分子動理論 內(nèi)能 一、選擇題 1．(2018·北京)關(guān)于分子動理論，下列說法正確的是(　　) A．氣體擴散的快慢與溫度無關(guān) B．布朗運動是液體分子的無規(guī)則運動 C．分子間同時存在著引力和斥力 D．分子間的引力總是隨分子間距增大而增大 答案　C 解析　A項，擴散的快慢與溫度有關(guān)，溫度越高，擴散越快，故A項錯誤； B項，布朗運動是懸浮在液體中固體小顆粒的無規(guī)則運動，它是液體分子的不規(guī)則運動的反映，故B項錯誤； C項，分子間同時存在相互作用的引力和斥力，故C項正確； D項，分子間同時存在引力和斥力，引力和斥力均隨著分子間距離的增大而減小，故D項錯誤． 2．(2018·東城區(qū)模擬)我國已開展空氣中PM2.5濃度的監(jiān)測工作，PM2.5是指空氣中直徑小于2.5微米的懸浮顆粒物，可在顯微鏡下觀察到，它漂浮在空中做無規(guī)則運動，很難自然沉降到地面，吸入后會進入血液對人體形成危害．礦物燃料燃燒時廢棄物的排放是形成PM2.5的主要原因，下列關(guān)于PM2.5的說法中正確的是(　　) A．PM2.5在空氣中的運動屬于分子熱運動 B．PM2.5的無規(guī)則運動說明了空氣分子做分子熱運動 C．PM2.5的質(zhì)量越大，其無規(guī)則運動越劇烈 D．溫度越低，PM2.5的無規(guī)則運動越劇烈 答案　B 解析　A、B項，PM2.5是固體小顆粒，不是分子，故其運動不是分子的熱運動，但說明了空氣分子做分子熱運動，故A項錯誤，B項正確； C項，PM2.5的質(zhì)量越小，其無規(guī)則運動越劇烈，故C項錯誤； D項，PM2.5是指空氣中直徑小于2.5微米的懸浮顆粒物，其漂浮在空中做無規(guī)則運動，故溫度越高，PM2.5的無規(guī)則運動越劇烈，故D項錯誤． 3．(2018·成都模擬)(多選)下列說法正確的是(　　) A．溫度高的物體一定比溫度低的物體的熱量多 B．溫度高的物體可能比溫度低的物體的內(nèi)能小 C．物體的溫度越高，分子熱運動的平均動能越大 D．相互間達到熱平衡的兩物體，內(nèi)能一定相等 E．隨著分子間距離的增大，分子勢能可能先減小后增大 答案　BCE 解析　A項，熱量是在熱傳遞過程中吸收或放出內(nèi)能的多少，只有在熱傳遞過程中談到熱量，不能說物體含有熱量，故A項錯誤．B項，內(nèi)能與物體的物質(zhì)的量、溫度、體積等因素有關(guān)．溫度高的物體不一定比溫度低的物體的內(nèi)能多，故B項正確．C項，溫度是分子熱運動的平均動能的標(biāo)志，溫度越高，分子熱運動的平均動能越大．故C項正確．D項，相互間達到熱平衡的兩物體的溫度一定相等，但內(nèi)能不一定相等，故D項錯誤．E項，當(dāng)分子力從斥力變到引力的過程中，隨著分子間距離的增大，分子力先做正功后做負功，分子勢能先減小后增大，故E項正確． 4．已知某氣體的摩爾體積為22.4 L/mol，摩爾質(zhì)量為18 g/mol，阿伏加德羅常數(shù)為6.02×1023 mol－1，由以上數(shù)據(jù)不能估算出這種氣體(　　) A．每個分子的質(zhì)量 B．每個分子的體積 C．每個分子占據(jù)的空間 D．1 g氣體中所含的分子個數(shù) 答案　B 解析　A項，每個分子質(zhì)量m0＝，A項正確． B、C兩項，由V＝可以求出每個分子所占的體積，不能求解每個分子的體積，故B項錯誤，C項正確． D項，1 g氣體所含的分子個數(shù)N＝NA，故D項正確． 5．(2018·洛陽二模)空調(diào)在制冷過程中，空調(diào)排出液化水的體積為V，水的密度為ρ，摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則液化水中水分子的總數(shù)N和水分子的直徑d分別為(　　) A．N＝　d＝ B．N＝　d＝ C．N＝　d＝ D．N＝　d＝ 答案　C 解析　水的摩爾體積Vmol＝，水分子的總數(shù)N＝NA，將水分子看成球形，由＝πd3，解得水分子直徑為d＝，故C項正確． 6．(2018·西城區(qū)一模)關(guān)于兩個分子之間的相互作用力，下列判斷正確的是(　　) A．兩分子處于平衡位置時，分子間沒有引力和斥力 B．兩分子處于平衡位置時，分子間的引力和斥力大小相等 C．兩分子間距離減小時，分子間的引力增大斥力減小 D．兩分子間距離增大時，分子間的引力減小斥力增大 答案　B 解析　A、B兩項，分子間同時存在引力和斥力，兩分子處于平衡位置，分子間的引力和斥力相等，不是沒有引力和斥力，故A項錯誤，B項正確． C項，分子間同時存在引力和斥力，兩分子間距離減小，分子間的引力和斥力都增大，故C項錯誤． D項，分子間同時存在引力和斥力，兩分子間距離增大，分子間的引力和斥力都減小，故D項錯誤． 7．(多選)關(guān)于物體的內(nèi)能，下列說法正確的是(　　) A．溫度和質(zhì)量都相同的兩個物體不一定具有相同的內(nèi)能 B．運動的物體一定比靜止的物體內(nèi)能大 C．通電時電阻發(fā)熱，它的內(nèi)能增加是通過“熱傳遞”方式實現(xiàn)的 D．一定質(zhì)量的0 ℃的冰融化為0 ℃的水時，分子勢能增加 E．0 ℃的冰機械能可能為零，但一定有內(nèi)能 答案　ADE 解析　A項，內(nèi)能取決于溫度、體積以及物質(zhì)的量，兩物體質(zhì)量相同但物質(zhì)的量不一定相同，質(zhì)量和溫度都相同的物體內(nèi)能并不一定相同，故A項正確； B項，物體的內(nèi)能與物體的宏觀運動無關(guān)，故B項錯誤； C項，通電時電阻發(fā)熱，它的內(nèi)能增加是通過電流做功的方式實現(xiàn)的，故C項錯誤； D項，一定質(zhì)量的0 ℃的冰融化為0 ℃的水時，從外界吸熱內(nèi)能增加，但分子動能不變，故說明分子勢能增加，故D項正確； E項，物體在任何溫度下均有內(nèi)能，故0 ℃的冰機械能可能為零，但一定有內(nèi)能，故E項正確． 8．(2018·長春模擬)(多選)下列說法正確的是(　　) A．懸浮在液體中的顆粒越小，溫度越高，布朗運動越劇烈 B．一定質(zhì)量的固體或液體，其內(nèi)能只與溫度有關(guān)與體積無關(guān) C．當(dāng)分子間的引力和斥力相互平衡時，分子間分子勢能最小 D．若一定質(zhì)量的理想氣體在被壓縮的同時放出熱量，則氣體內(nèi)能一定減小 E．若已知阿伏伽德羅常數(shù)、氣體的摩爾質(zhì)量和密度，就可以估算出該氣體中分子間的平均距離 答案　ACE 解析　A項，布朗運動是液體分子無規(guī)則運動的反映，懸浮在液體中的顆粒越小，溫度越高，布朗運動越劇烈，故A項正確； B項，一定質(zhì)量的固體或液體，內(nèi)能的多少不僅與溫度有關(guān)，還與物體的體積和分子數(shù)有關(guān)；故B項錯誤； C項，當(dāng)分子間的引力和斥力相互平衡時，無論分子間距離增大或減小，都要克服分子力做功，分子勢能都增大，所以當(dāng)分子間的引力和斥力相互平衡時，分子間分子勢能最小，故C項正確； D項，若一定質(zhì)量的理想氣體在被壓縮的同時放出熱量，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可得ΔU＝W－Q，如果W＜Q，則氣體內(nèi)能減小，故D項錯誤； E項，已知阿伏伽德羅常數(shù)、氣體的摩爾質(zhì)量和密度，估算出該氣體分子間的平均距離為L＝，故E項正確． 9．(2018·黃浦區(qū)二模)在不同溫度下，一定量氣體的分子速率分布規(guī)律如圖所示．橫坐標(biāo)v表示分子速率，縱坐標(biāo)f(v)表示某速率附近單位區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分率，圖線1、2對應(yīng)的氣體溫度分別為t1、t2，且t1＜t2.以下對圖線的解讀中正確的是(　　) A．t1溫度時，分子的最高速率約為400 m/s B．對某個分子來說，溫度為t1時的速率一定小于t2時的速率 C．溫度升高，f(v)最大處對應(yīng)的速率增大 D．溫度升高，每個單位速率區(qū)間內(nèi)分子數(shù)的占比都增大 答案　C 解析　A項，縱坐標(biāo)表示是不同速率的分子數(shù)所占的比例，而不是速率的大??；t1溫度時，分子速率約為400 m/s的分子數(shù)所占的比例最大，故A項錯誤； B項，溫度升高分子的平均動能增加，是大量分子運動的統(tǒng)計規(guī)律，對個別的分子沒有意義，并不是每個分子的速率都增加．故B項錯誤； C項，溫度是分子的平均動能的標(biāo)志，溫度升高，速率大的分子所占的比例增加，f(v)最大處對應(yīng)的速率增大．故C項正確； D項，溫度升高，速率大的區(qū)間分子數(shù)所占比增加，速率小的區(qū)間分子數(shù)所占比減?。蔇項錯誤． 10．(2018·武漢模擬)(多選)分子間同時存在著引力和斥力、若分子間引力、斥力隨分子間距離r的變化規(guī)律分別為f引＝，f斥＝.下列說法正確的是(　　) A．分子間表現(xiàn)為斥力時，r＞() B．引力和斥力相等時，r0＝()， C．引力和斥力相等時．分子勢能為零 D．引力大于斥力時，分子勢能隨分子間距高增大而增大 E．斥力大于引力時，分子勢能隨分子間距高減小而增大 答案　BDE 解析　A、B兩項，分子間引力和斥力相等，即＝.可得得r＝()，所以當(dāng)?shù)胷＜()分子力表現(xiàn)為斥力，當(dāng)r＞()時分子作用力為引力，故A項錯誤，B項正確； C項，分子間引力和斥力相等時合力為零，分子勢能最小，但不為零，故C項錯誤； D項，當(dāng)引力大于斥力時，分子力表現(xiàn)為引力時，若分子之間的距離增大，則需要克服分子力做功，所以分子勢能總是隨分子間距離的增大而增大．故D項正確． E項，斥力大于引力時，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力，距離減小的過程中做負功，分子勢能增大，故E項正確． 11．設(shè)有甲、乙兩分子，甲固定在O點，r0為其平衡位置間的距離，今使乙分子由靜止開始只在分子力作用下由距甲0.5r0處開始沿x方向運動，則(　　) A．乙分子的加速度先減小，后增大 B．乙分子到達r0處時速度最大 C．分子力對乙一直做正功，分子勢能減小 D．乙分子一定在0.5r0～10r0間振動 答案　B 解析　 A項，兩分子間的斥力和引力的合力F與分子間距離r的關(guān)系如圖中曲線所示，曲線與r軸交點的橫坐標(biāo)為r0. 由圖可知，乙分子受到的分子力先變小，位于平衡位置時，分子力為零，大于平衡位置時，分子力先變大再變?。室曳肿拥募铀俣仁窍茸冃≡俜聪蜃兇螅僮冃?，故A項錯誤． B、C兩項，當(dāng)r小于r0時，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力，F(xiàn)做正功，分子動能增加，勢能減小，當(dāng)r等于r0時，動能最大，勢能最小，當(dāng)r大于r0時，分子間作用力表現(xiàn)為引力，分子力做負功，動能減小，勢能增加．故B項正確、C項錯誤． D項，不能確定乙分子一定在0.5r0～10r0間振動，故D項錯誤． 12．(2018·河南模擬)(多選)分子之間的引力和斥力隨分子間距離變化的關(guān)系如圖所示，圖中線段AQ＝QB，DP＜PC.圖中的橫坐標(biāo)r表示兩個分子間的距離，縱坐標(biāo)的絕對值分別表示其中一個分子所受斥力和引力的大?。畬⒓追肿庸潭ㄔ贠點，乙分子從較遠處沿直線經(jīng)Q、P向O點靠近，分子乙經(jīng)過Q、P點時的速度分別為vQ、vP，加速度分別為aQ、aP，分子勢能分別為EQ、Ep，假設(shè)運動過程中只有分子力作用．結(jié)合所學(xué)知識，判斷下列說法中正確的是(　　) A．曲線BC表示分子斥力圖線，而曲線AD表示引力圖線 B．曲線BC表示分子引力圖線，而曲線AD表示斥力圖線 C．vQ＞vP、aQ＜aP、EQ＜EP D．vQ＞vP、aQ＞aP、EQ＞EP 答案　AC 解析　A、B兩項，由圖中虛線知，分子之間的斥力和引力大小都隨分子間距離的增加而減小，隨著距離的增大斥力比引力變化的快，因此曲線BC表示分子斥力圖線，而曲線AD表示引力圖線，故A項正確，B項錯誤． C、D兩項，由圖中實線知：當(dāng)r＜r0時，分子之間的距離減小時，分子力增大，當(dāng)r＝r0時，分子力為零，加速度為零，當(dāng)將甲分子固定在O點，乙分子從較遠處沿直線經(jīng)Q、P向O點靠近，乙分子做加速度增大的減速運動，因此vQ＞vP、aQ＜aP；由于分子力先做正功，越過平衡位置后做負功，那么EQ＜EP.故C項正確，D項錯誤． 13．分子勢能與分子力隨分子間距離r變化的情況如圖甲所示．現(xiàn)將甲分子固定在坐標(biāo)原點O，乙分子只受兩分子間的作用力沿x軸正方向運動，兩分子間的分子勢能Ep與兩分子間距離x的變化關(guān)系如圖乙所示．設(shè)在移動過程中兩分子所具有的總能量為0，則(　　) A．乙分子在P點時加速度最大 B．乙分子在Q點時分子勢能最小 C．乙分子在Q點時處于平衡狀態(tài) D．乙分子在P點時分子動能最大 答案　D 解析　根據(jù)題意，乙分子的分子動能和兩分子間的分子勢能之和為零，所以當(dāng)分子勢能最小時，乙分子的分子動能最大；當(dāng)分子勢能為零時，乙分子的分子動能也為零．再觀察題圖乙可知，乙分子在P點時分子勢能最小，分子動能最大，此處分子力為零，加速度為零，A項錯誤，D項正確．乙分子在Q點時分子勢能為零，分子動能也為零，分子動能最小，分子勢能最大，此處，分子力不為零，加速度不為零，B、C兩項錯誤． 二、非選擇題 14．(2018·江蘇)一定量的氧氣貯存在密封容器中，在T1和T2溫度下其分子速率分布的情況見表．則T1________(選填“大于”“小于”或“等于”)T2.若約10%的氧氣從容器中泄漏，泄漏前后容器內(nèi)溫度均為T1，則在泄漏后的容器中，速率處于400～500 m/s區(qū)間的氧氣分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比________(選填“大于”“小于”或“等于”)18.6%. 速率區(qū)間(m·s－1) 各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù) 的百分比/% 溫度T1 溫度T2 100以下 0.7 1.4 100～200 5.4 8.1 200～300 11.9 17.0 300～400 17.4 21.4 400～500 18.6 20.4 500～600 16.7 15.1 600～700 12.9 9.2 700～800 7.9 4.5 800～900 4.6 2.0 900以上 3.9 0.9 答案　大于　等于 解析　兩種溫度下氣體分子速率都呈現(xiàn)“中間多、兩頭少”的分布特點．由于T1時速率較高的氣體分子占比例較大，則說明T1大于T2.相同溫度下，各速率占比是不變的，因此速率處于400～500 m/s區(qū)間的氧氣分子數(shù)占總分子數(shù)仍為18.6%. 15．(2018·海淀區(qū)模擬)在“用油膜法估測分子的大小”的實驗中，所用油酸酒精溶液的濃度為每104 mL溶液中有純油酸6 mL，用注射器測得1 mL上述溶液為75滴．把1滴該溶液滴入盛水的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆在玻璃板上描出油膜的輪廊，再把玻璃板放在坐標(biāo)紙上，其形狀和尺寸如圖所示，坐標(biāo)中正方形方格的邊長為1 cm.則 (1)油酸薄膜的面積是________ cm2. (2)每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是________mL.(取一位有效數(shù)字) (3)按以上實驗數(shù)據(jù)估測出油酸分子直徑約________m．(取一位有效數(shù)字) 答案　(1)148　(2)8×10－6　(3)5×10－10 解析　(1)面積超過正方形一半的正方形的個數(shù)為148個 則油酸膜的面積約為S＝148 cm2＝1.48×10－2 m2 (2)每滴酒精油酸溶液中含有純油酸的體積V＝1 mL××＝8×10－6 mL (3)把油酸分子看成球形，且不考慮分子間的空隙，則油酸分子直徑d＝＝≈5×10－10 m. 9