江苏版2023版高三一轮总复习物理课时分层作业39分子动理论内能

课时分层作业(三十九)分子动理论内能题组一微观量估算1．已知铜的摩尔质量为M(kg/mol)，铜的密度为ρ(kg/m3)，阿伏加德罗常数为NA(mol－1)。下列判断正确的是()A．1kg铜所含的原子数为NAB．1m3铜所含的原子数为eq\f(MNA,ρ)C．1个铜原子的质量为eq\f(M,ρNA)(kg)D．铜原子的直径为eq\r(3,\f(6M,πρNA))(m)D[1kg铜所含的原子数为N＝eq\f(1,M)·NA，故A错误；1m3铜所含的原子数为N＝nNA＝eq\f(ρNA,M)，故B错误；1个铜原子的质量m＝eq\f(M,NA)(kg)，故C错误；1个铜原子的体积为V＝eq\f(M,ρNA)(m3)，体积为V＝eq\f(4,3)π·eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2)))eq\s\up12(3)，联立解得d＝eq\r(3,\f(6M,πρNA))(m)，故D正确。]2．下列各组物理量中，可以估算出一定体积气体中分子间的平均距离的是()A．该气体的密度、体积和摩尔质量B．阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和质量C．阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和密度D．阿伏加德罗常数、该气体的质量和体积C[已知该气体的密度、体积和摩尔质量，可以得到摩尔体积，但缺少阿伏加德罗常数，无法计算分子间的平均距离，故A错误；知道该气体的摩尔质量和质量，可得到物质的量，又知道阿伏加德罗常数，可计算出分子数，但不知道体积，无法计算分子间的平均距离，故B错误；知道阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和密度，用摩尔质量除以密度可以得到摩尔体积，再除以阿伏加德罗常数得到每个气体分子平均占有的体积，最后用正方体模型得到边长，即分子间的平均距离，故C正确；阿伏加德罗常数、该气体的质量和体积已知，可以得到密度，但不知道摩尔体积和摩尔质量，无法计算分子间的平均距离，故D错误。]题组二扩散现象、布朗运动与分子热运动3．把生鸭蛋放在盐水中腌制一段时间，盐就会进入鸭蛋里，使鸭蛋变咸。则下列说法正确的是()A．如果让腌制鸭蛋的盐水温度升高，盐分子进入鸭蛋的速度就会加快B．盐分子的运动属于布朗运动C．在鸭蛋腌制过程中，有的盐分子进入鸭蛋内，没有盐分子从鸭蛋里面出来D．盐水温度升高，每个盐分子运动的速率都会增大A[如果让腌制鸭蛋的盐水温度升高，分子运动更剧烈，则盐进入鸭蛋的速度就会加快，故A正确；布朗运动本身不是分子的运动，故B错误；在腌制鸭蛋的盐水中，有盐分子进入鸭蛋，分子运动是无规则的，同样会有盐分子从鸭蛋里面出来，故C错误；盐水温度升高，分子的平均动能增大，但不是每个盐分子运动的速率都会增大，个别分子的速率也可能减小，故D错误。]4．下列各种说法中正确的是()A．固体小颗粒越大，温度越高，布朗运动越显著B．扩散现象能在气体中进行，不能在固体中进行C．气体分子永不停息地做无规则运动，固体分子之间相对静止不动D．如果一开始分子间距离大于r0，则随着分子间距离的增大，分子势能增大D[固体小颗粒越小，表面积越小，同一时刻撞击颗粒的液体分子数越少，冲力越不平衡，温度越高，液体分子运动越激烈，冲击力越大，布朗运动越激烈，故A错误；一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动，扩散现象就是分子运动的结果，所以固体、液体和气体之间都能发生扩散现象，故B、C错误；分子间距离大于r0，分子间表现为引力，则随着分子间距离的增大，分子力做负功，分子势能增大，故D正确。]题组三分子力、分子势能、平均动能和内能5．对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法不正确的是()A．温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大B．外界对物体做功，物体内能不一定增加C．温度越高，布朗运动越明显D．当分子间的距离增大时，分子间作用力就一直减小D[温度高的物体内能不一定大，内能还与质量、体积有关，但分子平均动能一定大，因为温度是分子平均动能的标志，故A正确；改变内能的方式有做功和热传递，若外界对物体做功的同时物体放热，内能不一定增大，故B正确；布朗运动是固体小颗粒由液体分子碰撞的不平衡性造成的，液体温度越高，液体分子热运动越激烈，布朗运动越显著，故C正确；当分子间的距离从平衡位置增大时，分子间作用力先增大后减小，故D错误。]6．关于分子间相互作用力与分子间势能，下列说法正确的是()A．在10r0距离范围内，分子间总存在着相互作用的引力B．分子间作用力为零时，分子间的势能一定是零C．当分子间作用力表现为引力时，分子间的距离越大，分子势能越小D．分子间距离越大，分子间的斥力越大A[在10r0距离范围内，分子间总存在着相互作用的引力和斥力，选项A正确；分子间作用力为零时，分子间的势能最小，但不是零，选项B错误；当分子间作用力表现为引力时，随分子间的距离增大，克服分子力做功，分子势能增大，选项C错误；分子间距离越大，分子间的引力和斥力都是越小的，选项D错误。]7．(2021·江苏高三月考)如图所示为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线。下列说法正确的是()A．当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力B．当r小于r1时，分子间的作用力表现为引力C．当r等于r2时，分子间的作用力为零D．在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功C[因为当分子间相互作用力为零时，分子势能最小，从图中可得分子势能最小时，分子间的距离为r2，故当r等于r2时分子间作用力为零，故C正确；当r小于r1时，随着距离的减小，分子势能增大，即减小分子间距离分子力做负功，所以表现为斥力，B错误；当r大于r1而小于r2时分子力为斥力，故从当r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做正功，故A、D错误。]8．在没有外界影响的情况下，密闭容器内的理想气体静置足够长时间后，该气体()A．分子的无规则运动停息下来B．每个分子的速度大小均相等C．分子的平均动能保持不变D．分子的密集程度变大C[分子的无规则运动即为分子的热运动，由分子动理论可知，分子热运动不可能停止，故A错误；密闭容器内的理想气体，温度不变，所以分子平均动能不变，但并不是每个分子的动能都相等，故B错误，C正确；由于没有外界影响且容器密闭，所以分子的密集程度不变，故D错误。]9．对于实际的气体，下列说法正确的是()A．气体的内能包括气体分子的重力势能B．气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能C．气体的内能包括气体整体运动的动能D．气体的体积变化时，其内能一定变化B[实际气体的内能包括气体分子间相互作用的势能和分子热运动的动能，当气体体积变化时影响的是气体的分子势能，内能可能不变，所以B正确，A、C、D错误。]10．关于物体的内能，下列说法正确的是()A．相同质量的两种物质，升高相同的温度，内能的增加量一定相同B．物体的内能改变时温度一定改变C．内能与物体的温度有关，所以0℃D．分子数和温度相同的物体不一定具有相同的内能D[相同质量的同种物质，升高相同的温度，吸收的热量相同，相同质量的不同种物质，升高相同的温度，吸收的热量不同，故A错误；物体内能改变时温度不一定改变，比如零摄氏度的冰融化为零摄氏度的水，内能增加，故B错误；分子在永不停息地做无规则运动，可知任何物体在任何状态下都有内能，故C错误；物体的内能与分子数、物体的温度和体积三个因素有关，分子数和温度相同的物体不一定有相同的内能，故D正确。]11．钻石是首饰和高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为ρ(单位为kg/m3)，摩尔质量为M(单位为g/mol)，阿伏加德罗常数为NA。已知1克拉＝0.2克，则下列说法不正确的是()A．a克拉钻石所含有的分子数为eq\f(0.2aNA,M)B．a克拉钻石所含有的分子数为eq\f(aNA,M)C．每个钻石分子直径的表达式为eq\r(3,\f(6M×10－3,NAρπ))(单位为m)D．每个钻石分子的质量为eq\f(M,NA)B[a克拉钻石物质的量为n＝eq\f(0.2a,M)，所含分子数为N＝nNA＝eq\f(0.2aNA,M)，选项A正确，B错误；钻石的摩尔体积V＝eq\f(M×10－3,ρ)(单位为m3/mol)，每个钻石分子体积为V0＝eq\f(V,NA)＝eq\f(M×10－3,NAρ)，设钻石分子直径为d，则V0＝eq\f(4,3)πeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2)))eq\s\up12(3)，联立解得d＝eq\r(3,\f(6M×10－3,NAρπ))(单位为m)，选项C正确；根据阿伏加德罗常数的意义知，每个钻石分子的质量m＝eq\f(M,NA)，选项D正确。]12．下列说法正确的是()A．理想气体吸热后温度一定升高B．可视为理想气体的相同质量和温度的氢气与氧气相比，平均动能一定相等，内能一定不相等C．某理想气体的摩尔体积为V0，阿伏加德罗常数为NA，则该理想气体单个的分子体积为eq\f(V0,NA)D．甲、乙两个分子仅在分子力的作用下由无穷远处逐渐靠近直到不能再靠近的过程中，分子引力与分子斥力都增大，分子势能先增大后减小B[根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q得，物体的内能与做功和热传递有关，理想气体的内能由温度决定，故一定质量的理想气体吸热后温度可能不变，故A错误；温度是分子的平均动能的标志，所以相同温度的氢气与氧气相比，平均动能一定相等，但氢气分子与氧气分子相比，氢气分子的质量小，所以相同质量的氢气的分子数比氧气的分子数多，内能一定比氧气大，故B正确；某理想气体的摩尔体积为V0，阿伏加德罗常数为NA，可以求出该理想气体的每一个分子所占的空间为eq\f(V0,NA)，由于气体分子之间的距离远大于分子的大小，所以气体分子的体积小于eq\f(V0,NA)，故C错误；分子之间的距离减小时，分子引力与分子斥力都增大，甲、乙两个分子在只受分子力的作用下由无穷远处逐渐靠近直到不能再靠近的过程中，开始时分子之间的作用力表现为引力，距离减小的过程中分子力做正功，分子势能减小，分子之间的距离小于平衡位置的距离时，分子力表现为斥力，距离再减小的过程中分子力做负功，分子势能增大，故D错误。]13．关于分子动理论的规律，下列说法正确的是()A．扩散现象说明物质分子在做永不停息的无规则运动B．压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体分子间存在斥力的缘故C．布朗运动是指悬浮在液体或气体里的分子的运动D．如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，用来表征它们所具有的“共同热学性质”的物理量是内能A[扩散现象与布朗运动都是分子无规则热运动的宏观表现，故A正确；气体压缩可以忽略分子间作用力，压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体压强的存在，故B错误；布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的运动，故C错误；如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，用来表征它们所具有的“共同热学性质”的物理量叫作温度，不是内能，故D错误。]14．(2021·江苏南京师大附中高考模拟)已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1.3kg/m3和2.1kg/m3，空气的摩尔质量为0.029kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023mol－1。若潜水员呼吸一次吸入2L空气，求：(1)潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数(结果保留一位有效数字)；(2)在海底吸入的空气大约是岸上吸入的空气的压强的多少倍？(忽略温度的差异)[解析](1)设空气的摩尔质量为M，在海底和在岸上的密度分别为ρ海和ρ岸，一次吸入空气的体积为V，在海底和在岸上分别吸入空气的分子数为n海和n岸，则有n海＝eq\f(ρ海VNA,M)，n岸＝eq\f(ρ岸VNA,M)多吸入的分子个数为：Δn＝n海