2021屆高考物理一輪復(fù)習(xí)核心素養(yǎng)測(cè)評(píng)三十六分子動(dòng)理論內(nèi)能含解析

分子動(dòng)理論　內(nèi)能(45分鐘　100分)一、選擇題(本題共9小題，每小題6分，共54分)1.(多選)根據(jù)分子動(dòng)理論，下列說(shuō)法正確的是 (　　)A.水和酒精混合后的體積小于原來(lái)體積之和，說(shuō)明分子間存在引力B.在一定條件下，可以利用分子擴(kuò)散向半導(dǎo)體材料摻入其他元素C.一個(gè)氣體分子的體積等于氣體的摩爾體積與阿伏加德羅常數(shù)之比D.分子勢(shì)能隨著分子間距離的增大，可能先減小后增大E.墨水中小炭粒在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，反映液體分子在做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)【解析】選B、D、E。水和酒精混合后的體積小于原來(lái)體積之和，說(shuō)明分子間存在空隙，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)擴(kuò)散現(xiàn)象的應(yīng)用知，選項(xiàng)B正確；氣體分子間的距離比較大，一個(gè)氣體分子的體積遠(yuǎn)小于氣體的摩爾體積與阿伏加德羅常數(shù)之比，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；如果一開(kāi)始分子間的距離小于r0，隨著分子間距離的增大，分子的斥力做正功，分子勢(shì)能減小，當(dāng)分子間距大于r0后，分子引力做負(fù)功，分子勢(shì)能增大，選項(xiàng)D正確；由布朗運(yùn)動(dòng)的原理知，選項(xiàng)E正確。【加固訓(xùn)練】霧霾天氣是對(duì)大氣中各種懸浮顆粒物含量超標(biāo)的籠統(tǒng)表述，是特定氣候條件與人類活動(dòng)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分別表示球體直徑小于或等于10 μm、2.5 μm的顆粒物(PM是顆粒物的英文縮寫(xiě))。某科研機(jī)構(gòu)對(duì)北京地區(qū)的檢測(cè)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(shí)間變化。據(jù)此材料，以下敘述正確的是????????????? (　　)A.PM10表示直徑小于或等于1.0×10-6 m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所受到的重力C.PM10和大懸浮顆粒物都在做布朗運(yùn)動(dòng)D.PM2.5的濃度隨高度的增加逐漸增大【解析】選C。PM10表示直徑小于或等于1.0×10-5 m的懸浮顆粒物，A項(xiàng)錯(cuò)誤；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(xiàng)錯(cuò)誤；由題意推斷，PM2.5小于PM10，其濃度應(yīng)該隨著高度的增加略有減小，故D項(xiàng)錯(cuò)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(yùn)動(dòng)，C項(xiàng)正確。2.(2020·昆明模擬)如圖所示，把一塊鉛和一塊金的接觸面磨平、磨光后緊緊壓在一起，五年后發(fā)現(xiàn)金中有鉛、鉛中有金。對(duì)此現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的是(　　)A.屬擴(kuò)散現(xiàn)象，原因是金分子和鉛分子的大小不同B.屬擴(kuò)散現(xiàn)象，原因是金分子和鉛分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)C.屬擴(kuò)散現(xiàn)象，原因是金分子和鉛分子的相互吸引D.屬布朗運(yùn)動(dòng)，小金粒進(jìn)入鉛塊中，小鉛粒進(jìn)入金塊中E.屬布朗運(yùn)動(dòng)，由于外界壓力使小金粒、小鉛粒彼此進(jìn)入對(duì)方中【解析】選B。擴(kuò)散現(xiàn)象是指物質(zhì)相互接觸，物質(zhì)的分子彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象，是分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的體現(xiàn)，選項(xiàng)B正確。3.(多選)關(guān)于物體的內(nèi)能，下列敘述正確的是 (　　)A.溫度高的物體比溫度低的物體內(nèi)能大B.物體的內(nèi)能不可能為零C.內(nèi)能相同的物體，它們的分子平均動(dòng)能一定相同D.內(nèi)能不相同的物體，它們的分子平均動(dòng)能可能相同E.物體的內(nèi)能與物體的溫度、體積、物態(tài)和分子數(shù)有關(guān)【解析】選B、D、E。溫度高低反映分子平均動(dòng)能的大小，但由于物體不同，分子數(shù)目不同，所處狀態(tài)不同，無(wú)法反映內(nèi)能大小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由于分子都在做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，因此，任何物體內(nèi)能都不可能為零，選項(xiàng)B正確；內(nèi)能相同的物體，它們的分子平均動(dòng)能不一定相同，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；內(nèi)能不同的兩個(gè)物體，它們的溫度可能相同，即它們的分子平均動(dòng)能可能相同，選項(xiàng)D正確；物體的內(nèi)能與物體的溫度、體積、物態(tài)和分子數(shù)有關(guān)，故選項(xiàng)E正確。4.(多選)如圖所示是分子間引力或斥力大小隨分子間距離變化的圖象，由此可知 (　　) A.ab表示引力圖線B.cd表示引力圖線C.當(dāng)分子間距離r等于兩圖線交點(diǎn)e的橫坐標(biāo)時(shí)，分子力一定為零D.當(dāng)分子間距離r等于兩圖線交點(diǎn)e的橫坐標(biāo)時(shí)，分子勢(shì)能一定最小E.當(dāng)分子間距離r等于兩圖線交點(diǎn)e的橫坐標(biāo)時(shí)，分子勢(shì)能一定為零【解析】選A、C、D。在F-r圖象中，隨r增大，斥力變化快，所以ab為引力圖線，A對(duì)，B錯(cuò)；兩圖象相交點(diǎn)e為分子所受的引力和斥力大小相等，即分子受力平衡位置，分子力為0，分子勢(shì)能最小，但不一定為0，故C、D對(duì)，E錯(cuò)。5.(多選)關(guān)于分子動(dòng)理論的規(guī)律，下列說(shuō)法正確的是 (　　)A.擴(kuò)散現(xiàn)象說(shuō)明物體分子在做永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)B.壓縮氣體時(shí)氣體會(huì)表現(xiàn)出抗拒壓縮的力是由于氣體分子間存在斥力的緣故C.兩個(gè)分子距離減小時(shí)，分子間引力和斥力都在增大D.如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定處于熱平衡，用來(lái)表征它們所具有的“共同熱學(xué)性質(zhì)”的物理量叫作內(nèi)能E.兩個(gè)分子間的距離為r0時(shí)，分子勢(shì)能最小【解析】選A、C、E。擴(kuò)散現(xiàn)象是分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的宏觀表現(xiàn)，故A正確；壓縮氣體時(shí)氣體會(huì)表現(xiàn)出抗拒壓縮的力是由于氣體壓強(qiáng)的原因，故B錯(cuò)誤；兩個(gè)分子距離減小時(shí)，分子間引力和斥力都增大，故C正確；D項(xiàng)表明系統(tǒng)之間沒(méi)有熱量交換，而沒(méi)有熱量交換意味著兩者的溫度是一樣的，但內(nèi)能不一定一樣，故D錯(cuò)誤；當(dāng)分子間距r>r0時(shí)，分子勢(shì)能隨分子間距離的增大而增大，當(dāng)分子間距r<r0時(shí)，分子勢(shì)能隨距離的減少而增大，當(dāng)r=r0時(shí)，分子勢(shì)能最小，故E正確。6.(多選)對(duì)于分子動(dòng)理論和物體內(nèi)能的理解，下列說(shuō)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)，隨分子間距離的減小分子勢(shì)能增大【解析】選A、C、E。溫度高的物體分子平均動(dòng)能一定大，但內(nèi)能不一定大，故A正確；外界對(duì)物體做功，若散熱，物體內(nèi)能不一定增加，故B錯(cuò)誤；溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越顯著，故C正確；當(dāng)分子間的距離增大時(shí)，分子間作用力也可能先增大后減小，故D錯(cuò)誤；當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子勢(shì)能隨分子間距離的減小而增大，故E正確。 【加固訓(xùn)練】(多選)(2019·寶雞模擬)關(guān)于物體的內(nèi)能，下列說(shuō)法正確的是(　　)A.相同質(zhì)量的兩種物質(zhì)，升高相同的溫度，內(nèi)能的增加量一定相同B.物體的內(nèi)能改變時(shí)溫度不一定改變C.內(nèi)能與物體的溫度有關(guān)，所以0 ℃的物體內(nèi)能為零D.分子數(shù)和溫度相同的物體不一定具有相同的內(nèi)能E.內(nèi)能小的物體也可能將熱量傳遞給內(nèi)能大的物體【解析】選B、D、E。相同質(zhì)量的同種物質(zhì)，升高相同的溫度，吸收的熱量相同，相同質(zhì)量的不同種物質(zhì)，升高相同的溫度，吸收的熱量不同，故A錯(cuò)誤；物體內(nèi)能改變時(shí)溫度不一定改變，比如零攝氏度的冰熔化為零攝氏度的水，內(nèi)能增加，故B正確；分子在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，可知任何物體在任何狀態(tài)下都有內(nèi)能，故C錯(cuò)誤；物體的內(nèi)能與分子數(shù)、物體的溫度和體積三個(gè)因素有關(guān)，分子數(shù)和溫度相同的物體只能說(shuō)明具有相同的分子動(dòng)能，但分子勢(shì)能不一定相同，所以不一定有相同的內(nèi)能，故D正確；發(fā)生熱傳遞的條件是存在溫度差，與內(nèi)能的大小無(wú)關(guān)，所以內(nèi)能小的物體也可能將熱量傳遞給內(nèi)能大的物體，故E正確。7.(多選)(2020·武漢模擬)關(guān)于溫度和內(nèi)能的理解，下列說(shuō)法正確的是(　　)A.溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，物體溫度高，則物體的分子平均動(dòng)能大B.系統(tǒng)的內(nèi)能是由系統(tǒng)的狀態(tài)決定的C.做功可以改變系統(tǒng)的內(nèi)能，但是單純地對(duì)系統(tǒng)傳熱不能改變系統(tǒng)的內(nèi)能D.不計(jì)分子之間的分子勢(shì)能，質(zhì)量和溫度相同的氫氣和氧氣具有相同的內(nèi)能E.1 g 100 ℃水的內(nèi)能小于1 g 100 ℃水蒸氣的內(nèi)能【解析】選A、B、E。溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，選項(xiàng)A正確；系統(tǒng)的內(nèi)能是一個(gè)只依賴于系統(tǒng)自身狀態(tài)的物理量，所以是由系統(tǒng)的狀態(tài)決定的，選項(xiàng)B正確；做功和熱傳遞都可以改變系統(tǒng)的內(nèi)能，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；質(zhì)量和溫度相同的氫氣和氧氣的平均動(dòng)能相同，但它們的物質(zhì)的量不同，內(nèi)能不同，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；在1 g 100 ℃的水變成100 ℃水蒸氣的過(guò)程中，分子間距離變大，要克服分子間的引力做功，分子勢(shì)能增大，所以1 g 100 ℃水的內(nèi)能小于1 g 100 ℃水蒸氣的內(nèi)能，選項(xiàng)E正確。8.(多選)已知阿伏加德羅常數(shù)為NA(mol-1)，某物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為M(kg/mol)，該物質(zhì)的密度為ρ(kg/m3)，則下列敘述中正確的是????????????? (　　)A.1 kg該物質(zhì)所含的分子個(gè)數(shù)是ρNAB.1 kg該物質(zhì)所含的分子個(gè)數(shù)是NAC.該物質(zhì)1個(gè)分子的質(zhì)量是D.該物質(zhì)1個(gè)分子占有的空間是E.該物質(zhì)的摩爾體積是【解析】選B、D、E。1 kg該物質(zhì)的物質(zhì)的量為，所含分子數(shù)目為：n=NA·=，故A錯(cuò)誤，B正確；每個(gè)分子的質(zhì)量為：m0==，故C錯(cuò)誤；每個(gè)分子所占體積為：V0==，故D正確；該物質(zhì)的摩爾體積為，故E正確。9.(多選)(2020·貴陽(yáng)模擬)同學(xué)們一定都吃過(guò)味道鮮美的烤鴨，烤鴨的烤制過(guò)程沒(méi)有添加任何調(diào)料，只是在烤制之前，把烤鴨放在腌制湯中腌制一定的時(shí)間，鹽就會(huì)進(jìn)入肉里。下列說(shuō)法正確的是????????????? (　　)A.如果讓腌制湯溫度升高，鹽進(jìn)入鴨肉的速度就會(huì)加快B.烤鴨的腌制過(guò)程說(shuō)明分子之間有引力，把鹽分子吸進(jìn)鴨肉里C.在腌制湯中，有的鹽分子進(jìn)入鴨肉，有的鹽分子從鴨肉里面出來(lái)D.把鴨肉放入腌制湯后立刻冷凍，將不會(huì)有鹽分子進(jìn)入鴨肉E.烤鴨的腌制過(guò)程是擴(kuò)散現(xiàn)象【解析】選A、C、E。鹽分子進(jìn)入鴨肉是因?yàn)辂}分子的擴(kuò)散，溫度越高擴(kuò)散得越快，選項(xiàng)A、E正確；鹽進(jìn)入鴨肉是因?yàn)辂}分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，并不是因?yàn)榉肿右?/span>，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；鹽分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，有的進(jìn)入鴨肉，有的離開(kāi)鴨肉，選項(xiàng)C正確；冷凍后，仍然會(huì)有鹽分子進(jìn)入鴨肉，只不過(guò)速度慢一些，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。二、實(shí)驗(yàn)題(16分)10.在“用油膜法估測(cè)分子的大小”實(shí)驗(yàn)中，現(xiàn)有按體積比為n∶m配制好的油酸酒精溶液置于容器中， 還有一個(gè)盛有約2 cm深水的淺盤(pán)，一支滴管，一個(gè)量筒。請(qǐng)補(bǔ)充下述估測(cè)分子大小的實(shí)驗(yàn)步驟：(1) _________________________　。 (需測(cè)量的物理量自己用字母表示)(2)用滴管將一滴油酸酒精溶液滴入淺盤(pán)，等油酸薄膜穩(wěn)定后，將薄膜輪廓描繪在坐標(biāo)紙上，如圖所示。(已知坐標(biāo)紙上每個(gè)小方格面積為S，求油膜面積時(shí)，半個(gè)以上方格面積記為S，不足半個(gè)舍去)則油膜面積為_________。 (3)估算油酸分子直徑的表達(dá)式為d=_______________　。 【解析】(1)用滴管向量筒內(nèi)加注N滴油酸酒精溶液，讀其體積V。(2)利用補(bǔ)償法，可查得面積為115S。(3)1滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積為V′=×，油膜面積S′=115S，由d=，得d=答案：(1)用滴管向量筒內(nèi)加注N滴油酸酒精溶液，讀其體積V　(2)115S(3)(N滴油酸溶液的體積為V)【加固訓(xùn)練】 (2019·石家莊模擬)在“用油膜法估測(cè)分子大小”的實(shí)驗(yàn)中，已知油酸的摩爾質(zhì)量M=0.3 kg·mol-1，密度ρ=0.9×103 kg·m-3，則油酸的分子直徑約為________________m。將2 cm3的油酸溶于酒精，制成400 cm3的油酸酒精溶液，已知2 cm3溶液有100滴，則1滴油酸酒精溶液滴到水面上，隨著酒精溶于水，油酸在水面上形成的最大面積約為______m2。(取NA=6×1023 mol-1，結(jié)果保留一位有效數(shù)字) 【解析】油酸的摩爾體積Vmol=，一個(gè)油酸分子的體積V=，已知V=π()3，油酸的分子直徑D=，代入數(shù)值解得D≈1×10-9 m，1滴油酸酒精溶液中含有的油酸體積V1=× cm3=1×10-10 m3，最大面積S=，解得S=0.1 m2。答案：1×10-9　0.111.(14分)已知地球大氣層的厚度h遠(yuǎn)小于地球半徑R，空氣平均摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)為NA，地面大氣壓強(qiáng)為p0，重力加速度大小為g，由此可估算：(1)地球大氣層空氣分子總數(shù)為多少？(2)空氣分子之間的平均距離為多少？【解析】可認(rèn)為地球大氣對(duì)地球表面的壓力是由其重力引起的，即mg=p0S=p0×4πR2，故大氣層的空氣總質(zhì)量m=，空氣分子總數(shù)N=NA=。由于h?R，則大氣層的總體積V=4πR2h，每個(gè)分子所占空間設(shè)為一個(gè)棱長(zhǎng)為a的正方體，則有Na3=V，可得分子間的平均距離a=。答案：(1)　(2)12.(16分)空調(diào)在制冷過(guò)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(lái)越少，人會(huì)感覺(jué)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)水的摩爾體積為Vmol== m3/mol=1.8×10-5 m3/mol，水分子數(shù)：N==個(gè)≈3×1025個(gè)。(2)建立水分子的球體模型有=πd3，可得水分子直徑：d== m≈4×10-10 m。答案：(1)3×1025個(gè)　(2)4×10-10 m