高考物理一輪復(fù)習(xí)課時(shí)分層練習(xí)13.1《分子動(dòng)理論　內(nèi)能》(含答案詳解)

這是一份高考物理一輪復(fù)習(xí)課時(shí)分層練習(xí)13.1《分子動(dòng)理論　內(nèi)能》(含答案詳解)，共12頁。試卷主要包含了選擇題，實(shí)驗(yàn)題，計(jì)算題等內(nèi)容，歡迎下載使用。
  課時(shí)分層作業(yè)  三十六分子動(dòng)理論　內(nèi)能(45分鐘　100分)一、選擇題(本題共8小題,每小題6分,共48分)1.(多選)對(duì)于分子動(dòng)理論和物體內(nèi)能的理解,下列說法正確的是 (　　)A.溫度高的物體內(nèi)能不一定大,但分子平均動(dòng)能一定大B.外界對(duì)物體做功,物體內(nèi)能一定增加C.溫度越高,布朗運(yùn)動(dòng)越顯著D.當(dāng)分子間的距離增大時(shí),分子間作用力就一直減小E.當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為斥力時(shí),分子勢能隨分子間距離的減小而增大【解析】選A、C、E。溫度高的物體分子平均動(dòng)能一定大,但是內(nèi)能不一定大,選項(xiàng)A正確;外界對(duì)物體做功,若物體同時(shí)向外散熱,物體內(nèi)能不一定增加,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;溫度越高,布朗運(yùn)動(dòng)越顯著,選項(xiàng)C正確;當(dāng)分子間的距離增大時(shí),分子間作用力可能先增大后減小,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為斥力時(shí),分子勢能隨分子間距離的減小而增大,選項(xiàng)E正確。【加固訓(xùn)練】(多選)下列四幅圖的有關(guān)說法中不正確的是 (　　)A.分子間距離為r0時(shí),分子間不存在引力和斥力B.分子間距小于r0范圍內(nèi)分子間距離減小時(shí),斥力增大引力減小,分子力表現(xiàn)為斥力C.水面上的單分子油膜,在測量分子直徑d大小時(shí)可把分子當(dāng)作球形處理D.食鹽晶體中的鈉、氯離子按一定規(guī)律分布,具有空間上的周期性E.猛推木質(zhì)推桿,密閉的氣體溫度升高,壓強(qiáng)變大,分子間表現(xiàn)為斥力,可看作是絕熱變化【解析】選A、B、E。當(dāng)分子間距離為r0時(shí),分子間存在的引力和斥力,且大小相等,所以分子力整體的效果為0,故A錯(cuò)誤;分子間距小于r0范圍內(nèi)分子間距離減小時(shí),斥力和引力都增大,但引力增大得慢,所以分子力表現(xiàn)為斥力,故B錯(cuò)誤;水面上的單分子油膜,在測量油膜分子直徑d大小時(shí)把它們當(dāng)作球形處理,故C正確;晶體具有點(diǎn)陣結(jié)構(gòu),食鹽屬于晶體,食鹽中的鈉、氯離子按一定規(guī)律分布,具有空間上的周期性,故D正確;猛推木質(zhì)推桿,外界對(duì)氣體做正功,密閉的氣體溫度升高,壓強(qiáng)變大,此時(shí)氣體分子之間的距離仍然大于r0,分子之間的相互作用力仍然表現(xiàn)為引力,但是很小,幾乎可以忽略不計(jì),故E錯(cuò)誤。2.(多選)已知阿伏加德羅常數(shù)為NA,銅的摩爾質(zhì)量為M0,密度為ρ(均為國際制單位),則????????????? (　　)A.1個(gè)銅原子的質(zhì)量是B.1個(gè)銅原子的體積是C.1 kg銅所含原子的數(shù)目是ρNAD.1 m3銅所含原子的數(shù)目為【解析】選A、B、D。銅的摩爾質(zhì)量即NA個(gè)銅原子的質(zhì)量,因此1個(gè)銅原子的質(zhì)量是,故A正確;1摩爾銅的體積為,故每個(gè)銅原子的體積為,故B正確;1 kg銅的摩爾數(shù)為,則原子數(shù)目為NA,故C錯(cuò)誤;1個(gè)銅原子的體積是,則1 m3銅所含原子的數(shù)目為,故D正確。3.(多選)(唐山模擬)物體體積變化時(shí),分子間距離會(huì)隨之變化,分子勢能也會(huì)發(fā)生變化。如圖為分子勢能Ep與分子間距離r的關(guān)系曲線,以下判斷正確的是????????????? (　　)A.當(dāng)r=r1時(shí),分子勢能最小B.當(dāng)r=r2時(shí),分子引力與斥力大小相等C.當(dāng)r>r2時(shí),分子間作用力的合力表現(xiàn)為引力D.在r由r2變到r1的過程中,分子間作用力的合力做正功E.在r由r2逐漸增大的過程中,分子間作用力的合力做負(fù)功【解析】選B、C、E。當(dāng)r=r2時(shí),分子引力與斥力大小相等,分子間作用力的合力為零,分子勢能最小,故A錯(cuò)誤,B正確;當(dāng)r>r2時(shí),分子間引力大于斥力,作用力的合力表現(xiàn)為引力,C正確;在r由r2變到r1的過程中,分子間作用力的合力為斥力,該斥力做負(fù)功,D錯(cuò)誤;在r由r2逐漸增大的過程中,分子間作用力的合力為引力,引力做負(fù)功,E正確。4.(西安模擬)以下說法正確的是 (　　)A.無論什么物質(zhì),只要它們的摩爾數(shù)相同就含有相同的分子數(shù)B.分子引力不等于分子斥力時(shí),違背了牛頓第三定律C.1 g氫氣和1 g氧氣含有的分子數(shù)相同,都是6.02×1023個(gè)D.陽光從縫隙射入教室,從陽光中看到的塵埃的運(yùn)動(dòng)就是布朗運(yùn)動(dòng)【解析】選A。由于物體的分子數(shù)等于摩爾數(shù)與阿伏加德羅常數(shù)的乘積,所以只要它們的摩爾數(shù)相同就含有相同的分子數(shù),A正確;分子引力與分子斥力不是一對(duì)作用力和反作用力,它們的大小不一定相等,B錯(cuò)誤;氫氣分子和氧氣分子的摩爾質(zhì)量不同,所以1 g氫氣和1 g氧氣含有的分子數(shù)不同,C錯(cuò)誤;布朗運(yùn)動(dòng)只有在顯微鏡下才能看到,人肉眼是看不到的,從陽光中看到的塵埃的運(yùn)動(dòng)是物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng),D錯(cuò)誤。5.(哈爾濱模擬)關(guān)于分子間作用力和分子勢能,下列敘述正確的是(　　)A.分子間距離增大時(shí),分子間引力增大,斥力減小B.分子間距離減小時(shí),分子間引力和斥力都增大C.物體的體積減小時(shí),內(nèi)部分子勢能一定減小D.一個(gè)物體在分子間顯引力時(shí)分子勢能一定比顯斥力時(shí)分子勢能要多【解析】選B。分子間距離增大時(shí),分子間引力和斥力都減小,分子間距離減小時(shí),分子間引力和斥力都增大,A錯(cuò)誤,B正確;物體的體積減小時(shí),內(nèi)部分子勢能不一定減小,如0 ℃的冰熔化成0 ℃ 的水的過程中要不斷吸熱,內(nèi)能增大,而溫度不變,分子動(dòng)能不變,分子勢能增大,C錯(cuò)誤;當(dāng)r=r0時(shí)分子間作用力為零,分子勢能最小,D錯(cuò)誤。6.如圖是氧氣分子在不同溫度(0 ℃和100 ℃)下的速率分布,由圖可得信息正確的是????????????? (　　)A.同一溫度下,氧氣分子速率呈現(xiàn)出“中間多,兩頭少”的分布規(guī)律B.隨著溫度的升高,每一個(gè)氧氣分子的速率都增大C.隨著溫度的升高,氧氣分子中速率小的分子所占的比例高D.隨著溫度的升高,氧氣分子的平均速率變小【解析】選A。溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,溫度升高分子的平均動(dòng)能增加,不同溫度下相同速率的分子所占比例不同,同一溫度下,中等速率大的氧氣分子數(shù)所占的比例大,A正確;溫度升高使得氧氣分子的平均速率增大,B錯(cuò)誤;溫度越高,一定速率范圍內(nèi)的氧氣分子所占的比例有高有低,C錯(cuò)誤;溫度升高使得速率較小的氧氣分子所占的比例變小,D錯(cuò)誤。故選A。7.(多選)(鄭州模擬)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(diǎn)的橫坐標(biāo)為r0,相距很遠(yuǎn)的兩分子在分子力作用下,由靜止開始相互接近。若兩分子相距無窮遠(yuǎn)時(shí)分子勢能為零,下列說法正確的是????????????? (　　)A.在r>r0階段,F做正功,分子動(dòng)能增加,勢能減小B.在r<r0階段,F做負(fù)功,分子動(dòng)能減小,勢能也減小C.在r=r0時(shí),分子勢能最小,動(dòng)能最大D.在r=r0時(shí),分子勢能為零E.分子動(dòng)能和勢能之和在整個(gè)過程中不變【解析】選A、C、E。由圖象可知,分子間距離為r0時(shí)分子勢能最小,此時(shí)分子間的距離為平衡距離,C正確;r0是分子的平衡距離,r大于平衡距離,分子力表現(xiàn)為引力,F做正功,分子動(dòng)能增加,勢能減小,故A正確;當(dāng)r小于r0時(shí),分子間的作用力表現(xiàn)為斥力,F做負(fù)功,分子動(dòng)能減小,勢能增加,故B錯(cuò)誤;當(dāng)r等于r0時(shí),分子勢能最小但不為零,故D錯(cuò)誤;在整個(gè)過程中只有分子力做功,只有分子勢能和動(dòng)能的轉(zhuǎn)化,分子動(dòng)能和勢能之和不變,故E正確。8.(多選)分子力比重力、引力等要復(fù)雜得多,分子勢能跟分子間的距離的關(guān)系也比較復(fù)雜。圖示為分子勢能與分子間距離的關(guān)系圖象,用r0表示分子引力與分子斥力平衡時(shí)的分子間距,設(shè)r→∞時(shí),Ep=0,則下列說法正確的是????????????? (　　)A.當(dāng)r=r0時(shí),分子力為零,Ep=0B.當(dāng)r=r0時(shí),分子力為零,Ep為最小C.當(dāng)r0<r<10r0時(shí),Ep隨著r的增大而增大D.當(dāng)r0<r<10r0時(shí),Ep隨著r的增大而減小E.當(dāng)r<r0時(shí),Ep隨著r的減小而增大【解析】選B、C、E。由Ep-r圖象可知,r=r0時(shí),Ep最小但不為零,再結(jié)合F-r圖象知此時(shí)分子力為0,則A錯(cuò)誤,B正確;結(jié)合F-r圖象可知,在r0<r<10r0內(nèi)分子力表現(xiàn)為引力,當(dāng)間距增大過程中,分子引力做負(fù)功,分子勢能增大,則C正確,D錯(cuò)誤;結(jié)合F-r圖象可知,在r<r0內(nèi)分子力表現(xiàn)為斥力,當(dāng)間距減小過程中,分子斥力做負(fù)功,分子勢能增大,則E正確。二、實(shí)驗(yàn)題(本題共2小題,共20分)9.(8分)(濰坊模擬)在“用油膜法估測油酸分子直徑”的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)按如下操作:a.在量筒中滴入一滴已配制好的油酸酒精溶液,測出其體積;b.在裝有水、撒適量痱子粉的淺盤中滴入一滴已配制好的溶液,使薄膜形狀穩(wěn)定;c.將玻璃板放在淺盤上,將油膜形狀描繪在玻璃板上;d.將玻璃板平放在坐標(biāo)紙上,計(jì)算出油膜的面積,根據(jù)油酸體積和面積計(jì)算出油酸分子的直徑。(1)其中有操作錯(cuò)誤的步驟是　　　　。 (2)已知油酸酒精溶液中油酸體積占比為k,N滴油酸溶液體積為V,一滴油酸溶液形成油膜的面積為S,則油酸分子的直徑為　　　　。 【解析】(1)要測出一滴油酸酒精溶液的體積,即在量筒中滴入N滴油酸酒精溶液,測出其體積為V,則一滴該溶液的體積為V1=,故有操作錯(cuò)誤的步驟是a。(2)一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積為V0=,一滴油酸酒精溶液形成的油膜面積為S,那么油酸分子直徑為d=。答案:(1)a　(2)10.(12分)在“用油膜法估測分子的大小”實(shí)驗(yàn)中,(1)該實(shí)驗(yàn)中的理想化假設(shè)是 (　　)A.將油膜看成單分子層油膜B.不考慮各油酸分子間的間隙C.不考慮各油酸分子間的相互作用力D.將油酸分子看成球形(2)實(shí)驗(yàn)中使用到油酸酒精溶液,其中酒精溶液的作用是 (　　)A.可使油酸和痱子粉之間形成清晰的邊界輪廓B.對(duì)油酸溶液起到稀釋作用C.有助于測量一滴油酸的體積D.有助于油酸的顏色更透明便于識(shí)別(3)某老師為本實(shí)驗(yàn)配制油酸酒精溶液,實(shí)驗(yàn)室配備的器材有:面積為0.22 m2的蒸發(fā)皿、滴管、量筒(50滴溶液滴入量筒體積約為1毫升)、純油酸和無水酒精若干。已知分子直徑數(shù)量級(jí)為10-10 m,則該老師配制的油酸酒精溶液濃度(油酸與油酸酒精溶液的體積比)至多為　　　　‰(保留兩位有效數(shù)字)。 【解析】(1)計(jì)算分子直徑是根據(jù)體積與面積之比,所以需將油膜看成單分子層油膜,不考慮各油酸分子間的間隙,將油酸分子看成球形,故選A、B、D。(2)實(shí)驗(yàn)中使用到油膜酒精溶液,其中酒精溶液的作用是對(duì)油酸起到稀釋作用,酒精稀釋油酸是為了進(jìn)一步減小油酸的面密度,使油酸分子盡可能的少在豎直方向上重疊,更能保證其形成單層分子油膜,也就是為了減小系統(tǒng)誤差。(3)根據(jù)題意可得=0.22,解得x=0.001 1,所以千分比為1.1‰。答案:(1)A、B、D　(2)B　(3)1.1三、計(jì)算題(本題共2小題,共32分。需寫出規(guī)范的解題步驟)11.(15分)(石家莊模擬)很多轎車為了改善夜間行駛時(shí)的照明問題,在車燈的設(shè)計(jì)上選擇了氙氣燈,因?yàn)殡瘹鉄魺艄獾牧炼仁瞧胀魺艄饬炼鹊?/span>3倍,但是耗電量僅是普通燈的一半,氙氣燈使用壽命則是普通燈的5倍,很多車主會(huì)選擇含有氙氣燈的汽車,若氙氣充入燈頭后的容積V=1.6 L,氙氣密度ρ=6.0 kg/m3。已知氙氣摩爾質(zhì)量M=0.131 kg/mol,阿伏加德羅常數(shù)NA=6×1023 mol-1。試估算:(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)????????????? (1)燈頭中氙氣分子的總個(gè)數(shù)N。(2)燈頭中氙氣分子間的平均距離。【解析】(1)設(shè)氙氣的物質(zhì)的量為n,則n=,氙氣分子的總數(shù)N=NA≈4×1022個(gè)。(2)每個(gè)分子所占的空間為V0=設(shè)分子間平均距離為a,則有V0=a3,即a=≈3×10-9 m。答案:(1)4×1022(個(gè))　(2)3×10-9 m【加固訓(xùn)練】已知CO2的摩爾質(zhì)量為M,阿伏加德羅常數(shù)為NA。(1)在常溫常壓下CO2氣體的密度為ρ,求在該狀態(tài)下容器內(nèi)體積為V的CO2氣體含有的分子個(gè)數(shù)。(2)第(1)問中常溫常壓下容器內(nèi)體積為V的CO2氣體,在低溫和高壓下可以濃縮成固體,此時(shí)若將CO2分子看作直徑為d的球,求該容器內(nèi)CO2氣體全部變成固體后的體積。【解析】(1)體積為V的CO2氣體質(zhì)量m=ρV,則分子數(shù)n=NA=。(2)CO2濃縮成固體,分子個(gè)數(shù)不變,則該容器內(nèi)CO2氣體全部變成固體后體積約為:V′=n·πd3=答案:(1)   (2)12.(17分)空調(diào)在制冷過程中,室內(nèi)空氣中的水蒸氣接觸蒸發(fā)器(銅管)液化成水,經(jīng)排水管排走,空氣中水分越來越少,人會(huì)感覺干燥。某空調(diào)工作一段時(shí)間后,排出液化水的體積V=1.0×103 cm3。已知水的密度ρ=1.0×103 kg/m3、摩爾質(zhì)量M=1.8×10-2 kg/mol,阿伏加德羅常數(shù)NA=6.0×1023 mol-1。試求:(結(jié)果均保留一位有效數(shù)字)(1)該液化水中含有水分子的總數(shù)N。(2)一個(gè)水分子的直徑d。【解析】(1)V=1.0×103 cm3水的摩爾數(shù)n=,水分子數(shù):N=nNA,則得N=NA=×6×1023≈3×1025個(gè)。(2)建立水分子的球模型,設(shè)其直徑為d。由上題得:每個(gè)水分子的體積為V0===又V0=πd3故得水分子直徑d=,代入解得 d=4×10-10 m。答案:(1)3×1025個(gè)　(2)4×10-10 m