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文檔簡介
2025高考物理步步高同步練習選修3第一章分子動理論4分子動能和分子勢能[學習目標]1.知道溫度是分子平均動能的標志.2.明確分子勢能與分子間距離的關(guān)系.3.理解內(nèi)能的概念及其決定因素.一、分子動能1.分子動能:分子由于永不停息地做無規(guī)則運動而具有的能量.2.分子的平均動能所有分子熱運動動能的平均值.3.物體的溫度是它的分子熱運動的平均動能的標志.二、分子勢能1.分子勢能:由分子間的相對位置決定的能.2.分子勢能Ep隨分子間距離r變化的情況如圖所示.當r=r0時,分子勢能最?。?.決定因素(1)宏觀上:分子勢能的大小與物體的體積有關(guān).(2)微觀上:分子勢能的大小與分子之間的距離有關(guān).三、物體的內(nèi)能1.物體的內(nèi)能:物體中所有分子的熱運動動能與分子勢能的總和.任何物體都具有內(nèi)能.2.相關(guān)因素(1)物體所含的分子總數(shù)由物質(zhì)的量決定.(2)分子熱運動的平均動能與溫度有關(guān).(3)分子勢能與物體的體積有關(guān).故物體的內(nèi)能由物質(zhì)的量、溫度、體積共同決定,同時受物態(tài)變化的影響.1.判斷下列說法的正誤.(1)溫度反映了每個分子熱運動的劇烈程度.(×)(2)溫度是分子平均動能的標志.(√)(3)分子的勢能是由分子間相對位置決定的能量,隨分子間距的變化而變化.(√)(4)溫度高的物體內(nèi)能大.(×)2.(1)1千克10℃的水比10千克2℃的鐵的分子的平均動能________.(2)質(zhì)量和體積一定的同種氣體,溫度高時氣體的內(nèi)能________.答案(1)大(2)大一、分子動能導學探究(1)為什么研究分子動能的時候主要關(guān)心大量分子的平均動能?(2)物體溫度升高時,物體內(nèi)每個分子的動能都增大嗎?(3)物體運動的速度越大,其分子的平均動能也越大嗎?答案(1)分子動能是指單個分子熱運動的動能,但分子是無規(guī)則運動的,因此各個分子的動能以及一個分子在不同時刻的動能都不盡相同,所以研究單個分子的動能沒有意義,我們主要關(guān)心的是大量分子的平均動能.(2)溫度是大量分子無規(guī)則熱運動的集體表現(xiàn),含有統(tǒng)計的意義,對于個別分子,溫度是沒有意義的.所以物體溫度升高時,個別分子的動能可能減小,也可能不變.(3)不是.分子的平均動能與宏觀物體運動的速度無關(guān).知識深化1.單個分子的動能(1)定義:組成物體的每個分子都在不停地做無規(guī)則運動,因此分子具有動能.(2)由于分子運動的無規(guī)則性,在某時刻物體內(nèi)部各個分子的動能大小不一,就是同一個分子,在不同時刻的動能也可能是不同的,所以單個分子的動能沒有意義.2.分子的平均動能(1)定義:物體內(nèi)所有分子的動能的平均值.(2)決定因素:物體的溫度是分子熱運動的平均動能的標志.溫度升高的物體,分子的平均動能增大,但不是每個分子的動能都增大,個別分子的動能可能減小或不變,但總體上所有分子的平均動能一定是增大的.3.物體內(nèi)分子的總動能物體內(nèi)分子的總動能是指所有分子熱運動的動能總和,它等于分子熱運動的平均動能與分子數(shù)的乘積.物體內(nèi)分子的總動能與物體的溫度和所含分子總數(shù)有關(guān).例1關(guān)于溫度與分子動能的關(guān)系,下列說法正確的是()A.某物體的溫度為0℃,說明物體中分子的平均動能為零B.溫度是分子熱運動平均動能的標志C.溫度較高的物體,其分子平均動能較大,則分子的平均速率也較大D.物體的運動速度越大,則物體的溫度越高答案B解析某物體溫度是0℃,物體中分子的平均動能并不為零,因為分子在永不停息地做無規(guī)則運動,A錯誤;溫度是分子熱運動平均動能的標志,溫度越高的物體,分子的平均動能越大,但由于分子的質(zhì)量不一定相同,則分子平均速率不一定大,B正確,C錯誤;物體內(nèi)分子無規(guī)則熱運動的速度與機械運動的速度無關(guān),物體的運動速度越大,不能代表物體內(nèi)部分子的熱運動越激烈,所以物體的溫度不一定高,D錯誤.例2當氫氣和氧氣溫度相同時,下列說法中正確的是()A.兩種氣體的分子平均動能不相等B.氫氣分子的平均速率大于氧氣分子的平均速率C.兩種氣體分子熱運動的總動能相等D.兩種氣體分子熱運動的平均速率相等答案B解析因為溫度是分子平均動能的標志,溫度相同,兩種氣體的分子平均動能相同,所以選項A錯誤;因為氫氣和氧氣的分子質(zhì)量不同,所以兩種氣體分子的平均速率不同,由Ek=eq\f(1,2)mv2可得,分子質(zhì)量大的平均速率小,故選項B正確,D錯誤;雖然兩種氣體分子平均動能相等,但由于兩種氣體的質(zhì)量不清楚,即分子數(shù)目關(guān)系不清楚,故選項C錯誤.由于不同物質(zhì)的分子質(zhì)量一般不同,所以同一溫度下,不同物質(zhì)的分子熱運動的平均動能相同,但平均速率一般不同.二、分子勢能導學探究(1)功是能量轉(zhuǎn)化的量度,分子力做功對應(yīng)什么形式的能量變化呢?(2)當兩個分子從相距無窮遠處逐漸靠近到不能再靠近的過程中,分子勢能如何變化?答案(1)分子力做功對應(yīng)分子勢能的變化.(2)分子勢能先減小后增大.知識深化1.分子力、分子勢能與分子間距離的關(guān)系(如圖所示)分子間距離rr=r0r>r0r<r0分子力F等于零表現(xiàn)為引力表現(xiàn)為斥力分子力做功W分子間距增大時,分子力做負功分子間距減小時,分子力做負功分子勢能Ep最小隨分子間距的增大而增大隨分子間距的減小而增大2.分子勢能的特點由分子間的相對位置決定,隨分子間距離的變化而變化.分子勢能是標量,正、負表示的是大小,具體的值與零勢能點的選取有關(guān).3.分子勢能的影響因素(1)宏觀上:分子勢能跟物體的體積有關(guān).(2)微觀上:分子勢能跟分子間距離r有關(guān),分子勢能與r的關(guān)系不是單調(diào)變化的.例3下列四幅圖中,能正確反映分子間作用力F和分子勢能Ep隨分子間距離r變化關(guān)系的圖線是()答案B解析當r<r0時,分子力表現(xiàn)為斥力,隨分子間距離r增大,分子勢能Ep減?。划攔>r0時,分子力表現(xiàn)為引力,隨分子間距離r增大,分子勢能Ep增大;當r=r0時,分子力為零,此時分子勢能最小,故選項B正確.三、內(nèi)能導學探究(1)結(jié)合影響分子動能和分子勢能的因素,從微觀和宏觀角度討論影響內(nèi)能的因素有哪些?(2)物體的內(nèi)能隨機械能的變化而變化嗎?內(nèi)能可以為零嗎?答案(1)微觀上:物體的內(nèi)能取決于物體所含分子的總數(shù)、分子的平均動能和分子間的距離.宏觀上:物體的內(nèi)能取決于物體所含物質(zhì)的量、溫度、體積及物態(tài).(2)物體的機械能變化時其溫度和體積不一定變化,因此其內(nèi)能不一定變化,兩者之間沒有必然聯(lián)系.組成物體的分子在做永不停息的無規(guī)則運動,因此物體的內(nèi)能不可能為零.知識深化1.內(nèi)能的決定因素(1)宏觀因素:物體內(nèi)能的大小由物質(zhì)的量、溫度和體積三個因素決定,同時也受物態(tài)變化的影響.(2)微觀因素:物體內(nèi)能的大小由物體所含的分子總數(shù)、分子熱運動的平均動能和分子間的距離三個因素決定.2.溫度、內(nèi)能和熱量的比較(1)溫度宏觀上表示物體的冷熱程度,是分子平均動能的標志.(2)內(nèi)能是物體中所有分子的熱運動動能與分子勢能的總和.(3)熱量指在傳熱過程中,物體吸收或放出熱的多少.3.內(nèi)能和機械能的區(qū)別與聯(lián)系內(nèi)能機械能對應(yīng)的運動形式微觀分子熱運動宏觀物體機械運動常見的能量形式分子動能、分子勢能物體動能、重力勢能、彈性勢能影響因素物質(zhì)的量、物體的溫度、體積及物態(tài)物體的質(zhì)量、機械運動的速度、相對于零勢能面的高度、彈性形變量大小永遠不等于零一定條件下可以等于零聯(lián)系在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化4.物態(tài)變化對內(nèi)能的影響一些物質(zhì)在物態(tài)發(fā)生變化時,如冰的熔化、水在沸騰時變?yōu)樗魵?,溫度不變,此過程中分子的平均動能不變,由于分子間的距離變化,分子勢能變化,所以物體的內(nèi)能變化.例4(2021·江蘇省揚州中學高二期中)關(guān)于物體的內(nèi)能,下列敘述中正確的應(yīng)是()A.溫度高的物體比溫度低的物體內(nèi)能大B.物體的內(nèi)能不可能為零C.內(nèi)能相同的物體,它們的分子平均動能一定相同D.物體的內(nèi)能與物體的溫度、體積、物態(tài)和分子數(shù)都無關(guān)答案B解析溫度高低反映分子平均動能的大小,但由于物體不同,分子數(shù)目不同,所處狀態(tài)不同,無法比較內(nèi)能大小,故A錯誤;由于分子不停地做無規(guī)則運動,因此,任何物體內(nèi)能不可能為零,故B正確;內(nèi)能相同的物體,它們的分子平均動能不一定相同,故C錯誤;物體的內(nèi)能與物體的溫度、體積、物態(tài)和分子數(shù)有關(guān),故D錯誤.考點一分子動能1.物體在粗糙的水平面上向前滑動,動能逐漸減小,溫度逐漸升高,在這個過程中,下列說法中正確的是()A.物體每個分子的動能都在增大B.物體分子的平均動能不斷減小C.物體分子的平均動能不斷增大D.物體每個分子的動能都在不斷減小答案C解析溫度是物體分子熱運動平均動能的標志,則當物體的溫度升高時,物體分子的平均動能不斷增大,但并非每個分子的動能都變大,故選項C正確,A、B、D錯誤.2.關(guān)于分子熱運動的動能,下列說法中正確的是()A.物體運動速度大,物體內(nèi)分子熱運動的動能一定大B.物體的溫度降低,物體內(nèi)分子熱運動的平均動能一定減小C.物體的溫度升高,物體內(nèi)每個分子熱運動的動能都增大D.1g100℃的水變成1g100℃的水蒸氣,分子熱運動的平均動能增大答案B解析物體由于運動而具有的能叫動能,它是宏觀物體所具有的一種能量;而分子的熱運動的動能叫作分子動能,是微觀上的內(nèi)能的一種形式,所以物體運動速度大小,與分子熱運動的動能無關(guān),故A錯誤;溫度是分子熱運動平均動能的標志,物體的溫度降低,分子平均動能減小,溫度升高,分子的平均動能增大,但并不是每個分子熱運動的動能都增大,故B正確,C錯誤;溫度相同的水和水蒸氣,分子平均動能相同,故D錯誤.3.若一氣泡從湖底上升到湖面的過程中,溫度保持不變,體積增大,則在此過程中關(guān)于氣泡中的氣體,下列說法中正確的是()A.氣體分子的平均速率減小B.氣體分子的平均速率增大C.氣體分子的平均動能減小D.氣體分子的平均動能不變答案D解析氣泡在上升的過程中,內(nèi)部氣體溫度不變,氣體分子的平均動能不變,平均速率不變,故D正確.考點二分子勢能4.(2021·甘肅蘭州市第二十七中學高二期末)關(guān)于分子間相互作用力與分子間勢能,下列說法正確的是()A.當分子間作用力表現(xiàn)為引力時,分子間的距離越大,分子勢能越小B.分子間作用力為零時,分子間的勢能一定是零C.當分子間距r>r0時,分子間的引力隨著分子間距的增大而增大,分子間的斥力隨著分子間距的增大而減小,所以分子力表現(xiàn)為引力D.兩個分子間的距離變大的過程中,分子間引力變化總是比斥力變化慢答案D解析當分子間作用力表現(xiàn)為引力時,分子間的距離增大時,分子力做負功,則分子勢能增大,選項A錯誤;分子間作用力為零時,分子間的勢能最小,但不是零,選項B錯誤;當分子間距r>r0時,分子間的引力隨著分子間距的增大而減小,分子間的斥力隨著分子間距的增大而減小,但是引力減小得慢,所以分子力表現(xiàn)為引力,選項C錯誤;兩個分子間的距離變大的過程中,分子間引力變化總是比斥力變化慢,選項D正確.5.(2021·江蘇南通高二月考)兩分子間的作用力F與分子間距離r的關(guān)系如圖所示.若將甲分子固定在坐標原點O,乙分子從a點處由靜止釋放,在它向甲分子靠近的過程中,下列說法正確的是()A.乙分子將一直做加速運動B.在r>r0階段,乙分子的速度先增大后減小C.當乙分子到達r0位置時,其加速度最大D.在r>r0階段,兩分子的勢能一直減小答案D解析a點處分子力表現(xiàn)為引力,故乙分子將加速運動,到達r0處時,分子力為零,加速度為零,速度最大,在r>r0過程中,分子力做正功,速度增大,分子勢能減小,之后分子力表現(xiàn)為斥力,乙分子做減速運動,故D正確,A、B、C錯誤.6.(2022·江蘇省徐州一中高二月考)關(guān)于分子勢能的下列說法中,正確的是()A.當分子距離為r0(分子引力與分子斥力大小相等的位置)時分子勢能最大B.當分子距離為r0時分子勢能最小,但不一定為零C.當分子距離為r0時,由于分子力為零,所以分子勢能為零D.分子相距無窮遠時分子勢能為零,在相互靠近到不能再靠近的過程中,分子勢能不變答案B解析設(shè)分子距離為r.當r>r0時,分子力表現(xiàn)為引力,分子距離越大,分子勢能越大;當r<r0時,分子力表現(xiàn)為斥力,分子距離越小,分子勢能越大;故當r=r0時,分子力為0,分子勢能最??;由于分子勢能是相對的,其值與零勢能點的選擇有關(guān),所以分子距離為r0時分子勢能最小,但不一定為零,故A、C錯誤,B正確.分子相距無窮遠時分子勢能為零,在相互靠近到不能再靠近的過程中,分子勢能先變小后變大,選項D錯誤.7.(2021·遼寧葫蘆島高二期末)分子勢能Ep與分子間距離r的關(guān)系圖線如圖中曲線所示,曲線與橫軸交點為r1,曲線最低點對應(yīng)橫坐標為r2(取無限遠處分子勢能Ep=0).下列說法正確的是()A.分子間的引力和斥力都隨著分子間距離r增大而增大B.當r<r1時,分子勢能和分子間作用力都隨r減小而增大C.當分子間作用力表現(xiàn)為斥力時,分子勢能隨分子間距離減小而減小D.當r1<r<r2時,隨著分子間距離r增大,分子力先做正功后做負功答案B解析分子間的引力和斥力都隨著分子間距離r增大而減小,A錯誤;當r<r1時,分子間作用力表現(xiàn)為斥力,隨r減小而增大,由題圖可知,當r<r1時,分子勢能隨距離減小而增大,B正確;當分子間作用力表現(xiàn)為斥力時,分子間距離減小,分子間作用力做負功,分子勢能增大,C錯誤;由題圖可知,當r1<r<r2時,隨著分子間距離r增大,分子勢能減小,則分子間作用力一直在做正功,D錯誤.8.如圖所示,甲分子固定在坐標原點O,乙分子位于x軸上,甲、乙兩分子間的作用力與兩分子間距離的關(guān)系如圖中曲線所示,F(xiàn)>0為斥力,F(xiàn)<0為引力.a(chǎn)、b、c、d為x軸上四個特定的位置,現(xiàn)將乙分子從a移動到d的過程中,兩分子間的分子力和分子勢能都增大的階段是()A.從a到b B.從b到cC.從b至d D.從c到d答案D解析根據(jù)分子力做功與分子勢能的關(guān)系,分子力做正功分子勢能減少,分子力做負功分子勢能增加,故D選項正確.考點三物體的內(nèi)能9.下列說法正確的是()A.鐵塊熔化成鐵水的過程中,溫度不變,內(nèi)能也不變B.物體運動的速度增大,則物體中分子熱運動的平均動能增大,物體的內(nèi)能增大C.A、B兩物體接觸時有熱量從物體A傳到物體B,這說明物體A的內(nèi)能大于物體B的內(nèi)能D.A、B兩物體的溫度相同時,A、B兩物體的內(nèi)能可能不同,分子的平均速率也可能不同答案D解析溫度是分子平均動能的標志,內(nèi)能是所有分子熱運動動能和分子勢能的總和,故溫度不變時,內(nèi)能可能變化,A項錯誤;兩物體溫度相同,內(nèi)能可能不同,分子的平均動能相同,但分子的平均速率可能不同,故D項正確;有熱量從A傳到B,只能說明A的溫度高,內(nèi)能大小還要看它們的總分子數(shù)和分子勢能等因素,故C項錯誤;機械運動的速度與分子熱運動的平均動能無關(guān),故B項錯誤.10.(2021·江蘇徐州市賈汪區(qū)建平中學高二期中)質(zhì)量相等的氫氣和氧氣,溫度相同,不考慮分子間的勢能,則()A.氧氣的內(nèi)能較大B.氫氣的內(nèi)能較大C.兩者內(nèi)能相等D.氫氣分子的平均動能較大答案B解析不考慮分子間的勢能,內(nèi)能只由溫度和分子數(shù)決定,溫度相同則分子平均動能相等,由于質(zhì)量相等,氫氣分子數(shù)多,所以氫氣的內(nèi)能較大,故B正確,A、C、D錯誤.11.關(guān)于物體的內(nèi)能,以下說法正確的是()A.箱子運動的速度減小,其內(nèi)能也減小B.密封良好的籃球的容積不變,內(nèi)部氣體的溫度降低時,其氣體的內(nèi)能將減小C.物體的溫度和體積均發(fā)生變化,其內(nèi)能一定變化D.對于一些特殊的物體,可以沒有內(nèi)能答案B解析物體的內(nèi)能與物體的機械運動無關(guān),故A錯誤;當氣體的體積不變而溫度降低時,氣體的分子勢能不變,分子的平均動能減小,氣體的內(nèi)能減小,故B正確;物體的溫度和體積均發(fā)生變化時,物體內(nèi)的分子勢能和分子的平均動能都發(fā)生變化,其內(nèi)能可能不變,故C錯誤;任何物體都有內(nèi)能,故D錯誤.12.(2021·江蘇省公道中學高二月考)關(guān)于機械能和內(nèi)能,下列說法中正確的是()A.機械能大的物體,其內(nèi)能一定很大B.物體的機械能損失時,內(nèi)能卻可以增加C.物體的內(nèi)能損失時,機械能必然減小D.物體的內(nèi)能為零時,機械能可以不為零答案B解析機械能大的物體其內(nèi)能不一定大,機械能損失時,其內(nèi)能可能增大、不變或減小,故A錯誤,B正確;物體具有機械能的大小與物體內(nèi)能的大小無直接關(guān)系,物體的內(nèi)能損失時,機械能可能增大、不變或減小,故C錯誤;由分子動理論知,物體的內(nèi)能不能為零,機械能可以為零也可以不為零,故D錯誤.13.(2021·南京市第十三中學高二期末)如圖所示,甲分子固定在坐標原點O,乙分子沿x軸運動,兩分子間的分子勢能Ep與兩分子間距離x的關(guān)系如圖所示,則下列說法中正確的是()A.乙分子在P點(x=x2)時,加速度最大B.乙分子在Q點(x=x1)時,分子力為零C.乙分子從P點到Q點過程中,分子力做正功D.乙分子從P點到Q點過程中,分子力增大答案D解析乙分子在P點(x=x2)時,分子勢能最小,則所受分子力為零,加速度為零,選項A、B錯誤;乙分子從P點到Q點過程中,分子勢能增加,則分子力做負功,選項C錯誤;乙分子從P點到Q點過程中,分子力表現(xiàn)為斥力,隨分子距離的減小分子力增大,選項D正確.14.(2021·江蘇淮安高二月考)甲、乙兩圖分別表示兩個分子之間分子力和分子勢能隨分子間距離變化的圖像.由圖像判斷以下說法中正確的是()A.當分子間距離為r0時,分子力和分子勢能均最小且為零B.當分子間距離r>r0時,分子力隨分子間距離的增大而增大C.當分子間距離r>r0時,分子勢能隨分子間距離的增大而減小D.當分子間距離r<r0時,分子間距離逐漸減小,分子力和分子勢能都增加答案D解析當分子間距離為r0時,分子力為0,分子勢能最小,但不為0,所以A錯誤;當分子間距離r>r0時,由題圖可知,隨分子間距離的增大,分子力先增大后減小,所以B錯誤;當分子間距離r>r0時,由題圖知,分子勢能隨分子間距離的增大而增大,所以C錯誤;當分子間距離r<r0時,分子間距離逐漸減小,分子力越來越大,分子斥力做負功,則分子勢能增加,所以D正確.本章知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建章末檢測試卷(一)(滿分:100分)一、單項選擇題:共10題,每題4分,共40分.每題只有一個選項最符合題意.1.關(guān)于布朗運動,下列說法正確的是()A.布朗運動就是分子的無規(guī)則運動B.布朗運動是液體分子的無規(guī)則運動C.溫度越高,布朗運動越劇烈D.在0℃的環(huán)境中布朗運動消失答案C解析布朗運動是指液體中懸浮顆粒做無規(guī)則運動的現(xiàn)象,A、B錯誤;布朗運動是液體分子無規(guī)則運動碰撞懸浮顆粒引起的,溫度越高液體分子運動得越劇烈,即布朗運動也越劇烈,C正確;分子的運動永不停息,所以布朗運動不會消失,只有明顯和不明顯之分,D錯誤.2.(2021·江蘇常州市新橋高級中學高二期中)下列說法正確的是()A.溫度是分子熱運動劇烈程度的標志B.內(nèi)能是物體中所有分子熱運動所具有的動能的總和C.氣體壓強僅與氣體分子的平均速率有關(guān)D.氣體溫度降低,分子的平均動能可能不變答案A解析溫度是分子熱運動劇烈程度的量度(標志),A項正確;內(nèi)能是物體內(nèi)所有分子的分子熱運動動能和分子勢能的總和,B項錯誤;氣體壓強不僅與分子的平均速率有關(guān),還與分子的數(shù)密度有關(guān),C項錯誤;氣體溫度降低,則分子的平均動能變小,D項錯誤.3.(2021·武漢市第六中學高二下月考)關(guān)于分子動理論的基本觀點和實驗依據(jù),下列說法正確的是()A.隨著分子間距離增大,分子勢能一定增大B.陽光從縫隙射入教室,從陽光中看到的塵埃的運動是布朗運動C.生產(chǎn)半導體器件時需要在純凈的半導體材料中摻入其他元素,這可以在高溫條件下利用分子的擴散來完成D.某氣體的摩爾體積為V,每個分子的體積為V0,則阿伏加德羅常數(shù)可表示為NA=eq\f(V,V0)答案C解析若分子力表現(xiàn)為引力,分子間距離增大,分子力做負功,分子間勢能增大,若分子力表現(xiàn)為斥力,分子間距離增大,分子力做正功,分子勢能減小,A錯誤.陽光從縫隙射入教室,從陽光中看到塵埃的運動,不是布朗運動,是由于空氣的流動引起的,B錯誤.生產(chǎn)半導體器件時需要在純凈的半導體材料中摻入其他元素,這可以在高溫條件下利用分子的擴散來完成,C正確.若氣體的摩爾體積為V,每個分子的體積為V0,由于氣體分子之間的距離遠大于分子的直徑,所以阿伏加德羅常數(shù)不能表示為NA=eq\f(V,V0),D錯誤.4.(2022·哈爾濱三中高二月考)根據(jù)以下哪組數(shù)據(jù)可以估算出阿伏加德羅常數(shù)()A.一定量氧氣的質(zhì)量與體積B.氧氣的摩爾質(zhì)量與分子質(zhì)量C.氧氣的摩爾體積與分子體積D.一定量氧氣的體積與摩爾體積答案B解析知道一定量氧氣的質(zhì)量與體積,可以求出氧氣的密度,不能計算出阿伏加德羅常數(shù),故A錯誤;氧氣的摩爾質(zhì)量除以氧氣分子的質(zhì)量等于阿伏加德羅常數(shù),故B正確;利用氧氣分子占據(jù)空間的體積和氧氣的摩爾體積,可求出阿伏加德羅常數(shù),氣體分子間隙較大,利用氧氣分子的體積和氧氣的摩爾體積,不能求出阿伏加德羅常數(shù),故C錯誤;知道一定量氧氣的體積與摩爾體積,能求出氧氣的摩爾數(shù),不能求出阿伏加德羅常數(shù),故D錯誤.5.關(guān)于物體的內(nèi)能,下列敘述中正確的是()A.溫度高的物體比溫度低的物體內(nèi)能大B.物體的體積增大時,內(nèi)能也增大C.內(nèi)能相同的物體,它們的分子平均動能一定相同D.內(nèi)能不相同的物體,它們的分子平均動能可能相同答案D解析物體的內(nèi)能是物體所有分子熱運動的動能和分子勢能的總和.溫度高的物體比溫度低的物體分子的平均動能大,但分子數(shù)不一定多,分子勢能不一定大,即物體的內(nèi)能不一定大,故A錯誤;物體的體積增大時,分子間的距離變大,分子勢能改變,但不確定分子勢能是增加還是減小,即使分子勢能增大,也不知道分子動能如何變化,不能說明內(nèi)能增大,故B錯誤;內(nèi)能相同的物體,說明分子勢能和分子動能之和相等,它們的分子平均動能不一定相同,故C錯誤;內(nèi)能不相同的物體,他們的溫度可能相同,即他們的分子平均動能可能相同,故D正確.6.若某種實際氣體分子間的作用力表現(xiàn)為引力,則一定質(zhì)量的該氣體內(nèi)能的大小與氣體體積和溫度的關(guān)系是()A.如果保持其體積不變,溫度升高,內(nèi)能增大B.如果保持其體積不變,溫度升高,內(nèi)能減小C.如果保持其溫度不變,體積增大,內(nèi)能不變D.如果保持其溫度不變,體積增大,內(nèi)能減小答案A解析若保持氣體的體積不變,則分子勢能不變,溫度升高,分子的平均動能變大,故氣體的內(nèi)能增大,A正確,B錯誤;若保持氣體的溫度不變,氣體分子的平均動能不變,體積增大,分子間的引力做負功,分子勢能增大,故氣體的內(nèi)能增大,選項C、D錯誤.7.(2021·江蘇省鎮(zhèn)江中學高二月考)如圖所示,用F表示兩分子間的作用力,Ep表示分子間的分子勢能,在兩個分子之間的距離由10r0變?yōu)閞0的過程中()A.F不斷增大 B.F先增大后減小C.F對分子一直做負功 D.Ep先增大后減小答案B解析分子間的作用力是矢量,其正負不表示大??;分子勢能是標量,其正負表示大?。x取題圖圖像信息知,由10r0變?yōu)閞0的過程中,F(xiàn)先增大后變小至0,Ep則不斷減小,故B正確,A、D錯誤;該過程中,分子力始終為引力,做正功,故C錯誤.8.分子勢能Ep與分子間距離r的關(guān)系圖線如圖所示(取無窮遠處分子勢能Ep=0),下列說法不正確的是()A.在圖中的B位置,分子間斥力大于引力B.在圖中的A位置,分子間斥力小于引力C.兩分子從無窮遠處靠近的過程中分子勢能先減小后增大D.分子間距從圖中的A點變化到B點的過程中,分子間的引力和斥力都在不斷增大答案B解析在題圖中的B位置,r<r0,分子力表現(xiàn)為斥力,分子間斥力大于引力,選項A正確;在題圖中的A位置,r=r0,分子間斥力等于引力,選項B錯誤;由題圖可知,兩分子從無窮遠處靠近的過程中分子勢能先減小后增大,選項C正確;分子間距從題圖中的A點變化到B點的過程中,分子間距離減小,則分子間的引力和斥力都在不斷增大,選項D正確.9.利用油膜法可粗略地測定分子的大小和阿伏加德羅常數(shù).若已知n滴油酸的總體積為V,一滴油酸形成的油膜面積為S,油酸的摩爾質(zhì)量為μ,密度為ρ,則每個油酸分子的直徑d和阿伏加德羅常數(shù)NA分別為(球的體積公式V=eq\f(4,3)πR3)()A.d=eq\f(V,nS),NA=eq\f(μn,ρV) B.d=eq\f(V,nS),NA=eq\f(6μn3S3,πρV3)C.d=eq\f(V,S),NA=eq\f(6μn3S3,πρV3) D.d=eq\f(V,S),NA=eq\f(6μn3S3,ρV3)答案B解析一滴油酸體積為eq\f(V,n),故直徑d=eq\f(V,nS);油酸的摩爾體積為Vmol=eq\f(μ,ρ),一個油酸分子體積為V0=eq\f(1,6)πd3=eq\f(πV3,6n3S3),故NA=eq\f(Vmol,V0)=eq\f(6μn3S3,πρV3),故B正確.10.(2021·江蘇省揚州中學高二月考)晶須是一種發(fā)展中的高強度材料,它是一些非常細的、非常完整的絲狀(橫截面為圓形)晶體.現(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()A. B.C. D.答案C解析鐵的摩爾體積V=eq\f(M,ρ),單個分子的體積V0=eq\f(M,ρNA),又V0=eq\f(4,3)πr3,所以分子的半徑r=,分子的最大截面積S0=,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)=,故C正確.二、非選擇題:共5題,共60分.其中第12題~第15題解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟,只寫出最后答案的不能得分;有數(shù)值計算時,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位.11.(8分)(2022·重慶西南大學附中高二階段練習)(1)如圖所示的四個圖反映“用油膜法估測分子的大小”實驗中的四個步驟,將它們按操作先后順序排列應(yīng)是________(用符號表示).(2)取油酸1.0mL注入250mL的容量瓶內(nèi),然后向瓶中加入酒精,直到液面到達250mL的刻度為止,得到油酸酒精混合溶液.用滴管吸取混合溶液逐滴滴入量筒,記錄滴入的滴數(shù)直到液面到達量筒的1.0mL刻度為止,恰好共滴了100滴.取一滴混合溶液滴在淺盤內(nèi)的水面上(已撒爽身粉),數(shù)得油膜輪廓占面積為1cm2小格子120格(不足半格舍去,多于半格計1格).可估算油酸分子的直徑d=________m(結(jié)果保留2位有效數(shù)字).(3)該同學做完實驗后,發(fā)現(xiàn)自己所測的分子直徑d明顯偏大.出現(xiàn)這種情況的原因可能是________.A.將滴入的油酸酒精溶液體積作為油酸體積進行計算B.油酸酒精溶液長時間放置,酒精揮發(fā)使溶液的濃度發(fā)生了變化C.計算油膜面積時,只數(shù)了完整的方格數(shù)D.求每滴溶液中純油酸的體積時,1mL溶液的滴數(shù)多記了10滴(4)用油膜法測出油酸分子的直徑后,要測定阿伏加德羅常數(shù),還需要知道油酸的________.A.摩爾質(zhì)量 B.摩爾體積C.質(zhì)量 D.體積答案(1)cadb(2分)(2)3.3×10-9(2分)(3)AC(2分)(4)B(2分)解析(1)“用油膜法估測分子的大小”實驗步驟為:配置油酸酒精溶液→測定一滴油酸酒精溶液的體積→準備淺水盤→形成油膜→描繪油膜形狀測量油膜面積→計算分子直徑,則操作先后順序應(yīng)是cadb;(2)油膜面積約占120格,面積約為S=120×1×10-4m2=1.2×10-2m2一滴油酸酒精溶液含有純油酸的體積為V=eq\f(1,250)×eq\f(1,100)×10-6m3=4×10-11m3油酸分子的直徑約等于油膜的厚度d=eq\f(V,S)=eq\f(4×10-11,1.2×10-2)m≈3.3×10-9m(3)計算油酸分子直徑的公式是d=eq\f(V,S)V是純油酸的體積,S是油膜的面積將滴入的油酸酒精溶液體積作為油酸體積進行計算,則V取值偏大,導致d偏大,故A正確;油酸酒精溶液長時間放置,酒精揮發(fā)使溶液的濃度增大,則S偏大,導致d偏小,故B錯誤;計算油膜面積時,只數(shù)了完整的方格數(shù),則S取值偏小,導致d偏大,故C正確;求每滴溶液中純油酸的體積時,1mL的溶液的滴數(shù)多記了10滴,由V1=eq\f(1,n)mL,可知,純油酸的體積將偏小,導致d偏小,故D錯誤.(4)設(shè)一個油酸分子體積為V,則V0=eq\f(4,3)π(eq\f(d,2))3由NA=eq\f(Vmol,V0)可知,要測定阿伏加德羅常數(shù),還需知道油滴的摩爾體積,故B正確.12.(12分)(2021·江蘇徐州高二期末)2020年12月17日,嫦娥五號返回器帶著1.731kg的月球土壤順利在內(nèi)蒙古預(yù)定區(qū)域著陸.月球土壤中的氦-3蘊藏量大,它是一種目前已被世界公認的高效、清潔、安全的核聚變原料.若每千克月球土壤中含有氦-3的質(zhì)量為m,氦-3的摩爾質(zhì)量為M,阿伏加德羅常數(shù)為NA(均為國際單位),求:(1)每個氦-3分子的質(zhì)量m0;(2)嫦娥五號返回器帶回的1.731kg月球土壤中含有氦-3分子總個數(shù).答案(1)eq\f(M,NA)(2)1.731eq\f(mNA,M)解析(1)每個氦-3分子的質(zhì)量為eq\f(M,NA)(4分)(2)每千克月球土壤中含有質(zhì)量為m的氦-3,則1.731kg月球土壤中含有氦-3的質(zhì)量為1.731m,則嫦娥五號返回器帶回的1.731kg月球土壤中含有氦-3分子總個數(shù)N=eq\f(1.731m,M)NA=1.731eq\f(mNA,M).(8分)13.(12分)利用油膜法可以粗略測出阿伏加德羅常數(shù),把密度ρ=0.8×103kg/m3的某種油,用滴管滴出一滴,在水面上形成油膜,已知這滴油的體積為V=0.5×10-3cm3,形成的油膜面積為S=0
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