【走向高考】2022届高三物理人教版一轮复习习题：选修3-3-第1讲分子动理论-内能

选考内容选修3-3第1讲一、选择题1．若以μ表示水的摩尔质量，V表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ为在标准状态下水蒸气的密度，NA为阿伏加德罗常数，m、Δ分别表示每个水分子的质量和体积，下面是四个关系式：①NA＝eq\f(ρV,m)②ρ＝eq\f(μ,NAΔ)③m＝eq\f(μ,NA)④Δ＝eq\f(V,NA)其中()A．①和②都是正确的 B．①和③都是正确的C．③和④都是正确的 D．①和④都是正确的[答案]B[解析]由NA＝eq\f(μ,m)＝eq\f(ρV,m)，故①③对，因水蒸气为气体，水分子间的空隙体积远大于分子本身体积，即V≫NA·Δ，④不对，而ρ＝eq\f(μ,V)≪eq\f(μ,NA·Δ)，②也不对，故B项正确。2．(2022·大纲全国)对于肯定量的淡薄气体，下列说法正确的是()A．压强变大时，分子热运动必定变得猛烈B．保持压强不变时，分子热运动可能变得猛烈C．压强变大时，分子间的平均距离必定变小D．压强变小时，分子间的平均距离可能变小[答案]BD[解析]本题考查气体压强的微观意义要明确在微观上，气体的压强由单位体积内的分子数和分子的平均动能打算。压强变大平均动能不肯定增大，分子间的平均距离也不肯定减小，A、C正确，由于压强由单位体积内的分子数和平均动能共同打算，所以B、D选项正确。本题可以依据压强的微观表达式p＝eq\f(2,3)nEk分析。3．(2022·北京理综)下列说法中正确的是()A．物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大B．物体温度上升，其分子热运动的平均动能增大C．物体温度降低，其内能肯定增大D．物体温度不变，其内能肯定不变[答案]B[解析]本题考查温度与分子平均动能和内能的关系，要明确温度是平均动能的标志，分子平均动能由温度打算，温度越高，平均动能越大，A错，B对。内能包括分子动能和分子势能。温度发生变化，内能不肯定变化，C、D不正确。解答本题要明确，平均动能由温度打算，内能由温度、体积和分子数共同打算。4．(2022·山东理综)如图，内壁光滑、导热良好的气缸中用活塞封闭有肯定质量的抱负气体。当环境温度上升时，缸内气体()A．内能增加B．对外做功C．压强增大D．分子间的引力和斥力都增大[答案]AB[解析]气体的内能只与温度有关，温度上升，内能增大，选项A正确；气体体积增大，对外做功，选项B正确；气体的压强不变，选项C错误；抱负气体不考虑分子间的引力和斥力，选项D错误。5．(2022·陕西长安一中、高新一中、交大附中等五校二模)以下说法正确的是()A．无论什么物质，只要它们的摩尔数相同，就含有相同的分子数B．分子引力不等于分子斥力时，违反了牛顿第三定律C．1g氢气和1g氧气含有的分子数相同，都是6.02×1023个D．阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到的尘埃的运动就是布朗运动[答案]A[解析]任何相互作用的物体间都遵循牛顿第三定律，选项B错误；每个氢气分子的质量小于每个氧气分子的质量，故1g氢气比1g氧气分子数目多，选项C错误；阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到的尘埃的运动是受到外界影响而产生的，并不是布朗运动，选项D错误。6．(2022·河北唐山一模)如图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斥力C．当r等于r1时，分子间势能Ep最小D．当r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做正功[答案]BD[解析]由图象可知分子间距离为r2时分子势能最小，r2是分子的平衡距离，当0<r<r2时，分子力为斥力，当r>r2时分子力为引力，A错误；当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力，B正确；当r等于r2时，分子间的作用力为零，故C错误；在r由r1变到r2的过程中，分子力为斥力，分子间距离增大，分子间的作用力做正功，D正确。7．(2022·福建理综)如图，横坐标v表示分子速率，纵坐标f(v)表示各等间隔速率区间的分子数占总分子数的百分比。图中曲线能正确表示某一温度下气体分子麦克斯韦速率分布规律的是()A．曲线① B．曲线②C．曲线③ D．曲线④[答案]D[解析]分子速率分布曲线是正态分布，肯定温度下气体分子速率很大和很小的占总分子数的比率都很少，呈现“中间多，两头少”的规律，只有曲线④符合实际状况。本题易错选B，留意到曲线上速率为零的分子占有总分子数的比率是某一值，这是不行能的，由于分子在做永不停息的无规章热运动。8．(2022·江西二模)如图所示，纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小，横坐标表示两个分子间的距离，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e为两曲线的交点，则下列说法正确的是()A．ab为斥力曲线，cd为引力曲线，e点横坐标的数量级为10－10B．ab为引力曲线，cd为斥力曲线，e点横坐标的数量级为10－10C．若两个分子间距离增大，则分子势能也增大D．由分子动理论可知：温度相同的氢气和氧气，分子平均动能相同E．质量和温度都相同的氢气和氧气(视为抱负气体)，氢气的内能大[答案]BDE[解析]在F－r图象中，随着距离的增大斥力比引力变化的快，所以ab为引力曲线，cd为斥力曲线，当分子间的距离等于分子直径数量级时，引力等于斥力，e点是平衡间距点，横坐标的数量级为10－10m二、非选择题9．某物质的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏伽德罗常数为NA，则该物质每个分子的质量m0＝__________，每个分子的体积V0＝__________，单位体积内所含的分子数n＝__________。[答案]M/NAM/ρNAρNA/M[解析]由于1mol的任何物质中都含有NA个分子数，则NA·m0＝M即m0＝eq\f(M,NA)，设该物质质量为m，体积为V，则ρ＝eq\f(m,V)得V0＝eq\f(m0,ρ)＝eq\f(M/NA,ρ)＝eq\f(M,ρNA)该1mol物质的体积为Vmol，那么它对应的分子数为NA。而1mol物质的体积为Vmol＝eq\f(M,ρ)那么每单位体积所具有的分子数为n＝eq\f(NA,Vmol)＝eq\f(NA,M/ρ)＝eq\f(ρNA,M)10．如图所示，地球是太阳系从内到外的第三颗行星。已知地球半径约为6.4×106m，空气的摩尔质量约为29×10－3kg/mol，一个标准大气压约为1.0×105Pa。利用以上数据估算出地球表面大气在标准状况下的体积为多少？(g取9.8m/[答案]4×10[解析]大气压是由大气重量产生的，大气压强p＝eq\f(mg,S)＝eq\f(mg,4πR2)代入数据可得地球表面大气质量m＝5.2×10标准状况下1mol气体的体积为V＝22.4×10－3故地球表面大气体积为V′＝eq\f(m,m0)V＝eq\f(5.2×1018,29×10－3)×22.4×10－3m3＝4×1018m3。11．用长度放大600倍的显微镜观看布朗运动，估量放大后的小颗粒(碳)体积为0.1×10－9m3，碳的密度为2.25×103kg/m3，摩尔质量是1.2×10－2kg/mol，阿伏加德罗常数为6.0×1023mol－1[答案]5×1010个[解析]设小颗粒的边长为a，则放大600倍后，其体积为V＝(600a)3＝0.1×10－9m3，实际体积为V′＝a3＝eq\f(10－16,216)m3质量为m＝ρV′＝eq\f(25,24)×10－15kg含分子数为n＝eq\f(\f(25,24)×10－15,1.2×10－2)×6.0×1023＝5×1010(个)12．一滴水的体积为1.2×10－5cm3，假如放在开口容器中，由于蒸发每分钟跑出的水分子数为6.0×108个，需要多长时间跑完[答案]6.7×108min[解析]水的摩尔体积为V＝1.8×10－5m一滴水中含水分子个数为N＝eq\f(V′,V)NA＝eq\f(1.2×10－5×10－6,1.8×10－5)×6.02×1023＝4.0×1017(个)水分子跑完的时间为t＝eq\f(N,n)＝eq\f(4.0×1017,6.0×108)＝6.7×108(min)我们知道，在开口容器中蒸发掉一滴水，根本不需要6.7×108min的时间，缘由在于实际生活中每分钟跑出的水分子个数比6.0×108还要多得多。13．空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器(铜管)液化成水，经排水管排走，空气中水分越来越少，人会感觉干燥。若有一空调工作一段时间后，排出液化水的体积V＝1.0×103cm3。已知水的密度ρ＝1.0×103kg/m3、摩尔质量M＝1.8×10－2kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023mol－1(1)该液化水中含有水分子的总数N；(2)一个水分子的直径d。[答案](1)3×1025(2)4×10－10[解析](1)水的摩尔体积为：V0＝eq\f(M,ρ)＝eq\f(1.8×10－2,1.0×103)m3/mo