XX專用高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十三章 熱學(xué) 第一節(jié) 分子動(dòng)理論 內(nèi)能實(shí)驗(yàn)：用油膜法估測(cè)分子的大小檢測(cè)

PAGE第一節(jié)分子動(dòng)理論內(nèi)能（實(shí)驗(yàn)：用油膜法估測(cè)分子的大小）(建議用時(shí)：40分鐘)一、選擇題1．下列說法正確的是()A．1g水中所含的分子數(shù)目和地球的總?cè)丝跀?shù)差不多B．0℃的鐵和0℃的冰，它們的分子平均動(dòng)能相等C．一定質(zhì)量的理想氣體壓強(qiáng)增大，其分子的平均動(dòng)能可能減小D．氣體如果失去了容器的約束就會(huì)散開，這是氣體分子的無規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)造成的解析：選BCD.水的摩爾質(zhì)量是18g/mol，1g水中含有的分子數(shù)為：n＝eq\f(1,18)×6.0×1023≈3.3×1022個(gè)，地球的總?cè)藬?shù)約為70億，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；溫度是分子的平均動(dòng)能的標(biāo)志，氣體的壓強(qiáng)增大，溫度可能減小，選項(xiàng)C正確；氣體分子間距大于10r0，分子間無作用力，打開容器，氣體散開是氣體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)造成的，選項(xiàng)D正確；鐵和冰的溫度相同，分子平均動(dòng)能必然相等，選項(xiàng)B正確．2．關(guān)于擴(kuò)散現(xiàn)象，下列說法正確的是()A．溫度越高，擴(kuò)散進(jìn)行得越快B．?dāng)U散現(xiàn)象是不同物質(zhì)間的一種化學(xué)反應(yīng)C．?dāng)U散現(xiàn)象是由物質(zhì)分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的D．?dāng)U散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生解析：選ACD.擴(kuò)散現(xiàn)象是分子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的反映，C正確；溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)越激烈，擴(kuò)散越快，A正確；氣體、液體、固體的分子都在不停地進(jìn)行著熱運(yùn)動(dòng)，擴(kuò)散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生，D正確；在擴(kuò)散現(xiàn)象中，分子本身結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生變化，不屬于化學(xué)變化，B錯(cuò)誤．3．(2019·江蘇四市聯(lián)考)下列說法正確的是()A．只要知道水的摩爾質(zhì)量和水分子的質(zhì)量，就可以計(jì)算出阿伏加德羅常數(shù)B．懸浮微粒越大，在某一瞬間撞擊它的液體分子數(shù)就越多，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯C．溫度升高，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能一定增大，但并非所有分子的速率都增大D．一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)等溫壓縮后，其壓強(qiáng)一定增大解析：選ACD.懸浮微粒越大，在某一瞬間撞擊它的液體分子數(shù)越多，受力越趨于平衡，布朗運(yùn)動(dòng)越不明顯，B錯(cuò)誤．4．(2016·高考北京卷)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10μm、2.5μm的顆粒物(PM是顆粒物的英文縮寫)．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1.0×10－6m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1.0×10－5m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，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．5．如圖為兩分子系統(tǒng)的勢(shì)能Ep與兩分子間距離r的關(guān)系曲線．下列說法正確的是()A．當(dāng)r等于r2時(shí)，分子間勢(shì)能Ep最小B．當(dāng)r小于r1時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力C．當(dāng)r等于r1時(shí)，分子間勢(shì)能Ep最小D．當(dāng)r由r1變到r2的過程中，分子間的作用力做正功解析：選ABD.由題圖知：r＝r2時(shí)分子勢(shì)能最小，A對(duì)，C錯(cuò)；平衡距離為r2，r＜r2時(shí)分子力表現(xiàn)為斥力，B對(duì)；r由r1變到r2的過程中，分子勢(shì)能逐漸減小，分子力做正功，D對(duì)．6．(2016·高考全國(guó)卷Ⅲ改編)關(guān)于氣體的內(nèi)能，下列說法正確的是()A．質(zhì)量和溫度都相同的氣體，內(nèi)能一定相同B．氣體溫度不變，整體運(yùn)動(dòng)速度越大，其內(nèi)能越大C．氣體被壓縮時(shí)，內(nèi)能可能不變D．一定量的某種理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)解析：選CD.溫度相同的氣體分子平均動(dòng)能相同，僅質(zhì)量相同，分子質(zhì)量不同的氣體，所含分子數(shù)不同，氣體的動(dòng)能也不同，所以內(nèi)能不一定相同，A項(xiàng)錯(cuò)誤；氣體的內(nèi)能與整體運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能無關(guān)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；理想氣體等溫壓縮過程中，其內(nèi)能不變，C項(xiàng)正確；理想氣體不考慮分子間相互作用力，分子勢(shì)能為零，一定量的氣體，分子數(shù)量一定，溫度相同時(shí)分子平均動(dòng)能相同，由于內(nèi)能是所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和，所以D項(xiàng)正確．7．(2019·云南昭通質(zhì)檢)下列說法中正確的是()A．溫度高的物體比溫度低的物體熱量多B．溫度高的物體不一定比溫度低的物體的內(nèi)能多C．溫度高的物體比溫度低的物體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能大D．分子勢(shì)能隨著分子間距離的增大，可能先減小后增大解析：選BCD.熱量是在熱傳遞過程中傳遞的能量，不是狀態(tài)量，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；物體的內(nèi)能與物體的溫度、體積等有關(guān)，溫度高的物體不一定比溫度低的物體的內(nèi)能多，溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度高的物體比溫度低的物體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能大，選項(xiàng)B、C正確；由分子勢(shì)能與分子間距的關(guān)系可知，分子勢(shì)能隨著分子間距離的增大，可能先減小后增大，選項(xiàng)D正確．8．下列說法正確的是()A．內(nèi)能不同的物體，溫度可能相同B．溫度低的物體內(nèi)能一定小C．同溫度、同質(zhì)量的氫氣和氧氣，氫氣的分子動(dòng)能大D．物體機(jī)械能增大時(shí)，其內(nèi)能一定增大解析：選AC.物體的內(nèi)能大小是由溫度、體積、分子數(shù)共同決定的，內(nèi)能不同，物體的溫度可能相同，故A正確；溫度低的物體，分子平均動(dòng)能小，但分子數(shù)可能很多，故B錯(cuò)誤；同溫度、同質(zhì)量的氫氣與氧氣分子平均動(dòng)能相等，但氫氣分子數(shù)多，故總分子動(dòng)能氫氣的大，故C正確；機(jī)械能增大，若物體的溫度、體積不變，內(nèi)能則不變，故D錯(cuò)誤．9．分子間同時(shí)存在著引力和斥力，當(dāng)分子間距增加時(shí)，分子間的()A．引力增加，斥力減小 B．引力增加，斥力增加C．引力減小，斥力減小 D．引力減小，斥力增加解析：選C.分子間同時(shí)存在著引力和斥力，當(dāng)分子間距離增加時(shí)，分子間的引力和斥力同時(shí)減?。?0．(2019·河北保定模擬)我國(guó)已開展空氣中PM2.5濃度的監(jiān)測(cè)工作．PM2.5是指空氣中直徑等于或小于2.5μm的懸浮顆粒物，其飄浮在空中做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，很難自然沉降到地面，吸入后對(duì)人體形成危害．礦物燃料燃燒的排放物是形成PM2.5的主要原因．下列關(guān)于PM2.5的說法中正確的是()A．PM2.5的尺寸與空氣中氧分子的尺寸的數(shù)量級(jí)相當(dāng)B．PM2.5在空氣中的運(yùn)動(dòng)屬于分子熱運(yùn)動(dòng)C．PM2.5的運(yùn)動(dòng)軌跡只是由大量空氣分子對(duì)PM2.5無規(guī)則碰撞的不平衡和氣流運(yùn)動(dòng)決定的D．倡導(dǎo)低碳生活，減小煤和石油等燃料的使用，能有效減小PM2.5在空氣中的濃度解析：選CD.PM2.5的尺寸比空氣中氧分子的尺寸大得多，A錯(cuò)誤；PM2.5在空氣中的運(yùn)動(dòng)不屬于分子熱運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤；PM2.5的運(yùn)動(dòng)軌跡是由大量空氣分子對(duì)PM2.5無規(guī)則碰撞的不平衡和氣流的運(yùn)動(dòng)決定的，C正確；倡導(dǎo)低碳生活，減少煤和石油等燃料的使用，能有效減小PM2.5在空氣中的濃度，D正確．11．兩個(gè)相鄰的分子之間同時(shí)存在著引力和斥力，它們隨分子之間距離r的變化關(guān)系如圖所示．圖中虛線是分子斥力和分子引力曲線，實(shí)線是分子合力曲線．當(dāng)分子間距為r＝r0時(shí)，分子之間合力為零，則下列關(guān)于該兩分子組成系統(tǒng)的分子勢(shì)能Ep與兩分子間距離r的關(guān)系曲線，可能正確的是()解析：選BCD.由于r＝r0時(shí)，分子之間的作用力為零，當(dāng)r＞r0時(shí)，分子間的作用力為引力，隨著分子間距離的增大，分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增加，當(dāng)r＜r0時(shí)，分子間的作用力為斥力，隨著分子間距離的減小，分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增加，故r＝r0時(shí)，分子勢(shì)能最?。C上所述，選項(xiàng)B、C、D正確，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．12．(2019·安陽檢測(cè))下列四幅圖分別對(duì)應(yīng)四種說法，其中正確的是()A．分子并不是球形，但可以當(dāng)做球形處理，這是一種估算方法B．微粒的運(yùn)動(dòng)就是物質(zhì)分子的無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，即布朗運(yùn)動(dòng)C．當(dāng)兩個(gè)相鄰的分子間距離為r0時(shí)，它們間相互作用的引力和斥力大小相等D．0℃和100℃氧氣分子速率都呈現(xiàn)“中間多、兩頭少”的分布特點(diǎn)解析：選ACD.A圖是油膜法估測(cè)分子的大小，圖中分子并不是球形，但可以當(dāng)做球形處理，這是一種估算方法，選項(xiàng)A正確；B圖中顯示的是布朗運(yùn)動(dòng)，是懸浮微粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，不是物質(zhì)分子的無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C圖中，當(dāng)兩個(gè)相鄰的分子間距離為r0時(shí)，分子力為零，此時(shí)它們間相互作用的引力和斥力大小相等，故選項(xiàng)C正確；D圖是麥克斯韋速率分布規(guī)律的圖解，0℃和100℃氧氣分子速率都呈現(xiàn)“中間多、兩頭少”的分布特點(diǎn)，故選項(xiàng)D正確．二、非選擇題13．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.由此可估算得，地球大氣層空氣分子總數(shù)為________________，空氣分子之間的平均距離為____________．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＝eq\f(4πp0R2,g)，空氣分子總數(shù)N＝eq\f(m,M)NA＝eq\f(4πp0NAR2,Mg).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＝eq\r(3,\f(Mgh,p0NA)).答案：eq\f(4πp0NAR2,Mg)eq\r(3,\f(Mgh,p0NA))14．在“用單分子油膜估測(cè)分子大小”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)的操作步驟如下：①取一定量的無水酒精和油酸，制成一定濃度的油酸酒精溶液；②在量筒中滴入一滴該溶液，測(cè)出它的體積；③在淺盤內(nèi)盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散開穩(wěn)定；④在淺盤上覆蓋透明玻璃，描出油膜形狀，用透明方格紙測(cè)量油膜的面積．改正其中的錯(cuò)誤：_________________________________________________________________________________________________________________________.解析：用單分子油膜法估測(cè)分子的大小：首先精確取1mL的油酸，用無水酒精按