高考物理最新力学知识点之分子动理论全集汇编含解析

高考物理最新力学知识点之分子动理论全集汇编含解析
一、选择题
1．一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
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．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
4．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
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．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==， 8．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
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．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＝0
m ρ
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
14．已知阿伏伽德罗常数为N A ，水的摩尔质量为M ，密度为ρ，则一个水分子的质量可表示为
A ．
A M N
B ．A N M
C ．A M
N ρ D ．A N M ρ
15．如图所示，纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小横坐标表示两个分子的距离，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，为两曲线的交点，则下列说法正确的是
A ．为引力曲线，为斥力曲线
B ．若两个分子间距离增大，则引力和斥力的合力一定减小
C ．若两个分子间距离增大，则分子势能也一定增大
D ．若两个分子间距离大于点的横坐标表示的距离，则分子间作用力表现为斥力
16．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 17．已知水的密度会随温度的变化而变化，现给体积相同的玻璃瓶A 、B 分别装满温度为60℃的热水和0℃的冷水(如图所示)．下列说法中正确的是( )
A ．温度是分子平均动能的标志，所以A 瓶中水分子的平均动能比
B 瓶中水分子的平均动能大
B ．温度越高，布朗运动愈显著，所以A 瓶中水分子的布朗运动比B 瓶中水分子的布朗运动更显著
C ．A 瓶中水的内能与B 瓶中水的内能一样大
D ．由于A 、B 两瓶水体积相等，所以A 、B 两瓶中水分子间的平均距离相等
18．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
19．一定质量的理想气体，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
20．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．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
21．关于分子动理论，下列说法正确的是（）
A．相邻的两个分子之间的距离减小时，分子间的引力变小，斥力变大
B．给自行车打气时，气筒压下后反弹是由分子斥力造成的
C．用显微镜观察布朗运动，观察到的是液体分子的无规则运动
D．当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大
22．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．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
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．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
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一、选择题
1．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.
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．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.
4．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
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．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．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．
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】
【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．
14．A
解析：A
【解析】
【分析】
【详解】
AB ．分子的质量等于摩尔质量除以阿伏加德罗常数，则有A
M m N =，A 正确B 错误； CD ．由于水分子间隙小，所以分子的体积等于摩尔体积除以阿伏加德罗常数，则有0mol A A
V M V N N ρ==，故CD 错误。

故选Ａ。

15．A
解析：A
【解析】
【详解】
在F-r 图象中，随着距离的增大斥力比引力变化的快，所以ab 为引力曲线，cd 为斥力曲线，选项A 正确；若两个分子间距离增大，则引力和斥力的合力可能减小，也可能变大，选项B 错误；若两个分子间距离增大，则分子力可能做正功，也可能做负功，则分子势能可能增大，也可能减小，选项C 错误；在e 点分子力表现为零，若两个分子间距离大于点的横坐标表示的距离，则分子间作用力表现为引力，选项D 错误。

16．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
ρ
ρ
==
，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。

17．A
解析：A
【解析】
温度是分子平均动能的标志，A的温度高，故A的平均动能大，故A正确；布朗运动是固体颗粒的无规则运动，不是分子的运动，故B错误；体积相同的玻璃瓶A、B分别装满温度为60℃和0℃的热水和冷水，它们的体积相等，质量近似相等，温度不同，所以内能一定不同，故C错误；平均距离与温度有关，相同体积不同温度水分子的个数不同，平均距离就不同，故D错误．
18．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19．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 。

20．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
21．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】
A ．如下图所示，相邻的两个分子之间的距离减小时，分子间的引力和斥力都变大，A 错误；
B ．给自行车打气时气筒压下后反弹，是由活塞上下的压强差造成的，B 错误；
C ．用显微镜观察布朗运动，观察到的是小颗粒的无规则运动，C 错误；
D ．当r ＞r 0，分子力表现为引力时．分子距离增大时，分子力做负功，分子势能增大，D 正确；
故选D 。

22．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；
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．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．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。