备考2025届高考物理一轮复习分层练习第十五章热学第1讲分子动理论内能

第1讲分子动理论内能1.下列关于热运动的说法正确的是（C）A.水流速度越大，水分子的热运动越猛烈B.水凝合成冰后，水分子的热运动停止C.水的温度越高，水分子的热运动越猛烈D.水的温度上升，每一个水分子的运动速率都会增大解析分子的热运动与宏观运动无关，只与温度有关，故A错误；水凝合成冰后，水分子的热运动不会停止，故B错误；温度上升，分子的热运动更猛烈，分子平均动能增大，并不是每一个分子的运动速率都会增大，故C正确，D错误.2.如图所示是关于布朗运动的试验记录，下列说法正确的是（D）A.图中记录的是分子无规则运动的状况B.图中记录的是微粒做布朗运动的轨迹C.试验中可以看到，微粒越大，布朗运动越猛烈D.试验中可以看到，温度越高，布朗运动越猛烈解析布朗运动不是液体分子的无规则运动，而是大量液体分子做热运动时与悬浮在液体中的微粒发生碰撞，微粒做的无规则运动，即布朗运动是分子热运动的反映，温度越高，分子的热运动越猛烈，布朗运动也越猛烈，故A错误，D正确；微粒越小，某一瞬间跟它撞击的分子数越少，撞击作用的不平衡性表现得越明显，即布朗运动越猛烈，故C错误；图中每个拐点记录的是微粒每隔一段时间所处的位置，而在每段时间内微粒做的也是无规则运动，不愿定是直线运动，故B错误.3.[2024山东青岛模拟]确定质量的乙醚液体全部蒸发，变为同温度的乙醚气体，在这一过程中乙醚的（B）A.分子间作用力保持不变B.分子平均动能保持不变C.分子平均势能保持不变D.内能保持不变解析确定质量的乙醚液体全部蒸发变为同温度的气体，分子间的距离变大，分子间的引力和斥力都会减小，分子间作用力发生变更，故A错误；乙醚液体蒸发变为气体的过程中，要从外界吸取热量，由于温度不变，故分子平均动能不变，而蒸发过程中乙醚分子要克服分子间的引力做功，分子势能增加，故内能增加，B正确，C、D错误.4.[多选]下列现象由分子热运动引起的有（AB）A.把一块平滑的铅板叠放在平滑的铝板上，经相当长的一段时间再把它们分开，会看到它们相接触的面都是灰蒙蒙的B.把胡椒粉末放入汤中，最终胡椒粉末会沉在碗底，而我们喝汤时尝到了胡椒的味道C.含有泥沙的水经确定时间会变清D.用砂轮打磨零件会使零件的温度上升解析A、B项中所述现象都是扩散现象，都是由分子热运动引起的，故A、B符合题意；C中现象出现的缘由是泥沙颗粒的密度大于水的密度，在重力作用下，泥沙颗粒向下运动，C不符合题意；D中现象出现的缘由是摩擦生热，D不符合题意.5.[多选]下列说法正确的是（CD）A.因为氢气分子很小，所以任何时候氢气均可视为志向气体B.某志向气体的摩尔体积为V0，阿伏加德罗常数为NA，则该志向气体单个分子的体积为VC.甲、乙两个分子仅在分子力的作用下由无穷远处渐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，分子势能先减小后增大D.扩散现象与布朗运动都能说明分子在永不停息地运动解析一般气体在温度不太低、压强不太大的状况下才能看成志向气体，故A错误.某志向气体的摩尔体积为V0，阿伏加德罗常数为NA，可以求出该志向气体每一个分子所占有的空间体积为V0NA，由于气体分子之间的距离远大于分子的直径，该志向气体单个分子的体积远小于V0N6.[2024重庆]图1和图2中曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别描述了某物理量随分子间距离变更的规律，r0为平衡位置的距离.现有如下物理量：①分子势能，②分子间引力，③分子间斥力，④分子间引力和斥力的合力.则曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的物理量分别是（D）图1图2A.①③② B.②④③C.④①③ D.①④③解析分子处于平衡位置（即分子之间距离为r0）时分子势能最小，可知曲线Ⅰ表示分子势能随分子之间距离r变更的关系；依据分子处于平衡位置（即分子之间距离为r0）时分子力为零，可知曲线Ⅱ表示分子间引力和斥力的合力随分子之间距离r变更的关系；当r＜r0时，分子力表现为斥力，可见r轴上方的曲线表示斥力，曲线Ⅲ表示分子间斥力随分子之间距离r变更的关系.故D正确.7.[2024福建宁德一中模拟]图甲是确定质量的某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线，图乙是两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线.下列说法正确的是（A）A.图甲：同一温度下，气体分子的速率都呈“中间多、两头少”的分布B.图甲：气体在①状态下的内能小于在②状态下的内能C.图乙：当r＞r1时，分子间的作用力表现为引力D.图乙：在r由r1变到r2的过程中分子力做负功解析图甲中，同一温度下，气体分子的速率都呈“中间多、两头少”的分布，

①状态下速率大的分子所占的比例较大，则说明①对应的分子平均动能较大，即气

体在①状态下的内能大于在②状态下的内能，故A正确，B错误；图乙中，当r＝r2

时，分子势能最小，此时分子力为0，则当r＞r2时，分子间的作用力表现为引力，

当r＜r2时，分子间的作用力表现为斥力，在r由r1变到r2的过程中，分子势能减小，

则分子力做正功，故C、D错误.8.[设问创新/2024山东淄博模拟]某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，空气的平均摩尔质量为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，则潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数约为（B）A.3×1021个 B.3×1022个C.3×1023个 D.3×1024个解析设空气的平均摩尔质量为M，在海底和岸上空气的密度分别为ρ海和ρ岸，每

呼吸一次吸入空气的体积为V，在海底和在岸上分别吸入的空气分子个数为n海和n岸，则有n海＝ρ海VNAM，n岸＝ρ岸Vn岸，代入数据得Δn≈3×1022(个)，故选B.9.[2024辽宁沈阳统考]设甲分子在坐标原点O处不动，乙分子位于r轴上，甲、乙两分子间的作用力与分子间距离的关系如图中曲线所示，F＞0表现为斥力，F＜0表现为引力.a、b、c为r轴上三个特定的位置，现把乙分子从a处由静止释放（设无穷远处分子势能为零），则（B）A.乙分子从a到c，分子力先减小后增大B.乙分子运动到c点时，动能最大C.乙分子从a到c，分子力先做正功后做负功D.乙分子运动到c点时，分子力和分子势能都为零解析由图可知，乙分子从a到c，分子力先增大后减小，故A错误；乙分子从a到c，分子间作用力表现为引力，引力做正功，动能始终增大，当两分子间距离小于c时，分子力表现为斥力，斥力做负功，所以乙分子运动到c点时，动能最大，故B正确，C错误；乙分子运动到c点时，分子力为零，但由于分子力始终做正功，所以分子势能应小于零，故D错误.10.[科技情境/多选]浙江高校高分子系超群教授的课题组制备出了一种超轻气凝胶，它刷新了目前世界上最轻材料的纪录，弹性和吸油实力令人惊喜.这种被称为“全碳气凝胶”的固态材料密度仅是空气密度的18.设气凝胶的密度为ρ（单位为kg/m3），摩尔质量为M（单位为kg/mol），阿伏加德罗常数为NA，则下列说法正确的是（ABCA.a千克气凝胶所含分子数为n＝aMNB.气凝胶的摩尔体积为Vmol＝MC.每个气凝胶分子的体积为V0＝MD.每个气凝胶分子的直径为d＝3解析a千克气凝胶的物质的量为aM，所含分子数为n＝aMNA，A正确；气凝胶的摩尔体积为Vmol＝Mρ，B正确；每个气凝胶分子的体积为V0＝VmolNA＝MNAρ，C正确；依据V0＝43π(d11.[科技情境/2024广东惠州模拟]如图甲所示，“天宫课堂”中，王亚平将分别挤有水球的两块板渐渐靠近，直到两个水球融合在一起，再把两板渐渐拉开，水在两块板间形成了一座“水桥”，为我们展示了微重力环境下液体表面张力的特性.“水桥”表面与空气接触的薄层叫表面层，已知分子间作用力F和分子间距离r的关系如图乙.下列说法正确的是（D）A.能总体反映“水桥”表面层中的水分子之间相互作用的是B位置B.“水桥”表面层中两水分子间的分子势能与其内部水分子相比偏小C.“水桥”表面层中水分子间的距离与其内部水分子相比偏小D.王亚平放开双手两板吸引到一起，该过程分子力做正功解析在“水桥”内部，分子间的距离在r0左右，分子间作用力约为零，而在“水

桥”表面层中，分子比较稀疏，分子间的距离大于r0，因此分子间的作用力表现为

引力，从而使“水桥”表面绷紧，所以能总体反映“水桥”表面层中的水分子之间

相互作用的是C位置，故A、C错误；分子间距离从大于r0减小到r0左右的过程中，

分子力表现为引力，做正功，则分子势能减小，所以“水桥”表面层中两水分子间

的分子势能与其内部水分子相比偏大，故B错误；王亚平放开双手，“水桥”在表

面张力作用下收缩，而“水桥”与板接触面的水分子对板有吸引力作用，在两板靠

近过程中分子力做正功，故D正确.12.[设问创新]某学校物理爱好小组组织开展一次探究活动，想估算地球四周大气层中空气的分子个数.一同学通过网上搜寻，查阅得到以下几个数据：地球的半径R＝6.4×106m，地球表面的重力加速度g＝9.8m/s2，地面旁边大气压强p0＝1.0×105Pa，空气的平均摩尔质量M＝2.9×10－2kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023mol－1.（1）这位同学依据上述几个物理量能估算出地球四周大气层中空气的分子数吗？假如能，请估算出大气层中空气的分子数；假如不能，请说明理由.（2）假如地球四周的大气全部液化成密度等于水的液体且匀整分布在地球表面上，试估算一下地球半径将会增加多少.（已知水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，结果保留2位有效数字）答案（1）能，大气层中空气的分子数为1.1×1044个（