒更为剧烈，故E正确．
答案：BDE
3．(大连模拟)(多选)某气体的摩尔质量为M mol，摩尔体积为V mol，密度为ρ，每个分子
的质量和体积分别为 m 和V 0，则阿伏加德罗常数N A 不可表示为( )
A ．N A ＝M mol m
B ．N A ＝ρV mol m
C ．N A ＝V mol V 0
D ．N A ＝M mol ρV 0
解析：阿伏加德罗常数N A ＝
M mol m ＝ρV mol m ＝V mol V ，其中V 为每个气体分子所占有的体积，而V 0是气体分子的体积，故A 、B 正确，C 错误；D 中ρV 0不是气体分子的质量，因而也是错误的．
答案：CD
4．(湖北襄阳调研)(多选)下列说法正确的是( )
A ．气体放出热量，其分子的平均动能可能增大
B ．布朗运动不是液体分子的运动，但它可以说明分子在永不停息地做无规则运动
C ．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大
D ．某气体的摩尔体积为V ，每个分子的体积为V 0，则阿伏加德罗常数可表示为N A ＝V V 0
解析：气体放出热量，若外界对气体做功，气体的温度可能升高，分子的平均动能可能增大，选项A 正确；布朗运动不是液体分子的运动，但是能反映分子在永不停息地做无规则运动，选项B 正确；当分子力表现为斥力时，随着分子间距离减小，分子力做负功，分子力和分子势能均增大，选项C 正确；对于气体分子，依据每个气体分子所占空间的体积估算分子数目，但不能根据每个气体分子的体积估算分子数目，选项D 错误．
答案：ABC
5．(福建南平模拟)如图52－1所示，甲分子固定在坐标系原点O ，只在两分子间的作用力作用下，乙分子沿x 轴方向运动，两分子间的分子势能E p 与两分子间距离 x 的变化关系如图所示，下列说法正确的是 ( )
图52－1
A ．乙分子在P 点(x ＝x 2)时加速度最大
B ．乙分子在P 点(x ＝x 2)时动能最大
C ．乙分子在Q 点(x ＝x 1)时处于平衡状态
D ．乙分子在Q 点(x ＝x 1)时分子势能最小
解析：由图可知，乙分子在P点(x＝x2)时，分子势能最小，此时分子处于平衡位置，分子引力与分子斥力大小相等，合力为零，加速度为零，选项A错误；乙分子在P点(x＝x2)时，分子势能最小，由能量守恒定律知，分子的动能最大，选项B正确；乙分子在Q点(x＝x1)时，分子间距离小于平衡距离，分子引力小于分子斥力，合力表现为斥力，在Q点分子不处于平衡状态，选项C错误；由图可知，乙分子在Q点时分子势能为零，大于分子在P点的分子势能，因此在Q点时分子势能不是最小，选项D错误．
答案：B
6．(河南名校联考)(多选)关于分子间的作用力，下列说法正确的是( )
A．分子之间的斥力和引力同时存在
B．分子之间的斥力和引力大小都随分子间距离的增大而减小
C．分子间距离减小时，分子力一直做正功
D．分子间距离增大时，分子势能一直减小
E．分子间距离增大时，可能存在分子势能相等的两个位置
解析：分子之间的引力和斥力是同时存在的，A正确；分子间存在相互作用的引力和斥力，引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，B正确；若分子间距离小于平衡位置间距，分子力表现为斥力，则随分子间距离减小，分子力做负功，C错误；若分子间距离大于平衡位置间距，则随分子间距离增大，分子势能增大，D错误；若分子间距离小于平衡位置间距，则随分子间距离增大，分子势能先减小后增大，可能存在分子势能相等的两个位置，E正确．答案：ABE
7．(多选)下列说法正确的是( )
A．已知某固体物质的摩尔质量、密度和阿伏加德罗常数，可以计算出分子大小
B．布朗运动表明组成微粒的分子在做无规则运动
C．已知某物质的摩尔质量和分子质量，可以计算出阿伏加德罗常数
D．物体运动的速率越大，其内部的分子热运动就越剧烈
E．温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时，两系统的温度一定相等
解析：已知某固体物质的摩尔质量和密度，可以算出物质的摩尔体积，再除以阿伏加德罗常数就能计算出分子体积，进而计算出分子大小，选项A正确；布朗运动表明微粒周围液体的分子在做无规则运动，不能表明组成微粒的分子在做无规则运动，选项B错误；已知某
物质的摩尔质量M 和分子质量m ，可以计算出阿伏加德罗常数N A ＝M m
，选项C 正确；物体内部的分子热运动与温度有关，与物体运动的速率无关，选项D 错误；两系统达到热平衡时，两系统的温度一定相等，选项E 正确．
答案：ACE
8．(多选)关于分子动理论和内能，下列说法中正确的是( )
A ．温度越低，物体分子热运动的平均动能越小
B ．分子势能与分子间距离有关，是物体内能的一部分
C ．物体温度升高，则该物体内所有分子运动的速率都增大
D ．物体的动能和重力势能也是其内能的一部分
E ．物体的内能与物体的温度和体积有关
解析：温度是分子热运动平均动能的标志，故温度越低，物体分子热运动的平均动能越小，故A 正确；分子势能与分子间距离有关，是物体内能的一部分，故B 正确；分子的平均速率随着温度的升高而增大，这是统计规律，温度升高时单个分子速率变化情况是不确定的，故C 错误；物体的动能和重力势能是机械能，故D 错误；物体的内能取决于物体的温度和体积，故E 正确．
答案：ABE
9．(云南昭通质检)(多选)下列说法中正确的是( )
A ．温度高的物体比温度低的物体热量多
B ．温度高的物体不一定比温度低的物体的内能多
C ．温度高的物体比温度低的物体分子热运动的平均动能大
D ．相互间达到热平衡的两物体的内能一定相等
E ．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大
解析：热量是在热传递过程中传递的能量，不是状态量，选项A 错误；物体的内能与物体的温度、体积等有关，温度高的物体不一定比温度低的物体的内能多，温度是分子平均动能的标志，温度高的物体比温度低的物体分子热运动的平均动能大，选项B 、C 正确；相互间达到热平衡的两物体的温度一定相等，内能不一定相等，选项D 错误；由分子势能与分子间距的关系可知，分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大，选项E 正确．
答案：BCE
10．(多选)如图52－2所示为两分子系统的势能E p 与两分子间距离r 的关系曲线．下列
说法正确的是( )
图52－2
A．当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力
B．当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力
C．当r等于r2时，分子势能E p最小
D．在r由r1增大的过程中，分子间的作用力做正功
E．在r由r2增大的过程中，分子间的作用力做负功
解析：两分子系统的势能E p最小值对应分子平衡位置，即r2处为平衡位置，当r＞r2时，分子间的作用力表现为引力，当r＜r2时，分子间的作用力表现为斥力，选项B正确，A错误；当r＝r2时，分子间势能E p最小，选项C正确；在r由r1增大到r2的过程中，分子间的作用力做正功，分子势能减小，由r2继续增大的过程中，分子间的作用力做负功，分子势能增大，选项D错误，E正确．
答案：BCE
11．(六安一中模拟)(多选)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．外界对物体做功，物体内能一定增加
C．温度越高，布朗运动越显著
D．当分子间的距离增大时，分子间作用力就一直减小
E．当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大
解析：温度高的物体分子平均动能一定大，内能不一定大，选项A正确；外界对物体做功，若物体同时散热，物体内能不一定增加，选项B错误；温度越高，布朗运动越显著，选项C正确；当分子间的距离增大时，分子间作用力可能先增大后减小，选项D错误；当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大，选项E正确．答案：ACE
12．(2017年高考·北京卷)以下关于热运动的说法正确的是( )
A．水流速度越大，水分子的热运动越剧烈
B．水凝结成冰后，水分子的热运动停止
C ．水的温度越高，水分子的热运动越剧烈
D ．水的温度升高，每一个水分子的运动速率都会增大
解析：一切物质分子都在不停地做无规则的热运动，B 选项错误；温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子热运动越剧烈，与物体的宏观速度无关，A 选项错误，C 选项正确；温度升高时，分子的平均速率增大，但不是每一个分子的运动速率都增大，D 选项错误．
答案：C
二、非选择题
13．(郑州模拟)很多轿车为了改善夜间行驶时的照明问题，在车灯的设计上选择了氙气灯，因为氙气灯灯光的亮度是普通灯灯光亮度的3倍，但是耗电量仅是普通灯的一半，氙气灯使用寿命则是普通灯的5倍，很多车主会选择含有氙气灯的汽车，若氙气充入灯头后的容积V ＝1.6 L ，氙气密度ρ＝6.0 kg/m 3.已知氙气摩尔质量M ＝0.131 kg/mol ，阿伏加德罗常数N A ＝6×1023 mol －1.试估算：(结果保留一位有效数字)
(1)灯头中氙气分子的总个数N ；
(2)灯头中氙气分子间的平均距离．
解析：(1)设氙气的物质的量为n ，则n ＝
ρV M ， 氙气分子的总数N ＝ρV M
N A ≈4×1022 个． (2)每个氙气分子所占的空间为V 0＝V N
设氙气分子间平均距离为a ，
则有V 0＝a 3，
即a ＝3V N
≈3×10－9 m. 答案：(1)4×1022个 (2)3×10－9
m
14．空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器(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，排出液化水的体积V ＝1.0×103 cm 3.已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m 3、摩尔质量M ＝1.8×10－2 kg/mol ，阿伏加德罗常数N A ＝6.0×1023 mol －1.试求：(结果均保留一位有效数字)
(1)该液化水中含有水分子的总数N ；
(2)一个水分子的直径d .
解析：(1)水的摩尔体积为V0＝M
ρ
＝
1.8×10－2
1.0×103
m3/mol＝1.8×10－5 m3/mol，水分子数：N
＝VN A
V0
＝
1.0×103×10－6×6.0×1023
1.8×10－5
个≈3×1025个．
(2)建立水分子的球体模型有
V0
N A
＝
1
6
πd3，可得水分子直径：d＝
36V
πN A
＝
36×1.8×10－5
3.14×6.0×1023
m≈4×10－10 m.
答案：(1)3×1025个(2)4×10－10 m
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