2025版高考物理一輪總復(fù)習(xí)第15章熱學(xué)第36講分子動(dòng)理論提能訓(xùn)練

第十五章第36講基礎(chǔ)過關(guān)練題組一微觀量的估算1．從筷子上滴下一滴水，體積約為0.1cm3，這一滴水中含有水分子的個(gè)數(shù)最接近以下哪一個(gè)值？(已知阿伏伽德羅常量NA＝6×1023/mol，水的摩爾體積為Vmol＝18cm3/mol)(B)A．6×102個(gè) B．3×1021個(gè)C．6×1019個(gè) D．3×1017個(gè)[解析]這一滴水的物質(zhì)的量為n＝eq\f(V,Vmol)＝eq\f(1,180)mol，分子數(shù)為N＝n·NA＝3.3×1021個(gè)，故選B。2．(多選)若以V表示在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的摩爾體積，ρ表示在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的密度，M表示水的摩爾質(zhì)量，M0表示—個(gè)水分子的質(zhì)量，V0表示一個(gè)水分子的體積，NA表示阿伏加德羅常數(shù)，則下列關(guān)系式正確的是(AC)A．V＝eq\f(M,ρ) B．V0＝eq\f(V,NA)C．M0＝eq\f(M,NA) D．ρ＝eq\f(M,NAV0)[解析]因ρ表示在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的密度，M表示水的摩爾質(zhì)量，故在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的摩爾體積V＝eq\f(M,ρ)，A項(xiàng)正確；eq\f(V,NA)表示一個(gè)水分子運(yùn)動(dòng)占據(jù)的空間，不等于一個(gè)水分子的體積，B項(xiàng)錯(cuò)誤；一個(gè)水分子的質(zhì)量M0＝eq\f(M,NA)，C項(xiàng)正確；eq\f(M,NAV0)表示水的密度，D項(xiàng)錯(cuò)誤。題組二布朗運(yùn)動(dòng)與分子的熱運(yùn)動(dòng)3．(2024·山東泰安月考)為了削減病毒傳播，人們運(yùn)用乙醇噴霧消毒液和免洗洗手液，兩者的主要成分都是酒精，則下列說法正確的是(C)A．在房間內(nèi)噴灑乙醇噴霧消毒液后，會(huì)聞到淡淡的酒味，這是酒精分子做布朗運(yùn)動(dòng)的結(jié)果B．在房間內(nèi)噴灑乙醇噴霧消毒液后，會(huì)聞到淡淡的酒味，與分子運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)C．運(yùn)用免洗洗手液洗手后，手部很快就干爽了，是由于液體分子擴(kuò)散到了空氣中D．運(yùn)用免洗洗手液洗手后，洗手液中的酒精由液體變?yōu)橥瑴囟鹊臍怏w的過程中，分子間距不變[解析]在房間內(nèi)噴灑乙醇噴霧消毒液后，會(huì)聞到淡淡的酒味，這是酒精分子擴(kuò)散的結(jié)果，擴(kuò)散現(xiàn)象的本質(zhì)就是分子在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，A、B錯(cuò)誤；因?yàn)橐磺形镔|(zhì)的分子都在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，所以運(yùn)用免洗洗手液時(shí)，手部很快就干爽了，這是擴(kuò)散現(xiàn)象，C正確；洗手液中的酒精由液體變?yōu)橥瑴囟鹊臍怏w的過程中，溫度不變，分子平均動(dòng)能不變，但是分子間距變大，D錯(cuò)誤。4．(多選)(2024·遼寧阜蒙縣高三開學(xué)考試)關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)越明顯C．液體的溫度越高，在某一瞬間液體分子對(duì)懸浮微粒的撞擊力越大，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯D．液體的溫度越低，在某一瞬間液體分子對(duì)懸浮微粒的撞擊力越小，布朗運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)越簡(jiǎn)潔變更，因而布朗運(yùn)動(dòng)越明顯，A錯(cuò)誤，B正確；液體的溫度越高，在某一瞬間液體分子對(duì)懸浮微粒的撞擊力越大，撞擊作用越不平衡，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯，C正確，D錯(cuò)誤。5．(2024·北京卷)比較45℃的熱水和100℃的水蒸氣，下列說法正確的是(B)A．熱水分子的平均動(dòng)能比水蒸氣的大B．熱水的內(nèi)能比相同質(zhì)量的水蒸氣的小C．熱水分子的速率都比水蒸氣的小D．熱水分子的熱運(yùn)動(dòng)比水蒸氣的猛烈[解析]溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)記，溫度越高，分子的平均動(dòng)能越大，故熱水分子的平均動(dòng)能比水蒸氣的小，A錯(cuò)誤；相同質(zhì)量45℃的熱水與100℃的水蒸氣相比，分子總動(dòng)能小，而相鄰兩分子間的勢(shì)能也小(在熱水中分子間距約為r0，在水蒸氣中分子間距遠(yuǎn)大于r0)，則分子總勢(shì)能也較小，故熱水的內(nèi)能比相同質(zhì)量的水蒸氣的小，B正確；溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率越大，則45℃的熱水中分子的平均速率比100℃的水蒸氣中分子的平均速率小，由于分子運(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)則的，故并不是每個(gè)分子的速率都小，C錯(cuò)誤；溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)越猛烈，故D錯(cuò)誤。題組三分子力、分子勢(shì)能與物體的內(nèi)能6．(多選)如圖所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O，乙分子位于r軸上，甲、乙兩分子間作用力與分子間距離關(guān)系圖像如圖?，F(xiàn)把乙分子從r3處由靜止釋放，則(AC)A．乙分子從r3到r1始終加速B．乙分子從r3到r2過程中表現(xiàn)引力，從r2到r1過程中表現(xiàn)斥力C．乙分子從r3到r1過程中，兩分子間分子力先增大后減小D．乙分子從r3到距離甲最近的位置過程中，兩分子間分子力先減小后增大[解析]由題圖知，乙分子從r3到r1，甲、乙兩分子間作用力表現(xiàn)為引力，所以乙分子受的合力向左，由牛頓其次定律可知乙分子向左做加速運(yùn)動(dòng)，故A正確，B錯(cuò)誤；由題圖知，乙分子從r3到r1過程中，兩分子間分子力先增大后減小，故C正確；乙分子從r3到r1過程中，兩分子間分子力先增大后減小，從r1到O，甲、乙兩分子間作用力表現(xiàn)為斥力，始終增大，故D錯(cuò)誤。7．“天宮課堂”中，王亞平將分別擠有水球的兩塊板慢慢靠近，直到兩個(gè)水球融合在一起，再把兩板慢慢拉開，水在兩塊板間形成了一座“水橋”。如圖甲所示，為我們展示了微重力環(huán)境下液體表面張力的特性。“水橋”表面與空氣接觸的薄層叫表面層，已知分子間作用力F和分子間距r的關(guān)系如圖乙。下列說法正確的是(D)A．能總體反映該表面層里的水分子之間相互作用的是B位置B．“水橋”表面層中兩水分子間的分子勢(shì)能與其內(nèi)部水相比偏小C．“水橋”表面層中水分子距離與其內(nèi)部水分子相比偏小D．王亞平放開雙手兩板吸引到一起，該過程分子力做正功[解析]在“水橋”內(nèi)部，分子間的距離在r0左右，分子力約為零，而在“水橋”表面層，分子比較稀疏，分子間的距離大于r0，因此分子間的作用表現(xiàn)為相互吸引，從而使“水橋”表面繃緊，所以能總體反映該表面層里的水分子之間相互作用的是C位置，故A、C錯(cuò)誤；分子間距離從大于r0減小到r0左右的過程中，分子力表現(xiàn)為引力，做正功，則分子勢(shì)能減小，所以“水橋”表面層中兩水分子間的分子勢(shì)能與其內(nèi)部水相比偏大，故B錯(cuò)誤；王亞平放開雙手，“水橋”在表面張力作用下收縮，而“水橋”與玻璃板接觸面的水分子對(duì)玻璃板有吸引力作用，在兩玻璃板靠近過程中分子力做正功，故D正確。8．(多選)如圖，用溫度計(jì)測(cè)量質(zhì)量已知的甲、乙、丙三杯水的溫度，依據(jù)測(cè)量結(jié)果可以知道(AC)A．甲杯中水的內(nèi)能最少B．甲、乙杯中水的內(nèi)能一樣多C．丙杯中水分子的平均動(dòng)能最大D．甲杯中水分子的平均動(dòng)能小于乙杯中水分子的平均動(dòng)能[解析]依據(jù)定義，物體中全部分子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和，叫作物體的內(nèi)能，所以，物體的內(nèi)能與物質(zhì)的量、溫度、體積有關(guān)，甲、乙比較，溫度相同，乙的物質(zhì)的量多，乙的內(nèi)能大于甲的內(nèi)能，乙與丙比較，物質(zhì)的量相同，但丙的溫度高，所以丙的內(nèi)能大，三者比較，丙的內(nèi)能最大，甲的內(nèi)能最少，A正確，B錯(cuò)誤；分子的平均動(dòng)能與溫度有關(guān)，丙的溫度最高，丙的平均動(dòng)能最大，C正確；甲、乙的溫度相同，分子平均動(dòng)能相同，D錯(cuò)誤。實(shí)力綜合練9．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，則液化水中分子的總數(shù)N和水分子的直徑d分別為(C)A．N＝eq\f(M,ρVNA)，d＝eq\r(3,\f(6M,πρNA))B．N＝eq\f(ρVNA,M)，d＝eq\r(3,\f(πρNA,6M))C．N＝eq\f(ρVNA,M)，d＝eq\r(3,\f(6M,πρNA))D．N＝eq\f(M,ρVNA)，d＝eq\r(3,\f(πρNA,6M))[解析]水的摩爾體積Vmol＝eq\f(M,ρ)；水分子數(shù)N＝eq\f(V,Vmol)NA＝eq\f(ρVNA,M)；將水分子看成球形，由一個(gè)水分子的體積：eq\f(Vmol,NA)＝eq\f(1,6)πd3，解得水分子直徑d＝eq\r(3,\f(6M,πρNA))，C正確。10．(多選)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(shí)為正，一般地，分子間距大于10r0時(shí)，分子間作用力就可以忽視；如圖乙所示是分子勢(shì)能與分子間距之間的關(guān)系，a是圖線上一點(diǎn)，ab是在a點(diǎn)的圖線切線。下列說法中正確的有(AD)A．分子勢(shì)能選擇了無(wú)窮遠(yuǎn)處或大于10r0處為零勢(shì)能參考點(diǎn)B．圖甲中陰影部分面積表示分子勢(shì)能差值，與零勢(shì)能點(diǎn)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(shí)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(shí)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(shì)能選擇了無(wú)窮遠(yuǎn)處或大于10r0處為零勢(shì)能參考點(diǎn)，故A正確；圖甲陰影部分面積表示分子勢(shì)能差值，勢(shì)能差值與零勢(shì)能點(diǎn)的選取無(wú)關(guān)，所以B錯(cuò)誤；分子勢(shì)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(cuò)誤，D正確。11．(2024·江蘇揚(yáng)州月考)晶須是一種發(fā)展中的高強(qiáng)度材料，它是一些特殊細(xì)的、特殊完整的絲狀(橫截面為圓形)晶體?，F(xiàn)有一根鐵質(zhì)晶須，直徑為d，用大小為F的力恰好將它拉斷，斷面呈垂直于軸線的圓形。已知鐵的密度為ρ，鐵的摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則拉斷過程中相鄰鐵原子之間的相互作用力是(C)A．eq\f(F,d2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(M,πρNA)))eq\f(1,3) B．eq\f(F,d2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(6M,πρNA)))eq\f(1,3)C．eq\f(F,d2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(6M,πρNA)))eq\f(2,3) D．eq\f(F,d2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(M,πρNA)))eq\f(2,3)[解析]鐵的摩爾體積V＝eq\f(M,ρ)，單個(gè)分子的體積V0＝eq\f(M,ρNA)，又V0＝eq\f(4,3)πr3，所以分子的半徑r＝eq\f(1,2)·eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(6M,πρNA)))eq\f(1,3)，分子的最大截面積S0＝πr2＝eq\f(π,4)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(6M,πρNA)))eq\f(2,3)，鐵質(zhì)晶須的橫截面上的分子數(shù)n＝eq\f(\f(πd2,4),S0)，拉斷過程中相鄰鐵原子之間的相互作用力F0＝eq\f(F,n)＝eq\f(F,d2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(6M,πρNA)))eq\f(2,3)，故C正確。12．(多選)在外力作用下兩分子間的距離達(dá)到不能再靠近時(shí)，固定甲分子不動(dòng)，乙分子可自由移動(dòng)，去掉外力后，當(dāng)乙分子運(yùn)動(dòng)到很遠(yuǎn)時(shí)，速度為v，則在乙分子的運(yùn)動(dòng)過程中(乙分子的質(zhì)量為m)(AC)A．乙分子的動(dòng)能變更量為eq\f(1,2)mv2B．分子力表現(xiàn)為引力時(shí)比表現(xiàn)為斥力時(shí)多做的功為eq\f(1,2)mv2C．分子力表現(xiàn)為斥力時(shí)比表現(xiàn)為引力時(shí)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(dāng)甲、乙兩分子間距離最小時(shí)，兩者都處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)乙分子運(yùn)動(dòng)到分子力的作用范圍之外時(shí)，乙分子不再受力，此時(shí)速度為v，故在此過程中乙分子的動(dòng)能變更量為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(fù)功，即W合＝W斥－W引＝ΔEk，由動(dòng)能定理得W斥－W引＝eq\f(1,2)mv2，故分子力表現(xiàn)為斥力時(shí)比表現(xiàn)為引力時(shí)多做的功為eq\f(1,2)mv2，故B錯(cuò)誤，C正確；分子力對(duì)乙分子做的功等于乙分子動(dòng)能的變更量，即W＝eq\f(1,2)mv2，故D錯(cuò)誤。13．(多選)(2024·河北張家口月考)已知阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.0×1023mol－1，下列關(guān)于分子動(dòng)理論的說法中正確的是(AC)A．把冰分子看成一個(gè)球體，不計(jì)冰分子間的空隙，由冰的密度ρ＝0.9×103kg/m3，摩爾質(zhì)量M＝18×10－3kg/mol可估算出冰分子直徑的數(shù)量級(jí)為10－10mB．布朗運(yùn)動(dòng)是指液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)C．某油輪載有密度ρ＝0.9×103kg/m3的原油在海面上航行，由于故障使部分原油泄漏，若共泄漏出原油9000kg，這次泄漏事故造成的最大污染面積可達(dá)到1011m2D．由某氣體的密度、體積和摩爾質(zhì)量可估算出該氣體分子的直徑[解析]將冰分子看成球體，且一個(gè)挨一個(gè)緊密排列，冰的摩爾體積V0＝eq\f(M,ρ)，冰分子的體積V＝eq\f(V0,NA)，依據(jù)V＝eq\f(4,3)πR3＝eq\f(1,6)πd3，解得冰分子直徑d＝eq\r(3,\f(6M,πρNA))，將冰分子的摩爾質(zhì)量M＝18×10－3kg/mol，NA＝6.0×1023