新教材適用2024版高考物理一輪總復(fù)習(xí)練案36第十四章熱學(xué)第1講分子動理論內(nèi)能

練案[36]第十四章熱學(xué)第1講分子動理論內(nèi)能一、選擇題(本題共10小題，1～4題為單選，5～10題為多選)1．(2023·重慶高三月考)已知油酸的摩爾質(zhì)量為M，密度為ρ，阿伏伽德羅常數(shù)為NA。若用m表示一個油酸分子的質(zhì)量，用V0表示一個油酸分子的體積，則下列表達式中正確的是(B)A．m＝eq\f(NA,M) B.m＝eq\f(M,NA)C．V0＝eq\f(MNA,ρ) D.V0＝eq\f(ρNA,M)[解析]分子的質(zhì)量等于摩爾質(zhì)量除以阿伏伽德羅常數(shù)，則有m＝eq\f(M,NA)，A錯誤，B正確；由于油酸分子間隙小，所以分子的體積等于摩爾體積除以阿伏伽德羅常數(shù)，則有V0＝eq\f(Vmol,NA)＝eq\f(\f(M,ρ),NA)＝eq\f(M,ρNA)，C、D錯誤。2．(2023·秦皇島高三階段檢測)分子力F隨分子間距離r的變化如圖所示。將兩分子從相距r＝r2處釋放，僅考慮這兩個分子間的作用，下列說法正確的是(D)A．從r＝r2到r＝r0分子間引力、斥力都在減小B．從r＝r2到r＝r1分子力的大小先減小后增大C．從r＝r2到r＝r0分子勢能先減小后增大D．從r＝r2到r＝r1分子動能先增大后減小[解析]從r＝r2到r＝r0分子間引力、斥力都在增加，但斥力增加得更快，故A錯誤；由題圖可知，在r＝r0時分子力為零，故從r＝r2到r＝r1分子力的大小先增大后減小再增大，故B錯誤；分子勢能在r＝r0時最小，故從r＝r2到r＝r0分子勢能一直在減小，故C錯誤；從r＝r2到r＝r1分子力先做正功后做負功，故分子動能先增大后減小，故D正確。3．(2023·揚州高三練習(xí))下列有關(guān)熱平衡的說法，正確的是(C)A．如果兩個系統(tǒng)在某時刻處于熱平衡狀態(tài)，則這兩個系統(tǒng)永遠處于熱平衡狀態(tài)B．熱平衡定律只能研究兩個系統(tǒng)的問題C．如果兩個系統(tǒng)彼此接觸而不發(fā)生狀態(tài)參量的變化，這兩個系統(tǒng)又不受外界影響，那么這兩個系統(tǒng)一定處于熱平衡狀態(tài)D．兩個處于熱平衡狀態(tài)的系統(tǒng)，溫度可以有微小的差別[解析]處于熱平衡狀態(tài)的兩個系統(tǒng)，如果受到外界的影響，狀態(tài)參量會隨之變化，熱平衡狀態(tài)可能被破壞，故A錯誤；熱平衡定律可以研究三個系統(tǒng)，對三個以上的系統(tǒng)也適用，故B錯誤；如果兩個系統(tǒng)彼此接觸而狀態(tài)參量不再變化，這兩個系統(tǒng)又不受外界影響，那么這兩個系統(tǒng)一定處于熱平衡狀態(tài)，故C正確；兩個系統(tǒng)處于熱平衡時，它們的溫度一定相同，溫度相同是達到熱平衡的標志，故D錯誤。4．(2023·蚌埠高三檢測)有關(guān)“溫度”，下列說法中正確的是(B)A．溫度反映了每個分子熱運動的劇烈程度B．溫度較高的物體內(nèi)能不一定較大C．一定質(zhì)量的某種物質(zhì)，內(nèi)能增加，溫度一定升高D．溫度較高的物體，每個分子的動能一定比溫度較低的物體分子的動能大[解析]溫度反映了大量分子無規(guī)則熱運動的劇烈程度，溫度升高，分子熱運動加劇，分子的平均動能增大，但這是一個統(tǒng)計規(guī)律，因為分子運動是雜亂無章的，不是每個分子的動能都增大，A、D錯誤；內(nèi)能與物體的溫度、體積、分子數(shù)量都有關(guān)系，故溫度較高的物體內(nèi)能不一定較大，B正確；物體的內(nèi)能增大，可能只是分子勢能增大導(dǎo)致的，分子的平均動能不一定增大，溫度不一定升高，C錯誤。5．(2023·遼寧阜蒙縣高三開學(xué)考試)關(guān)于布朗運動的明顯程度，下面說法中正確的是(BC)A．懸浮在液體中的微粒越大，在某一瞬間跟它相撞的液體分子數(shù)越多，布朗運動越明顯B．懸浮在液體中的微粒越小，在某一瞬間跟它相撞的液體分子數(shù)越少，布朗運動越明顯C．液體的溫度越高，在某一瞬間液體分子對懸浮微粒的撞擊力越大，布朗運動越明顯D．液體的溫度越低，在某一瞬間液體分子對懸浮微粒的撞擊力越小，布朗運動越明顯[解析]懸浮在液體中的微粒越小，在某一瞬間跟它相撞的液體分子數(shù)越少，撞擊作用越不平衡，并且微粒越小，它的質(zhì)量越小，其運動狀態(tài)越容易改變，因而布朗運動越明顯，A錯誤，B正確；液體的溫度越高，在某一瞬間液體分子對懸浮微粒的撞擊力越大，撞擊作用越不平衡，布朗運動越明顯，C正確，D錯誤。6．(2023·全國高三專題練習(xí))關(guān)于物體的內(nèi)能，下列說法正確的是(CD)A．物體內(nèi)部所有分子動能的總和叫作物體的內(nèi)能B．物體被舉得越高，其分子勢能越大C．一定質(zhì)量的0℃的冰融化為0℃的水時，分子勢能增加D．一定質(zhì)量的理想氣體放出熱量，它的內(nèi)能可能增加[解析]物體的內(nèi)能包括所有分子動能和分子勢能，物體內(nèi)部所有分子動能的總和只是內(nèi)能的一部分，故A錯誤；物體被舉得越高，其重力勢能越大，與分子勢能無關(guān)，故B錯誤；一定質(zhì)量的0℃的冰融化為0℃的水時需要吸熱，而此時分子平均動能不變，故分子勢能增加，故C正確；一定質(zhì)量的理想氣體放出熱量，如果同時有外界對它做功，且做功的量大于它放出的熱量，它的內(nèi)能就會增加，故D正確。7．(2023·廣東高三月考)霧霾天氣對大氣中各種懸浮顆粒物含量超標的籠統(tǒng)表述，是特定氣候條件與人類活動相互作用的結(jié)果。霧霾中，各種懸浮顆粒物形狀不規(guī)則，但可視為密度相同、直徑不同的球體，并用PM10、PM2.5分別表示直徑小于或等于10μm、2.5μm的顆粒物(PM是顆粒物的英文縮寫)。某科研機構(gòu)對北京地區(qū)的檢測結(jié)果表明，在靜穩(wěn)的霧霾天氣中，近地面高度百米的范圍內(nèi)，PM10的濃度隨高度的增加略有減小，大于PM10的大懸浮顆粒物的濃度隨高度的增加明顯減小，且兩種濃度分布基本不隨時間變化。據(jù)此材料，以下敘述正確的是(AC)A．PM10表示直徑小于或等于1.0×10－5m的懸浮顆粒物B．PM10受到的空氣分子作用力的合力始終大于其受到的重力C．PM10和大懸浮顆粒物都在做布朗運動D．PM2.5濃度隨高度的增加逐漸增大[解析]由題干可知，PM10表示直徑小于或等于1.0×10－5m的懸浮顆粒物，A項正確；PM10懸浮在空氣中，受到的空氣分子作用力的合力等于其所受到的重力，B項錯誤；由題意推斷，D項錯誤；PM10和大顆粒物的懸浮是由于空氣分子的撞擊，故它們都在做布朗運動，C項正確。8．(2023·河北高三月考)浙江大學(xué)高分子系高超教授的課題組制備出了一種超輕氣凝膠——它刷新了目前世界上最輕材料的紀錄，彈性和吸油能力令人驚喜。這種被稱為“全碳氣凝膠”的固態(tài)材料密度僅是空氣密度的eq\f(1,6)。設(shè)氣凝膠的密度為ρ(單位為kg/m3)，摩爾質(zhì)量為M(單位為kg/mol)，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則下列說法正確的是(ABC)A．a(chǎn)千克氣凝膠所含分子數(shù)為n＝eq\f(a,M)NAB．氣凝膠的摩爾體積為Vmol＝eq\f(M,ρ)C．每個氣凝膠分子的體積為V0＝eq\f(M,NAρ)D．每個氣凝膠分子的直徑為d＝eq\r(3,\f(NAρ,M))[解析]a千克氣凝膠的摩爾數(shù)eq\f(a,M)，所含分子數(shù)為n＝eq\f(a,M)NA，選項A正確；氣凝膠的摩爾體積為Vmol＝eq\f(M,ρ)，選項B正確；每個氣凝膠分子的體積為V0＝eq\f(Vmol,NA)＝eq\f(M,NAρ)，選項C正確；根據(jù)V0＝eq\f(1,6)πd3，則每個氣凝膠分子的直徑為d＝eq\r(3,\f(6M,πNAρ))，選項D錯誤。9．如圖甲所示是分子間作用力與分子間距之間的關(guān)系，分子間作用力表現(xiàn)為斥力時為正，一般地，分子間距大于10r0時，分子間作用力就可以忽略；如圖乙所示是分子勢能與分子間距之間的關(guān)系，a是圖線上一點，ab是在a點的圖線切線。下列說法中正確的有(AD)A．分子勢能選擇了無窮遠處或大于10r0處為零勢能參考點B．圖甲中陰影部分面積表示分子勢能差值，與零勢能點的選取有關(guān)C．圖乙中Oa的斜率大小表示分子間距離在該間距時的分子間作用力大小D．圖乙中ab的斜率大小表示分子間距離在該間距時的分子間作用力大小[解析]綜合題設(shè)及題圖信息可知，分子勢能選擇了無窮遠處或大于10r0處為零勢能參考點，故A正確；圖甲陰影部分面積表示分子勢能差值，勢能差值與零勢能點的選取無關(guān)，所以B錯誤；分子勢能與分子間距圖像中，圖線切線的斜率的大小表示分子間作用力大小，所以C錯誤，D正確。10．(2023·蘇州高三模擬)在外力作用下兩分子間的距離達到不能再靠近時，固定甲分子不動，乙分子可自由移動，去掉外力后，當乙分子運動到很遠時，速度為v，則在乙分子的運動過程中(乙分子的質(zhì)量為m)(AC)A．乙分子的動能變化量為eq\f(1,2)mv2B．分子力表現(xiàn)為引力時比表現(xiàn)為斥力時多做的功為eq\f(1,2)mv2C．分子力表現(xiàn)為斥力時比表現(xiàn)為引力時多做的功為eq\f(1,2)mv2D．乙分子克服分子力做的功為eq\f(1,2)mv2[解析]當甲、乙兩分子間距離最小時，兩者都處于靜止狀態(tài)，當乙分子運動到分子力的作用范圍之外時，乙分子不再受力，此時速度為v，故在此過程中乙分子的動能變化量為eq\f(1,2)mv2，故A正確；在此過程中，分子斥力做正功，分子引力做負功，即W合＝W斥－W引＝ΔEk，由動能定理得W斥－W引＝eq\f(1,2)mv2，故分子力表現(xiàn)為斥力時比表現(xiàn)為引力時多做的功為eq\f(1,2)mv2，故B錯誤，C正確；分子力對乙分子做的功等于乙分子動能的變化量，即W＝eq\f(1,2)mv2，故D錯誤。二、非選擇題11．(2023·襄陽高三階段檢測)某實驗小組用油膜法估測油酸分子的大小，實驗用油酸酒精溶液的濃度為每1000mL溶液中含有純油酸1mL,1mL上述溶液有50滴，實驗中用滴管吸取該油酸酒精溶液向浮有爽身粉的水面中央滴入一滴油酸酒精溶液。(1)該實驗中的理想化假設(shè)是_ABD__；A．將油膜看作單分子層油膜B．不考慮油分子間的間隙C．不考慮油分子間的相互作用力D．將油分子看成球體(2)實驗描出油酸薄膜輪廓如圖，已知每一個小正方形的邊長為2cm，則該油酸薄膜的面積為_3×10－2__m2(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)；(3)經(jīng)計算，油酸分子的直徑為_7×10－10__m(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)。[解析](1)在“用油膜法估測油酸分子的大小”的實驗中，我們的實驗依據(jù)是：①油膜是呈單分子層分布的；②把油酸分子看成球形；③不考慮分子之間的空隙。故選ABD；(2)由于每格邊長為2cm，則每一格就是4cm2，估算油膜面積以超過半格以一格計算，小于半格就舍去的原則，估算出75格，則油酸薄膜面積為75×4cm2＝300cm2＝3×10－2m2。(3)1滴油酸酒精溶液中含油酸的體積V＝eq\f(1,50)×eq\f(1,1000)mL＝2×10－11m3由于油膜是單分子緊密排列的，因此分子直徑為d＝eq\f(V,S)＝eq\f(2×10－11,3×10－2)≈7×10－10m。12．(2023·河北高三階段檢測)如圖所示為一個防撞氣包，包內(nèi)氣體在標準狀況下體積為336mL，已知氣體在標準狀態(tài)下的摩爾體積V0＝22.4L/mol，阿伏伽德羅常數(shù)NA＝6.0×1023mol－1，求氣包內(nèi)(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)：(1)氣體的分子個數(shù)；(2)氣體在標準狀況下每個分子所占的體積。[答案](1)9.0×1021個(2)3.7×10－26m3[解析](1)由題意可知：分子數(shù)目為：N＝eq\f(V,V0)NA＝9.0×1021個；(2)由題意可知氣體在標準狀況下每個分子所占的體積為：V′＝eq\f(V0,NA)＝3.7×10－26m3。13．(2023·宜昌高三課時練習(xí))轎車中的安全氣囊能有效保障駕乘人員的安全。轎車在發(fā)生一定強度的碰撞時，疊氮化鈉(亦稱“三氮化鈉”，化學(xué)式NaN3)受撞擊完全分解產(chǎn)生鈉和氮氣而充入氣囊。若充入氮氣后安全氣囊的容積V＝56L，氣囊中氮氣的密度ρ＝1.25kg/m3，已知氮氣的摩爾質(zhì)量M＝28g/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6×1023mol－1。請估算(結(jié)果保